JP6974670B2 - 弱酸性薬物を含むリポソーム組成物およびその使用 - Google Patents

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Description

関連出願への相互参照
この出願は、2017年7月24日に出願された米国出願第62/536,034号及び2017年12月6日に出願された米国出願第62/595,207号の利益を主張しており、その開示全体は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、本明細書に開示される高い医薬カプセル化効率または充填の医薬組成物、製造方法および医薬組成物の使用に関する。
発明の背景
リポソームは、内部水性媒体を含む脂質二重層によって形成される小胞である。リポソームはさまざまな治療薬のキャリアとして使用され、血液循環時間の延長、細胞毒性の低減、持続的な薬物放出、特定の組織への特定の薬物送達などの改善された送達特性を提供する。治療薬の送達にリポソームを使用する場合、より高い薬物カプセル化効率が望ましい。
現在、薬物をリポソームに組み込むために、多くの薬物充填方法が利用可能である。弱酸性薬物については、例えば、米国特許第5,939,096号において、薬物充填に関してより高い内部/より低い外部PH勾配を有するリポソームが報告されている。PH勾配は、ギ酸、酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、およびそれらの置換誘導体などのカルボン酸を含む弱酸の塩によって設定される。WO96/25147は、薬物充填のための重炭酸塩の使用を開示している。しかし、後の研究では、リポソームの調製に重炭酸塩を使用すると、ガスの蓄積が生じ、リポソームが破壊され不安定化され、早期の薬物放出が引き起こされることが示唆されている(Nahire他;pH−triggered echogenicity and contents release from liposomes, Mol Pharm。 2014、 Nov 3; 11(11):4059−68;およびChen他;A thermoresponsive bubble−generating liposomal system for triggering localized extracellular drug delivery, ACS Nano. 2013、 Jan 22;7(l):438−46)リポソームに対する破壊的および不安定化効果のため、重炭酸塩は添加剤として避けるべきであることを示唆している。
従来のリポソームを使用した弱酸性薬物に関連する多くの問題は、薬物充填の低さや不十分な制御放出速度を含めて未解決のままである。治療効果を高めるための高い薬物充填効率を備えたリポソーム懸濁液のニーズは未だ満たされていない。本発明は、この必要性および他の必要性に対処するものである。
発明の簡単な概要
一実施形態では、本発明は、(a)少なくとも1つの小胞形成脂質を含む脂質二重層と(b)重炭酸塩と弱酸性薬物を含む脂質二重層内部の内部水性媒体を含む、1つ以上のリポソームを含む医薬組成物を開示し、リポソームは外部媒体に懸濁され、薬物と重炭酸塩のモル比は約0.1:1〜1:1である。
本発明の別の実施形態は、(a)少なくとも1つの小胞形成脂質を含む脂質二重層と(b)重炭酸塩と弱酸性薬物を含む脂質二重層内部の内部水性媒体を含む、1つ以上のリポソームとを含む医薬組成物を提供し、リポソームは外部媒体に懸濁され、重炭酸塩の濃度は約50mMから約1000mM未満である。
本発明の第3の実施形態は、(a)少なくとも1つの小胞形成脂質を含む脂質二重層と(b)重炭酸塩および弱酸性薬物を含む脂質二重層内部の内部水性媒体を含む、1つ以上のリポソームとを含む医薬組成物を提供し、リポソームは外部媒体に懸濁され、外部媒体のpHは弱酸性薬物のpKaを超える。
本発明の第4の実施形態は、(a)少なくとも1つの小胞形成脂質を含む脂質二重層と(b)重炭酸塩とプロスタサイクリンを含む脂質二重層内部の内部水性媒体を含む、1つ以上のリポソームとを含む医薬組成物を提供し、リポソームは外部媒体に懸濁され、プロスタサイクリンと重炭酸塩のモル比は約0.1:1から約1:1である。
本発明の第5の実施形態は、(a)少なくとも1つの小胞形成脂質を含む脂質二重層と(b)重炭酸塩およびプロスタサイクリンを含む脂質二重層内部の内部水性媒体を含む、1つ以上のリポソームとを含む医薬組成物を提供し、リポソームは外部媒体に懸濁され、重炭酸塩の濃度は約50mMから約1000mM未満である。
