“COMPOSIÇÃO DE FATOR VIII FORMULADA SEM A ADIÇÃO DE ALBUMINA, USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE FATOR VIII, E, MÉTODO DE LIOFILIZAR UMA FORMULAÇÃO FARMACÊUTICA AQUOSA.” FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO O Fator VIII é uma proteína encontrada no plasma sangüíneo que atua como um co-fator na cascata de reações que levam à coagulação do sangue. Uma deficiência na quantidade de atividade do Fator VIII no sangue resulta no distúrbio de coagulação conhecido como hemofilia A, uma condição herdada que afeta primariamente os homens. A hemofilia A é correntemente tratada com preparações terapêuticas do Fator VIII derivadas do plasma humano ou fabricadas usando-se a tecnologia de DNA recombinante. Tais preparações são administradas em resposta a um episódio de hemorragia (na terapia de necessidade) ou em intervalos ffeqüentes, regulares para impedir a hemorragia descontrolada (profilaxia). O Fator VIII é conhecido como sendo relativamente instável em preparações terapêuticas. No plasma sangüíneo, o Fator VIII é usualmente complexado com uma outra proteína do plasma, o Fator de von Willebrand (vWF), que está presente no plasma em um excesso molar grande em relação ao Fator VIII e acredita-se que proteja o Fator VIII da degradação prematura. Uma outra proteína que circula no plasma, a albumina, também desempenha um papel na estabilização do Fator VIII in vivo. As preparações de Fator VIII correntemente comercializadas contam primariamente portanto com o uso de albumina e/ou o vWF para estabilizar o Fator VIII durante o processo de fabricação e durante a armazenagem.
A albumina e o vWF usados em preparações de Fator VIII correntemente comercializadas são derivados do plasma sangüíneo humano, entretanto, e o uso de tais materiais tem certas desvantagens. Porque um excesso molar grande de albumina comparada ao Fator VIII é, no geral, adicionado de modo a aumentar a estabilidade do Fator VIII em tais preparações, é difícil caracterizar a proteína do Fator VIII por si só nestas preparações. A adição de albumina derivadas do ser humano ao Fator VIII também é percebida como sendo uma desvantagem com respeito às preparações de Fator VTII recombinantemente produzidas. Isto é porque as preparações de Fator VIII recombinantemente derivadas, na ausência de tal albumina adicionada, podería de outro modo não conter nenhuma proteína derivada do ser humano e o risco teórico de transmitir um vírus podería ser reduzido.
Diversas tentativas para formular o Fator VIII sem albumina ou vWF (ou com níveis relativamente baixos destes excipientes) foram descritas. Por exemplo, a Patente US N2 5.565.427 (EP 508 194) concedida a Freudenberg (designada a Behringwerke) descreve preparações de Fator VIII que contêm combinações particulares de detergente e aminoácidos, especificamente arginina e glicina, além de excipientes tais como cloreto de sódio e sacarose. O detergente, polissorbato 20 ou polissorbato 80 é descrito como estando presente em quantidades entre 0,001 e 0,5 % (v/v), enquanto a arginina e a glicina estão presentes em quantidades entre 0,01 e 1 mol/1. A sacarose é descrita como estando presente em quantidades entre 0,1 e 10 %. O Exemplo 2 desta patente declara que soluções de (1) 0,75 % de sacarose, 0,4 M de glicina e 0,15 M de NaCl e (2) 0,01 M de citrato de sódio, 0,08 M de glicina, 0,016 M de lisina, 0,0025 M de cloreto de cálcio e 0,4 M de cloreto de sódio não foram estáveis em solução por mais de 16 horas, ao passo que soluções de (3) 1 % de sacarose, 0,14 M de arginina, 0,1 M de cloreto de sódio e (4) 1 % de sacarose, 0,4 M de glicina, 0,14 M de arginina, 0,1 M de cloreto de sódio e 0,05 % de Tween 80 exibiram estabilidade. A Patente US N2 5.763.401 (EP 818 204) concedida a Nayer (designada à Bayer) também descreve uma formulação terapêutica do Fator VTII sem albumina, que compreende sacarose de 15 a 60 mM, até 50 mM de NaCl, até 5mM de cloreto de cálcio, 65 a 400 mM de glicina e até 50 mM de histidina. As seguintes formulações específicas foram identificadas como sendo estáveis: (1) 150 mM de NaCl, 2,5 mM de cloreto de cálcio e 165 mM de manitol; e (2) 1 % de sacarose, 30 mM de cloreto de sódio, 2,5 mM de cloreto de cálcio, 20 mM de histidina e 290 mM de glicina. Uma formulação contendo quantidades mais altas de açúcar (10 % de maltose, 50 mM de NaCl, 2,5 mM de cloreto de cálcio e 5 mM de histidina) foi descoberta exibir estabilidade pobre no estado liofilizado comparado com a formulação (2). A Patente US N2 5.733.873 (EP 627 924) concedida a Osterberg (designada à Pharmacia & Upjohn) divulga formulações que incluem entre 0,01 e 1 mg/ml de um tensoativo. Esta Patente divulga formulações tendo as seguintes faixas de excipientes: polissorbato 20 ou 80 em uma quantidade de pelo menos 0,01 mg/ml, preferivelmente de 0,02 a 1,0 mg/ml; pelo menos 0,1 M de NaCl; pelo menos 0,5 mM de sal de cálcio; e pelo menos 1 mM de histidina. Mais particularmente, as seguintes formulações específicas são divulgadas: (1) 14,7 - 50 - 65 mM de histidina, 0,31 a 0,6 M de NaCl, 4 mM de cloreto de sódio, 0,001 - 0,02 - 0,025 % de polissorbato 80, com ou sem 0,1 % de PEG 4000 ou 19,9 mM de sacarose; e (2) 20 mg/ml de manitol, 2,67 mg/ml de histidina, 18 mg/ml de NaCl, 3,7 mM de cloreto de cálcio e 0,23 mg/ml de polissorbato 80.
