ES2897935T3 - Método para mejorar la solubilidad de proteína y péptido mediante el uso del enlace a un fragmento Fc de inmunoglobulina - Google Patents

Abstract

Uso de un fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado en un método para mejorar la solubilidad de una proteína o péptido fisiológicamente activo en una solución acuosa que tiene un pH de 5,0 a 7,0 en comparación con la proteína o péptido fisiológicamente activo sin un fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado, el método comprende conjugar el fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado con la proteína o péptido fisiológicamente activo, en donde la proteína o péptido fisiológicamente activo es exendina-4, imidazoacetil (CA) exendina-4 o insulina.

Description

DESCRI PCI ÓN

Método para mejorar la solubilidad de proteína y péptido mediante el uso del enlace a un fragmento Fc de inmunoglobulina

[Campo Técnico]

La presente invención se refiere al uso de un fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado en un método para mejorar la solubilidad de una proteína o péptido fisiológicamente activo en una solución acuosa que tiene un pH de 5,0 a 7,0 en comparación con la proteína o péptido fisiológicamente activo sin un fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado, el método comprende conjugar el fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado con la proteína o péptido fisiológicamente activo

en donde la proteína o péptido fisiológicamente activo es exendina-4, imidazoacetil (CA) exendina-4 o insulina. [Antecedentes técnicos]

Los fármacos exhiben acciones farmacológicas solo cuando están disueltos y, así, la solubilidad de los fármacos está estrechamente relacionada con la eficacia. Los fármacos solubles en agua se preparan fácilmente como formulaciones inyectables y se disuelven en el tracto gastrointestinal cuando se toman en forma de comprimidos. Sin embargo, los fármacos poco solubles en agua existen como agregados, tales como gránulos, en el tracto gastrointestinal cuando se toman sin solubilización, y no se disuelven a moléculas individuales y apenas se absorben. Además, cuando se usan fármacos poco solubles en agua como formulaciones inyectables sin solubilización, los vasos sanguíneos se obstruyen hasta provocar la coagulación de la sangre. Por tanto, los fármacos poco solubles en agua no pueden usarse como formulaciones inyectables. La solubilidad de los fármacos es un desafío importante en la formulación de fármacos.

Uno de los métodos conocidos de solubilización de fármacos es usar un tensioactivo como solubilizante. Los tensioactivos tienen grupos hidrófobos e hidrófilos en cada molécula. En el agua, las cadenas de hidrocarburos hidrófobos se secuestran en el interior y los grupos hidrófilos se exponen al agua para formar micelas esféricas. Los fármacos pueden disolverse mediante encapsulación en micelas. Sin embargo, cuando el tensioactivo se usa en una concentración alta en este método, los fármacos pueden no ser adecuados para la administración intravenosa. Además, la dilución de microemulsiones por debajo de la concentración micelar crítica de los tensioactivos podría provocar la precipitación del fármaco en las micelas (Journal of Advanced Pharmacy Education & Research 2(1)32-67 (2012) ISSN 2249-3379). Por consiguiente, ha existido una demanda de un método para aumentar continuamente la solubilidad del fármaco independientemente de la concentración de la formulación sin usar tensioactivos.

Flanagan y otros, ('Soluble Fc Fusion Proteins for Biomedical Research' in Albitar, M (ed.) Monoclonal antibodies: Methods and Protocols. 2007, págs. 33-50) describen materiales y métodos necesarios para producir proteínas de fusión Fc, así como también aplicaciones para proteínas de fusión Fc.

El documento núm. WO 2012/165915 A2 describe conjugados de insulina de acción prolongada y los conjugados de péptidos insulinotrópicos de acción prolongada para usar en la prevención o tratamiento de la diabetes, que se preparan al unir insulina o péptido insulinotrópico con una región Fc de inmunoglobulina a través de un enlazador no peptidílico, que muestran mejoras de la duración in vivo de la eficacia y la estabilidad.

El documento núm. WO 2011/122921 A2 describe un conjugado de insulina que tiene una duración y estabilidad in vivo mejoradas, que se prepara al unir covalentemente insulina con una región Fc de inmunoglobulina a través de un polímero no peptidílico, una formulación de activación prolongada que lo comprende y un método de preparación del mismo.

El documento núm. WO 2010/080606 A1 describe análogos de insulina en donde el análogo comprende una modificación del residuo de tirosina en la posición 19 de la cadena A.

[Descripción]

[Problema Técnico]

Con este antecedente, los presentes inventores han realizado muchos esfuerzos para desarrollar un método capaz de mejorar la solubilidad de un fármaco tal como una proteína o péptido fisiológicamente activo. Como resultado, ellos encontraron que cuando un fragmento Fc de inmunoglobulina se conjuga con la proteína o péptido fisiológicamente activo, la solubilidad de la proteína o péptido fisiológicamente activo aumenta de manera efectiva para preparar fácilmente una formulación que incluye la proteína o péptido fisiológicamente activo a una concentración farmacéuticamente efectiva, lo cual completa así la presente descripción.

[Solución técnica]

La presente invención proporciona un uso de un fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado en un método para mejorar la solubilidad de una proteína o péptido fisiológicamente activo en una solución acuosa que tiene un pH de 5.0 a 7,0 en comparación con la proteína o péptido fisiológicamente activo sin un fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado, el método comprende conjugar el fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado con la proteína o péptido fisiológicamente activo,

en donde la proteína o péptido fisiológicamente activo es exendina-4, imidazoacetil (CA) exendina-4 o insulina, como se establece en la reivindicación.

[Efectos ventajosos]

Cuando una proteína o péptido fisiológicamente activo se conjuga con un fragmento Fc de inmunoglobulina de acuerdo con la presente descripción, la solubilidad de la proteína o péptido fisiológicamente activo puede mejorarse eficazmente y, por lo tanto, es eficaz en la formulación de varios fármacos.

[Descripción de los Dibujos]

La Figura 1 muestra las curvas de calibración estándar de insulina y un conjugado de insulina de acción prolongada.

La Figura 2 muestra un resultado de examinar la solubilidad de la insulina y el conjugado de insulina de acción prolongada de acuerdo con la composición de la Tabla 1, en el cual la insulina muestra una solubilidad de 0,628 mg/ml y la insulina conjugada de acción prolongada muestra una solubilidad de 15 mg/ml, en base a insulina. La Figura 3 muestra las curvas de calibración estándar de un derivado de oxintomodulina de SEQ ID NO: 27 y un conjugado del derivado de oxintomodulina-PEG-fragmento Fc de inmunoglobulina.

La Figura 4 muestra un resultado de examinar la solubilidad del derivado de oxintomodulina de SEQ ID NO: 27 y el conjugado del derivado de oxintomodulina-PEG-fragmento Fc de inmunoglobulina de acuerdo con la composición de la Tabla 4, en la cual el derivado de oxintomodulina muestra una solubilidad de 0,188 mg/ml y el conjugado muestra una solubilidad de 11 mg/mL, en base a oxintomodulina.

[El mejor modo]

La presente invención proporciona un uso de un fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado en un método para mejorar la solubilidad de una proteína o péptido fisiológicamente activo en una solución acuosa que tiene un pH de 5.0 a 7,0 en comparación con la proteína o péptido fisiológicamente activo sin un fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado, el método comprende conjugar el fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado con la proteína o péptido fisiológicamente activo,

en donde la proteína o péptido fisiológicamente activo es exendina-4, imidazoacetil (CA) exendina-4 o insulina. En una modalidad específica, el fragmento Fc de inmunoglobulina aplicado al uso de acuerdo con la presente invención es un fragmento Fc derivado de IgG, IgA, IgD, IgE o IgM.

En otra modalidad específica, el fragmento Fc de inmunoglobulina aplicado al uso de acuerdo con la presente invención es un híbrido de dominios en el cual cada dominio tiene un origen diferente derivado de inmunoglobulina seleccionada del grupo que consiste en IgG, IgA, IgD, IgE e IgM.

En otra modalidad específica más, el fragmento Fc de inmunoglobulina aplicado al uso de acuerdo con la presente invención es un dímero o un multímero que consiste en inmunoglobulinas monocatenarias del mismo origen.

En otra modalidad específica más, el fragmento Fc de inmunoglobulina aplicado al uso de acuerdo con la presente invención es un fragmento Fc de IgG4 aglicosilada humana.

En otra modalidad específica más, la solución acuosa aplicada al uso de acuerdo con la presente invención incluye una solución tampón de ácido cítrico o ácido acético, polisorbato como tensioactivo no iónico, manitol como alcohol de azúcar y cloruro de sodio o metionina como agente isotónico.

En otra modalidad específica más, la solución acuosa aplicada al uso de acuerdo con la presente invención incluye, además, un tensioactivo.

[Modo para la invención]

La presente invención proporciona un uso de un fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado en un método para mejorar la solubilidad de una proteína o péptido fisiológicamente activo en una solución acuosa que tiene un pH de 5.0 a 7,0 en comparación con la proteína o péptido fisiológicamente activo sin un fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado, el método comprende conjugar el fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado con la proteína o péptido fisiológicamente activo,

en donde la proteína o péptido fisiológicamente activo es exendina-4, imidazoacetil (CA) exendina-4 o insulina.

