DE69635023T2

DE69635023T2 - Ulmwh (ultra-low-molecular weight heparin) zur behandlung von asthma

Info

Publication number: DE69635023T2
Application number: DE69635023T
Authority: DE
Inventors: Tahir Ahmed; Samuel Broder; K. John WHISNANT
Original assignee: Baker Cummins Pharmaceuticals Inc
Current assignee: Teva Branded Pharmaceutical Products R&D Inc
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2016-08-14
Also published as: KR19990037688A; SK282759B6; IL123166A; CA2229060A1; JPH11511196A; PT844869E; EP0844869A1; KR100451901B1; DK0844869T3; HUP9901614A3; PL186912B1; EP0844869B1; SK17298A3; IL123166A0; NZ337996A; EP0844869A4; WO1997006783A1; NZ315275A; AR003271A1; UA62919C2

Description

Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen und ihre Verwendung zur Verhinderung und Beseitigung (Rückbildung) der Symptome und Erscheinungsformen von Asthma.
Chronisches Asthma kann in erster Linie als eine Entzündungskrankheit in Verbindung mit Bronchospasmus betrachtet werden. Das Ausmaß der Reaktivität und Verengung der Bronchien als Reaktion auf Reize ist bei Asthmatikern größer als bei normalen Personen (Individuen). Eine anhaltende Entzündung ist für die bronchiale Hyperreaktivität oder Überempfindlichkeit der Atemwege verantwortlich. Es können Schleimhautödeme und Schleimverstopfung und Hypersekretion auftreten; wobei das Lungenparenchym normal ist. Eine Verengung der Atemwege kann spontan oder durch eine Therapie beseitigt (rückgängig gemacht) werden. Typ 1 (unmittelbare) Immunantworten können eine wichtige Rolle in der Entwicklung von Asthma bei Kindern und vielen Erwachsenen spielen. Jedoch, wenn der Ausbruch der Krankheit im Erwachsenenalter erfolgt, können allergische Faktoren schwierig zu identifizieren sein. Aufenthalt in kalter trockener Luft, körperliche Belastung ("exercise") und andere Reizfaktoren können ebenfalls Asthma auslösend sein.
Die am häufigsten auftretenden Symptome von Asthma sind Atemnot und Brustenge ("chest tightness"); Keuchen, Dyspnoe und Husten sind ebenfalls bedeutend. Gewöhnlich wird eine reduzierte Lungenfunktion beobachtet, die typischerweise eher eine obstruktive als eine restriktive Erkrankung der Atemwege darstellt. Asymptomatische Perioden wechseln häufig mit Krämpfen (Paroxysmen).
Von den bekannten Auslösern von Asthma, haben Allergene und körperliche Belastung die größte Bedeutung erhalten. Beide sind starke, natürlich auftretende Reize; körperliche Belastung ist ein potentieller Faktor im täglichen Leben von jedem Asthmatiker, während Allergene lediglich einige Personen mit Asthma betreffen. Nichtsdestotrotz ist mehr über die Auswirkungen eines Antigens bekannt.
Die allgemeinen Ziele der medikamentösen Therapie von Asthma sind die Verhinderung eines Bronchospasmus und die Langzeitkontrolle von bronchialer Hyperreaktivität. Da es üblicherweise weder für den Patienten noch für den Arzt möglich ist, vorauszusagen, wann ein Bronchospasmus auftreten kann, benötigen alle Patienten, die nicht nur an überwiegend episodischen (anfallartigen) und/oder gänzlich saisonalen Attacken leiden, eine dauerhafte Therapie.
Beta-Agonisten sind als Bronchodilator-Wirkstoffe verwendbar; sie stimulieren beta₂-adrenerge Rezeptoren, erhöhen das intrazelluläre cAMP und können die Freisetzung von Mastzell-Mediatoren inhibieren. Andere verwendbare Arzneimittel schließen Theophyllin- und verwandte Xanthin-Arzneimittel ein, welche durch unbekannte Mechanismen eine Bronchodilation erzeugen; Biscromon, Cromolyn, welches die Freisetzung von Mediatorsubstanzen verhindert und respiratorische neuronale Reflexe blockiert, und Corticosteroide, welche in erster Linie Entzündung und Ödem mildern. Anticholinerge Arzneimittel können einen Bronchospasmus durch Blockieren von parsympathischen cholinergen Impulsen auf dem Rezeptor-Niveau lindern. Antihistamine verhindern oder beenden gelegentlich allergische asthmatische Anfälle, insbesondere bei Kindern, jedoch können sie nur teilweise bei Asthma wirksam sein, da Histamin nur einer von vielen Mediatoren ist.
Die gegenwärtigen Arzneimittelmodalitäten, die für die Behandlung von Allergieinduziertem Asthma verwendet werden, weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Im allgemeinen haben die herkömmlichen Wirkstoffe eine relativ kurze Wirkungsdauer und können teilweise oder vollständig unwirksam sein, wenn sie verabreicht werden, nachdem eine Konfrontation mit einem Antigen („antigen challenge") auftritt. Darüber hinaus ist aufgrund von ernsten abträglichen Wirkungen, die mit der Ver wendung von Wirkstoffen, wie beta₂-adrenergen Agonisten und Corticosteroiden, verbunden sind, das therapeutische Sicherheitsfenster mit solchen Wirkstoffen relativ eng und Patienten, die diese verwenden, müssen sorgsam überwacht werden.