Outras tentativas para usar concentrações baixas ou altas de cloreto de sódio também foram descritas. A Patente US N2 4.877.608 (EP 315 968) concedida a Lee (designada à Rhone-Poulenc Rorer) divulga formulações com concentrações relativamente baixas de cloreto, de sódio, a saber, formulações compreendendo de 0,5 mM a 15 mM de NaCl, 5 mM de cloreto de cálcio, 0,2 mM a 5 mM de histidina, 0,01 a 10 mM de cloridreto de lisina e até 10 % de açúcar. O “açúcar” pode ser até 10 % de maltose, 10 % de sacarose ou 5 % de manitol. A US 5.605.884 (EP 0 314 095) concedida a Lee (designada à Rhone-Poulenc Rorer) divulga o uso de formulações com concentrações relativamente altas de cloreto de sódio. Estas formulações incluem de 0,35 M a 1,2 M de NaCl, 1,5 a 40 mM de cloreto de cálcio, 1 mM a 50 mM de histidina e até 10 % de um “açúcar” tal como manitol, sacarose ou maltose.
Uma formulação compreendendo 0,45 M de NaCl, 2,3 mM de cloreto de cálcio e 1,4 mM de histidina é exemplificada. O Pedido de Patente Internacional WO 96/22107 concedida a Roser (designada à Quadrant Holdings Cambridge Limited) descreve formulações que incluem o açúcar trealose. Estas formulações compreendem: (1) 0,1 M de NaCl, 15 mM de cloreto de cálcio, 15 mM de histidina e 1,27 M (48 %) de trealose; ou (2) 0,011 % de cloreto de cálcio, 0,12 % de histidina, 0,002 % de Tris, 0,002 % de Tween, 0,004 % de PEG 3350, 7,5 % de trealose e 0,13% ou 1,03% de NaCl.
Outras formulações terapêuticas de Fator VIII do estado da técnica incluem, no geral albumina e/ou vWF com o propósito de estabilizar o Fator VIII e portanto não são relevantes para a presente invenção. Por exemplo, a Patente US N£ 5.328.694 (EP 511 234) concedida a Schwinn (designada à Octapharma AG) descreve uma formulação que inclui de 100 a 650 mM de dissacarídeo e de 100 mM a 1,0 M de aminoácido.
Especificamente, as seguintes formulações são divulgadas: (1) 0,9 M de sacarose, 0,25 M de glicina, 0,25 M de lisina e 3 mM de cloreto de cálcio e (2) 0,7 M de sacarose, 0,5 M de glicina e 5 mM de cloreto de cálcio.
Embora diversas tentativas tenham sido feitas para formular Fator VIII sem albumina ou vWF, permanece uma necessidade para formulações terapêuticas de Fator VIII que sejam estáveis na ausência de albumina ou de outras proteínas.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção diz respeito a composições terapêuticas de Fator VIII que são estáveis na ausência de albumina. Em particular, a presente invenção compreende uma composição de Fator VIII que compreende, além do Fator VIII: 4 % a 10 % de um agente incorpante selecionado do grupo que consiste de manitol, glicina e alanina, 1 % a 4 % de um agente de estabilização selecionado do grupo que consiste de sacarose, trealose, rafmose, arginina; 1 mM a 5 mM de sal de cálcio; 100 mM a 300 mM de NaCl e um agente de tamponização para manter um pH de aproximadamente entre 6 e 8. Esta composição pode adicionalmente compreender um tensoativo tal como polissorbato 20, polissorbato 80, Pluronic F 68 ou Brij 35. Quando o tensoativo é o polissorbato 80, este deve estar presente em uma quantidade de menos do que 0,1 %. O tampão das composições de Fator VIII de acordo com a presente invenção está preferivelmente presente em uma concentração de 10 mM a 50 mM e é preferivelmente selecionado do grupo que consiste de histidina, Tris, BIS-Tris Propano, PIPES, MOPS, HEPES, MES e ACES.
Vantajosamente, o agente de tamponização é histidina ou Tris. A composição do Fator VIII da presente invenção pode ainda compreender um antioxidante.
