ES2348189T3 - Kit para el tratamiento de enfermedades relacionadas con inflamacion sistematica. - Google Patents

Abstract

Un kit para el tratamiento de una enfermedad relacionada con inflamación sistémica que comprende a) un filtro muy permeable con una dimensión de poro que varía entre 0,4 a 0,6 μm para dar lugar aun coeficiente de tamizado del filtro menor de 0,4 para la IgM y mayor de 0,6 para la albúmina para permitir el paso de mediadores inflamatorios de elevado peso molecular y b) un medio para retener a dichos mediadores, pero no a la albúmina de suero, que comprende al menos un cartucho que comprende un material adsorbente seleccionado del grupo constituido por una resina de poliestireno hidrófoba, una resina de poliestireno de intercambio iónico, una resina de sílice unida seleccionada del grupo constituido por resinas de sílice con grupos funcionales de fases unidas o sus mezclas.

Description

Kit para el tratamiento de enfermedades relacionadas con inflamación sistémica.

La presente invención se refiere a un uso sumamente eficaz de filtros y absorbentes para purificar la sangre de pacientes aquejados de enfermedades relacionadas con inflamación sistémica.

La inflamación se produce como una respuesta fisiológica y patofisiológica al estrés, tal como lesión, infección o una enfermedad específica relacionada y produce respuestas locales y generales en el cuerpo. La respuesta local es trascendental para la curación y como una defensa contra la infección. Esto se produce mediante la producción local de mediadores inflamatorios específicos y no específicos, tales como angiopoyetinas y citocinas. Con frecuencia estas se implican en la respuesta inflamatoria sistémica y el Síndrome de Respuesta Inflamatoria Sistémica
(SIRS).

La respuesta general tiene lugar en forma de reacciones endocrinas, metabólicas y bioquímicas, dependiendo del grado de respuesta de la gravedad, intensidad y duración del estímulo. Señales entre el eje hipotalámico pituitario, el sistema hormonal neuroendocrino y el sistema nervioso autónomo, controlan la respuesta general. Esta acción coordinada se denomina "respuesta al estrés". El efecto neto de la respuesta al estrés incluye un aumento del rendimiento cardiaco, frecuencia cardiaca y presión arterial, vasoconstricción periférica y esplácnica y vasodilatación coronaria y cerebral, aumenta la velocidad respiratoria, la retención de sodio y agua, aumenta la coagulación, cambios metabólicos con hiperglucemia y reduce la producción de orina.

Aunque la respuesta al estrés puede ser beneficiosa ayudando a la recuperación del hospedador también es un vínculo común en numerosas afecciones críticas diferentes. Por ejemplo, los pacientes que padecen de síndrome de distrés respiratorio agudo, lesión pulmonar aguda o insuficiencia respiratoria aguda, asistidos con respiración mecánica, pueden experimentar traumatismo inducido por dilatación mecánica de los alvéolos a consecuencia del respirador. El traumatismo puede inducir la liberación posterior de mediadores inflamatorios, en particular el factor de crecimiento epitelial vascular (VEGF), produciendo aumento de la permeabilidad endotelial, edema y aumento de inflamación sistémica y eventual disfunción/insuficiencia orgánica. Los pacientes con enfermedades renales y diabetes en fase terminal también experimentan inflamación crónica y frecuencia de co-morbilidad aumentada asociada con esto, tal como enfermedad cardiovascular. La vasculitis, una enfermedad que implica la inflamación de los vasos sanguíneos, puede conducir a lesiones de los órganos corporales e incluso a una rotura de aneurisma. Los pacientes que padecen septicemia y pancreatitis también pueden experimentar inflamación local y sistémica en el transcurso del avance de la enfermedad.

El VEGF desempeña una función en una multitud de patologías, incluyendo tumores sólidos y neoplasias malignas hematológicas, síndrome intraocular neovascular, inflamación y edema cerebral y patologías del sistema reproductor femenino (Ferrara et al., Nature Medicine, Vol. 9, Nº 6, junio 2003: 673-674). Los tratamientos actuales para disminuir el VEGF son ranibizumab (LucentisTM, Genentech Novartis) pegaptanib (maculen TM Pfizer/Eyetech) y Verteporfin PDT (Visudyne, Novartis) para degeneración macular asociada con la edad y bevacizubab (Gentech) pata cáncer colorrectal avanzado.