Bronchiale Hyperreaktivität (oder Überempfindlichkeit der Atemwege) ist ein Kennzeichen von Asthma und steht eng mit der zugrundeliegenden Entzündung der Atemwege in Beziehung. Eine Verschlimmerung von Asthma und eine Entzündung der Atemwege ist verbunden mit einem Anstieg an bronchialer Hyperreaktivität, welche sowohl von antigenen als auch nicht-antigenen Reizen induziert werden kann. Beta₂-adrenerge Agonisten sind potente Wirkstoffe für die Behandlung von Bronchospasmus, haben jedoch keine Wirkung auf eine Entzündung der Atemwege oder eine bronchiale Hyperreaktivität. Tatsächlich kann die chronische Verwendung von beta₂-adrenergen Wirkstoffen allein die bronchiale Hyperreaktivität verschlimmern, nämlich dadurch, dass sie eine Herunterregulierung von beta₂-Rezeptoren verursachen. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt sind Corticosteroide die einzigen verfügbaren wirksamen Wirkstoffe, die eine bronchiale Hyperreaktivität verringern. Obwohl inhalierte Corticosteroide relativ sicher bei erwachsenen Patienten mit Asthma sind, besitzen diese Wirkstoffe eine ganz erhebliche Toxizität bei Kindern, einschließlich einer Nebennierenstörung oder -fehlfunktion und einer/eines reduzierten/m Knochendichte und -wachstums. Daher setzt sich die Suche nach sicheren und wirksamen Wirkstoffen, die eine bronchiale Hyperreaktivität verringern, fort.
In den letzten Jahren ist entdeckt worden, dass Heparin, das intrabronchial verabreicht wird, ein wirksamer Inhibitor von Bronchospasmus und Bronchienkonstriktion sein kann und folglich wertvoll in der Prophylaxe von Asthma ist (siehe, zum Beispiel Ahmed et al., New Eng. I. Med., 329: 90 – 95, 1993; Ahmed, Resp. Drug Deliv., IV: 55 – 63, 1994). Es ist weiterhin entdeckt worden, dass Heparine mit niedrigem Molekulargewicht, zum Beispiel Heparine mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 4.000 bis 5.000 Dalton, eine Antigen-induzierte Bronchien konstriktion effektiv verhindern; diese Heparine mit niedrigem Gewicht weisen außerdem eine beträchtlich geringere anti-koagulierende (gerinnungshemmende) Aktivität auf als kommerziell erhältliches Heparin, was eine gewünschte Eigenschaft ist, wenn diese Wirkstoffe in der Behandlung von Asthma verwendet werden (siehe Ashkin et al., Am. Rev. Resp. Dis., 1993 Intl. Conf. Abstracts, S. A660).
Während verschiedene Heparine für verwendbar als prophylaktische Wirkstoffe befunden worden sind, wenn sie vor einer Konfrontation mit Antigen verabreicht werden, sind sie jedoch im Stand der Technik als unwirksam für das Modifizieren einer Bronchienkonstriktionsreaktion ("bronchoconstrictor response") und einer Überempfindlichkeit der Atemwege offenbart worden, wenn sie nach einer Konfrontation mit Antigen verabreicht werden (Ahmed et al., I. Appl. Physiol., 76: 893 – 901, 1994).
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Zusammensetzungen zur Behandlung von Antigen-induziertem Asthma und bronchialer Hyperreaktivität bereitzustellen, welche nicht die Nachteile des Standes der Technik aufweisen. Diese Zusammensetzungen werden in den Ansprüchen der vorliegenden Beschreibung definiert.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Zusammensetzungen zur Behandlung von Asthma bereitzustellen, die wirksam bei der Verhinderung und Beseitigung (Rückbildung) der Erscheinungsformen eines asthmatischen Anfalls sind, bereitzustellen. Diese Zusammensetzungen werden in den Ansprüchen der vorliegenden Beschreibung definiert.
Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Zusammensetzungen, wie oben beschrieben, bereitzustellen, die hochwirksam bei der Verringerung von spezifischer und nicht-spezifischer bronchialer Hyperreaktivität sind, und zwar sogar dann, wenn sie einem Patienten nach einer Konfrontation mit Antigen verabreicht werden. Diese Zusammensetzungen werden in den Ansprüchen der vorliegenden Beschreibung definiert.
In Übereinstimmung mit diesen Aufgaben und anderen, die im nachfolgenden offensichtlich werden, betrifft die Erfindung die Verwendung von 0,05 bis 1,0 mg Heparinen mit extrem niedrigem Molekulargewicht pro Kilogramm Körpergewicht eines Patienten pro Dosis für die Herstellung eines Arzneimittels gemäß den Ansprüchen der vorliegenden Beschreibung. Die Verabreichung dieser Heparine kann auf akuter Basis, die auf eine Konfrontation mit Antigen hin folgt, oder auf chronischer Basis, um eine bronchiale Hyperreaktivität zu unterdrücken, erfolgen.
Die Heparine mit extrem niedrigem Molekulargewicht, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, besitzen ein durchschnittliches Molekulargewicht von weniger als 3.000 Dalton und können ein niedriges Maß an anti-koagulierender Aktivität oder im wesentlichen überhaupt keine anti-koagulierende Aktivität aufweisen. Es werden ebenfalls neue Inhalationszusammensetzungen bereitgestellt, in der Form von flüssigen oder pulvrigen Vernebler- oder Aerosolzusammensetzungen, welche geeignete Konzentrationen der Heparine mit extrem niedrigem Molekulargewicht enthalten.
1 stellt ein Säulendiagramm dar, welches die Wirkung einer Vorbehandlung mit inhaliertem Heparin mit extrem niedrigem Molekulargewicht (CY222) bei verschiedenen Dosierungen auf eine Antigen-induzierte, akute Bronchienkonstriktion bei allergischen Schafen illustriert. Die Daten sind als Antigen-induzierter Mittelwert ± SE%-Veränderung des SR_L, ohne und nach einer Vorbehandlung mit CY222 dargestellt.