As composições do Fator VIII da presente invenção incluem tanto um agente incorpante quanto um estabilizador. O agente incorpante pode estar presente em uma quantidade de cerca de 6 % a cerca de 8 %, preferivelmente de cerca de 8 %. O agente de estabilização está preferivelmente presente em uma quantidade de cerca de 2 %. O cloreto de sódio também está presente nestas composições, preferivelmente em uma quantidade de 150 a 350 mM e mais preferivelmente em uma quantidade de cerca de 225 mM. O sal de cálcio da composição também é preferivelmente o cloreto de cálcio e a própria composição está preferivelmente na forma liofilizada.
Em uma outra modalidade, a presente invenção pode compreender uma composição do Fator VIII formulada sem adição de albumina que inclui os seguintes excipientes além do Fator VIII: de 2 % a 6 % de amido hidroxietílico; de 1 % a 4 % de um agente de estabilização selecionado do grupo que consiste de sacarose, trealose, rafinose, arginina; 1 mM a 5 mM de sal de cálcio; de 100 mM a 300 mM de NaCl e um agente de tamponização para manter um pH de aproximadamente entre 6 e 8.
Preferivelmente, tal composição compreende cerca de 4 % de amido hidroxietílico e o NaCl está presente em uma quantidade de 200 mM. O agente de estabilização também está preferivelmente presente em uma quantidade de cerca de 2 %.
Em uma outra modalidade, a presente invenção inclui uma composição do Fator VIII, formulada sem albumina, que compreende: de 300 mM a 500 mM de NaCl; de 1 % a 4 % de um agente de estabilização selecionável do grupo que consiste de sacarose, trealose, rafinose, arginina; de 1 mM a 5 mM de sal de cálcio; e um agente de tamponização para manter um pH de aproximadamente entre 6 e 8. Preferivelmente, o NaCl está presente em uma concentração de cerca de 400 mM. Já em uma outra modalidade, a presente invenção compreende um processo para liofilizar uma composição aquosa do Fator VIII em um recipiente usando um liofílizador, em que o processo compreende uma etapa inicial de congelamento e a etapa inicial de congelamento ainda compreende as etapas de: (a) diminuir a temperatura da câmara liofilizadora a pelo menos cerca de -45° C; (b) elevar a temperatura da câmara entre cerca de-15°Ce- 25° C; e subsequentemente (c) diminuir a temperatura da câmara a pelo menos cerca de -45° C. Neste processo, a temperatura da câmara é preferivelmente diminuída ou elevada a uma razão entre cerca de 0,5° C e cerca de 1,0° C por minuto. Na etapa (a), a temperatura é preferivelmente mantida durante cerca de 1 hora e é diminuída a cerca de -55° C. Na etapa (b) a temperatura é preferivelmente mantida entre -15° C e menos 25° C durante 1 a 3 horas e mais preferivelmente está a -22° Cea temperatura na etapa (c) é preferivelmente mantida durante cerca de 1 hora. A composição Fator VIII usada neste processos preferivelmente compreende entre 4 % e 10 % de um agente selecionado do grupo que consiste de manitol, glicina e alanina e também preferivelmente compreende entre 1 % e 4 % de um agente selecionado do grupo que consiste de sacarose, trealose, rafinose e arginina.
Além disso, a composição do Fator VIII usada neste processo também preferivelmente compreende entre 100 mM e 300 mM de NaCl.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
DEFINIÇÕES
Como aqui usado, os termos abaixo e suas variações devem ser definidas como segue, a menos que de outro modo indicado: Fator VIII - A molécula do Fator VIII existe naturalmente e em preparações terapêuticas como uma distribuição heterogênea de polipeptídeos que originam-se de um único produto de gene (ver, por exemplo, Andersson et ai, Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 83, 2979 a 2983, maio de 1986). O termo “Fator VIII” como aqui usado refere-se a todos de tais polipeptídeos, sejam derivados do plasma sangüíneo ou produzidos através do uso de técnicas de DNA recombinante. Os exemplos comercialmente disponíveis de preparações terapêuticas contendo o Fator VIII incluem aqueles vendidos sob os nomes comerciais de HEMOFIL M e RECOMBINATE (disponíveis da Baxter Healthcare Corporation, Deerfield, Illinois, U.S.A.). Outras preparações correntemente em desenvolvimento compreendem primariamente uma subpopulação única de moléculas de Fator VIII que carecem da porção do domínio B da molécula.
Unidade Internacional, IU - Unidade Internacional ou IU, é uma unidade de medida da atividade de coagulação do sangue (potência) do Fator VIII como medido por um ensaio padrão, tal como um dos seguintes: Ensaio de um estágio. Os ensaios de um estágio são conhecidos na técnica, tais como aqueles descritos em Lee, Martin L, et al, An Effect of Predilution on Potency Assays of Factor VIII Concentrates, Thrombosis Research (Pergamon Press Ltd.) 30, 511 a 519 (1983).
Ensaio cromogênico. Os ensaios cromogênicos podem ser comercialmente adquiridos, tais como o Coatest Factor VIII, disponível da Chromogenix AB, Molndal, Suécia.