En los pacientes que padecen las dolencias indicadas anteriormente, la sangre retiene gradualmente cantidades crecientes de toxinas y mediadores inflamatorios. En sujetos sanos, los mediadores inflamatorios, citocinas o toxinas se producen normalmente "según sea necesario" y se eliminan de la corriente sanguínea. Sin embargo, cuando el nivel de toxinas producidas localmente asciende de manera incontrolada, estas pueden pasar a la circulación plasmática produciendo disfunción endotelial profunda y la activación de diversos tipos de células inflamatorias. La inflamación sistémica y la disfunción endotelial potencialmente pueden conducir a la permeabilidad vascular, hipoperfusión de órganos y eventual desplazamiento de productos bacterianos intestinales tales como endotoxinas, que adicionalmente pueden amplificar la respuesta inflamatoria.

El proceso que conduce a la disfunción multiorgánica es muy complejo e implica muchas rutas solapantes incluidas las rutas inflamatorias, de coagulación así como metabólicas. La inactivación de productos farmacéuticos o la inmunomodulación de mediadores inflamatorios y citocinas es un método generalmente conocido para la reducción de toxinas en la sangre. Sin embargo, no ha tenido mucho éxito porque la inflamación implica rutas redundantes. En otro aspecto adicional, la inactivación de mediadores individuales es con frecuencia ineficaz ya que otros mediadores producidos de manera simultánea pueden, no obstante, amplificar la respuesta inflamatoria. Además, después de la estimulación de rutas trascendentales se producen muchos mediadores (tales como NFkB).

La inactivación de estas rutas puede ser perjudicial si la misma ruta produce moléculas beneficiosas. Por último, los efectos perjudiciales de los mediadores inflamatorios a menudo dependen del tiempo. La inactivación o eliminación de los mediadores inflamatorios puede ser beneficiosa durante el paso del mediador (a la circulación plasmática) pero puede ser perjudicial si el mediador desempeña una función en la regeneración o curación celular. Por desgracia, muchos productos farmacéuticos no pueden invertirse o regularse fácilmente.

Otros métodos de purificación sanguínea comúnmente usados incluyen la absorción de toxinas en medios sólidos (hemo- y plasmaperfusión) o por ultrafiltración de la sangre o plasma a través de membranas semipermeables apropiadas, bien por convección usando un gradiente de presión (TMP) a través de la membrana (hemo- o plasmafiltración) o por difusión poniendo, la sangre o el plasma a purificar, en contacto con un lado de la membrana y una solución de lavado formulada apropiadamente en contacto con el lado opuesto (hemodiálisis).

Sin embargo, todos los sistemas anteriores, presentan inconvenientes. La hemoperfusión consiste en filtrar directamente la sangre a través de filtro de material adsorbente, que por lo tanto debe ser muy biocompatible. Esto se consigue normalmente recubriendo las partículas adsorbentes con material apropiado que, sin embargo, perjudica gravemente la capacidad de las partículas para la retención de las toxinas. En el caso de la plasmaperfusión, primero se filtra la sangre para separar el plasma, que después se filtra a través del material adsorbente. Aunque en cierta medida, esto resuelve el problema de biocompatibilidad durante la perfusión, el aumento de la viscosidad de la sangre durante la filtración puede producir una coagulación abundante a través de la membrana, de manera que en cualquier caso la sangre debe tratarse con anticoagulantes (heparina).

Por otra parte, la hemo y plasmafiltración, únicamente proporcionan la eliminación de toxinas de elevado peso molecular y producen una pérdida de peso considerable que debe compensarse suministrando una solución de infusión en la sangre de los pacientes. De acuerdo con el documento EP 0958839B1, el problema anterior puede resolverse parcialmente regenerando el ultrafiltrado adsorbiendo las toxinas de elevado peso molecular en este medio filtrándolo a través de cartuchos de hemoperfusión basados en carbono activo sin recubrimiento tal como DETOXIL2^{TM} (SORIN BIOMEDIA, Italia) de manera que, el ultrafiltrado regenerado, puede usarse tal cual o con adiciones, como una solución de infusión.

