ITMI972835A1 - Composizione costituita da frazioni di eparina avente caratteristiche riproducibili con peso molecolare medio di 5200 d - Google Patents
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Description
Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: Composizione costituita da frazioni di eparina avente caratteristiche riproducibili con peso molecolare medio di 5200 D
TECNICA ANTERIORE:
Sono noti processi per l'ottenimento di derivati dell’eparina e di glicosaminoglicani in generale aventi basso peso molecolare, ad esempio da 5000 a 8000 D.
Un processo è descritto ad esempio nel brevetto USA n. 4.987.222 nel quale sono impiegate radiazioni gamma da Cobalto 60 per la depolimerizzazione dell’eparina e di altri glicosaminoglicani per l’ottenimento di derivati aventi basso peso molecolare..
Altri processi sono basati su trattamenti chimici o enzimatici ottenuti con l’impiego dell’acido nitroso, con un intervento di benzilazione seguito da idrolisi alcalina, da digestione con nitrito di isoamile, da rottura perossidativa, da impiego delle Eparinasi specifiche.
Il processo basato sul trattamento mediante radiazioni gamma presenta il vantaggio di mantenere inalterate, nelle frazioni ottenute, le strutture originarie mentre nei processi basati su reazioni chimiche o enzimatiche tali strutture vengono alterate per cui risultano necessari ulteriori trattamenti di semisintesi e di risolfatazione.
In ogni caso, rimane aperto il problema di individuare e separare frazioni aventi attività specifiche in grado di intervenire con effetti mirati nelle diverse terapie antitromboniche. Inoltre l’impiego terapeutico di una miscela di frazioni a basso peso molecolare per esplicare una costante di attività necessita di una composizione continuativa e ripetibile di quelle frazioni che sono in grado di poter esprimere il massimo intervento farmacologico in assenza di fenomenologie tossiche proprie di determinati pesi molecolari.
SOMMARIO:
Noi abbiamo ora trovato una composizione costituita da frazioni di eparina avente elevate proprietà antitrombotiche e particolarmente adatta per la profilassi e la terapia delle alterazioni deH’omeostasi piasmatica.
Detta composizione è caratterizzata da un peso molecolare medio di 5200 D (±500) con un indice di polidispersione compreso tra 1.04 e 1,10, e dal fatto di essere costituita dalle seguenti frazioni:
- 7.000 D (±500) 11 - 15% in peso
- 6.000 D (±500) 14 - 16%
5.000 D (±500) 28 - 35%
4.000 D (±500) 23 - 27%
3.000 D (±500) 13 - 15%
Dette frazioni conservano inalterate le strutture originarie dell’eparina, in particolare viene conservato inalterato il valore degli indici di solfatazione che costituiscono gli elementi indispensabili per una efficace azione terapeutica.
La composizione secondo la presente invenzione è ottenuta con caratteristiche costanti e riproducibili dal punto di vista qualitativo e quantitativo a partire da eparina sodica di estrazione animale avente peso molecolare medio di 13.000 - 15.000 D mediante trattamento con radiazioni gamma e successivo frazionamento mediante gel permeazione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE:
Le caratteristiche ed i vantaggi della composizione costituita da frazioni di eparina ottenute da depolimerizzazione mediante trattamento con radiazione gamma secondo la presente invenzione, saranno maggiormente illustrati nel corso della seguente descrizione dettagliata. Il materiale di partenza per la preparazione di detta composizione è costituito da eparina sodica ottenuta da estrazione animale avente peso molecolare medio di 13.000 - 15.000 D, attività di 180 - 190 Ul/mg ed esente da EDTA, metalli pesanti e solventi.
Si prepara una soluzione acquosa di detta eparina a concentrazione compresa fra 5 e 15% peso/volume.
La soluzione, in contenitore di vetro neutro, viene convogliata nella cella di irraggiamento tramite un sistema gestito da un software.
L’impianto di irraggiamento comprende una sorgente radioattiva di 5 mCi di Cobalto 60 e la soluzione di eparina è sottoposta ad un trattamento variabile da 120 kGy a 150 kGy con dosaggi successivi di circa 25 kGy, in dipendenza dal peso molecolare dell'eparina di partenza.