Recozimento - O termo recozimento deve ser usado para indicar uma etapa no processo de liofilização de uma preparação farmacêutica que sofre a liofilização, antes da secagem por congelamento da preparação, em que a temperatura da preparação é elevada de uma temperatura mais baixa para uma temperatura mais alta e depois novamente esfriada após um período de tempo.
Agente incorpante - Para os propósitos deste pedido, agentes de volume são aquelas entidades químicas que fornecem estrutura para o “bolo” ou massa sólida residual de uma preparação farmacêutica depois desta ter sido liofilizada e que a protege contra o colapso. Um agente incorpante cristalizável deve significar um agente incorpante como aqui descrito que pode ser cristalizado durante a liofilização, outro que não o cloreto de sódio. O HES não está incluído neste grupo de agentes de volume cristalizáveis.
Secagem por congelamento, congelamento, liofilização - “Secagem por congelamento” a menos que de outro modo indicado pelo contexto em que o mesmo aparece, deve ser usado para denotar a parte de um processo de liofilização em que a temperatura de uma preparação farmacêutica é elevada de modo a retirar água da preparação. As etapas de “congelamento” de um processo de liofilização são aquelas etapas que ocorrem antes do estágio de secagem por congelamento. “Liofilização”, a menos que de outro modo indicado, deve referir ao processo inteiro de liofilização, incluindo tanto as etapas de congelamento quanto as etapas de secagem por congelamento. A menos que de outro modo observado, os termos porcentagem expressam as porcentagens de peso/volume e as temperaturas estão na escala Celsius.
COMPONENTES DE FORMULAÇÃO
As composições de Fator VIII da presente invenção incluem agentes de volume, agentes de estabilização, agentes de tamponização, cloreto de sódio, sais de cálcio e, vantajosamente, outros excipientes. Estes excipientes foram escolhidos de modo a maximizar a estabilidade do Fator VIII em preparações liofílizadas. Entretanto, as composições de Fator VIII da presente invenção exibem também estabilidade no estado líquido.
Os agentes de volume usados nas presentes formulações, que formam a porção cristalina do produto liofilizado (exceto no caso de HES), são selecionados do grupo que consiste de manitol, glicina, alanina e amido hidroxietílico (HES). O manitol, a glicina ou a alanina estão presentes em uma quantidade de 4 a 10 %, preferivelmente de 6 a 9 % e mais preferivelmente de cerca de 8 %. Quando o HES é usado como um agente incorpante, está presente em uma quantidade de 2 a 6 %, preferivelmente de 3 a 5 % e mais preferivelmente de cerca de 4 %.
Os agentes de estabilização usados nas formulações da presente invenção são selecionados do grupo que consiste de sacarose, trealose, rafinose e arginina. Estes agentes estão presentes nas formulações da presente invenção em uma quantidade entre 1 e 4 %, preferivelmente de 2 a 3 %, mais preferivelmente de cerca de 2 %. O sorbitol e o glicerol foram avaliados como estabilizadores possíveis mas foram descobertos ser estabilizadores pobres nas presentes formulações. O cloreto de sódio está incluído nas presentes formulações em uma quantidade de 100 a 300 mM, preferivelmente de 150 a 250 mM e o mais preferivelmente em cerca de 225 mM. Em uma modalidade da presente invenção, o cloreto de sódio por si só pode ser usado sem qualquer um dos agentes de volume anteriormente mencionados, em cujo caso o mesmo podería estar incluído na formulação em uma quantidade entre 300 mM e 500 mM de NaCl, preferivelmente de 350 a 450 mM de NaCl e mais preferivelmente de cerca de 400 mM de NaCl.
Além disso, tampões estão presentes nestas formulações, porque acredita-se que a molécula de Fator VIII possa ser adversamente afetada pelas mudanças de pH durante a liofilização. O pH deve ser preferivelmente mantido na faixa entre 6 e 8 durante a liofilização e mais preferivelmente em um pH de cerca de 7. O agente de tamponização pode ser qualquer entidade química fisiologicamente aceitável ou uma combinação de entidades químicas que tenham a capacidade para atuar como tampões, incluindo histidina, Tris, BIS-Tris Propano, PIPES, MOPS, HEPES, MES e ACES. As designações químicas completas destes agentes de tamponização estão listadas na Tabela 1 abaixo. Tipicamente, o agente de tamponização está incluído em uma concentração de 10 a 50 mM. Quando a histidina é adicionada às formulações, concentrações acima de 20 mM e preferivelmente acima de 25 mM são usadas, sozinha ou em combinação com outros tampões tais como Tris. A histidina é especialmente preferida para o uso nas composições da presente invenção, como descrito em maiores detalhes abaixo.
TABELA 1 - AGENTES DE TAMPONIZAÇÃO
De modo a preservar a atividade do Fator VIII, é importante que as formulações da presente invenção também incluam cálcio ou um outro cátion bivalente capaz de interagir com o Fator VIII e manter a sua atividade, presumivelmente pela manutenção da associação das cadeias pesadas e leves do Fator VIII. Entre 1 mM e 5 mM de sal de cálcio pode ser usado, mais preferivelmente de 3 a 4 mM e mais preferivelmente de cerca de 4 mM. O sal de cálcio é preferivelmente o cloreto de cálcio, mas também pode ser outros sais de cálcio tais como o gliconato de cálcio, o glubionato de cálcio ou o gliceptato de cálcio.