SR: _L = Spezifischer Lungenwiderstand
+: = Signifikant verschieden gegenüber der Antigenkontrolle (P<.05)

2 stellt ein Säulendiagramm dar, welches die Wirkung einer Vorbehandlung mit inhaliertem Heparin mit niedrigem Molekulargewicht (CY216) auf eine Antigen induzierte, akute Bronchienkonstriktion bei allergischen Schafen illustriert. Die Daten sind als Antigen-induzierter Mittelwert ± SE%-Veränderung des SR_L, ohne und nach einer Vorbehandlung mit CY216 dargestellt.
3 stellt ein Säulendiagramm dar, welches die Wirkung einer Vorbehandlung mit inhaliertem Heparin mit mittlerem Molekulargewicht (Fragmin) auf eine Antigeninduzierte Bronchienkonstriktion bei allergischen Schafen illustriert. Die Daten sind als Antigen-induzierter Mittelwert ± SE%-Veränderung des SR_L, ohne und nach einer Behandlung mit Fragmin dargestellt.
4 stellt ein Säulendiagramm dar, welches die Wirkung einer Vorbehandlung mit inhaliertem Heparin mit extrem niedrigem Molekulargewicht (CY222) auf eine Antigen-induzierte Überempfindlichkeit der Atemwege bei allergischen Schafen illustriert. Die Daten sind als post-Antigen-Mittelwert ± SE von PD₄ als Prozentsatz zur Bezugslinie („baseline"), ohne und nach einer Vorbehandlung mit CY222 dargestellt.

PD₄: = Kumulative Provokationsdosis Carbachol, die SR_L auf 400% oberhalb der Bezugslinie erhöht
+: = Signifikant verschieden gegenüber Antigen allein (P < .05).

5 stellt ein Säulendiagramm dar, welches den Effekt einer Vorbehandlung mit inhaliertem Heparin mit niedrigem Molekulargewicht (CY216) auf eine Antigeninduzierte Überempfindlichkeit der Atemwege bei allergischen Schafen illustriert. Die Daten sind als post-Antigen-Mittelwert ± SE von PD₄ als Prozentsatz zur Bezugslinie, ohne und nach einer Vorbehandlung mit CY216 dargestellt.
6 stellt ein Säulendiagramm dar, welches die Wirkung einer Vorbehandlung mit inhaliertem Heparin mit mittlerem Molekulargewicht (Fragmin) auf eine Antigeninduzierte Überempfindlichkeit der Atemwege bei allergischen Schafen illustriert. Die Daten sind als post-Antigen-Mittelwert ± SE von PD₄ als Prozentsatz zur Bezugslinie, ohne und nach einer Vorbehandlung mit Fragmin dargestellt.
7 stellt ein Diagramm dar, welches im Vergleich die protektiven Wirkungen von inhaliertem CY222, CY216 und Fragmin auf eine Antigen-induzierte akute Bronchienkonstriktionsreaktion ("acute bronchoconstrictor response" (ABR)) bei allergischen Schafen illustriert. Die Daten sind als post-Antigen-Mittelwert ± SE% der Protektion von Antigen-induzierter ABR dargestellt. Die dicken horizontalen Balken repräsentieren ID₅₀.

+: = Signifikant verschieden gegenüber Fragmin (P < .05)
*: = Signifikant verschieden gegenüber CY216 (P < .05).

8 stellt ein Diagramm dar, welches im Vergleich die protektiven Wirkungen von inhaliertem CY222, CY216 und Fragmin auf eine Antigen-induzierte Überempfindlichkeit der Atemwege ("airway hyperresponsiveness" (AHR)) bei allergischen Schafen illustriert. Die Daten sind als post-Antigen-Mittelwert ± SE% der Protektion von Antigen-induzierten Veränderungen bei PD₄ dargestellt.
9 stellt ein Säulendiagramm dar, welches die Wirkung von CY222 auf eine Antigen-induzierte Überempfindlichkeit der Atemwege illustriert, wobei CY222 unmittelbar nach Konfrontation mit Antigen als Aerosol verabreicht wurde.

+: = Signifikant verschieden gegenüber der Bezugslinie (P < .05)