La soluzione irradiata viene trattata mediante ultrafiltrazione a taglio 300 D e successivamente viene purificata, concentrata, filtrata e liofilizzata. Il prodotto liofilizzato viene indicato come “eparina depolimerizzata madre”.
Il prodotto liofilizzato viene disciolto in una soluzione acquosa di NaCI 0,3 M in quantità tale da ottenere una concentrazione compresa fra 10 e 15% peso/volume e la soluzione ottenuta viene trattata con un procedimento di gel permeazione per il frazionamento.
Detto procedimento è effettuato in una colonna contenente resina Sephadex tipo G/50 medium di granulometria compresa fra 50 e 150 micrometri, in grado di separare frazioni a peso molecolare compreso fra 1.000 e 10.000 D.
Può essere impiegata ad esempio una colonna pilota tipo BP 252/15 avente le seguenti caratteristiche:
■ altezza: 105 cm;
■ volume della resina: 52 I;
■ flusso: 2 l/h di NaCI 0,3 M.
Operando con i seguenti parametri:
Ve = 171;
Ve/Vo = 1/R = 1,26;
R = 0,79;
K = (Ve - Vo)/(Vt - Vo) = 0,09
dove con Ve viene indicato il volume di eluizione,
con Vo viene indicato il volume morto,
con R viene indicata la costante di ritenzione,
con Vt viene indicato il volume totale del letto di resina,
vengono prodotte mediamente 17 frazioni aventi caratteristiche altamente riproducibili e pesi molecolari che vanno da valori inferiori a 3.000 D a valori superiori a 9.000 D.
La presente invenzione si riferisce alla miscela di frazioni avente la seguente composizione:
Peso molecolare % in peso
- 7.000 D (±500) 11 - 15
- 6.000 D (±500) 14 - 16
- 5.000 D (±500) 28 - 35
- 4.000 D (±500) 23 - 27
- 3.000 D (±500) 13 - 15
Questa miscela rappresenta circa il 50% in peso del totale delle frazioni prodotte.
Detta miscela, che nel seguito verrà indicata come GRAYPARIN, presenta attività biologiche e terapeutiche inaspettate con assenza di effetti emorragizzanti e allergici.
Le caratteristiche chimiche di GRAYPARIN sono riportate nelle tabelle 1 e 2.
Tabella 1:
Tabella 2 (con riferimento alla eparina di partenza)
Rapporti percentuali del contenuto in gruppi organici so fatata ottenuti con analisi all'NMR
Eparina iniziale Grayparin (1) Uronici desolfatati 35 - 38 % 31- 34 %
(2) GICNS036S03 81 - 85 % 83 - 86 %
(3) GIcNAc 12-15% 12-16%
(4) GlcNS033S03 6 - 7 % 7 - 8 %
dove (1) è il rapporto tra gli acidi uronici desolfatati rispetto agli acidi I
uronici totali, (2) è il rapporto tra la glucosammina 6 so fatata e non solfatata, (3) è il rapporto tra le glucosamine N acetilate e solfatate, (4) è il rapporto tra la glucosamina N,3 solfatata e non solfatata.
Questi rapporti confermano là validità della depolimerizzazione ottenuta senza interventi chimici di riassetto molecolare.
Il processo basato sul trattamento mediante radiazioni gamma secondo le presente invenzione presenta infatti il vantaggio di mantenere inalterate, nelle frazioni ottenute, le strutture originarie mentre nei processi basati su reazioni chimiche od enzimatiche tali strutture vengono spesso alterate per cui risultano necessari ulteriori trattamenti di semisintesi e di risolfatazione.
Il processo secondo la presente invenzione esplica il suo intervento esclusivamente sul legame ossigeno dei componenti strutturali della molecola eparinica ed evidenzia la possibilità di ottenere una elevata riproducibilità nella formazione di derivati a pesi molecolari inferiori in assenza totale di impurezze costituite da catalizzatori e da composti chimici organici ed inorganici estranei alla composizione della eparina. Nella Tabella n° 3 vengono riportati i profili di attività biologica Tabella n° 3
APTT antiXa antilla U/mg UaXa/mg Ualla/mg
Grayparin 25 - 60 80 - 100 30 - 50
Le caratteristiche strutturali della Grayparin, determinate mediante NMR sono riportate nella Figura 1 in confronto con la Figura 2 della Eparina Depolimerizzata Madre ed in confronto con la Figura 3 della Eparina di partenza.