さらに別の実施形態では、(a)少なくとも1つの小胞形成脂質を含む脂質二重層と、(b)重炭酸塩とプロスタサイクリンを含む脂質二重層内部の内部水性媒体を含む、1つ以上のリポソームを含む医薬組成物を提供し、外部媒体のpHはプロスタサイクリンのpKaを超える。
本発明は、本明細書に開示される医薬組成物を調製する方法をさらに提供し、以下のステップを含む:
(i)少なくとも1つの小胞形成脂質を使用して脂質溶液を調製する;
(ii)ステップ(i)の脂質溶液を重炭酸塩と混合して、脂質二重層と内部水性媒体を含む少なくとも1つのリポソームを形成し、リポソームは外部媒体に懸濁している;
(iii)外部媒体中の重炭酸塩の濃度を調整して、リポソームの外部媒体のpHを低くし、リポソームの内部水性媒体のpHを高くし、外部媒体のpHは弱酸性薬のpKaを超える;そして
(i∨)弱酸性薬物を外部媒体に加える。
本明細書に開示される医薬組成物をそれを必要とする対象に投与するステップを含む、呼吸器疾患を治療する方法も提供される。
本発明はまた、呼吸器疾患の治療および/または予防的治療における使用のための本明細書に開示された医薬組成物を提供する。
本発明はまた、呼吸器疾患の治療的および/または予防的治療のための薬剤の製造のための本明細書に開示された医薬組成物の使用を含む。
本発明の1つ以上の実施形態の詳細は、以下の説明に記載されている。本発明の他の特徴または利点は、以下のいくつかの実施形態の詳細な説明、および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。これらの用語を含む陳述は、本明細書に記載の主題を限定するものではなく、または以下の特許請求の意味または範囲を限定するものではないことを理解されたい。この概要は、本発明の様々な態様の高レベルの概要であり、以下の詳細な説明セクションでさらに説明される概念のいくつかを紹介する。この概要は、請求された主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することを意図しておらず、請求された主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。主題は、明細書全体の適切な部分、任意のまたはすべての図面、および各請求項を参照することにより理解されるべきである。
発明の詳細な説明
特に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。
本明細書で使用するとき、冠詞「a」及び「an」は、冠詞の文法的対象の1つまたは複数(すなわち、少なくとも1つ)を指す。例として、「要素(an element)」とは、1つの要素または複数の要素を意味する。
「含む(comprise)」または「含む(comprising)」という用語は、一般に、1つ以上の特徴、成分(ingredients)または成分(components)の存在を可能にすることを含むという意味で使用される。「含む(comprise)」または「含む(comprising)」という用語は、「からなる(consists)」または「からなる(consisting of)」という用語を包含する。
すべての数字は、「約」という用語によって修正されている。本明細書で使用される「約」という用語は、指定値の±10%の範囲を指す。
「対象」という用語は、呼吸器疾患を有する脊椎動物、または呼吸器疾患の治療を必要とすると考えられる脊椎動物を指すことができる。対象には哺乳動物など、、霊長類などの温血動物が含まれるが、、より好ましくはヒトである。非人霊長類も対象である。対象という用語には、猫、犬などの家飼いの動物、家畜(牛、馬、豚、羊、ヤギなど)および実験動物(マウス、ウサギ、ラット、スナネズミ、モルモットなど)が含まれる。したがって、本明細書では、獣医学的用途および医療製剤が企図されている。
本明細書で使用する「実質的に含まない」とは、医薬組成物が特定の物質を5%、4%、3%、2%または1%未満しか含まないことを意味する。いくつかの実施形態では、医薬組成物は特定の物質を含まない。