As composições do Fator VIII da presente invenção também preferivelmente incluem um tensoativo, preferivelmente em uma quantidade de 0,1 % ou menos e mais preferivelmente em uma quantidade de cerca de 0,03 %. O tensoativo pode ser, por exemplo, escolhido do grupo que consiste de polissorbato 20, polissorbato 80, polióis plurônicos e Brij 35 (éter laurílico de polioxietileno 23). Diversos graus de polióis plurônicos (vendidos sob o nome comercial Pluronic, fabricados pela Basf Wyandotte Corporation) estão disponíveis. Estes polióis de peso molecular (de 1.000 a mais de 16.000) e propriedades fisicoquímicas diversificados foram usados como tensoativos. O Pluronic F-38 de um peso molecular de 5.000 e o Pluronic F-68, peso molecular de 9.000, ambos contêm (em peso) 80 por cento de grupos de polioxietileno hidrofílico e 20 % de grupos de polioxipropileno hidrofóbico. O Tween-80, um polissorbato comercial, entretanto, é preferido nas formulações presentes, em particular o Tween-80 derivado de vegetal.
As formulações do Fator VIII da presente invenção também preferivelmente incluem um antioxidante. A adição de antioxidantes às formulações liofilizadas da invenção foi descoberto melhorar a estabilidade destas formulações e assim estende as suas vidas de prateleira. Os antioxidantes usados devem ser compatíveis para o uso com uma preparação farmacêutica e além disso são preferivelmente solúveis em água. Quando adicionar antioxidantes a uma formulação, é preferível adicionar tais antioxidantes tão tarde no processo antes da liofilização quanto possível, de modo a evitar a oxidação expontânea do antioxidante. A Tabela 2 abaixo lista os antioxidantes adequados, que são comercialmente disponíveis por intermédio das companhias tais como Calbiochem e Sigma.
TABELA 2 - ANTIOXIDANTES
Dos antioxidantes anteriores, a glutationa é preferida. As concentrações na faixa de cerca de 0,05 mg/ml a mais do que 1,0 mg/ml foram todas descobertas acentuar a estabilidade das composições de Fator VIII e acredita-se que concentrações mais altas também possam ser utilizáveis (até o ponto de quaisquer efeitos tóxicos ou efeitos adversos de fabricação, tais como uma depressão da temperatura de transição vítrea do produto liofilizado).
Foi verificado em particular que a combinação de histidina e glutationa produz efeitos sinergisticamente benéficos na estabilidade das composições de Fator VIII. A histidina, embora atue como um tampão, também pode atuar como um quelador metálico. Até o grau em que a inativação do Fator VIII é causada pela oxidação induzida pelo metal, a histidina pode portanto atuar para estabilizar o Fator VIII pela ligação de tais íons metálicos de oxidação. Acredita-se que pela ligação destes metais, a glutationa (ou na verdade qualquer outro antioxidante presente) é deste modo capaz de fornecer proteção antioxidativa adicional, visto que o efeito antioxidativo dos íons metálicos ligados pela histidina está contido.
Outros agentes de quelação também podem ser usados nas composições da presente invenção. Tais agentes devem preferivelmente ligar metais tais como o cobre e o ferro com maior afinidade do que o cálcio, se um sal de cálcio estiver sendo usado na composição. Um tal quelador e a desferoxamina, um agente quelador que facilita a remoção de A1++ e ferro. O
Mesilato de Desferoxamina, C25H48N608*CH403S, pode ser obtido da Sigma (Sigma Prod. N2 D9533). Este é um quelador de alumínio e ferro (II) que quelata o ferro (como um complexo de quelato 1:1) apenas no estado de oxidação +3, não no estado de oxidação +2 e também pode ligar o íon manganês e outros metais. A desferoxamina pode ser vantajosamente usada em uma quantidade de 0,25 mg/1. O Fator VIII usado nas presentes formulações pode ser o Fator VIII derivado de plasma humano altamente purificado ou mais preferivelmente pode ser o Fator VIII recombinantemente produzido. O Fator VIII recombinante pode ser produzido a partir das células do ovário de hamster chinês (CHO) transfectadas com um vetor que carrega uma sequência de DNA que codifica a molécula do Fator VIII. Os métodos para criar tais células CHO transfectadas estão descritos, inter alia, na Patente US N2 4.757.006 concedida a Toole, Jr., embora métodos alternativos sejam também conhecidos na técnica (ver, por exemplo, a Patente US N2 4.868.112, também concedida a Toole, Jr., e o Pedido Internacional PCT WO-A- 91/09122). Os métodos usados para cultivar tais células CHO para produzir o Fator VIII também são conhecidos na técnica, por exemplo, no Pedido de Patente Europeu N2 0 362 218, concedido ao Genetics Institute, intitulado “Improved method for producing Factor VIII:C-type proteins.” O Fator VIII recombinante também pode ser, entretanto, produzido em outras linhas de célula, tais como células de rim de hamster bebê (BHK). A molécula do Fator VIII, por si só, se recombinantemente produzida pode ser uma molécula do Fator VIII de comprimento completo ou um derivado da supressão desta, tal como uma molécula do Fator VIII suprimida no domínio B.