10 stellt ein Säulendiagramm dar, welches die Wirkung von kommerziell erhältlichem Heparin auf eine Antigen-induzierte Überempfindlichkeit der Atemwege illustriert, wobei das kommerziell erhältliche Heparin unmittelbar nach Konfrontation mit Antigen als Aerosol verabreicht wurde.
11 stellt ein Säulendiagramm dar, welches die Wirkung von Fragmin auf eine Antigen-induzierte Überempfindlichkeit der Atemwege illustriert, wobei Fragmin unmittelbar nach Konfrontation mit Antigen als Aerosol verabreicht wurde.
Heparin, ein sulfatiertes Mucopolysaccharid, wird in den Mastzellen als Proteoglycan synthetisiert und ist insbesondere in den Lungen von verschiedenen Lebewesen reichlich vorhanden. Heparin ist keine spezifische Verbindung mit einem festgelegten Molekulargewicht, sondern ist tatsächlich eine heterogene Mischung aus unterschiedlich sulfatierten Polysaccharidketten, zusammengesetzt aus sich wiederholenden Einheiten von D-Glucosamin und entweder L-Iduron- oder D-Glucuronsäuren. Das durchschnittliche Molekulargewicht von Heparin, das aus tierischen Geweben isoliert wird, liegt im Bereich von etwa 6.000 bis ungefähr 30.000 Dalton.
Pharmakologisch gesehen ist Heparin hauptsächlich als ein anti-koagulierendes Mittel bekannt. Diese Aktivität resultiert aus der Fähigkeit von Heparin, an einige der Reste von Antithrombin III (AT-III) zu binden, wodurch die Neutralisation von aktivierten Blutgerinnungsfaktoren durch AT-III beschleunigt wird und die Umsetzung von Prothrombin zu Thrombin verhindert wird. Größere Mengen an Heparin können Thrombin und frühe Blutgerinnungsfaktoren inaktivieren, wodurch die Umsetzung von Fibrinogen zu Fibrin verhindert wird.
Die anti-koagulierende Aktivität von Heparin steht in Beziehung zu dem Molekulargewicht seiner Polysaccharidfragmente; Bestandteile oder Fragmente mit niedrigem Molekulargewicht (zum Beispiel Fragmente, die ein Molekulargewicht von weniger als 6.000 Dalton besitzen) besitzen moderate bis niedrige Antithrombin-Wirkungen und hämorrhagische Wirkungen. Auf ähnliche Weise besitzen Heparine mit einem niedrigen Molekulargewicht, die aus tierischem Gewebe isoliert wurden, reduzierte anti-koagulierende Eigenschaften, da sie hauptsächlich aus den Fragmenten oder Fraktionen mit niedrigem Molekulargewicht bestehen.
Kommerziell erhältliches Heparin, welches im allgemeinen aus der Rinderlunge oder der Darmschleimhaut von Schweinen stammt, besitzt ein durchschnittliches Molekulargewicht von ungefähr 15.000 bis 17.500 Dalton.
Für Heparin ist gezeigt worden, dass es als spezifischer Blockierer der IP₃-Rezeptoren wirkt und die IP₃-vermittelte Calciumfreisetzung inhibiert. Wir haben früher angedeutet, dass Heparin IP₃-Rezeptoren in Mastzellen blockieren kann, und dadurch, durch Einflussnahme auf die Signalübertragung, die Mastzell-Degranulation und Mediatorfreisetzung modulieren kann. In vivo und in vitro Untersuchungen unterstützen dieses Konzept und haben gezeigt, dass inhaliertes Heparin sowohl eine allergische Bronchienkonstriktion bei Schafen abschwächen, als auch durch körperliche Belastung induziertes Asthma verhindern, als auch die anti-IgE-induzierte Mastzell-Histaminfreisetzung inhibieren kann. Für inhaliertes Heparin bei Dosierungen von bis zu 1.000 Einheiten/kg wurde festgestellt, dass es keine Wirkung auf die partielle Thromboplastin-Zeit (PTT) besitzt, wodurch eine "nicht-antikoagulierende" Wirkung angedeutet wird.
Es ist auch berichtet worden, dass Heparine mit niedrigem Molekulargewicht (durchschnittliches Molekulargewicht von ungefähr 4.500 Dalton), welche eine reduzierte APTT-Aktivität besitzen, in Tieruntersuchungen wirksam bei der Verhinderung einer Antigen-induzierten, akuten Bronchienkonstriktionsreaktion (ABR) und einer bronchialen Hyperreaktivität, ebenfalls als Überempfindlichkeit der Atemwege (AHR) bezeichnet, waren. Wie jedoch nachfolgend detaillierter diskutiert und illustriert wird, sind weder kommerziell erhältliches Heparin noch Heparine mit mittlerem oder niedrigem Molekulargewicht, sogar solche mit sehr niedriger antikoagulierender Aktivität, wirksam bei der Verbesserung von AHR nach Konfronta tion mit Antigen bei Testsubjekten. Diese Heparine stellen offensichtlich lediglich eine prophylaktische, präventive Wirkung dar, sind jedoch für die Behandlung eines Antigen-ausgelösten, asthmatischen Anfalls wertlos.
Es ist nun überraschenderweise entdeckt worden, dass Fraktionen von Heparin mit extrem niedrigem Molekulargewicht ("ultra-low molecular weight heparin" (ULMWH)) nicht nur wirksame Inhibitoren einer Anaphylaxie der Atemwege sind, sondern auch hochwirksam beim Reduzieren von AHR sind, und zwar sogar dann, wenn sie nach Konfrontation mit Antigen verabreicht werden. Chronische regelmäßige Verwendung von ULMWH sollte ebenfalls AHR reduzieren, sodass ULMWH daher für die chronische Therapie von Asthma, entweder durch spezifische (d.h. antigene) oder nicht-spezifische Faktoren verursacht, verwendet werden kann.