La hemodiálisis, particularmente si se combina con uno o más de los métodos anteriores, es muy eficaz eliminando pequeñas toxinas hidrosolubles, pero por sí misma, no es muy eficaz para eliminar mediadores inflamatorios o toxinas más grandes ya que éstos no se eliminan eficazmente por difusión. En particular, la eliminación de citocinas es bastante deficiente, de manera que, hasta el momento actual, las disfunciones orgánicas producidas por insuficiencia orgánica aguda sólo pueden retrasarse en vez de prevenirse completamente.

Esto se trató en el documento EP 0958839B1 al menos en relación con una situación de morbilidad particular consistente en insuficiencia orgánica aguda.

Además el dispositivo mostrado en el documento WO 2006/002151 no resuelve el problema.

El objetivo de la presente invención, es proporcionar un medio de tratamiento alternativo de la inflamación sistémica y al menos de varias de sus enfermedades relacionadas, que sea más eficaz que las soluciones conocidas y que permita eliminar diferentes tipos de toxinas, especialmente toxinas de bajo y medio peso molecular, de la sangre en un tiempo de intervención relativamente corto y que pueda regularse fácilmente para adaptarlo a estados individuales del paciente.

Por consiguiente, la presente invención se refiere a un kit para el tratamiento de una enfermedad relacionada con inflamación sistémica de acuerdo con la reivindicación 1.

El objetivo de la adsorción extracorpórea de acuerdo con la presente invención es usar un filtro muy permeable que permita el paso de mediadores inflamatorios de elevado peso molecular (no eliminados normalmente por hemodiálisis o filtros de hemofiltración convencionales con menor tamaño de poro) tales como factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) y angiopoyetinas, así como albúmina de suero. Por lo tanto, el filtro muy permeable se asocia a medios para la retención de dichos mediadores inflamatorios por adsorción posterior usando un cartucho adsorbente con una elevada afinidad por ellos. A diferencia de los métodos anteriores conocidos, los medios para retener mediadores inflamatorios se seleccionan para no retener albúmina de suero, que puede por consiguiente reinfundirse al paciente evitando la pérdida de una de las proteínas fisiológicas más importantes necesarias para mantener la presión oncótica, su capacidad antioxidante y su función como una proteína transportadora de ácidos grasos, bilirrubina, triptófano, calcio, hormonas esteroides y muchos otros compuestos fisiológicos.

Una ventaja adicional del uso de un filtro de elevada permeabilidad es la posibilidad de aumentar el flujo sanguíneo a purificar en comparación con los filtros plasmáticos normales conocidos en la técnica.

El filtro de elevada permeabilidad tiene un tamaño de poro que varía entre 0,4 y 0,6 micrómetros y en cualquier caso es tal que el filtro produce un coeficiente de tamizado menor de 0,4 para la IgM y mayor de 0,6 para la albúmina.

El medio para retener mediadores inflamatorios comprende al menos un cartucho que comprende un material adsorbente seleccionado del grupo constituido por resina de poliestireno hidrófoba, una resina de poliestireno de intercambio iónico, una resina de sílice unida ultrapura o mezclas de las mismas. Preferiblemente, las resinas de poliestireno hidrófobas se seleccionan del grupo de resinas de estireno-metacrilato y de copolímero de divinilbenceno-poliestireno cuyo ejemplo de éstas son las series de resinas AMBERCHROM^{TM} (Rohm Haas). Las resinas de sílice ultrapuras se seleccionan de resinas de sílice con grupos funcionales de fases unidas de las cuales la resina de fase inversa TSK Gel (Tosoh Bioscience), tal como ToyaPearl Phenyl-650 es un ejemplo. La resina de intercambio iónico se selecciona del grupo constituido por las series de resinas DEAE Sefarosa (Tosoh Bioscience) o Amberlite^{TM} (Rohm Haas).

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De acuerdo con una realización de la invención el material adsorbente tiene un tamaño granular comprendido entre 35 y 200 micrómetros y un tamaño de poro comprendido entre 50 y 300 \ring{A}. Preferiblemente, el cartucho comprende una resina de poliestireno/divinilbenceno con un tamaño de poro de 300 \ring{A} y un tamaño granular de 35 a 120 micrómetros (por ejemplo la resina Rohm y Haas CG300^{TM}, de calidad S, M y C respectivamente). La resina más preferida es una CG300M que tiene un diámetro granular de 75 a 120 micrómetros.