Embora as composições do Fator VIII descritas neste pedido possam ser liofilizadas e reconstituídas nas concentrações indicadas, uma pessoa de habilidade na técnica compreenderá que estas preparações também podem ser reconstituídas em forma mais diluída. Por exemplo, uma preparação de acordo com a presente invenção que é liofilizada e/ou normalmente reconstituída em 2 ml de solução também pode ser reconstituída em um volume maior de diluente, tal como 5 ml. Isto é particularmente apropriado quando a preparação de Fator VIII deva ser injetada imediatamente em um paciente, visto que neste caso é menos provável que o Fator VIII perca a atividade, que pode ocorrer mais rapidamente em soluções mais diluídas de Fator VIII.
DESENVOLVIMENTO DE FORMULAÇÃO E LIOFILIZAÇÃO
De modo a se obter a estabilidade máxima, as composições de Fator VIII da presente invenção são preferivelmente liofilizadas. Durante a liofilização, o Fator VIII é convertido de uma constituição em uma fase aquosa para uma constituição em uma fase sólida amorfa, o que é considerado proteger a proteína da instabilidade química e/ou conformacional. A preparação liofilizada não apenas contém uma fase amorfa, mas também inclui um componente que cristaliza durante a liofilização. Considera-se que isso permita a liofilização rápida da composição de Fator VIII e a formação de um bolo mais elegante (isto é, um bolo com contração mínima dos lados do recipiente no qual o mesmo foi liofilizado). Nas formulações da presente invenção, os agentes de estabilização foram selecionados para existir primariamente em uma fase amorfa do produto liofilizado, enquanto que os agentes de volume (exceto o HES) foram selecionados para cristalizar durante o congelamento.
Tanto o Fator VIII quanto o estabilizador são preferivelmente dispersados na fase amorfa do bolo liofilizado. A massa do estabilizador também é preferivelmente grande comparada aos outros excipientes na forma amorfa. Além disso, a temperatura de transição vítrea aparente (Tg’) da fase amorfa é preferível e relativamente alta durante a secagem por congelamento e a temperatura de transição vítrea (Tg) do sólido é do mesmo modo preferivelmente alta durante a armazenagem. A cristalização do cloreto de sódio no produto foi descoberto ser desejável, visto que o cloreto de sódio amorfo irá abaixar a Tg’ da fase amorfa.
De modo a evitar o colapso do bolo de uma composição particular, a secagem primária é preferivelmente realizada em uma temperatura de produto abaixo da temperatura de transição vítrea aparente do concentrado congelado. Um aumento no tempo de secagem também pode ser requerido para compensar uma diminuição na Tg\ Mais informação sobre a liofilização pode ser encontrada em Carpenter, J. F. e Chang, B. S., Liophilization of Protein Pharmaceuticals, Biotechnology and Biopharmaceutical Manufacturing, Processing and Preservation, K. E. Aves and V. L. Wu, eds. (Buffalo Grove, IL: Interpharm Press, Inc.), pp. 199 a 264 (1996). EXEMPLO 1 Os efeitos da concentração do Fator VIII e da adição de um estabilizador sobre a recuperação do Fator VIII foram investigados em vários estudos. Estes estudos foram realizados usando-se manitol como um agente incorpante modelo e sacarose como um estabilizador modelo. As três formulações de amostra descritas na Tabela 3 abaixo foram usadas nestes estudos. Todas as formulações usadas nestes estudos incluíram 10 mM de Tris, 200 mM de NaCl, 8 % de manitol, 4 mM de CaCl2 e 0,02 % de Tween- 80 e foram conduzidas a um pH de 7,0. ___________ TABELA 3 Estas amostras foram liofílizadas usando-se o ciclo de secagem por congelamento mostrado na Tabela 4 abaixo de modo a manter uma temperatura de produto abaixo da temperatura de transição vítrea aparente (Tg’). Estudos de calorimetria de varredura diferencial (DSC) indicaram a presença de uma transição em aproximadamente -40° C nas formulações de manitol. De modo a manter uma temperatura de produto abaixo deste valor, a temperatura de prateleira foi ajustada para -32° C durante a secagem primária. A secagem primária sob estas condições foi realizada em cerca de 55 horas, com um tempo de ciclo total de cerca de 80 horas. TABELA 4 A atividade do Fator VIII destas amostras, como determinada pelo ensaio de coagulação de um estágio, foi comparada contra um controle mantido a -45° C. Os resultados do ensaio estão apresentados na Tabela 5 abaixo. __________ ________ TABELA 5 Estes resultados indicam que a concentração de proteína tem um efeito na recuperação do Fator VIII durante o congelamento. As formulações contendo 60 Ul/ml perdem aproximadamente 37 % a 42 % da atividade inicial do Fator VIII durante a etapa de congelamento, enquanto 6,7 da atividade do Fator VIII foi perdida para a formulação contendo 600 IU/ml.