El uso de la presente invención muestra un efecto de mejorar la solubilidad de la proteína o péptido fisiológicamente activo incluso sin la adición de un tensioactivo a un disolvente. En el caso de la proteína o péptido fisiológicamente activo, que es un componente de los fármacos proteicos conocidos, muestra una baja solubilidad en el intervalo de pH de 5 a 7, que es el intervalo de pH general de las formulaciones para administración corporal. Por consiguiente, existe la dificultad de que la proteína o péptido fisiológicamente activo se prepare en formulaciones a una concentración deseada. También existe el problema de que las formulaciones inyectables pueden provocar precipitación en el cuerpo para generar efectos secundarios no deseados. Sorprendentemente, la presente invención confirmó que cuando la proteína o péptido fisiológicamente activo se conjuga con un fragmento Fc de inmunoglobulina como se establece en las reivindicaciones, muestra una mayor solubilidad en el intervalo de pH anterior. Es decir, el uso de la presente invención tiene el efecto de mejorar la solubilidad del péptido o proteína, tal como la insulina, que muestra baja solubilidad en el intervalo de pH ácido débil de 5 a 7.

Como se usa en la presente descripción, el término "solubilidad" se refiere al grado en que la proteína o péptido fisiológicamente activo se disuelve en un disolvente apropiado para la administración al cuerpo humano. En detalle, se refiere al grado de saturación del soluto en un disolvente dado a una temperatura específica. La solubilidad puede medirse al determinar una concentración de soluto en el punto de saturación. Por ejemplo, la concentración puede medirse mediante el uso de un espectrofotómetro UV o por HPLC después de agregar una cantidad excesiva del soluto a un disolvente y luego agitar y filtrar la solución, pero no se limita a ello. Para usar la proteína o péptido fisiológicamente activo para el tratamiento, es importante disolver una cantidad farmacéuticamente eficaz del mismo en un disolvente, lo cual es un factor importante que debe considerarse al determinar la concentración de la formulación liofilizada tras la reconstitución o concentración de un ingrediente activo de una formulación líquida. Se confirmó que cuando la proteína o péptido fisiológicamente activo se conjuga con un fragmento Fc de inmunoglobulina, su solubilidad aumenta notablemente en comparación con una proteína o péptido fisiológicamente activo al cual el fragmento no está unido. Con esto como base, la presente invención se caracteriza porque se mejora la solubilidad de la proteína o péptido fisiológicamente activo en una solución acuosa, como se establece en la reivindicación.

Como se describe en la presente descripción, cuando se usó insulina u oxintomodulina como péptido fisiológicamente activo representativo y se conjugó inmunoglobulina Fc con el mismo, la solubilidad de insulina y oxintomodulina aumentó notablemente (Figuras 2 y 4).

Como se usa en la presente descripción, el término "solución acuosa" se refiere a una solución que está destinada a disolver la proteína o péptido fisiológicamente activo. La solución acuosa es una solución adecuada para la administración de la proteína o péptido fisiológicamente activo al cuerpo humano. La solución acuosa aplicada al uso de la invención se define en la reivindicación. La solución acuosa aplicada al uso de la presente invención no se limita a un tipo particular, sino que puede tener una solución tampón de ácido cítrico o ácido acético que contenga polisorbato como tensioactivo no iónico, manitol como alcohol de azúcar y cloruro de sodio o metionina como agente isotónico.

Como se usa en la presente descripción, el término "polímero no peptidílico" se refiere a un polímero biocompatible que incluye una o más unidades repetitivas enlazadas entre sí por un enlace covalente que excluye un enlace peptídico.

El polímero no peptidílico que se usa en la presente invención es polietilenglicol, como se establece en la reivindicación.

El polímero no peptidílico tiene una resistencia in vivo a las enzimas proteolíticas y, por lo tanto, las enzimas proteolíticas no lo escinden fácilmente para permitir que el fragmento Fc de la inmunoglobulina funcione como portador. El polímero no peptidílico tiene un peso molecular en el intervalo de 1 kDa a 100 kDa, y específicamente, de 1 kDa a 20 kDa.

El polímero no peptidílico puede tener un grupo reactivo capaz de unirse al fragmento Fc de inmunoglobulina y la proteína o fármaco peptídico y, por tanto, funciona como un enlazador para enlazar el fragmento Fc de inmunoglobulina y la proteína o péptido.

El enlace de la proteína o péptido fisiológicamente activo con el fragmento Fc de inmunoglobulina mediante el uso del polímero no peptidílico como enlazador puede lograrse al realizar (1) la reacción del polímero no peptidílico con una cualquiera de las proteínas o péptidos fisiológicamente activo y el fragmento Fc de inmunoglobulina; y (2) hacer reaccionar el producto de reacción de la etapa (1) con el otro de la proteína o péptido fisiológicamente activo y el fragmento Fc de inmunoglobulina, secuencialmente.

Sin embargo, si el fragmento Fc de inmunoglobulina está unido al polímero no peptidílico que tiene un grupo reactivo en ambos extremos en la etapa (1), una parte de los productos de la etapa (1) puede estar en forma de un puente en el cual dos N terminales del fragmento Fc de inmunoglobulina están enlazados a ambos extremos del polímero no peptidílico en condiciones de reacción específicas. Los productos de la etapa (1) en forma de un puente pueden evitar una reacción de acoplamiento secundario de enlazar las proteínas o péptidos fisiológicamente activo a la misma o pueden reducir en gran medida el rendimiento del acoplamiento. En una modalidad, por lo tanto, con el fin de prevenir la formación de puentes entre el fragmento Fc de inmunoglobulina y el fragmento Fc de inmunoglobulina, el polímero no peptidílico y la proteína o péptido fisiológicamente activo pueden reaccionar primero, y luego el polímero no peptidílico enlazado a la proteína o péptido fisiológicamente activo puede reaccionar con el fragmento Fc de inmunoglobulina, secuencialmente. Sin embargo, no es necesario mejorar la solubilidad de la presente invención en este orden.

En la etapa (1), puede realizarse una reacción química para enlazar el polímero no peptidílico a la proteína o péptido fisiológicamente activo o al fragmento Fc de inmunoglobulina mediante un método conocido. Por ejemplo, el polímero no peptidílico que tiene un grupo reactivo en ambos extremos puede hacerse reaccionar con la proteína o péptido fisiológicamente activo o el fragmento Fc de inmunoglobulina a 0 °C a 25 °C durante 1 hora a l6 horas. A través de esta reacción, la proteína o péptido fisiológicamente activo o el fragmento Fc de inmunoglobulina pueden enlazarse covalentemente a un polímero no peptidílico a través del grupo reactivo.

La reacción de enlazar la proteína o péptido fisiológicamente activo al polímero no peptidílico en la etapa (1) puede realizarse en una solución de reacción que contiene un disolvente orgánico. A este respecto, el disolvente orgánico puede ser cualquier disolvente orgánico usado generalmente en la técnica, pero no se limita a, específicamente un alcohol primario, secundario o terciario y un alcohol que tiene de 1 a 10 átomos de carbono. Más específicamente, el alcohol puede ser isopropanol, etanol o metanol. El disolvente orgánico puede seleccionarse libremente entre disolventes orgánicos adecuados para el tipo de proteína o péptido fisiológicamente activo. Además, el disolvente orgánico puede usarse para el enlace entre la proteína o péptido fisiológicamente activo y el polímero no peptidílico, pero no se limita a, se incluye específicamente en una cantidad del 10 % al 60 %, más específicamente, en una cantidad de 30 % a 55 %, y mucho más específicamente, en una cantidad de 45 % a 55 %, basado en la cantidad total de la solución de reacción. Además, el pH de la solución de reacción puede ser, pero no se limita a, específicamente de 4,5 a 7,0 y más específicamente de 5,0 a 6,5.

Además, de acuerdo con el tipo de grupo reactivo que participa en la reacción, puede incluirse, además, un agente reductor para realizar las etapas anteriores.

Específicamente, el agente reductor descrito en la presente descripción se refiere a cualquier agente reductor conocido en la técnica que funcione para reducir un doble enlace imina reversible producido por la unión entre el grupo aldehído del polímero no peptidílico y un grupo amino del polipéptido (proteína fisiológicamente activa o péptido, fragmento Fc de inmunoglobulina) para formar un enlace covalente. Con respecto a los objetos de la presente invención, el agente reductor puede incluirse en la solución de reacción con el fin de permitir la unión covalente entre el polímero no peptidílico y la proteína o péptido fisiológicamente activo o el fragmento Fc de inmunoglobulina. El agente reductor descrito en la presente descripción puede ser cualquier agente reductor conocido en la técnica, pero no se limita a, preferiblemente cianoborohidruro de sodio, complejo de borano piridina, borohidruro de sodio, complejo de borano dimetilamina, complejo de borano trimetilamina o triacetoxiborohidruro de sodio. Puede seleccionarse un agente reductor adecuado en dependencia de los tipos de polipéptidos fisiológicamente activos o de la región constante de inmunoglobulina y el disolvente de reacción.