En una realización preferida de la invención, el medio para retener los mediadores inflamatorios comprende más de un cartucho, comprendiendo cada cartucho un material adsorbente diferente diseñado para retener uno o más mediadores inflamatorios diferentes, siendo los mediadores inflamatorios que retiene cada cartucho diferentes entre
sí.

Los mediadores inflamatorios que pueden eliminarse con el kit de la invención se seleccionan del grupo de VEGF, kalicreína, mioglobina, proteína C reactiva, citocinas y quimiocinas (en particular IL1, IL6, IL8, IL12, IL18, factor de necrosis tumoral, proteína 1 inflamatoria de macrófagos, proteína quimiotáctica de monocitos).

De manera sorprendente los inventores han descubierto que la asociación de un filtro muy permeable y de resinas como las descritas en el documento EP 0958839 B1, permite retener mediadores inflamatorios distintos de citocinas, es decir mediadores de bajo-medio peso molecular, sin pérdida significativa de albúmina de suero que puede por lo tanto volver a infundirse en el paciente. Además, como una consecuencia adicional de este sorprendente descubrimiento, la asociación de las resinas adsorbentes descritas anteriormente y el filtro de elevada permeabilidad permite usarlos para tratar un considerable número de enfermedades no relacionadas directamente con disfunción orgánica
aguda.

Los mediadores inflamatorios retenidos (y por tanto eliminados de la corriente sanguínea del paciente) de acuerdo con la presente invención están asociados generalmente con cualquier estado de inflamación sistémica y más específicamente con el síndrome de distrés respiratorio, lesión pulmonar aguda, disfunción respiratoria aguda, pancreatitis grave, síndrome de lisis tumoral, mieloma, miastenia grave, vasculitis, rabdomiólisis, respuesta inflamatoria sistémica de injerto por derivación aortocoronaria durante derivación cardiopulmonar, esclerosis sistémica, enfermedades renales en fase terminal, degeneración macular relacionada con la edad, nefropatía diabética.

A diferencia de los métodos más tradicionales de tratamiento de las enfermedades mencionadas anteriormente, que incluyen la ingestión/exposición física a fármacos o irradiación que en esencia son tóxicos para los sistemas vivos, la filtración extracorpórea tiene la ventaja de eliminar toxinas de la sangre del paciente con una invasión mínima. Adicionalmente, la eliminación puede realizarse más rápidamente y durante un tiempo específico (duración) para eliminar mediadores y después detenerla cuando ya no sea necesario. Esto es ventajoso sobre la inhibición farmacológica que a menudo no es reversible y puede requerir una mayor duración de tratamiento.

De beneficio añadido es la adaptabilidad de la adsorción extracorpórea, mediante la cual puede ajustarse una amplia variedad de mediadores/citocinas inflamatorios no específicos a una necesidad individual del paciente (es decir, añadiendo cartuchos). Además, con respecto a otras técnicas de depuración (tales como hemofiltración de alto volumen o intercambio plasmático) puede haber eliminación selectiva de toxinas o mediadores pero también reinfusión de sustancias fisiológicamente vitales tales como albúmina, aminoácidos y hormonas.

A partir de la siguiente descripción de diversas realizaciones prácticas de las mismas, proporcionadas a modo de ejemplos no limitantes, serán evidentes aspectos y ventajas adicionales de la presente invención.

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Ejemplo 1

(No ilustrativo de la invención)

Se usó un filtrador plasmático de elevada permeabilidad fabricado de material biocompatible de poliétersulfona. Adicionalmente, se usó un hemofiltro normal disponible en el mercado. Se usó un cartucho que contenía 140 ml de resina estirénica de divinilbenceno (resina CG 300 Rohm Haas Amberchro) con un tamaño de poro de 300 \ring{A}.

La Tabla 1 muestra los resultados de retención obtenidos con diferentes proteínas y mediadores en muestras de plasma humano de tres pacientes sépticos.