Si riportano anche i grafici delle determinazioni in HPLC corrispondenti alla Figura 4 per la Grayparin, alla Figura 5 per l'Eparina depolimerizzata Madre ed alla Figura 6 per l’Eparina di partenza.
Sperimentazioni farmacodinamiche
L’attività antitrombotica della Grayparin è stata saggiata secondo il “Rabbit jugular-vein thrombosis model" secondo Friedman e coll. (Am. J. Physiol. 199:7501960).
Da questo test è risultato che la somministrazione endovenosa (IV) di Grayparin presenta un ED/50 di 2,80 mg/kg sulla base di somministrazioni di 1 ;2 e 4 mg/kg ed una inibizione percentuale pari al 45% dimostrando un evidente potenziale antitrombotico paragonato al ED/50 dell’eparina iniziale pari a 0,3 mg/kg.
Il test del “Bleeding time” è stato condotto secondo la metodica “Tari Transection” secondo Dejana e coll. (Thromb. Haemostasis 48:108:1982). I tempi di sanguinamene della Grayparin in paragone con l'eparina iniziale alla dose di 0,5 mg/kg somministrati 15’ prima del taglio sono indicati nei seguenti intervalli:
Soluzione fisiologica = 148" 29,6
Grayparin = 293" ± 28,3
Eparina iniziale = 825" ± 51 ,3
Questi valori mettono in evidenza l’effetto della particolare composizione della Grayparin che presenta un basso indice di bleeding rispetto agli alti valori dell’eparina per la totale assenza di frazioni a peso molecolare superiore a 9.000 D.
La sperimentazione farmacocinetica è stata condotta su scimmie utilizzando il Normal Monkey Plasma e valutando la permanenza della Grayparin nel tempo.
Nella Tabella n. 4 si fa riferimento ai valori plasmatici espressi come valutazione quantitativa ponderale antiXa.
Tabella n. 4
Tempo in minuti Valori IV mcg/ml Valori SC mcg/ml
0 0 0
15 19 0
30 18,6 1,2
60 15,7 2.4
120 9,4 2,6
240 5,6 3.5
360 4,0 2.6
Grayparin = 1 mg/kg; IV = somministrazione endovenosa; SC= somministrazione sottocutanea. Nella Tabella n. 5 si fa riferimetno ai valori plasmatici espressi come valutazione quantitativa ponderale antilla.
Tabella n. 5
Tempo in minuti Valori IV mcg/ml Valori SC mcg/ml
0 0 o
15 20 0
30 20 1,1
60 20 1.5
120 8.8 5.6
240 1 ,0 7.7
360 1,6 1,9
Grayparin 1 mg/kg; IV somministrazione endovenosa; SC· somministrazione sottocutanea.
La farmacocinetica della Grayparin nella somministrazione endovenosa (IV) dimostra la presenza piasmatica del fattore attivo con un massimo a 60 minuti seguito da una persistenza oltre i 360 minuti; la somministrazione sottocutanea (SC) esprime valori interessanti di concentrazione, specialmente nel caso del test antiXa, in quanto altamente prolungati nel tempo e, come tali, validi per una terapia di mantenimento.
Questi risultati confermano la validità strutturale dei componenti della Grayparin, identificabili con gli elementi primari naturali riconosciuti come unici fattori attivi per le funzioni biologiche dell’organismo |che operano sempre con composizioni ottenute da depolimerizzazioni biologiche di un componente di deposito altamente polimerizzato.
Questi risultati confermano la validità del processo fisico di scomposizione della struttura polimerica del'eparina secondo la presente invenzione che è basata su schemi di intervento non demolitivo assimilabile ai fenomeni biologici di scissione molecolare naturale.