Además, el agente reductor puede incluirse a una concentración final de 1 mM a 20 mM para una reacción de enlace (reacción de la etapa (1)) entre la proteína o péptido fisiológicamente activo y el polímero no peptidílico, o el fragmento Fc de inmunoglobulina y el polímero no peptidílico, y a una concentración final de 1 mM a 100 mM para la reacción de acoplamiento (reacción de la etapa (2)).

Mientras tanto, el polímero no peptidílico puede tener un grupo reactivo en ambos extremos, cada grupo reactivo capaz de unirse al fragmento Fc de inmunoglobulina y la proteína o péptido fisiológicamente activos, específicamente, cada grupo reactivo es capaz de unirse a un grupo amino del N -terminal o lisina, o un grupo tiol de la cisteína de la proteína o péptido fisiológicamente activos; o el fragmento Fc de inmunoglobulina. El grupo reactivo en ambos extremos se selecciona específicamente del grupo que consiste en un grupo aldehído reactivo, un grupo propionaldehído, un grupo butiraldehído, un grupo maleimida y un derivado de succinimida. A este respecto, el derivado de succinimida puede ser succinimidil carboximetil, succinimidil valerato, succinimidil metilbutanoato, succinimidil metilpropionato, succinimidil butanoato, succinimidil propionato, N-hidroxisuccinimida o succinimidil carbonato, pero no se limita a ellos. Puede usarse cualquier grupo reactivo sin limitación, siempre que se una al grupo amino o al grupo tiol de un residuo de aminoácido del fragmento Fc de inmunoglobulina y la proteína o péptido fisiológicamente activos.

En particular, cuando el polímero no peptidílico tiene un grupo aldehído reactivo en ambos extremos, es eficaz para enlazarse en ambos extremos con la proteína o péptido fisiológicamente activo y la inmunoglobulina con reacciones no específicas mínimas. Un producto final generado por alquilación reductora con un enlace aldehído es mucho más estable que cuando está unido por un enlace amida. El grupo aldehído reactivo se une selectivamente al extremo N-terminal a un pH bajo, y puede unirse a un residuo de lisina (Lys) para formar un enlace covalente a un pH alto, por ejemplo, a un pH de 9,0.

Los grupos reactivos en ambos extremos del enlazador como el polímero no peptidílico pueden ser iguales o diferentes entre sí. Por ejemplo, el enlazador puede poseer un grupo maleimida en un extremo, y un grupo aldehído, un grupo propionaldehído o un grupo butilaldehído en el otro extremo. Cuando se usa un polietilenglicol que tiene un grupo hidroxilo reactivo en ambos extremos del mismo como el polímero no peptidílico, el grupo hidroxilo puede activarse en varios grupos reactivos mediante reacciones químicas conocidas, o un polietilenglicol disponible comercialmente que tiene un grupo reactivo modificado puede usarse para preparar el conjugado proteico de acción prolongada.

Además, los grupos reactivos del polímero no peptidílico pueden unirse al grupo amino N-terminal o al grupo amino de cadena lateral del residuo de lisina de la proteína o péptido fisiológicamente activo y el fragmento Fc de inmunoglobulina, respectivamente, pero no están particularmente limitados a esto. A este respecto, el residuo de lisina en la proteína o péptido fisiológicamente activo y el fragmento Fc de inmunoglobulina no se limitan a una posición particular, y los ejemplos no limitantes del residuo de lisina también incluyen aminoácidos no naturales y derivados de Lys, siempre que tengan el grupo amino capaz de unirse al grupo reactivo del polímero no peptidílico, así como una lisina natural.

Mientras tanto, cuando la proteína o péptido fisiológicamente activo reaccionan por primera vez con el polímero no peptidílico en la etapa (1), la proteína o péptido fisiológicamente activo y el polímero no peptidílico reaccionan en una relación molar de 1:1 a 1:20, y en la etapa (2), el conjugado de la proteína o péptido fisiológicamente activo y el polímero no peptidílico que es un producto de la etapa (1) se hace reaccionar con el fragmento Fc de inmunoglobulina en una relación molar de 1:0,5 a 1:10, pero no se limita a ellos.

Además, el uso de la presente invención puede incluir un proceso de separación y purificación del conjugado de polipéptido-polímero no peptidílico o el conjugado de fragmento Fc de inmunoglobulina-polímero no peptidílico que es el producto de la etapa (1) antes de la etapa (2) después de la etapa (1). Este proceso puede realizarse mediante el uso de varios métodos de separación, tales como cromatografía, conocidos en la técnica.

En la etapa (2), cuando el conjugado de polipéptido no peptidílico fisiológicamente activo se hace reaccionar con el fragmento Fc de inmunoglobulina, una condición de pH es de 4,0 a 9,0, pero no se limita particularmente a ello. Como se usa en la presente descripción, el término "fragmento Fc de inmunoglobulina", se refiere a la región constante de cadena pesada 2 (CH2) y la región constante de cadena pesada 3 (CH3) de una inmunoglobulina, excluidas las regiones variables de las cadenas pesada y ligera, la región constante de cadena pesada 1 (CH1) y la región constante de cadena ligera 1 (CL1) de una inmunoglobulina, y puede incluir una región bisagra en la región constante de cadena pesada. Además, el fragmento Fc de inmunoglobulina de la presente invención puede ser un fragmento Fc de inmunoglobulina extendido que incluye una parte o la totalidad de la región constante 1 de cadena pesada (CH1) y/o la región constante 1 de cadena ligera (CL1), excepto para las regiones variables de las cadenas pesada y ligera de una inmunoglobulina, siempre que tenga un efecto sustancialmente similar o mejor que el de la proteína nativa. Además, puede ser una región que tiene una eliminación en una porción relativamente larga de la secuencia de aminoácidos de CH2 y/o CH3. Es decir, el fragmento Fc de inmunoglobulina de la presente invención puede incluir (1) un dominio CH1, un dominio CH2, un dominio CH3 y un dominio CH4, (2) un dominio CH1 y un dominio CH2, (3) un dominio CH1 y un dominio CH3, (4) un dominio CH2 y un dominio CH3, (5) una combinación de uno o más dominios de la región constante y una región bisagra de inmunoglobulina (o una porción de la región bisagra), y (6) un dímero de cada dominio de las regiones constantes de cadena pesada y la región constante de cadena ligera.

Con respecto a los objetos de la presente invención, el fragmento Fc de inmunoglobulina se refiere a una sustancia que tiene un efecto de aumentar la solubilidad del fármaco que se une al mismo, es decir, la proteína o péptido fisiológicamente activo, y también puede referirse a un portador de fármaco.

Como se usa en la presente descripción, el término "portador" se refiere a una sustancia que se une a un fármaco. Generalmente, el portador se une a un fármaco para aumentar o eliminar la actividad fisiológica del fármaco. Sin embargo, el portador descrito en la presente descripción se refiere a una sustancia que minimiza una reducción de la actividad fisiológica del fármaco y aumenta la estabilidad in vivo del fármaco y la duración de la eficacia al retardar el suministro del fármaco desde el lugar de administración a la sangre tras la administración subcutánea, y también mejora la solubilidad de la proteína o péptido al mismo tiempo. Como portador del fármaco, se han estudiado diversas sustancias tales como lípidos, polímeros, etc., pero la presente invención proporciona el fragmento Fc de inmunoglobulina como el portador para mejorar la duración in vivo del fármaco al cual está enlazado el portador, al minimizar una reducción en la actividad in vivo, y también al maximizar la solubilidad. Además, el fragmento Fc de inmunoglobulina es un polipéptido biodegradable que puede metabolizarse in vivo, de manera que puede usarse de forma segura como portador de fármacos. Debido a las características, el conjugado en el cual el fragmento Fc de inmunoglobulina está enlazado a la proteína o péptido fisiológicamente activo puede denominarse como un conjugado de acción prolongada en la presente invención.

El sitio de la proteína o péptido fisiológicamente activo al cual está enlazado el fragmento Fc de inmunoglobulina no está particularmente limitado, y es posible cualquier sitio dentro de la proteína o péptido o en el extremo N-terminal o C-terminal. Sin embargo, para permitir que el conjugado de la proteína o péptido fisiológicamente activo y el fragmento Fc de inmunoglobulina que se prepara mediante el uso de la presente invención muestre actividad fisiológica cuando se administra al cuerpo humano, el sitio que no inhibe la actividad fisiológica se selecciona preferentemente de acuerdo con el tipo de proteína o péptido fisiológicamente activo que se va a aplicar, pero no se limita al mismo.

Además, el fragmento Fc de inmunoglobulina es más ventajoso en términos de producción, purificación y rendimiento del conjugado que una molécula de inmunoglobulina completa, debido a su peso molecular relativamente bajo. Además, dado que está desprovisto de Fab, que exhibe una alta no homogeneidad debido a la diferencia en la secuencia de aminoácidos de un anticuerpo a otro, se espera que mejore significativamente la homogeneidad y reduzca la posibilidad de inducir antigenicidad sanguínea.