Demgemäss stellt die vorliegende Erfindung die Verwendung von 0,05 bis 1,0 mg von einer oder mehreren ULMWH-Fraktionen) pro Kilogramm Körpergewicht eines Patienten pro Dosis dieser Zusammensetzung, und vorzugsweise von ungefähr 0,075 bis ungefähr 0,75 mg/kg pro Dosis, für die Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung eines Patienten, der an Antigen-induziertem Asthma leidet, (und) der mit Asthma-induzierendem Antigen konfrontiert wurde, bereit. Für die Zwecke dieser Anwendung können ULMWH als Heparinfraktionen definiert werden, die ein durchschnittliches Molekulargewicht von 3.000 Dalton oder weniger besitzen. ULMWH, das ein durchschnittliches Molekulargewicht von 2.500 Dalton oder weniger besitzt, kann sogar noch wirksamer sein, wenn es in dem Verfahren der Erfindung verwendet wird. Jede ULMWH-Fraktion kann sowohl Disaccharide, Trisaccharide, Tetrasaccharide und/oder Pentasaccharide, als auch Moleküle mit größerer Kettenlänge umfassen.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind für die sofortige Verabreichung (via Inhalation) an einen Patienten geeignet, der an Antigen-induziertem Asthma leidet, der ein Antigen inhaliert hat, mit der Nahrung aufgenommen hat o der auf andere Weise in Kontakt mit einem Antigen gekommen ist (d.h. mit einem Antigen "konfrontiert" worden ist/einem Antigen ausgesetzt gewesen ist), von dem seiner Art nach bekannt ist, asthmatische Anfälle im Patienten hervorzurufen, ob der Patient bereits Symptome von ABR und/oder AHR aufweist oder nicht. Zusätzliche Dosierungen können nach Bedarf nachfolgend verabreicht werden, bis der Patient ein normales Niveau des Luftstromwiderstandes ("airflow resistance levels") wiedererlangt oder beibehält.
Die Erfindung umfasst ebenfalls die Verwendung von ULMWH für die Herstellung eines Arzneimittels zur chronischen Verabreichung an Asthmapatienten, um AHR zu reduzieren und zu unterdrücken. "Chronische Verabreichung", wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Verabreichung der ULMWH-enthaltenden Zusammensetzungen mindestens einmal am Tag für mindestens 10 aufeinanderfolgende Tage. Die chronische Verabreichung einer Zusammensetzung, die von 0,05 bis 1,0 mg/kg pro Dosis, und bevorzugt 0,075 bis 0,75 mg/kg pro Dosis enthält, kann unbegrenzt fortgesetzt werden, um eine AHR-Suppressionstherapie bereitzustellen, die mindestens vergleichbar zu einer mit Corticosteroiden ist, jedoch im wesentlichen ohne Nebeneffekte ist.
Trotz der bekannten Aktivität von N-entsulfatierten Heparinen in anderen biologischen Systemen, zum Beispiel als Inhibitoren des Zellwachstums, ist festgestellt worden, dass ULMWH-Fraktionen, die aktiv sind und in der vorliegenden Erfindung zur Behandlung von Asthma-Patienten verwendet werden können, alle N-sulfatiert sind; N-entsulfatierte Fraktionen sind unwirksam.
Die Inhalations-ULMWH-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können flüssige oder pulverförmige Zusammensetzungen umfassen, die ULMWH enthalten, und sind zur Vernebelung und intrabronchialen Verwendung geeignet, oder Aerosol-Zusammensetzungen, die über eine Aerosoleinheit verabreicht werden, die abgemessene Dosierungen abgibt (dispensiert).
Geeignete flüssige Zusammensetzungen umfassen ULMWH in einem wässrigen, pharmazeutisch geeigneten Inhalationslösungsmittel, z.B. isotonischer Salzlösung oder bakteriostatischem Wasser. Die Lösungen sind zur Verabreichung über eine Pumpe oder einen Druck-betriebenen vernebelnden Spraydispenser oder durch beliebige andere herkömmliche Mittel, die es bewirken oder ermöglichen, dass die erforderliche Dosierungsmenge der flüssigen Zusammensetzung in die Lungen des Patienten inhaliert wird, geeignet.
Geeignete Pulver-Zusammensetzungen schließen, zur Veranschaulichung, pulverisierte Zubereitungen von Heparin, das gründlich mit Lactose oder anderen inerten Pulvern, die für die intrabronchiale Verabreichung geeignet sind, vermischt ist, ein. Die Pulver-Zusammensetzungen können über einen Aerosol-Dispenser verabreicht werden oder in eine zerbrechliche Kapsel eingeschlossen werden, die von dem Patienten in eine Vorrichtung eingeführt werden kann, welche die Kapsel punktiert und das Pulver in einem konstanten Strom, der zur Inhalation geeignet ist, ausbläst.
Aerosol-Formulierungen der vorliegenden Erfindung können typischerweise fluorierte Alkantreibmittel, oberflächenaktive Stoffe und Co-Lösungsmittel einschließen und können in Aluminium- oder andere herkömmliche Aerosolbehälter gefüllt werden, welche dann durch ein geeignetes Dosierventil verschlossen werden und mit einem Treibmittel unter Druck gesetzt werden.
Die Gesamtkonzentration der ULMWH-Fraktionen in einem beliebigen Vehikel, das zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist, muss ausreichend hoch sein, um die erforderliche Dosis von 0,05 bis 1,0 mg ULMWH/kg bereitzustellen. Daher sollte die Konzentration von ULMWH in der Lösung zum Beispiel ungefähr 1,0 bis 20,0 mg/ml betragen, im Falle eines Patienten, der 75 kg wiegt, wenn ein Vernebler 4 ml der Lösung pro Dosis verabreicht.
Wie es für den pharmazeutischen Fachmann offensichtlich ist, sind zahlreiche herkömmliche Verfahren und Apparate zur Verabreichung genau abgemessener Dosierungen von intrabronchialen Medikamenten und zur Regulierung der gewünschten Dosierungsmenge in Übereinstimmung mit dem Gewicht des Patienten und der Ernsthaftigkeit des Zustandes des Patienten verfügbar. Darüber hinaus gibt es zahlreiche im Stand der Technik anerkannte flüssige Vehikel, pulverförmige Vehikel und Aerosol-Vehikel, die für die intrabronchialen ULMWH-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Die Erfindung ist nicht auf irgendwelche besonderen inerten Vehikel, Lösungsmittel, Träger oder Exzipienten beschränkt und ist nicht auf irgendwelche besonderen Verfahren oder besonderen Apparate oder irgendeine besondere intrabronchiale Verabreichung beschränkt.
Die hierin beschriebenen ULMWH-Zusammensetzungen können angewendet werden, um eine hochwirksame Behandlung von Antigen-induziertem Asthma bereitzustellen, sogar nachdem eine Konfrontation mit Antigen stattgefunden hat.