Tutti i dati tecnico-biologici riportati nel presente brevetto sono ottenuti da Grayparin in forma di sale sodico, ma possono essere ottenuti anche dai corrispondenti sali di calcio, potassio, litio, magnesio.
Inoltre una miscela di frazioni analoghe può essere ottenuta a partire da altri glicosaminoglicani come Dermatano, Condroitino, Eparano, Eparide ed eparinoidi in genere.
La Grayparin può essere impiegata, come sostanza singola od in miscela con altre sostanze terapeutiche, per la preparazione di composizioni farmaceutiche per somministrazione sottocutanea, intramuscolare, endovenosa, topica ed aerosol, in miscela con solventi o eccipienti farmaceuticamente accettabili.
Dette composizioni farmaceutiche risultano atte alla prevenzione delle tromboembolie post-operatorie, alla profilassi dei pazienti uremici sottoposti a dialisi cronica, alla prevenzione e alla terapia delle tombosi venose profonde ed in genere verso le alterazioni della omeostasi piasmatica.
In particolare, per quanto riguarda la prevenzione della trombosi venosa profonda è prevista la somministrazione mediante iniezione subcutanea di 100 Ul per kg di peso corporeo ogni 12 ore per almeno 10 giorni.
Per la prevenzione delle tromboembolie post-operatorie è prevista la somministrazione subcutanea di 2500-5000 Ul ogni 24 ore per almeno 7 giorni.
A scopo illustrativo vengono riportati i seguenti esempi di preparazioni che, secondo la presente invenzione, mantengono costante la composizione quali-quantitativa delle frazioni attraverso una tecnologia che attua un intervento della radiazione in funzione del peso molecolare della eparina di partenza.
ESEMPIO 1
100 g di eparina sodica ottenuta da estrazione anima ed avente un'attività di 190 Ul/mg e P.M.= 15.175 D (composizione percentuale delle frazioni in Tabella A) vengono disciolti in 1 I di acqua bidistillata e disaerata. La soluzione viene travasata in contenitore pyrex che viene chiuso con tappo di vetro dopo gorgogliamento con Argon,
La soluzione viene trattata con una dose complessiva di 130 KGy a dosaggi successivi di circa 25 KGy di radiazione gamma da Co60.
La soluzione irradiata viene trattata mediante ultrafiltazione a taglio 300 D e purificata con successivi passaggi in NaCI al 3%. La soluzione concentrata ài 10% viene liofilizzata ed il prodotto liofilizzato (Eparina depolimerizzata madre n° 1) viene sciolta al 10% in soluzione 0,3 M di NaCI e frazionata mediante colonna di Gel Permeazione su Sephadex G/50 medium (Lotto n° 1/A)
La tabella B riporta i valori percentuali delle frazioni ottenute.
TABELLA A TABELLA B
La preparazione della composizione secondo la presente invenzione (GRAYPARIN) viene otenuta dalla miscelazione delle frazioni comprese tra 7.000 D e 3.000D per otenere un peso molecolare medio di 5.200 D (± 500).
La miscela in soluzione acquosa a concentrazione di 5 g/l viene sotoposta a dissalazione su membrane a cut off di 1000 D e poi concentrata fino a concentrazione di 50 g/l. La soluzione concentrata viene liofilizzata dopo essere stata sotoposta a filtrazione sterile.
Si otengono circa 40 g di una composizione con le seguenti caratteristiche;
P. M. medio 5.200 D (± 500)
Distribuzione pesi molecolari: < 3.000 D = 1,5% - > 7.000 D = 8%
Indice di polidispersione: <1,1
Rapporto Solfati/Carbossili : >2
Attività anti Xa : >80 U anti Xa/mg
ESEMPIO 2
100 g di Eparina sodica ottenuta da estrazione animale ed avente un'attività di 186 Ul/mg e PM 14.200 Da (composizione in tabella C) vengono sciolti in 1 I di acqua bidistiliata e disaerata. La soluzione viene travasata in contenitore di pyrex e gorgogliata con Argon. La chiusura del contenitore con tappo di vetro è immediata. La soluzione viene trattata con una dose complessiva di 125 KGy a dosaggi successivi di radiazione gamma da Cobalto 60. Seguono le operazioni descritte nell’esempio n. 1 ottenendo l’Eparina depolimerizzata madre che viene frazionata (Lotto n° 2/A) con le percentuali di frazioni della Tabella D.