Además, el fragmento Fc de inmunoglobulina de la presente invención incluye no solo la secuencia de aminoácidos nativa sino también las secuencias de sus derivados. El derivado de la secuencia de aminoácidos significa que tiene uno o más residuos de aminoácidos diferentes de la secuencia de aminoácidos de tipo silvestre, y puede ocurrir de forma natural o puede generarse artificialmente. El fragmento Fc de inmunoglobulina incluye derivados como resultado de eliminación, inserción, sustitución conservada o no conservada, o una combinación de estos. Generalmente, una inserción se realiza mediante la adición de una secuencia de aminoácidos consecutiva de 1 a 20 aminoácidos, o puede realizarse con una secuencia más larga. Una eliminación está generalmente en el intervalo de 1 a 30 residuos de aminoácidos. Las técnicas de preparación de tales derivados de secuencia del fragmento Fc de inmunoglobulina se describen en la Publicación de Patentes Internacionales núms. WO 97/34631 y WO 96/32478. Los intercambios de aminoácidos en proteínas y péptidos, que generalmente no alteran la actividad de las moléculas, se conocen en la técnica (H. Neurath, R.L. Hill, The Proteins, Academic Press, Nueva York, 1979). Los intercambios más comunes son Ala/Ser, Val/Ile, Asp/Glu, Thr/Ser, Ala/Gly, Ala/Thr, Ser/Asn, Ala/Val, Ser/Gly, Thy/Phe, Ala/Pro, Lys/Arg, Asp/Asn, Leu/Ile, Leu/Val, Ala/Glu, y Asp/Gly, en ambas direcciones. Además, el fragmento Fc de inmunoglobulina, si es conveniente, puede modificarse mediante fosforilación, sulfatación, acrilación, glicosilación, metilación, farnesilación, acetilación, amidación y similares.

El derivado de Fc inmunoglobulina descrito anteriormente puede ser un derivado que tiene una actividad biológica equivalente a la del fragmento Fc de inmunoglobulina descrito en la presente descripción, pero tiene una mayor estabilidad estructural del fragmento Fc de inmunoglobulina frente al calor, pH, etc.

Además, el fragmento Fc de inmunoglobulina puede obtenerse a partir de un tipo nativo aislado de humanos o animales tales como vacas, cabras, cerdos, ratones, conejos, hámsteres, ratas, cobayas, etc., o pueden ser recombinantes o derivados de los mismos obtenidos a partir de células animales o microorganismos transformados. En la presente descripción, ellos pueden obtenerse a partir de una inmunoglobulina nativa mediante el aislamiento de inmunoglobulinas completas de organismos humanos o animales y el tratamiento de estas con una enzima proteolítica. La papaína digiere la inmunoglobulina nativa en las regiones Fab y Fc, y el tratamiento con pepsina da como resultado la producción de fragmentos pF'c y F(ab)2. Estos fragmentos pueden someterse, por ejemplo, a cromatografía de exclusión por tamaño para aislar Fc o pF'c. Específicamente, el fragmento Fc de inmunoglobulina descrito en la presente descripción puede ser un fragmento Fc de inmunoglobulina recombinante derivado de seres humanos que se obtiene a partir de un microorganismo.

Además, el fragmento Fc de inmunoglobulina descrito en la presente descripción puede estar en forma de cadenas de azúcar nativas, cadenas de azúcar aumentadas en comparación con una forma nativa o cadenas de azúcar disminuidas en comparación con la forma nativa, o puede estar en una forma desglicosilada. La glicosilación o desglicosilación aumentada o disminuida de la inmunoglobulina Fc puede lograrse mediante métodos típicos, por ejemplo, mediante el uso de un método químico, un método enzimático o un método de ingeniería genética que usa microorganismos. En la presente descripción, cuando se desglicosila, la unión del complemento (C1q) a un fragmento Fc de inmunoglobulina se reduce significativamente y la citotoxicidad dependiente de anticuerpos o la citotoxicidad dependiente del complemento se reduce o se elimina, y así no se inducen respuestas inmunitarias innecesarias in vivo. En este contexto, los fragmentos Fc de inmunoglobulina desglicosilados o aglicosilados son más consistentes con el propósito de los portadores de fármacos.

Como se usa en la presente descripción, el término "desglicosilación" se refiere a la eliminación enzimática de restos de azúcar de un fragmento Fc de inmunoglobulina, y el término "aglicosilación" significa que un fragmento Fc de inmunoglobulina se produce en una forma no glicosilada por un procariota, específicamente E. coli.

Mientras tanto, el fragmento Fc de inmunoglobulina puede derivarse de seres humanos u otros animales que incluyen vacas, cabras, cerdos, ratones, conejos, hámsteres, ratas y cobayas, y preferentemente seres humanos. Además, el fragmento Fc de inmunoglobulina puede ser un fragmento Fc que se deriva de IgG, IgA, IgD, IgE, e IgM, o combinaciones de estos, o híbridos de estos. Específicamente, se deriva de IgG o IgM, que se encuentran entre las proteínas más abundantes en la sangre humana, y con la máxima especificidad de IgG, que se sabe que mejora la vida media de las proteínas de unión a ligando.

Mientras tanto, como se usa en la presente descripción, el término "combinación" significa que los polipéptidos que codifican fragmentos Fc de inmunoglobulina de cadena sencilla del mismo origen, están unidos a un polipéptido de cadena única de un origen diferente para formar un dímero o multímero. Es decir, puede formarse un dímero o multímero a partir de dos o más fragmentos que se seleccionan del grupo que consiste en los fragmentos Fc de IgG, Fc de IgA, Fc de IgM, Fc de IgD y Fc de IgE.

Como se usa en la presente descripción, el término "híbrido" significa que las secuencias que codifican dos o más fragmentos Fc de inmunoglobulina de diferentes orígenes están presentes en un fragmento Fc de inmunoglobulina de cadena única. En la presente invención, son posibles varios tipos de híbridos. Es decir, los híbridos de dominio pueden estar compuestos por uno a cuatro dominios seleccionados del grupo que consiste en CH1, CH2, CH3 y CH4 de Fc de IgG, Fc de IgM, Fc de IgA, Fc de IgE y Fc de IgD, y pueden incluir una región bisagra.

Mientras tanto, la IgG se divide en subclases de IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4, y la presente invención incluye combinaciones e híbridos de las mismas. Se prefieren las subclases de IgG2 e IgG4, y el más preferido es el fragmento Fc de IgG4 que rara vez tiene funciones efectoras tales como citotoxicidad dependiente del complemento (CDC).

El fragmento Fc de inmunoglobulina de la presente invención puede estar en forma recombinante en la cual una región de bisagra está enlazada al N terminal del mismo. En este caso, los fragmentos Fc de inmunoglobulina que se expresan como agregados no provocan pérdida de actividad. Además, estos son fragmentos Fc en forma de un dímero o monómero activo que no tiene un residuo de metionina de iniciación codificado por un codón de iniciación y, por lo tanto, existen ventajas de solubilización y replegamiento.

El fragmento Fc de inmunoglobulina apropiado en la presente invención se describe en detalle en las patentes coreanas núms. 755315, 775343 y 824505.

El fragmento Fc derivado de humano se prefiere más que un fragmento Fc no derivado de humano, que puede actuar como un antígeno en el cuerpo humano y causar respuestas inmunitarias indeseables, tal como la producción de un nuevo anticuerpo contra el antígeno.

Como se usa en la presente descripción, el término "proteína o péptido fisiológicamente activos" se refiere a una proteína o péptido que regula la expresión génica o las funciones fisiológicas. Las proteínas o péptidos fisiológicamente activos usados en la presente invención se establecen en la reivindicación.

Mientras tanto, los aminoácidos mencionados en la presente descripción se abrevian de acuerdo con las reglas de nomenclatura de IUPAC-IUB de la siguiente manera:

Alanina: Ala o A Arginina: Arg o R

Asparagina: Asn o N Ácido aspártico: Asp o D

Cisteína: Cys o C Ácido glutámico: Glu o E

Glutamina: Gln o Q Glicina: Gly o G

Histidina: His o H Isoleucina: Ile o I

Leucina: Leu o L Lisina: Lys o K

Metionina: Met o M Fenilalanina: Phe o F

Prolina: Pro o P Serina: Ser o S

Treonina: Thr o T Triptófano: Trp o W

Tirosina: Tyr o Y Valina: Val o V

Además, a lo largo de la presente memoria descriptiva, pueden usarse códigos de una y tres letras para los aminoácidos.

Además, proteína o péptido fisiológicamente activo es un concepto que abarca todos los derivados, variantes y fragmentos de los mismos, además de la proteína o péptido fisiológicamente activo nativo.

Como se usa en la presente descripción, el término "derivado" se refiere a un péptido que tiene sustitución química (por ejemplo, alfa-metilación, alfa-hidroxilación), eliminación (por ejemplo, desaminación) o modificación (por ejemplo, N-metilación) de algunos grupos de residuos de aminoácidos en la secuencia de aminoácidos de la proteína o péptido fisiológicamente activo nativo. El derivado puede incluir un péptido mimético que conserva la actividad del péptido fisiológicamente activo nativo sin homología de secuencia con el péptido fisiológicamente activo nativo.

Como se usa en la presente descripción, el término "mimético de péptido" se refiere a una cadena similar a una proteína que se diseña para imitar el péptido. El mimético de péptido puede ejemplificarse mediante un mimético de péptido D que contiene un aminoácido D, pero no se limita al mismo. El mimético de péptido puede prepararse fácilmente mediante el uso de una técnica de preparación de miméticos de péptidos conocida en la técnica.