1

Ejemplo 2

Se realizaron estudios in vitro con plasma humano que contenía citocinas y mediadores añadidos para determinar las afinidades de diferentes tipos de resinas. Se usó plasma para simular el efluente de sangre desde un filtrador plasmático con un coeficiente de tamizado superior a 0,8 para la albúmina humana. El flujo sanguíneo estaría entre 100 y 200 ml/min mientras que el flujo plasmático se determinó como una filtración fraccional entre el 10 y 20% del flujo sanguíneo. El filtrador plasmático se usaría en serie con un segundo filtro para hemofiltración con un coeficiente de tamizado inferior a 0,1 para la albúmina (para eliminar pequeñas partículas no adsorbidas por la resina o para mantener el control del volumen en el paciente). Un cartucho que contenía 140 ml de resina estirénica de divinilbenceno (resina CG 300 Rohm Haas Amberchro) con un tamaño de poro de 300 \ring{A}, pudo combinarse con otros cartuchos en serie (enumerados en la Tabla 2) para la eliminación específica o inespecífica de mediadores inflamatorios, en particular, interleucina 6 (IL-6), proteína C reactiva (PCR) y la Kalicreína (KK).

TABLA 2

2

Se incubaron 5 ml de plasma humano que contenía IL-6 (100 pg/ml), PCR (0,5 mg/dl) y KK (0,5 mg/l) durante 4 horas con 1 ml de resina. Se tomaron muestras a 0, 60, 120, 180 y 240 minutos.

Los resultados obtenidos se muestran en las Figuras 1, 2 y 3, respectivamente.

En particular, la Figura 1 pone de manifiesto que las resinas 6, 7 y 8 tienen una buena afinidad por IL-6. Se observó el mismo comportamiento para PCR (Figura 2). Al contrario, se observó que las resinas 2, 3, 7 y 8 retienen KK
(Figura 3).

Ejemplo 3

Se usó un filtrador plasmático de elevada permeabilidad, un hemofiltrador y un cartucho como en el Ejemplo 1.

Se midieron los niveles en sangre y plasma de VEGF en tres pacientes sépticos (intervalos normales de VEGF hasta 55 pg/ml). Se tomaron muestras para determinar cantidades de VEGF a diferentes momentos; es decir, sangre completa a tiempo 0, plasma 15 minutos antes de la exposición al cartucho de filtración y plasma 15 minutos después de la exposición al cartucho de filtración. Los resultados se expresan como pg/ml de VEGF y se muestran en la
Tabla 3.

TABLA 3

3

Claims (8)

1. Un kit para el tratamiento de una enfermedad relacionada con inflamación sistémica que comprende a) un filtro muy permeable con una dimensión de poro que varía entre 0,4 a 0,6 \mum para dar lugar aun coeficiente de tamizado del filtro menor de 0,4 para la IgM y mayor de 0,6 para la albúmina para permitir el paso de mediadores inflamatorios de elevado peso molecular y b) un medio para retener a dichos mediadores, pero no a la albúmina de suero, que comprende al menos un cartucho que comprende un material adsorbente seleccionado del grupo constituido por una resina de poliestireno hidrófoba, una resina de poliestireno de intercambio iónico, una resina de sílice unida seleccionada del grupo constituido por resinas de sílice con grupos funcionales de fases unidas o sus mezclas.

2. Un kit de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dicha resina de poliestireno hidrófoba se selecciona del grupo constituido por resinas de estireno-metacrilato y resinas de copolímero de divinilbenceno-poliestireno.

3. Un kit de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que dicho material adsorbente tiene un tamaño de gránulos comprendido entre 35 y 200 micrómetros.

4. Un kit de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que dicho material adsorbente tiene un tamaño de poros comprendido entre 50 y 3000 \ring{A}.

5. Un kit de acuerdo cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que dicho cartucho comprende una resina de poliestireno/divinilbenceno que tiene un tamaño de poros de 3000 \ring{A} y un tamaño de gránulos de 35 a 120 micrómetros.

6. Un kit de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que dicho cartucho comprende una resina de poliestireno/divinilbenceno que tiene un tamaño de gránulos de 70-120 micrómetros.

7. Un kit de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho medio para retener mediadores inflamatorios comprende más de un cartucho, comprendiendo cada cartucho un material adsorbente diferente diseñado para retener uno o más mediadores inflamatorios diferentes, siendo los mediadores inflamatorios que retiene cada cartucho diferentes entre sí.

8. Un kit de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que dichos mediadores inflamatorios se seleccionan del grupo constituido por VEFG, Kalicreína, mioglobina, proteína C reactiva, citocinas y quimiocinas, en particular, IL1, IL6, IL8, IL12, IL18, factor de necrosis tumoral, proteína 1 inflamatoria de macrófagos, proteína quimiotáctica de monocitos.