Estes resultados indicam que uma concentração mais alta de proteína tem um efeito protetivo durante o congelamento. Embora a sacarose tenha fornecido alguma proteção para o Fator VTII durante as manutenções de temperatura intermediária, bem como durante a secagem por congelamento, a mesma falhou em proteger a proteína durante a etapa inicial de congelamento. EXEMPLO 2 Seguindo-se o desenvolvimento do processo de liofilização esboçado no Exemplo 1, outra otimização deste processo foi empreendida.
Foi descoberto que uma composição liofilizada tendo uma temperatura de transição vítrea mais alta (e, teoricamente, melhor estabilidade do Fator VIII) pode ser produzida por: (1) diminuindo-se a temperatura de congelamento inicialmente para -45° C ou inferior (tal como descendo-se a cerca de -50° C ou -55° C); (2) elevando-se a temperatura para -20° C ou -22° C (±5° C); e depois (3) diminuir novamente a temperatura para -45° C ou inferior. A temperatura é diminuída ou elevada, conforme o caso, a uma razão entre cerca de 0,5° C e cerca de 1,0° C por minuto. Uma vez que a temperatura desejada seja atingida, a composição é mantida nesta temperatura durante entre 1 e 3 horas. Este ciclo de congelamento melhorado é mostrado na Tabela 6 abaixo. TABELA 6 A menos que de outro modo indicado, as temperaturas referidas neste exemplo e em outros exemplos referem-se à temperatura de prateleira do liofilizador e não à temperatura do produto por si. Seguindo-se o ciclo de congelamento melhorado, o restante do processo de liofilização pode ser conduzido como esboçado no Exemplo 1 acima ou de outro modo como ainda descrito neste ou como determinado por uma pessoa de habilidade na técnica.
Este processo de liofilização melhorado foi descoberto ser útil para formulações que incluem glicina como o agente incorpante bem como àquelas que usam manitol. Acredita-se ainda que tenha aplicabilidade também para formulações que fazem uso dos outros agentes de volume da presente invenção. EXEMPLO 3 Acredita-se que de modo a produzir um produto secado por congelamento com aparência de bolo e temperatura de transição vítrea aceitáveis, o agente incorpante das preparações farmacêuticas liofilizadas que contêm cloreto de sódio, tal como glicina ou manitol, pode necessitar ser cristalizado. O seguinte processo de liofilização melhorado para agentes de volume cristalizáveis foi portanto desenvolvido. _________________TABELA 7a - Etapas de Congelamento__________________ TABELA 7b - Etapas de Secagem Por Congelamento Nas etapas de congelamento, as mudanças nas temperaturas ocorreram a uma razão entre cerca de 0,5° C/minuto e Io C/minuto. Acredita- se que as etapas de duração mais longa também possam ser eficazes.
Antes da primeira etapa de congelamento, a temperatura elevada até entre cerca de 2 ° C e 8o C por cerca de uma hora com o propósito a levar todos os frascos a aproximadamente a mesma temperatura.
Depois disso, o liofilizador é esfriado a -5o C. A primeira etapa de congelamento deve ser realizada a uma temperatura menor do que -30° C, preferivelmente abaixo de -35° C e mais preferivelmente a cerca de -40° C; a seguir disto, a primeira etapa de recozimento deve ocorrer a uma temperatura entre -30° C e -19° C, mais preferivelmente entre cerca de -25° C e -28° C (se glicina é o agente incorpante) ou entre -21° C e menos 24° C (se manitol é o agente incorpante), com as temperaturas de -23° C e -26° C sendo as mais preferidas, temperaturas nas quais acredita-se que os agentes de volume cristalizáveis cristalizem, pelo menos em parte. Entretanto, uma faixa mais baixa em tomo de -27° C não é recomendada para formulações que contenham manitol e arginina. Esta etapa é preferivelmente realizada durante cerca de 3 horas.
Seguindo-se a primeira etapa de recozimento, a temperatura é diminuída, preferivelmente a menos do que cerca de -50° C e mais preferivelmente a menos do que -55° C. Por cerca de 1 hora. Acredita-se que o cloreto de sódio na preparação nucleie neste momento.
Durante a segunda etapa de recozimento, a temperatura da preparação farmacêutica é elevada entre cerca de -30° C e -39° C e preferivelmente a cerca de -33° C para composições que contenham manitol e -36° C para composições que contenham glicina. Acredita-se que o desenvolvimento de cristal de NaCl ocorra neste momento, pelo menos em parte. Esta etapa é preferivelmente conduzida por cerca de 4 horas. Segundo- se isto, a temperatura do liofilizador é reduzida a cerca de -50° C, preferivelmente por cerca de 1 hora de modo a reduzir a temperatura da preparação.
Nas etapas de secagem por congelamento que seguem, mudanças na temperatura ocorreram a uma razão entre cerca de 0,1° C/minuto e 0,5° C/minuto. Depois de reduzir a pressão no liofilizador a cerca de 65 mTorr (0,065 mmHg), a temperatura é elevada entre cerca de -32° C e - 35° C para a secagem primária. Os cristais de gelo na preparação sublimarão nesta temperatura. Esta etapa é realizada durante até cerca de 100 horas ou até que a maioria do gele tenha sido sublimado da preparação. O ponto no qual a maior parte do gelo sublimou pode ser determinado, por exemplo, usando-se um sensor de ponto de condensação, que indica o final da sublimação do gelo quando as leituras diminuem (o ponto de inflexão).