Como se usa en la presente descripción, el término "variante" se refiere a una proteína o péptido que tiene una o más secuencias de aminoácidos diferentes de las de la proteína o péptido nativo, y se refiere a un péptido que conserva la actividad de la proteína nativa. La variante puede prepararse mediante sustitución, adición, eliminación y modificación o mediante una combinación de las mismas en una parte de las secuencias de aminoácidos de la proteína o péptido nativo. En la presente descripción, los aminoácidos añadidos pueden ser aminoácidos de origen no natural (por ejemplo, aminoácidos de tipo D).

Como se usa en la presente descripción, el término "fragmento" se refiere a un fragmento que tiene uno o más aminoácidos eliminados en el N terminal o en el C terminal de la proteína o péptido nativo, y preferentemente, un fragmento que tiene la actividad de la proteína nativa.

La proteína o péptido fisiológicamente activo puede prepararse mediante cualquier método derivado de un origen natural o recombinante y, por ejemplo, puede ser una proteína recombinante preparada mediante el uso de una célula procariota como E. coli como célula hospedera, entre otras.

Como se describió anteriormente, el concepto de proteína o péptido fisiológicamente activo abarca todos los derivados, variantes y fragmentos de los mismos, además de la proteína o péptido fisiológicamente activo nativo. Como se usa en la presente descripción, el término "insulina" se refiere a un péptido que secreta el páncreas en respuesta a niveles elevados de glucosa en la sangre para absorber glucosa en el hígado, músculo o tejido adiposo y convertirla en glucógeno, y detener el uso de grasas como fuente de energía y, así controlar el nivel de glucosa en sangre. Este péptido incluye insulina nativa, insulina basal, agonistas de insulina, precursores, derivados, fragmentos de los mismos y variantes de los mismos.

Como se usa en la presente descripción, el término "insulina nativa" se refiere a una hormona que secreta el páncreas para promover la absorción de glucosa e inhibir la degradación de grasas y, así, funciona para controlar el nivel de glucosa en sangre. La insulina se forma a partir de un precursor que no tiene la función de regular el nivel de glucosa en sangre, conocido como proinsulina, a través del procesamiento. Las secuencias de aminoácidos de la insulina son las siguientes:

Cadena A:

Gly—lie—Val—Glu—Gln—Cys—Cys—Thr—Ser—lie—Cys—Ser—Leu

Tyr—Gln—Leu—Glu—Asn—Tyr—Cys—Asn (SEQ ID NO: 1)

Cadena B:

Phe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-

Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-

Lys-Thr (SEQ ID NO: 2)

Como se usa en la presente descripción, el término "insulina basal" se refiere a un péptido que administra el nivel de glucosa en sangre diario normal, por ejemplo, levemir, lantus, deglude, etc.

Como se usa en la presente descripción, el término "agonista de insulina" se refiere a un compuesto que se une al receptor de insulina para mostrar la actividad biológica igual a la de la insulina, lo cual es irrelevante para la estructura de la insulina.

El término "variante de insulina" se refiere a un péptido que tiene una o más secuencias de aminoácidos diferentes de las de la insulina nativa y que conserva la función de controlar el nivel de glucosa en sangre en el cuerpo.

El término "derivado de insulina" se refiere a un péptido que tiene una homología de secuencia de aminoácidos con la insulina nativa de al menos 80 %, que puede tener algunos grupos en el residuo de aminoácido sustituidos, eliminados o modificados químicamente, y tiene la función de regular el nivel de glucosa en sangre en el cuerpo. El "fragmento de insulina" se refiere a un fragmento que tiene uno o más aminoácidos eliminados en el N-terminal o C-terminal de la insulina y que tiene la función de regular el nivel de glucosa en sangre en el cuerpo.

Cada uno de los métodos de preparación para los agonistas, derivados, fragmentos y variantes de insulina puede usarse individualmente o en combinación. Por ejemplo, la presente invención incluye un péptido que tiene uno o más aminoácidos diferentes de los del péptido nativo y una desaminación de los residuos de aminoácidos N-terminales y tiene la función de regular el nivel de glucosa en sangre en el cuerpo. La insulina usada en la presente invención puede producirse mediante una tecnología de recombinación y también puede sintetizarse mediante el uso de un método de síntesis en fase sólida.

El polímero no peptidílico se usa como un enlazador para enlazar el fragmento Fc de inmunoglobulina, y mantener así la actividad de la insulina y mejorar la solubilidad, y también mejorar la estabilidad.

Además, la presente invención se caracteriza porque la proteína o péptido fisiológicamente activo se conjuga con un fragmento Fc de inmunoglobulina para mejorar la solubilidad de la proteína o péptido. No existe una limitación particular en el sitio de unión. Sin embargo, la modificación de la cadena A de la insulina puede reducir la actividad y la estabilidad y, por lo tanto, el fragmento Fc de inmunoglobulina puede enlazarse a la cadena B mediante un enlazador. En particular, el fragmento Fc de inmunoglobulina puede enlazarse al extremo N-terminal de la cadena B de la insulina a través de un enlazador no peptidílico, pero no está particularmente limitado al mismo.

Además, en la presente descripción se describe la oxintomodulina, pero no forma parte de la invención expuesta en la reivindicación.

Como se usa en la presente descripción, el término "oxintomodulina" se refiere a un péptido derivado de un precursor del glucagón, pre-glucagón, e incluye una oxintomodulina nativa, precursores, derivados, fragmentos y variantes de estos.

Preferentemente, la oxintomodulina tiene una secuencia de aminoácidos HSQGTFTSDYSKYLDSRRAQDFVQWLMNTKRNRNNIA (SEQ ID NO: 3).

El derivado de oxintomodulina incluye péptidos, derivados de péptidos o miméticos de péptidos que se preparan mediante adición, eliminación o sustitución una de parte de los aminoácidos de la secuencia de oxintomodulina para activar tanto el receptor de GLP-1 como el receptor de glucagón a un nivel alto, en comparación con la oxintomodulina nativa. Como parte de la descripción, el derivado de oxintomodulina puede tener cualquier secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO: 4 a 36.

Además, el fragmento de oxintomodulina conserva la función de controlar el nivel de glucosa en sangre en el cuerpo. Además, la variante de oxintomodulina es un péptido que tiene uno o más residuos de aminoácidos diferentes de los de la secuencia de aminoácidos de oxintomodulina nativa y posee una función de activación de los receptores de GLP-1 y glucagón. Los métodos para preparar la variante, derivado y fragmento de oxintomodulina pueden usarse solos o en combinación. Por ejemplo, la presente descripción incluye un péptido que tiene uno o más aminoácidos diferentes de los del péptido nativo y una desaminación de los residuos de aminoácidos N-terminales y tiene una función de activar tanto el receptor de GLP-1 como el receptor de glucagón.

En la presente descripción, el derivado de oxintomodulina abarca cualquier péptido que se prepare mediante sustituciones, adiciones, eliminaciones o modificaciones postraduccionales (por ejemplo, metilación, acilación, ubiquitinación, enlace covalente intramolecular) en la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO: 3 para activar los receptores de glucagón y GLP-1 a la misma vez. Tras la sustitución o la adición de aminoácidos, pueden usarse cualquiera de los 20 aminoácidos encontrados comúnmente en las proteínas humanas, así como también aminoácidos atípicos o no naturales. Las fuentes comerciales de aminoácidos atípicos incluyen Sigma-Aldrich, ChemPep Inc. y Genzyme Pharmaceuticals. Los péptidos que incluyen estos aminoácidos y las secuencias de péptidos atípicos pueden sintetizarse y comprarse a proveedores comerciales, por ejemplo, American Peptide Company (Estados Unidos), Bachem (Estados Unidos) o Anygen (Corea).

El derivado de oxintomodulina descrito en la presente descripción puede ser un péptido novedoso que incluye la secuencia de aminoácidos de la siguiente Fórmula 1:

R1-X1-X2-GTFTSD-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12-X13- X14-X15-X16-X17-X18-X19-X20-X21-X22-X23-X24-R2 (Fórmula 1)

en donde R1 es histidina, desamino-histidilo, dimetil-histidilo (N-dimetil-histidilo), beta-hidroxiimidazopropionilo, 4-imidazoacetilo, beta-carboxiimidazopropionilo o tirosina;

XI es AIB (ácido aminoisobutírico), D-alanina, glicina, Sar (N-metilglicina), serina o D-serina;

X2 es ácido glutámico o glutamina;

X3 es leucina o tirosina;

X4 es serina o alanina;

X5 es lisina o arginina;

X6 es glutamina o tirosina;

X7 es leucina o metionina;

X8 es ácido aspártico o ácido glutámico;

X9 es ácido glutámico, serina, ácido alfa-metil-glutámico o eliminado;

X10 es glutamina, ácido glutámico, lisina, arginina, serina o eliminado;

X II es alanina, arginina, valina o eliminado;

X12 es alanina, arginina, serina, valina o eliminado;

X13 es lisina, glutamina, arginina, ácido alfa-metil-glutámico o eliminado;

X14 es ácido aspártico, ácido glutámico, leucina o eliminado;

X15 es fenilalanina o eliminado;

X16 es isoleucina, valina o eliminado;

X17 es alanina, cisteína, ácido glutámico, lisina, glutamina, ácido alfa-metil-glutámico o eliminado;

X18 es triptófano o eliminado;

X19 es alanina, isoleucina, leucina, serina, valina o eliminado;

X20 es alanina, lisina, metionina, glutamina, arginina o eliminado;

X21 es asparagina o eliminado;

X22 es alanina, glicina, treonina o eliminado;

X23 es cisteína, lisina o eliminado;

X24 es un péptido que tiene 2 a 10 aminoácidos que consisten en combinaciones de alanina, glicina y serina o eliminado; y

R2 es KRNRNNIA (SEQ ID NO: 37), GPSSGAPPPS (SEQ ID NO: 38), GPSSGAPPPSK (SEQ ID NO: 39), HSQGTFTSDYSKYLD (SEQ ID NO: 40), HSQGTFTSDYSRYLDK (SEQ ID NO: 41) o HGEGTFTSDLSKQMEEEAVK (SEQ ID NO: 42) o eliminado (se excluye si la secuencia de aminoácidos de la Fórmula 1 es idéntica a la de la SEQ ID NO: 3).