La preparazione della composizione secondo la presente invenzione (GRAYPARIN) viene otenuta dalla miscelazione delle frazioni comprese tra 7.000 D e 3.000 D per otenere un peso molecolare medio di 5.200 D (± 500).
Seguono le operazioni descrite nell’esempio n° 1 e si otiene un prodoto avente le stesse caratteristiche.
ESEMPIO 3
100 g di Eparina sodica ottenuta da estrazione anima e ed avente un’attività di 185 Ul/mg e PM 12.910 D (composizione in Tabella E) dopo le operazioni di dissoluzione, vengono irradiati co una dose complessiva di 120 KGy secondo le modalità dell'esempio 1 .
L'Eparina depolimerizzata madre, dopo frazionamento mediante Gel permeazione (Lotto n° 3/A) presenta le frazioni indicate nel a tabella F.
La preparazione della composizione secondo la presen e invenzione (GRAYPARIN) viene ottenuta dalla miscelazione delle frazioni comprese tra 7.000 D e 3.000 D per ottenere un peso molecolare medio di 5.200 D (± 500).
Seguono le operazioni descritte nell'esempio n° e si ottiene un prodotto avente le stesse caratteristiche.
Claims (13)
- RIVENDICAZIONI 1. Composizione costituita da frazioni di eparina avente caratteristiche riproducibili ottenuta da depolimerizzazione mediante radiazione gamma e successivo frazionamento mediante gel permeazione, caratterizzata dal fatto di avere peso molecolare medio di 5.200 D (± 500) e di essere costituita da 11 - 15% della frazione avente peso molecolare di 7.000 D (± 500), da 14 - 16% della frazione avente peso molecolare di 6.000 D (± 500), da 28 - 35% della frazione avente peso molecolare di 5.000 D (± 500), da 23 27% della frazione avente peso molecolare di 4.000 D (± 500) e da 13 - 15% della frazione avente peso molecolare di 3.000 D (± 500).
- 2. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di avere un indice di polidispersione dei pesi molecolari compreso fra 1,04 e 1,1.
- 3. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di avere un’assorbanza a 260 nm < 0,200 e un’assorbanza a 280 nm <0,150.
- 4. Composizione secondo la rivendicazione 1 , caratterizzat ia dal fatto di mantenere i valori di solfatazione corrispondenti ai valori della eparina di partenza.
- 5. Composizione secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto di avere un contenuto di zolfo organico >10%.
- 6. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata da una attività in APTT, antiXa ed antilla rispettivamente di 25-60U/mg, 80-100 UaXa/mg e 30-50 Ualla/mg.
- 7. Composizione secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto di possedere una attività antitrombotica, ED/50 di 2,80 mg/kg.
- 8. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata da un indice di bleeding di 293 ± 28,3 sec. alla dose di 0,3 mg/kg.
- 9. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dalla persistenza piasmatica di oltre 360 minuti delle frazioni attive.
- 10. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di essere salificata con un catione scelto dal gruppo costituito dal sodio, potassio, litio, calcio e magnesio.
- 11. Composizione secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che dette frazioni derivano da Dermatano, Condroitirio, Eparano, Eparide ed Eparinoidi.
- 12. Impiego della composizione secondo la rivendicazione 1 per la preparazione di composizioni farmaceutiche atte alla profilassi e terapia delle alterazioni dell’omeostasi piasmatica, sia come sostanza singola che in associazione con altre sostanze terapeutiche.
- 13. Composizioni farmaceutiche comprendenti una dose efficace della composizione secondo la rivendicazione 1 in miscela con solventi o eccipienti farmaceuticamente accettabili, in forma atta alla somministrazione endovenosa, intramuscolare, sottocutanea, intradermica o in forma di pomata, gel o spray, atte alla profilassi e terapia dell’omeostasi piasmatica.
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