本明細書で使用される「リポソーム」という用語は、内部水性媒体を封入する1つ以上の脂質二重層で構成される顕微鏡的な小胞または粒子を指す。リポソームを形成するには、少なくとも1つの「小胞形成脂質」の存在が必要であり、これは脂質二重層を形成するかまたは脂質二重層に組み込むことができる小胞形成脂質である。任意の適切な小胞形成脂質を使用して、リポソームを構成する脂質二重層を形成することができる。小胞形成脂質には、これらに限定されないが、ホスファチジルコリン(PC)、ホスファチジルグリセロール(PG)、ホスファチジルイノシトール(PI)、ホスファチジン酸(PA)、ホスファチジルエタノールアミン(PE)またはホスファチジルセリン(PS)などのリン脂質、および正に帯電した脂質または負に帯電した脂質などの荷電脂質などが含まれる。
リポソームの脂質二重層は、これらに限定されないが、少なくとも1つの小胞形成脂質と、コレステロール、コレステロールヒドロキシラーゼ、エルゴステロール、ラノステロールおよびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるステロールと、を含む。例示的な実施形態では、前記ステロールはコレステロールである。
いくつかの実施形態では、小胞形成脂質は、第1のリン脂質と第2のリン脂質の混合物である。特定の実施形態では、第1のリン脂質は、水素化卵ホスファチジルコリン(HEPC)、水素化大豆ホスファチジルコリン(HSPC)、ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)、ジステアリロイルホスファチジルコリン(DSPC)、ジアラキドイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン(DMPC)、卵ホスファチジルコリン(EPC)、大豆ホスファチジルコリン(SPC)、オレオイルパルミトイルホスファチジルコリン、ジオレオイルホスファチジルコリン(DOPC)、ジペトロセリノイルホスファチジルコリン、パルミトイルエレイドイルホスファチジルコリン、パルミトイルホスファチジルコリン、ジラウロイルホスファチジルコリン(DLPC)、ジウンデカノイルホスファチジルコリン、ジデカノイルホスファチジルコリン、ジノナノイルホスファチジルコリン、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるホスファチジルコリン(PC)である。他の実施形態では、第2のリン脂質は、1,2−ジステアロリ−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン−N−[メトキシ(ポリエチレングリコール)−2000](DSPE−PEG2000)、ジステアリロイルホスファチジルグリセロール(DSPG)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール(DPPG)またはジミリストイルホスファチジルグリセロール(DMPG)または(DOPG)などの負に帯電したリン脂質など、約500〜約10,000ダルトンの分子量を有するポリエチレングリコールを含むポリエチレングリコール修飾リン脂質である。例示的な実施形態では、第1のリン脂質:コレステロール:第2のリン脂質のモル比は、50〜70:20〜45:0.1〜10、50〜70:20〜45:0.5〜8または55〜65:25〜40:1〜6である。
他の実施形態では、小胞形成脂質は、第1のリン脂質と荷電脂質の混合物である。例示的な実施形態では、小胞形成脂質は、第1のリン脂質、第2のリン脂質、および荷電脂質の混合物である。荷電脂質には、ステアリルアミン、1,2−ジオレオイル−3−トリメチルアンモニウム−プロパン(DOTAP)、3β−[N−(N’,N’−ジメチルアミノエタン)−カルバモイル]コレステロール(DC−コレステロール)、N−コレステロールスペルミン(GL67)、ジメチルジオクタデシルアンモニウム(DDAB)、1,2−ジ−0−オクタデセニル−3−トリメチルアンモニウムプロパン(DOTMA)、エチルホスホコリン(エチルPC)またはそれらの組み合わせを含む。別の例示的な実施形態では、第1のリン脂質:コレステロール:荷電脂質のモル比は、50〜70:20〜45:0.1〜10、50〜70:20〜45:0.5〜8または55〜65:25〜40:1〜6である。
一実施形態では、脂質二重層中のHSPC、コレステロール、およびDSPGのモル比は、50〜70:20〜45:0.1〜10、50〜70:20〜45:0.1〜5または55〜65:25〜40:0.5〜8である。別の実施形態では、脂質二重層中のHSPC、コレステロール及びDSPE−PEG2000のモル比は、50〜70:20〜45:0.1〜10、50〜70:20〜45:0.1〜5または55〜65:25〜40:0.5〜8である。別の実施形態では、脂質二重層中のDPPC:、コレステロール:DSPE−PEG2000のモル比は、50〜70:20〜45:0.5〜8、50〜70:20〜45:0.1〜5または55〜65:25〜40:1〜6である。