Con el fin de mejorar la actividad de la oxintomodulina de tipo silvestre para el receptor de glucagón y el receptor de GLP-1, el derivado de oxintomodulina de la presente descripción puede sustituirse con 4-imidazoacetilo donde el carbono alfa de la histidina en la posición 1 del amino secuencia de aminoácido representada por SEQ ID NO: 3 se elimina, desamino-histidilo donde se elimina el grupo amino N-terminal, dimetil-histidilo (N-dimetil-histidilo) donde el grupo amino N-terminal se modifica con dos grupos metilo, beta-hidroxiimidazopropionilo donde el grupo amino N-terminal se sustituye con un grupo hidroxilo, o beta-carboxiimidazopropionilo donde el grupo amino N-terminal se sustituye con un grupo carboxilo. Además, la región de unión al receptor de GLP-1 puede estar sustituida con aminoácidos que mejoran los enlaces hidrófobos e iónicos o combinaciones de estos. Una parte de la secuencia de oxintomodulina puede estar sustituida con la secuencia de aminoácidos de GLP-1 o exendina-4 para aumentar la actividad sobre el receptor de GLP-1.

Además, una parte de la secuencia de oxintomodulina puede sustituirse con una secuencia que estabiliza una hélice alfa. Preferentemente, los aminoácidos en las posiciones 10, 14, 16, 20, 24 y 28 de la secuencia de aminoácidos de la Fórmula 1 pueden sustituirse con aminoácidos que consisten en Tyr(4-Me), Phe, Phe(4-Me), Phe(4-Cl), Phe(4-CN), Phe(4-NO²), Phe(4-NH²), Phg, Pal, Nal, Ala(2-tienilo) y Ala(benzotienilo) que se sabe que estabilizan la hélice alfa, o derivados de aminoácidos.

En la presente descripción, Tyr (4-Me) es un derivado de tirosina en el cual el hidrógeno de un grupo hidroxilo de tirosina se sustituye con un grupo metilo; Phe (4-Me) es un derivado de fenilalanina en el cual la posición para de la fenilalanina se sustituye con un grupo metilo; Phe (4-Cl) es un derivado de fenilalanina en el cual la posición para del grupo fenilo se sustituye con cloruro; Phe (4-CN) es un derivado de fenilalanina en el cual la posición para del grupo fenilo se sustituye con un grupo cianuro; Phe (4-NO2) es un derivado de fenilalanina en el cual la posición para del grupo fenilo se sustituye con un grupo nitro; y Phe (4-NH2) es un derivado de fenilalanina en el cual la posición para del grupo fenilo se sustituye con un grupo amino.

Además, Phg representa fenilglicina; Pal es un derivado de alanina en el cual el grupo beta-metilo de la alanina se sustituye con un grupo piridilo; Nal es un derivado de alanina en el cual el grupo beta-metilo de la alanina se sustituye con un grupo naftilo; Ala (2-tienilo) es un derivado de alanina en el cual el grupo beta-metilo de la alanina se sustituye con un grupo 2-tienilo; y Ala (benzotienilo) es un derivado de alanina en el cual el grupo beta-metilo de la alanina se sustituye con un grupo benzo-tienilo.

No existen limitaciones sobre el tipo y número de aminoácidos estabilizadores de hélice alfa o derivados de aminoácidos a insertar. En una modalidad específica, pueden formarse anillos intramoleculares entre residuos de aminoácidos. Por ejemplo, los anillos intramoleculares pueden formarse en las posiciones 10 y 14, 12 y 16, 16 y 20, 20 y 24, y 24 y 28, y en este caso, las posiciones correspondientes pueden reemplazarse por un par de ácido glutámico y lisina. No existe una limitación particular en el número de anillos intramoleculares que se forman en el derivado de oxintomodulina, cuya solubilidad puede mejorarse mediante el método de la presente descripción. La oxintomodulina, cuya solubilidad se mejora mediante el método de la presente descripción, o un derivado de la misma, puede ser un derivado de oxintomodulina que tiene una secuencia de aminoácidos seleccionada de las siguientes Fórmulas 2 a 6. El derivado de oxintomodulina de la presente descripción es un péptido que tiene una secuencia de aminoácidos de la siguiente Fórmula 2, en la cual la secuencia de aminoácidos de oxintomodulina se sustituye con la secuencia de exendina o GLP-1:

R1-A'-R3 (Fórmula 2)

El derivado de oxintomodulina de la presente descripción puede ser un péptido que tiene una secuencia de aminoácidos de la siguiente Fórmula 3, en la cual una parte de la secuencia de aminoácidos de oxintomodulina está enlazada con la secuencia de exendina o GLP-1 mediante el uso de un enlazador de aminoácidos apropiado: R1-B'-C'-R4 (Fórmula 3)

El derivado de oxintomodulina de la presente descripción puede ser un péptido en el cual una parte de la secuencia de aminoácidos de la oxintomodulina se sustituye con aminoácidos capaces de mejorar la afinidad de unión al receptor de GLP-1. Por ejemplo, Leu en la posición 26, que se une con el receptor de GLP-1 por interacción hidrófoba, se sustituye con el residuo hidrófobo, Ile o Val, y así se mejora la afinidad de unión al receptor de GLP-1. Más específicamente, la siguiente Fórmula 4 es un péptido que incluye los péptidos de oxintomodulina que tienen una afinidad de unión al receptor mejorada (D6 sustituido):

R1-SQGTFTSDYSKYLD-D1-D2-D3-D4-D5-LFVQW-D6-D7-N-D8-R3 (Fórmula 4) El derivado de oxintomodulina de la presente descripción puede ser un péptido que incluye la siguiente Fórmula 5, en la cual una parte de la secuencia de aminoácidos se elimina, se añade o se sustituye con otro aminoácido con el fin de mejorar las actividades de la oxintomodulina nativa en el receptor de GLP-1 y el receptor de glucagón:

R1-E1-QGTFTSDYSKYLD-E2-E3-RA-E4-E5-Fv-E6-WLMNT-E7-R5 (Fórmula 5) En las Fórmulas 2 a 5, R1 es el mismo que en la descripción de la Fórmula 1;

A' se selecciona del grupo que consiste en SQGTFTSDYSKYLDSRRAQDFVQWLMNT (SEQ ID NO: 43), SQGTFTSDYSKYLDEEAVRLFIEWLMNT (SEQ ID NO: 44), SQGTFTSDYSKYLDERRAQDFVAWLKNT (SEQ ID NO: 45), GQGTFTSDYSRYLEEEAVRLFIEWLKNG (SEQ ID NO: 46), GQGTFTSDYSRQMEEEAVRLFIEWLKNG (SEQ ID NO: 47), GEGTFTSDLSRQMEEEAVRLFIEWAA (SEQ ID NO: 48), y SQGTFTSDYSRQMEEEAVRLFIEWLMNG (SEQ ID NO: 49);

B' se selecciona del grupo que consiste en SQGTFTSDYSKYLDSRRAQDFVQWLMNT (SEQ ID NO: 43), SQGTFTSDYSKYLDEEAVRLFIEWLMNT (SEQ ID NO: 44), SQGTFTSDYSKYLDERRAQDFVAWLKNT (SEQ ID NO: 45), GQGTFTSDYSRYLEEEAVRLFIEWLKNG (SEQ ID NO: 46), GQGTFTSDYSRQMEEEAVRLFIEWLKNG (SEQ ID NO: 47), GEGTFTSDLSRQMEEEAVRLFIEWAA (SEQ ID NO: 48), SQGTFTSDYSRQMEEEAVRLFIEWLMNG (SEQ ID NO: 49), GEGTFTSDLSRQMEEEAVRLFIEW (SEQ ID NO: 50), y SQGTFTSDYSRYLD (SEQ ID NO: 51);

C es un péptido que tiene de 2 a 10 aminoácidos que consisten en combinaciones de alanina, glicina y serina; D1 es serina, ácido glutámico, o arginina;

D2 es arginina, ácido glutámico, o serina;

D3 es arginina, alanina, o valina;

D4 es arginina, valina, o serina;