Um die unerwartete Überlegenheit von ULMWH-Fraktionen im Vergleich zu Heparinen mit höherem Molekulargewicht zur therapeutischen Verwendung bei der Behandlung von Antigen-induziertem Asthma nach Konfrontation mit Antigen zu demonstrieren, wurden Experimente durchgeführt, welche die Wirkungen von verschiedenen Heparinarten auf allergische Schafe vergleichen, sowohl vor als auch nach Konfrontation mit Antigen. Detaillierte Beschreibungen dieser Experimente und der erhaltenen Resultate werden sowohl in den folgenden Beispielen als auch in den Zeichnungen, die in Figuren gezeigt werden, dargelegt.
Die folgenden Beispiele illustrieren die vorliegende Erfindung.
BEISPIEL I
Verabreichung von Heparinen vor Konfrontation mit Antigen Verfahren
Pulmonarer Luftstromwiderstand:
Sechzehn allergische Schafe, von denen vorab gezeigt wurde, dass sie lediglich eine akute Bronchienkonstriktionsreaktion auf das Antigen Ascaris suum zeigen, wurden für sämtliche Untersuchungen verwendet. Die Schafe wurden mit einem mit einer Manschette versehenen ("cuffed") Nasentrachealschlauch intubiert und der pulmonare Luftstromwiderstand (R_L) wurde mittels der Ösophagus-Ballon-Katheter-Technik ("esophageal balloon catheter technique") gemessen, während das Thorax-Gasvolumen mittels Körperplethysmographie gemessen wurde. Die Daten wurden als spezifischer R_L(-Wert) (SR_L, definiert als R_L mal Thorax-Gasvolumen (V_tg)) ausgedrückt.
Empfindlichkeit der Atemwege:
Um die Empfindlichkeit der Atemwege zu bestimmen, wurden kumulative Dosis-Wirkungskurven für inhaliertes Carbachol durchgeführt, indem SR_L vor und nach der Inhalation von gepufferter Salzlösung und nach jeder Verabreichung von 10 Atemzügen von ansteigenden Konzentrationen von Carbachol (0,25, 0,5, 1,0, 2,0 und 4,0% Gewicht/Volumen Lösung) gemessen wurde. Die Empfindlichkeit der Atemwege wurde durch Bestimmen der kumulativen Provokationsdosis (PD₄) von Carbachol (in Atemzugeinheiten), die SR_L auf 400% oberhalb der Bezugslinie ansteigen lässt, gemessen. Eine Atemzugeinheit wurde definiert als ein Atemzug von 1% Carbachol-Lösung.
Heparin-Fraktionen:
In dem Experiment, in welchem die Wirksamkeit verschiedener Heparin-Materialien, die an die allergischen Schafe vor Konfrontation mit Antigen verabreicht wurden, verglichen wurde, wurde ein ULMWH (CY222, Sanofi, Paris, Frankreich), ein Heparin mit niedrigem Molekulargewicht (CY216, Sanofi) und ein Heparin mit mittlerem Molekulargewicht (Fragmin, Kabivitrum, Stockholm, Schweden) verwendet. Das Molekulargewicht und andere Kennzeichen dieser *Heparinfraktionen sind in Tabelle 1 dargelegt.
TABELLE 1 MOLEKULARGEWICHT UND KENNZEICHEN DER HEPARIN-FRAKTIONEN
Wie in der Tabelle angezeigt wird, besitzt das in diesem Experiment eingesetzte ULMWH nicht nur ein Molekulargewicht, das gut unterhalb von 3.000 liegt, sondern zusätzlich besitzen ungefähr 88% der Heparinketten, die in dieser Fraktion beinhaltet sind, Molekulargewichte unterhalb von 2.500.
Protokoll des Experiments Untersuchungen der Atemwege
Von jedem Tier wurde die Bezugslinie der Empfindlichkeit der Atemwege (PD₄) bestimmt, dann wurden an verschiedenen Tagen des Experiments die Schafe einer Konfrontation der Atemwege mit dem Antigen Ascaris suum unterzogen. SR_L wurde vor und unmittelbar nach Konfrontation und dann stündlich für bis zu 2 Stunden gemessen, bis SR_L auf den Wert der Bezugslinie zurückgegangen war. Die PD₄ post Konfrontation wurde dann gemessen. Das Protokoll wurde frühestens 14 Tage später wiederholt, nach einer Vorbehandlung mit aerosolisiertem CY222, CY216 und Fragmin bei Dosierungen von 0,31, 0,62, 1,25, 2,5 und 5,0 mg/kg.
Datenanalyse:
Die Daten wurden als (a) Mittelwert ± SE%-Veränderung von SR_L; (b) PD₄ als % zur Bezugslinie; (c) % Protektion vor akuter Bronchienkonstriktionsreaktion (ABR) und (d) % Protektion vor Überempfindlichkeit der Atemwege (AHR), ausgedrückt.
Die Wirkungen der Vorbehandlung mit den Testmaterialien auf ABR und AHR sind im Vergleich in den Tabellen 2 bis 6 dargelegt und graphisch in den 1 bis 8 illustriert.
Die Daten zeigen, dass die Vorbehandlung mit aerosolisiertem CY222, CY216 und Fragmin die Antigen-induzierte akute Bronchienkonstriktionsreaktion in einer Dosisabhängigen Weise abschwächte; die minimal wirksamen Dosierungen betrugen jeweils 0,62 mg/kg, 1,25 mg/kg bzw. 2,5 mg/kg.
Die Vorbehandlung mit aerosolisiertem CY222, CY216 und Fragmin schwächte die Antigen-induzierte AHR in einer Dosis-abhängigen Weise ab; die minimal wirksamen Dosierungen betrugen jeweils 0,62 mg/kg, 1,25 mg/kg bzw. 5,0 mg/kg.
Die Analyse des Vergleichs zwischen den Arzneimitteln ("analysis of interdrug comparison") ergab, dass die protektiven Wirkungen umgekehrt zu dem Molekulargewicht der Heparin-Fraktionen in Beziehung standen. Die ULMWH-Fraktion, CY222, war der stärkste Wirkstoff, wie durch die signifikante Inhibierung von Antigeninduzierter Bronchienkonstriktion und AHR bei einer Dosis von 0,6 mg/kg gezeigt wurde, während CY216 und Fragmin bei dieser Dosis unwirksam waren. Die Gruppendurchschnittswerte von CY222, CY216 und Fragmin bezüglich I.D.₅₀ gegen allergische Bronchienkonstriktion betrugen jeweils 0,5, 1,3 bzw. 1,8 mg/kg. Die jeweiligen Gruppendurchschnittswerte von CY222, CY216 und Fragmin bezüglich I.D.₅₀ gegen AHR betrugen 0,51, 2,5 bzw. 4,7 mg/kg.
TABELLE 2 WIRKUNG DER VORBEHANDLUNG MIT CY222 AUF EINE ANTIGEN-INDUZIERTE BRONCHIENKONSTRIKTION