一実施形態では、リポソームの脂質二重層は、少なくとも1つの小胞形成脂質および界面活性剤を含んでもよく、これは非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤または双性イオン性界面活性剤であり得る。非イオン性界面活性剤は、そのヘッドに正式に帯電した基を持たない。カチオン性界面活性剤は、そのヘッドに正味の正電荷を持つ。双性イオン界面活性剤は電気的に中性であるが、異なる原子に正と負の正式な電荷を持つ。
非イオン性界面活性剤の非限定的な例には、非イオン性水溶性モノ、ジ、およびトリグリセリド;ポリエチレングリコールの非イオン性水溶性モノおよびジ脂肪酸エステル;非イオン性水溶性ソルビタン脂肪酸エステル(例えば、TWEEN 20(ポリオキシエチレン20ソルビタンモノオレエート)などのソルビタンモノオレエート、SPAN 80);非イオン性水溶性トリブロック共重合体(例えば、POLOXAMER 406(PLURONIC F−127)などのポリ(エチレンオキシド)/ポリ−(プロピレンオキシド)/ポリ(エチレンオキシド)トリブロック共重合体)またはその誘導体が含まれる。
カチオン性界面活性剤の非限定的な例には、臭化ジメチルジアルキルアンモニウムまたは臭化ドデシルトリメチルアンモニウムが含まれる。
両性イオン性界面活性剤の非限定的な例には、3−(N、N−ジメチルパルミチルアンモニオ)−プロパンスルホネートが含まれる。
いくつかの実施形態では、リポソームは、リポソーム膜を横切るHまたはOHの輸送を促進することができる化合物であるイオノフォアを実質的に含まない。
リポソームの調製のための小胞形成脂質を溶解するための溶媒は、例えば、メタノール、エタノール、エーテル、およびそれらの組み合わせであり得る。場合により、溶媒は後で超臨界流体によって除去することができ、有機溶媒除去ステップを実行する時間を短縮するために最小量で使用することが好ましい。
本発明によれば、リポソームは重炭酸塩を含む培地で調製される。特に、小胞形成脂質が重炭酸塩を含む培地と接触すると、リポソーム懸濁液が形成される。
本明細書で使用される「重炭酸塩」は、好ましくは、重炭酸アニオンおよびカチオン成分を含む薬学的に許容される塩化合物である。一実施形態では、塩化合物のカチオン成分は金属である。金属の非限定的な例には、カリウム(K)、ナトリウム(Na)、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、セシウム(Cs)、リチウム(Li)などのIAまたはIIA族金属や、鉄(Fe)やニッケル(Ni)などのグループIAまたはIIA以外の金属が含まれる。重炭酸塩の例には、これらに限定されないが、重炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カルシウム、重炭酸マグネシウム、重炭酸セシウム、重炭酸リチウム、重炭酸ニッケル、重炭酸第一鉄またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。
懸濁液中のリポソームは、サイズの縮小に供される。リポソームのサイズは通常、その直径を指す。リポソームサイズの縮小は、押出、超音波処理、均質化技術または粉砕技術などの多くの方法によって達成することができ、これらはよく知られており、当業者によって実施することができる。押出には、リポソームを加圧下で、規定の孔径を有するフィルターに1回以上通すことが含まれる。フィルターは一般にポリカーボネートでできているが、リポソームと相互作用せず、十分な圧力下で押し出すことができるほど十分に強い耐久性のある材料で作ることもできる。リポソームのサイズは、超音波処理によって小さくすることができる。超音波処理では、音波エネルギーを使用して、自発的に小さなリポソームに再形成されるリポソームを破壊またはせん断する。例えば、超音波処理は、リポソーム懸濁液を含むガラス管を、バス型ソニケーターで生成された音波震源に浸漬することによって実施できる。または、プローブ型のソニケーターを使用してもよく、その場合、音波エネルギーは、リポソーム懸濁液と直接接触するチタンプローブの振動によって生成される。本発明において、リポソームは一般に、約500nm以下、約400nm以下、約300nm以下、約200nm以下または約100nm以下などの約50nm〜500nmの直径を有する。