D5 es glutamina, arginina, o lisina;

D6 es isoleucina, valina, o serina;

D7 es metionina, arginina, o glutamina;

D8 es treonina, glicina, o alanina;

E1 es serina, AIB, Sar, D-alanina, o D-serina;

E2 es serina o ácido glutámico;

E3 es arginina o lisina;

E4 es glutamina o lisina;

E5 es ácido aspártico o ácido glutámico;

E6 es glutamina, cisteína, o lisina;

E7 es cisteína, lisina, o eliminado;

R3 es KRNRNNIA (SEQ ID NO: 37), GPSSGAPPPS (SEQ ID NO: 38), o GPSSGAPPPSK (SEQ ID NO: 39); R4 es HSQGTFTSDYSKYLD (SEQ ID NO: 40), HSQGTFTSDYSRYLDK (SEQ ID NO: 41), o HGEGTFTSDLSKQMEEEAVK (SEQ ID NO: 42); y

R5 es KRNRNNIA (SEQ ID NO: 37), GPSSGAPPPS (SEQ ID NO: 38), GPSSGAPPPSK (SEQ ID NO: 39) o eliminado (se excluye si las secuencias de aminoácidos de las fórmulas 2 a 5 son idénticas a la SEQ ID NO: 3). Específicamente, el derivado de oxintomodulina de la presente descripción puede ser un péptido de la siguiente Fórmula 6:

R1-X1-X2-GTFTSD-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18-X19-X20-X21-X22-X23-

X24-R2 (Fórmula 6)

en donde R1 es histidina, desamino-histidilo, 4-imidazoacetilo, o tirosina;

X1 es AIB (ácido aminoisobutírico), glicina, serina, o D-serina;

X2 es ácido glutámico o glutamina;

X3 es leucina o tirosina;

X4 es serina o alanina;

X5 es lisina o arginina;

X6 es glutamina o tirosina;

X7 es leucina o metionina;

X8 es ácido aspártico o ácido glutámico;

X9 es ácido glutámico, ácido alfa-metil-glutámico, o eliminado;

X10 es glutamina, ácido glutámico, lisina, arginina, o eliminado;

X11 es alanina, arginina, o eliminado;

X12 es alanina, valina o eliminado;

X13 es lisina, glutamina, arginina, ácido alfa-metil-glutámico o eliminado;

X14 es ácido aspártico, ácido glutámico, leucina o eliminado;

X15 es fenilalanina o eliminado;

X16 es isoleucina, valina o eliminado;

X17 es alanina, cisteína, ácido glutámico, glutamina, ácido alfa-metil-glutámico, o eliminado;

X18 es triptófano o eliminado;

X19 es alanina, isoleucina, leucina, valina, o eliminado;

X20 es alanina, lisina, metionina, arginina, o eliminado;

X21 es asparagina o eliminado;

X22 es treonina o eliminado;

X23 es cisteína, lisina o eliminado;

X24 es un péptido que tiene 2 a 10 aminoácidos que consisten en glicina o está eliminado; y R2 es KRNRNNIA (SEQ ID NO: 37), GPSSGAPPPS (SEQ ID NO: 38), GPSSGAPPPSK (SEQ ID NO: 39), HSQGTFTSDYSKYLD (SEQ ID NO: 40), HSQGTFTSDYSRYLDK (SEQ ID NO: 41), HGEGTFTSDLSKQMEEEAVK (SEQ ID NO: 42) o eliminado (se excluye si la secuencia de aminoácidos de la Fórmula 6 es idéntica a la SEQ ID NO: 3).

Más específicamente, el derivado de oxintomodulina de la presente descripción puede seleccionarse del grupo que consiste en los péptidos de las SEQ ID NO: 4 a 36.

La oxintomodulina tiene las actividades de dos péptidos, GLP-1 y glucagón. El GLP-1 disminuye la glucosa en sangre, reduce la ingesta de alimentos y suprime el vaciado gástrico, mientras que el glucagón aumenta la glucosa en sangre, facilita la lipólisis y disminuye el peso corporal al aumentar el metabolismo energético. Si los dos péptidos que tienen diferentes efectos biológicos están presentes en un péptido y uno de los péptidos exhibe un efecto más dominante que el otro, pueden generarse efectos no deseados. Si el glucagón muestra un efecto más dominante que el GLP-1, la glucosa en sangre puede aumentar. Si el GLP-1 muestra un efecto más dominante que el glucagón, pueden producirse efectos secundarios como náuseas y vómitos. La eficacia global puede diferir en dependencia de las relaciones de actividad de los dos péptidos.

Como se usa en la presente descripción, el término "péptido insulinotrópico" se refiere a un péptido que posee una función insulinotrópica, y el péptido insulinotrópico promueve la síntesis y la expresión de insulina en una célula beta pancreática. El péptido insulinotrópico puede ejemplificarse por péptido similar al glucagón-1 (GLP-1), péptido similar al glucagón-2 (GLP-2), exendina-3, exendina-4, imidazoacetil (CA) exendina-4, o péptido insulinotrópico dependiente de glucosa (GIP), entre otros, siempre que posea la función insulinotrópica. El péptido insulinotrópico descrito en la presente descripción incluye todos los derivados, variantes y fragmentos del mismo, además del péptido insulinotrópico nativo. Las descripciones generales de los mismos son las mismas que se describieron anteriormente.

Las descripciones de GLP-1, exendina-3 o exendina-4 y sus derivados se incluyen en la Publicación de Patente Coreana núm. 10-2012-0137271 (o WO2012-169798) con respecto al derivado de oxintomodulina y la Publicación de Patente Coreana núm. 10-2009-0008151 (o WO2009-011544) con respecto al derivado peptídico insulinotrópico, entre otros.

Como se usa en la presente descripción, el término "glucagón" se refiere a una hormona peptídica que aumenta los niveles de glucosa en sangre. El glucagón funciona para degradar el glucógeno en glucosa en el hígado para aumentar los niveles de glucosa en sangre.

Mientras tanto, el glucagón nativo puede tener la siguiente secuencia.

His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-

Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asn-

Thr <SEQIDN0: 52>

Además, el glucagón descrito en la presente descripción incluye todos los derivados, variantes y fragmentos del mismo, además del glucagón nativo. Las descripciones generales de los mismos son las mismas que se describieron anteriormente.

Como se usa en la presente descripción, el término "hormona paratiroidea (PTH)" se refiere a una hormona liberada por las glándulas paratiroideas y actúa para aumentar la concentración de calcio en la sangre. La información sobre una secuencia de aminoácidos de la hormona paratiroidea puede estar disponible en una base de datos conocida como GenBank del National Institute of Health de EE. UU. La hormona paratiroidea incluye todos los derivados, variantes y fragmentos de la misma, además de la hormona paratiroidea nativa.

Como se usa en la presente descripción, el término "calcitonina" es una hormona tiroidea que regula la concentración de calcio en la sangre y funciona para disminuir la concentración de calcio en la sangre. La información sobre una secuencia de aminoácidos de la calcitonina puede estar disponible en la base de datos conocida como GenBank del National Institute of Health de EE. UU. La calcitonina incluye todos los derivados, variantes y fragmentos de la misma, además de la calcitonina nativa.

El uso de la presente invención es para aumentar eficazmente la solubilidad de la proteína o péptido fisiológicamente activo sin usar un tensioactivo. Sin embargo, el tensioactivo puede usarse con el fin de aumentar aún más la solubilidad.

Es decir, el tensioactivo se añade a la solución acuosa, y los conjugados de acción prolongada de la proteína o péptido fisiológicamente activo y el fragmento Fc de inmunoglobulina se encapsulan en las micelas, y así aumenta aún más la solubilidad del conjugado.

En la presente descripción, se examinó si la solubilidad de la insulina u oxintomodulina aumenta a un pH ácido débil al conjugar un péptido, insulina u oxintomodulina representativos fisiológicamente activos con la inmunoglobulina Fc. Como resultado, la forma conjugada del fragmento Fc de inmunoglobulina aumentó significativamente la solubilidad de la insulina u oxintomodulina en comparación con una forma no conjugada (Tablas 2 y 3, Figura 2; y Tablas 5 y 6; Figura 4). Este resultado sugiere que lo descrito en la presente descripción puede usarse para mejorar la solubilidad de un péptido o proteína y, en particular, para mejorar notablemente la solubilidad de un péptido o proteína que tenga muy baja solubilidad en una condición neutra o ácida débil, y así una formulación que incluye una concentración farmacéuticamente eficaz del mismo es difícil.