Die Daten werden als Mittelwert ± SE SR_L (spezifischer Lungenwiderstand) ohne und nach einer Vorbehandlung mit ansteigenden Dosierungen von inhaliertem CY222 dargestellt.
* Signifikant verschieden gegenüber der Bezugslinie (P < .05)
+ Signifikant verschieden gegenüber der Antigen-Kontrolle (P < .05)

TABELLE 3 WIRKUNG DER VORBEHANDLUNG MIT CY216 AUF EINE ANTIGEN-INDUZIERTE BRONCHIENKONSTRIKTION

Die Daten werden als Mittelwert ± SE SR_L (spezifischer Lungenwiderstand) ohne und nach einer Vorbehandlung mit inhaliertem CY216 dargestellt.
* Signifikant verschieden gegenüber der Bezugslinie (P < .05)
+ Signifikant verschieden gegenüber der Antigen-Kontrolle (P < .05)

TABELLE 4 WIRKUNG DER BEHANDLUNG MIT FRAGMIN AUF EINE ANTIGEN-INDUZIERTE BRONCHIENKONSTRIKTION

Die Daten werden als Mittelwert ± SE SR_L (spezifischer Lungenwiderstand) ohne und nach einer Vorbehandlung mit inhaliertem Fragmin dargestellt.
* Signifikant verschieden gegenüber der Bezugslinie (P < .05)
+ Signifikant verschieden gegenüber der Antigen-Kontrolle (P < .05)

BEISPIEL II
Verabreichung von Heparinen, auf Konfrontation mit Antigen folgend Es wurde das gleiche experimentelle Protokoll wie in Beispiel I verwendet, mit der Ausnahme, dass

(a) die drei Heparin-Materialien, die an die Versuchstiere verabreicht wurden, CY222, kommerziell erhältliches Heparin (Molekulargewicht ungefähr 15.000 Dalton) und Fragmin waren, und
(b) die Heparine den Tieren als Aerosol unmittelbar nach Konfrontation mit Antigen verabreicht wurden.

Die Testdaten sind in Tabelle 7 dargelegt und graphisch in den 9 bis 11 illustriert.
TABELLE 7
Vergleichende Wirkungen von inhaliertem kommerziell erhältlichem Heparin (8 mg/kg), Heparinfraktionen mit mittlerem Molekulargewicht (Fragmin, 5 mg/kg) und Heparinfraktionen mit extrem niedrigem Molekulargewicht (CY222, 0,6 mg/kg) auf Antigeninduzierte Atemwegsüberempfindlichkeit

Die Daten sind als Mittelwert + SE PD₄₀₀ von Carbachol in Atemzugeinheiten (eine Atemzugeinheit ist äquivalent zu einem Atemzug von 1 mg/ml Carbachol) dargestellt. Alle Wirkstoffe werden unmittelbar "nach" der Antigen-Konfrontation vernebelt.
* Signifikant verschieden gegenüber der Bezugslinie (p < .05)
+ Signifikant verschieden bzw. unterschiedlich gegenüber der Antigen-Kontrolle (p < .05) Lediglich CY222 ergab eine signifikante Protektion.