Seguindo-se a secagem primária, a temperatura é elevada a +40° C, preferivelmente a uma razão de 0,2° C/minuto, para iniciar a secagem secundária para remover mais água da preparação. Esta temperatura é preferivelmente mantida durante cerca de três horas. A segunda e a terceira etapas de secagem secundária seguindo esta primeira etapa, onde a temperatura e elevada a cerca de +45° C durante cerca de três horas e depois a cerca de +50° C por mais três horas de modo a reduzir a umidade no bolo liofilizado a menos do que 2 % (p/p). EXEMPLO 4 Estudos adicionais foram realizados para examinar especificamente o efeito da histidina nas composições liofilizadas de Fator VIII contendo glicina ou manitol com agentes de volume. O fluxo de calor não reverso (DSC modulado, mDSC) foi usado para detectar a cristalização destes agentes de volume durante o esfriamento. Tanto a temperatura de cristalização quanto o calor total de cristalização foram determinados a partir da exoterma de cristalização. O aparecimento da endoterma de fusão eutética de NaCl durante o aquecimento foi usado para detectar a cristalização do NaCl. Na mDSC, o grau de cristalização foi determinado como a razão da entalpia de fusão da formulação pela entalpia de fusão da solução de NaCl puro usando-se o sinal de fluxo de calor total. Além disso, análises de difração de raio X foram realizadas de modo a determinar o grau de cristalização nas formulações liofilizadas.
Embora concentrações de histidina menores do que 20 mM não afetam significantemente a cristalização da glicina, 50 mM de histidina reduziram o grau de cristalização da glicina. Exotermas de cristalização de NaCl bem definidas não foram observadas durante o esfriamento de formulações contendo glicina. Entretanto, endotermas de fusão eutética durante o aquecimento indicaram que o NaCl foi cristalizado (> 50 %) após esfriar mais baixo do que -50° C e recozimento a -30° C, -35° C e -40° C. A inclusão de 50 mM de histidina na formulação contendo glicina retardou a cristalização do NaCl. Consequentemente, o tempo de recozimento foi aumentado 3 vezes para tais formulações de modo a se obter uma cristalinidade equivalente.
Entretanto, o efeito de 20 mM de histidina sobre a cristalização do NaCl nas formulações contendo glicina foi mínima. Em estudos de secagem por congelamento, o colapso do bolo liofilizado foi visualmente observado em formulações contendo glicina que continham 50 mM de histidina. Os dados de difração de raio X no pó indicaram uma diminuição na cristalinidade do NaCl em amostras contendo histidina. Em formulações contendo manitol, tipicamente 83 % a 90 % do cloreto de sódio cristalizaram durante o esfriamento entre -40° C e menos 50° C sem a necessidade de recozimento. Embora a inclusão de 20 mM de histidina à formulação suprimiu a cristalização do NaCl durante o esfriamento, o Tecozimento resultou em aproximadamente 40 % de cristalização do NaCl.
Portanto, em formulações contendo um agente incorpante cristalizável, tal como glicina ou manitol e NaCl, a inclusão de histidina pode diminuir o grau de cristalização do NaCl. Embora isto possa em alguns casos levar ao colapso do bolo que é formado durante a liofilização, o uso de concentrações relativamente mais baixas de histidina em tais formulações pode mitigar este efeito. Não obstante, bolos aceitáveis foram formados com concentrações de histidina de 35 mM e 50 mM. A histidina também pode ser preferível ao HEPES como um tampão em formulações com base em manitol e glicina, visto que o uso de HEPES foi observado diminuir a Tg’ a um grau maior do que uma quantidade similar de histidina. EXEMPLO 5 As características físicas de várias formulações potenciais do Fator VIII incluindo sete estabilizadores candidatos e cinco agentes de volume foram avaliadas em um outro estudo. Além de um agente incorpante e um estabilizador, todas as formulações listadas na Tabela 8 abaixo (exceto para a formulação 11) contiveram 10 mM de Tris.HCl, 200 mM de NaCl, 0,02 % de Tween-80, 4 mM de CaCl2 e estiveram no pH 7,0. A formulação 11 conteve 10 mM de Tris.HCl, 0,02 % de Tween-80 e 4 mM de CaCl2, 11 conteve 10 mM de Tris.HCl, 0,02 % de Tween-80 e 4 mM de CaCl2, também no pH 7,0. Todas as medições de pH foram realizadas na temperatura ambiente. TABELA 8 As medições de temperatura de colapso pela microscopia a seco por congelamento e as medições de transição térmica pela DSC foram usadas para prognosticar o comportamento da secagem por congelamento. A DSC, a diffação de raio X no pó e a microscopia de luz polarizada também foram usadas para determinar a cristalinidade das amostras liofilizadas. O tempo de reconstituição e o aspecto das amostras também foram avaliados.