En lo adelante, la presente descripción se describirá con más detalle con referencia a los siguientes Ejemplos. Sin embargo, estos Ejemplos son solo para fines ilustrativos, y la descripción no pretende limitarse por estos Ejemplos. Ejemplo 1: Evaluación de la solubilidad de la insulina y el conjugado de insulina de acción prolongada

(1) Preparación del conjugado de insulina de acción prolongada

Se disolvió insulina en polvo en 10 mM de HCl y luego se hizo reaccionar con 3,4 K de propion-ALD2 PEG (PEG que tiene dos grupos propionaldehído, NOF, Japón) a 4 °C durante aproximadamente 2 horas en una relación molar de insulina:PEG de 1:2 y una concentración de insulina de 5 mg/mL para PEGilar el N-terminal de la cadena B de la insulina. Esta reacción se llevó a cabo en citrato de sodio 50 mM (pH 5,0) e isopropanol al 45 %, y se le añadió cianoborohidruro de sodio de 2 mM a 20 mM como agente reductor. La solución de reacción se purificó con una columna SP HP (GE Healthcare) mediante el uso de un tampón que contenía citrato de sodio (pH 3,0) y un gradiente de concentración de KCl. Con el fin de preparar un conjugado de fragmento Fc de insulina-PEG-inmunoglobulina, se hicieron reaccionar la insulina mono-PEGilada y el fragmento Fc de inmunoglobulina en una relación molar de aproximadamente 1:1,2 con una concentración de proteína total de 20 mg/mL a temperatura ambiente durante aproximadamente 13 horas. A este respecto, la solución de reacción era HEPES 100 mM y fosfato de potasio 22 mM a un pH de 8,2, y se le añadió cianoborohidruro de sodio 20 mM como agente reductor.

Una vez completada la reacción, la solución de reacción se pasó primero a través de una columna Q sepharose HP (GE Healthcare) mediante el uso de tampón Tris-HCl (pH 7,5) y un gradiente de concentración de NaCl, y luego se pasó a través de una columna Source 15 ISO (GE Healthcare) mediante el uso de tampón Tris-HCl (pH 7,5) y un gradiente de concentración de sulfato de amonio, y así se purificó finalmente el conjugado insulina-PEG-inmunoglobulina Fc.

(2) Prueba de solubilidad de insulina y conjugado de insulina de acción prolongada

Para examinar la solubilidad de la insulina y el conjugado de insulina de acción prolongada, se prepararon un estándar y un material de prueba de insulina y el conjugado de insulina de acción prolongada de acuerdo con la composición, como en la siguiente Tabla 1, respectivamente.

Los materiales de prueba de insulina y el conjugado de insulina de acción prolongada tenían una composición de solución tampón de ácido acético a un pH de 6,0, polisorbato como tensioactivo no iónico, manitol como alcohol de azúcar y cloruro de sodio como agente isotónico. De acuerdo con los valores cuantitativos de las Tablas 2 y 3, los materiales de prueba se disolvieron a temperatura ambiente, el material de prueba de insulina que se disolvió de manera incompleta se centrifugó y solo se recogió el sobrenadante y se utilizó en la prueba de solubilidad.

Al respecto, como valor cuantitativo máximo entre los valores cuantitativos teóricos del material de prueba de insulina, se determinó aproximadamente 10 mg/mL, que es un valor cuantitativo obtenido al convertir 100 mg/mL del conjugado de insulina de acción prolongada en insulina. El material de prueba de insulina disuelto al valor cuantitativo máximo se diluyó en serie, y el punto (0,008 mg/mL) en el cual la insulina se disolvió completamente sin impurezas o gránulos se determinó como valor cuantitativo mínimo.

Una curva estándar de calibración respectiva de insulina y el conjugado de insulina de acción prolongada se confirmó en primer lugar mediante Cromatografía Líquida de Fase Inversa de Alto Rendimiento (RP-HPLC), como en la Figura 1. Los valores cuantitativos de insulina y el conjugado de insulina de acción prolongada se calcularon al colocar las áreas de los picos de insulina y de los materiales de prueba del conjugado de insulina de acción prolongada confirmados por cromatografía de fase inversa, en la curva estándar de calibración, respectivamente. Los resultados se dan en las Tablas 2 y 3, y en la Figura 2.

[Tabla 1]

[Tabla 2]

[Tabla 3]

Como se muestra en las Tablas 2 y 3, el valor cuantitativo del material de prueba del conjugado de insulina de acción prolongada disuelto en el tampón de formulación del conjugado de insulina de acción prolongada mostró poca diferencia entre el valor teórico y el valor de medición, mientras que el valor cuantitativo del material de prueba de insulina disuelto en el tampón de formulación del conjugado de insulina de acción prolongada mostró una gran diferencia (hasta aproximadamente 16 veces) entre el valor teórico y el valor de medición. Además, cuando el material de prueba de insulina se disolvió en el tampón de formulación del conjugado de insulina de acción prolongada, se observaron gránulos después de la centrifugación en todos los casos, excepto 0,008 mg/mL.

Como se muestra en el resultado, mejoró la solubilidad del fragmento Fc de inmunoglobulina usado como portador del conjugado de insulina de acción prolongada.

Ejemplo 2: Evaluación de la solubilidad de oxintomodulina y conjugado de oxintomodulina de acción prolongada (1) Preparación del conjugado derivado de oxintomodulina de acción prolongada

Se hizo reaccionar un derivado de oxintomodulina con MAL-10 K-ALD PEG (NOF, Japón) a 4 °C durante aproximadamente 1 hora en una relación molar de 1:1 y la concentración del derivado de oxintomodulina de 3 mg/mL para PEGilar MAL-10K-ALD PEG en el residuo de cisteína en la posición 30 de SEQ ID NO: 27, que es una secuencia de aminoácidos del derivado de oxintomodulina. Esta reacción se llevó a cabo en Tris 50 mM (pH 7,5) e isopropanol al 60 %. Una vez completada la reacción, la solución de reacción se aplicó a una columna ^s P HP (GE healthcare, Suecia) mediante el uso de tampón de citrato de sodio (pH 3,0) y un gradiente de concentración de KCl para purificar el derivado de oxintomodulina mono-PEGilado en cisteína.

A continuación, el derivado de oxintomodulina mono-PEGilado y la inmunoglobulina Fc así purificados se hicieron reaccionar en una relación molar de 1:4 con un nivel de proteína total de 20 mg/mL a 4 °C durante aproximadamente 16 horas. A este respecto, la solución de reacción era fosfato de potasio 100 mM a un pH de 6,0 y se le añadió SCB de sodio 20 mM como agente reductor. Una vez completada la reacción, la solución de reacción se pasó primero a través de una columna Butyl Sepharose FF (GE Healthcare, Suecia) mediante el uso de tampón Bis-Tris y un gradiente de concentración de NaCl, y luego se pasó a través de una columna Source ISO (GE Healthcare, Suecia) mediante el uso de tampón de citrato de sodio y un gradiente de concentración de sulfato de amonio, y así se purificó finalmente el conjugado de derivado de oxintomodulina-PEG-inmunoglobulina Fc.

(2) Prueba de solubilidad de oxintomodulina y conjugado de oxintomodulina de acción prolongada

Para examinar la solubilidad del derivado de oxintomodulina de SEQ ID NO: 27 y el conjugado de derivado de oxintomodulina de acción prolongada, se prepararon un estándar y un material de prueba de derivado de oxintomodulina y el conjugado de derivado de oxintomodulina de acción prolongada de acuerdo con la composición como se muestra en la Tabla 4a continuación, respectivamente.

Los materiales de prueba del derivado de oxintomodulina y el conjugado de derivado de oxintomodulina de acción prolongada tenían una composición de solución tampón de citrato a un pH de 5,6, polisorbato como tensioactivo no iónico, manitol como alcohol de azúcar y metionina. De acuerdo con los valores cuantitativos de las Tablas 5 y 6, los materiales de prueba se disolvieron a temperatura ambiente, el material de prueba derivado de oxintomodulina que se disolvió de manera incompleta se centrifugó y solo se recogió el sobrenadante y se usó en la prueba de solubilidad.

En este sentido, como valor cuantitativo máximo entre los valores cuantitativos teóricos del material de prueba del derivado de oxintomodulina, se determinó aproximadamente 5 mg/mL, que es un valor cuantitativo obtenido al convertir 80 mg/mL del conjugado de derivado de oxintomodulina de acción prolongada en el derivado de oxintomodulina. El material de prueba del derivado de oxintomodulina disuelto al valor cuantitativo máximo se diluyó en serie, y se determinó el punto (0,008 mg/mL) en el cual la insulina se disolvió completamente sin impurezas o gránulos como valor cuantitativo mínimo.

Una curva estándar de calibración respectiva del derivado de oxintomodulina y el conjugado del derivado de oxintomodulina de acción prolongada se confirmó en primer lugar mediante cromatografía de fase inversa, como en la Figura 3. Los valores cuantitativos del derivado de oxintomodulina y el conjugado de derivado de oxintomodulina de acción prolongada se calcularon al colocar las áreas de los picos del derivado de oxintomodulina y los materiales de prueba del conjugado de derivado de oxintomodulina de acción prolongada confirmados por cromatografía de fase inversa, en la curva estándar de calibración, respectivamente.

[Tabla 4]

[Tabla 5]

[Tabla 6]

Claims (1)

REIVINDICACIONES

1. Uso de un fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado en un método para mejorar la solubilidad de una proteína o péptido fisiológicamente activo en una solución acuosa que tiene un pH de 5,0 a 7,0 en comparación con la proteína o péptido fisiológicamente activo sin un fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado, el método comprende conjugar el fragmento Fc de inmunoglobulina pegilado con la proteína o péptido fisiológicamente activo,

en donde la proteína o péptido fisiológicamente activo es exendina-4, imidazoacetil (CA) exendina-4 o insulina.