Wie in Tabelle 7 und den 9 bis 11 angezeigt wird, hat inhaliertes CY222, das nach Konfrontation mit Antigen verabreicht wurde, die post-Antigen AHR wesentlich modifiziert, wodurch das AHR-Niveau bei den Testsubjekten auf das Niveau der Bezugslinie oder oberhalb dieser wieder hergestellt wurde. Diese Wirkung wurde bei kommerziell erhältlichem Heparin oder Fragmin nicht beobachtet, bei denen sich keine Verbesserung bezüglich AHR aus einer post-Konfrontation-Verabreichung dieser Heparine ergab.
Es ist daher gezeigt worden, dass Zusammensetzungen und ihre Verwendung bereitgestellt worden sind, welche die verschiedenen Aufgaben der Erfindung verwirklichen, und welche gut angepasst sind, um die Bedingungen einer praktischen Verwendung zu erfüllen.
Was als neu beansprucht wird, und von dem erwünscht ist, dass es durch das "Letters Patent" unter Schutz gestellt wird, wird in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims

Verwendung von 0,05 bis 1,0 mg Heparinen mit extrem niedrigem Molekulargewicht (ultra-low molecular weight heparins, ULMWH) pro Kilogramm Körpergewicht eines Patienten pro Dosis, wobei die ULMWH ein durchschnittliches Molekulargewicht von 3000 Dalton oder weniger aufweisen, für die Herstellung einer Arzneimittelzusammensetzung zur Behandlung eines Patienten, der an Antigen-induziertem Asthma leidet, und der einem Asthmainduzierenden Antigen ausgesetzt war.
Verwendung gemäß Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung eine Lösung aus ULMWH in einem wässrigen, pharmazeutisch geeigneten und zur Inhalation verwendbaren Vehikel umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 2, wobei das Vehikel eine isotonische Salzlösung oder bakteriostatisches Wasser ist.
Verwendung gemäß Anspruch 2, wobei die Zusammensetzung über eine Pumpe oder über einen Druck-betriebenen Zerstäuber (Vernebler) verabreicht werden soll.
Verwendung gemäß Anspruch 2, wobei die Zusammensetzung weiterhin ein Aerosoltreibmittel enthält und über einen Inhalator für Aerosoldosiseinheiten verabreicht werden soll.
Verwendung gemäß Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung eine pulverförmige Zubereitung von ULMWH umfasst, die mit einem inerten Pulver vermischt wird, welches für intrabronchiale Verabreichung geeignet ist.
Verwendung gemäß Anspruch 6, wobei das inerte Pulver Lactose ist.
Verwendung gemäß Anspruch 6, wobei die Zusammensetzung über eine Aerosoldispenser verabreicht werden soll.
Verwendung gemäß Anspruch 6, wobei die Zusammensetzung über eine zerbrechliche Kapsel verabreicht werden soll.
Verwendung von 0,05 bis 1,0 mg Heparinen mit extrem niedrigem Molekulargewicht (ultra-low molecular weight heparins, ULMWH) pro Kilogramm Körpergewicht eines Patienten pro Dosis, wobei die ULMWH ein durchschnittliches Molekulargewicht von 3000 Dalton oder weniger aufweisen, für die Herstellung einer Arzneimittelzusammensetzung zur Behandlung eines Patienten, der an Asthma leidet, um eine Überempfindlichkeit (Überreaktion) der Luft- bzw. Atemwege zu vermindern und zu unterdrücken.
Verwendung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 10, wobei die ULMWH ein durchschnittliches Molekulargewicht von 2500 Dalton oder weniger aufweisen.
Verwendung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 10, wobei die Zusammensetzung 0,075 bis 0,75 mg ULMWH pro Kilogramm pro Dosis enthält.
Verwendung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 10, wobei die Zusammensetzung 1,0 bis 20,0 mg ULMWH pro ml der Zusammensetzung enthält.
Verwendung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 10, wobei die ULMWH im wesentlichen keine anti-koagulierende Aktivität aufweisen.
Verwendung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 10, wobei jedes der ULMWH Disaccharide, Trisaccharide, Tetrasaccharide oder Pentasaccharide umfasst.
Pharmazeutische Zusammensetzung zur Behandlung eines Patienten, der an Antigen-induziertem Asthma leidet, umfassend 0,05 bis 1,0 mg an ULMWH pro Kilogramm Körpergewicht eines Patienten pro Dosis in einem pharmazeutisch geeigneten und als Inhalationsmittel verwendbaren Vehikel, wobei die ULMWH ein durchschnittliches Molekulargewicht von 3000 Dalton oder weniger aufweisen.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 16, wobei die ULMWH ein durchschnittliches Molekulargewicht von 2500 Dalton oder weniger aufweisen.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 16, wobei diese 1,0 bis 20,0 mg ULMWH pro ml der Zusammensetzung enthält.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 16, wobei die ULMWH im wesentlichen keine anti-koagulierende Aktivität aufweisen.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 16, wobei jedes der ULMWH Disaccharide, Trisaccharide, Tetrasaccharide oder Pentasaccharide umfasst.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 16, wobei diese eine Lösung aus ULMWH in einem wässrigen, pharmazeutisch geeigneten und zur Inhalation verwendbaren Vehikel umfasst.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 21, wobei das Vehikel eine isotonische Salzlösung oder bakteriostatisches Wasser ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 21, wobei diese zur Verabreichung über eine Pumpe oder über einen Druck-betriebenen Zerstäuber (Vernebler) geeignet ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 21, wobei diese weiterhin ein Aerosoltreibmittel enthält und zur Verabreichung über einen Inhalator für Aerosoldosiseinheiten geeignet ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 21, wobei diese eine pulverförmige Zubereitung von ULMWH umfasst, das mit einem inerten Pulver vermischt wird, welches für intrabronchiale Verabreichung geeignet ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 25, wobei das inerte Pulver Lactose ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 25, wobei diese über eine Aerosoldispenser verabreicht werden soll.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 25, wobei diese über eine zerbrechliche Kapsel verabreicht werden soll.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei im wesentlichen das gesamte ULMWH N-sulfatiert ist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 16 bis 28, wobei im wesentlichen das gesamte ULMWH N-sulfatiert ist.