サイジング後、外部媒体中の重炭酸塩の濃度を調整して、内部水性媒体と外部媒体の間にpH勾配を提供する。これは、たとえば外部媒体を透析ろ過、透析、限外ろ過、接線流ろ過などの方法により、クエン酸緩衝液(HO)やリン酸緩衝液(HPO)などの重炭酸塩を含まない適切な緩衝液と交換するなど、さまざまな方法で実行できる。
一実施形態において、重炭酸塩は、リポソームの外部媒体と内部水性媒体との間に、より低い外部とより高い内部のpH勾配を提供する。別の実施形態では、内部水性媒体のpHは、外部媒体のpHよりも少なくとも1単位高い。さらに別の実施形態では、内部水性媒体のpHは約7、8、9または10であり、外部媒体のpHは7未満、6未満、5未満、4未満、3未満、約3〜7、約3.5〜6.5、または約4〜6である。さらに別の例示的な実施形態では、外部媒体のpHは、弱酸性薬物のpKaを超える。
調製されたリポソームは、薬物の充填および対象への投与の前にかなりの期間保存することができる。例えば、リポソームは、薬物を充填する前のかなりの期間、冷蔵状態で保存することができる。あるいは、投与前に、リポソームを脱水し、保存し、続いて再水和し、必要に応じて1つ以上のの活性剤を充填することができる。リポソームは、1つ以上の弱酸性薬物を充填した後に、脱水することもできる。脱水は、当技術分野で利用可能で知られている多くの方法によって実施することができる。いくつかの実施形態において、リポソームは、標準的な凍結乾燥装置、すなわち低圧条件下での脱水を使用して脱水される。また、リポソームは例えば、液体窒素を使用して凍結することができる。脱水の前に、サッカリドをリポソーム環境、例えばリポソームを含む緩衝液に加え、脱水中のリポソームの安定性と完全性を確保することができる。サッカリドの例には、これらに限定されないが、マルトース、ラクトース、スクロース、トレハロース、デキストロース、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、またはそれらの組み合わせが含まれる。
上記のように低い外側/高い内側のpH勾配を有するリポソーム懸濁液は、薬物充填の準備ができている。通常、充填する弱酸性薬物をリポソームの外部媒体に添加し、得られた懸濁液を、リポソームの水性媒体内部への弱酸性薬物の拡散を可能にし、および所望の充填濃度およびカプセル化効率(組成物中の薬物の総量に対する薬物の内部/カプセル化量の割合)が達成されるまでリポソームの内部水性媒体に薬物を充填する条件下でインキュベートする。
本明細書で使用される弱酸性薬物は、反対の指示がない限り、または文脈からそうでないことが明らかでない限り、その薬学的に許容される塩およびそのプロトン化形態も含む。一実施形態では、弱酸性薬物は、カルボキシル基(−COOH)、ヒドロキシル基(−OH)、リン酸基(−PO)およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの官能基を含む。別の実施形態では、弱酸性薬物は、約7未満、約6未満、1〜約7未満、2〜約6未満、2〜6.9、または2.5〜6のpKaを有する。弱酸性薬は、上記のカルボキシル基(−COOH)、ヒドロキシル基(−OH)、およびリン酸基(−PO)に加えて、1つ以上の官能基を含むこともあり得る;そのような追加の官能基は、薬物の酸性度をその非官能化対応物の酸性度から大きく変えるべきではない。表1は、本発明の弱酸性薬物の非限定的な例を示している。
Figure 0006974670
本発明は、本明細書に開示される医薬組成物を調製する方法をさらに提供し、以下のステップを含む:
(i)少なくとも1つの小胞形成脂質を使用して脂質溶液を調製する;
(ii)ステップ(i)の脂質溶液を重炭酸塩と混合して、脂質二重層と内部水性媒体を含む少なくとも1つのリポソームを形成し、ここでリポソームは外部媒体に懸濁している;
(iii)外部媒体中の重炭酸塩の濃度を調整して、リポソームの外部媒体のpHを低くし、リポソームの内部水性媒体のpHを高くし、ここで外部媒体のpHは弱酸性薬のpKaを超える;そして
(iv)弱酸性薬物を外部媒体に加える。
いくつかの実施形態では、方法のステップ(i)は、少なくとも1つの小胞形成脂質を有機溶媒に溶解して脂質溶液を形成することを含む。小胞形成脂質は、第1のリン脂質と第2のリン脂質の混合物、または第1のリン脂質と荷電脂質の混合物であり得る。次いで、ステップ(ii)において、脂質溶液を金属の重炭酸塩の緩衝水溶液と混合して、外部媒体および少なくとも1つのリポソームを含む懸濁液を形成し、ここでリポソームは外部媒体に懸濁される。ステップ(iii)で、外部媒体を重炭酸塩を含まない別の緩衝液と置き換えて外部媒体の重炭酸塩の濃度を調整し、リポソームの外部媒体と内部相との間に低い外部/高い内部pH勾配を生成する。ステップ(iv)では、弱酸性薬物を懸濁液の外部媒体に加え、得られた懸濁液を所定の条件下でインキュベートして、リポソームの内部相への薬物充填をもたらす。
いくつかの実施形態では、内部水性媒体中の重炭酸塩の濃度は、方法のステップ(iii)で約50mMから約1000mM未満である。
いくつかの実施形態では、外部媒体のpHは、方法のステップ(iii)のプロスタサイクリンのpKaを超える。他の実施形態では、外部媒体のpHは、内部水性媒体のpHより少なくとも1単位低い。
いくつかの実施形態では、内部水性媒体中の薬物と重炭酸塩のモル比は、方法のステップ(iv)で約0.1:1から1:1である。
さらに、本発明は、本明細書に開示される凍結乾燥または凍結リポソームの方法を利用して、弱酸性薬物をリポソームの内相に充填する方法を提供する。
いくつかの実施形態では、リポソームの内部水性媒体中の重炭酸塩の濃度は、50mM以上、100mM以上、150mM以上、200mM以上、250mM以上、300mM以上、350mM以上、400mM以上、450mM以上、500mM以上、600mM以上、700M以上、800mM以上、最大で1000mM未満である。いくつかの実施形態では、水性緩衝液中の重炭酸塩の濃度は、50mM〜1000mM未満、50mM〜800mM、200mM〜1000mM未満、200mM〜800mM、または200mM〜600mM、、250mM〜1000mM未満、、250mM〜800mM、または250mM〜600mM、300mM〜600mMである。例示的な実施形態では、リポソームの内部水性媒体中の重炭酸塩濃度は、既知のまたは当技術分野で既知の任意の方法によって、または以下のステップによって測定することができる:(a)外部媒体中の重炭酸塩を透析またはサイズ排除クロマトグラフィーによって内部水性媒体の重炭酸塩と離す;(b)外部媒体に重炭酸塩を含まないリポソーム懸濁液をメタノールで溶解し、内部水性媒体中の重炭酸塩の濃度をイオンクロマトグラフィーで決定する。いくつかの実施形態では、外部媒体は重炭酸塩を実質的に含まない。
一実施形態では、本発明の医薬組成物は、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、または少なくとも90%の薬物カプセル化効率を有する。
別の実施形態では、リポソームの内部水性媒体中の薬物と重炭酸塩のモル比(以下、薬物/塩のモル比)は約0.1:1〜約1:1である。例示的な実施形態では、薬物/塩比は、約0.1:1〜0.9:1、約0.1:1〜0.8:1、約0.1:1〜0.7:1、約0.1:1〜0.6:1または約0.1:1〜0.5:1である。
さらに別の実施形態では、リポソームの内相にカプセル化弱酸性薬物は、1mMから800mM以上の濃度である。いくつかの実施形態では、リポソームの内相にカプセル化された薬物は、5mM以上、10mM以上、20mM以上、40mM以上、50mM以上、80mM以上、100mM以上、そして最大で800mMである。
本発明によれば、本明細書に記載の医薬組成物は、より高い薬物カプセル化効率、弱酸性薬物と重炭酸塩のモル比の約0.1〜約1の増加、および高いカプセル化薬物の濃度を有する。特定の理論に束縛されることなく、本明細書に記載の医薬組成物におけるより高いカプセル化薬物または高い薬物充填は、より多くの薬物を作用部位に送達し、カプセル化された薬物の効果を延長し、病気の症状または兆候を低減するのにより効果的であると考えられる。
本明細書に記載の高い薬物カプセル化効率または高い薬物充填を有する本発明の医薬組成物は、呼吸器疾患を治療する必要のある対象に治療的有効量で投与することができる。呼吸器疾患の例には、これらに限定されないが、肺高血圧症、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、喘息、嚢胞性線維症、下気道感染症、気管支拡張症、気管支炎、細気管支炎またはクループが含まれる。例示的な実施形態では、呼吸器疾患は肺高血圧症であり、弱酸性薬はプロスタサイクリンまたはプロスタグランジンである。別の例示的な実施形態では、呼吸器疾患はCOPDであり、弱酸性薬はステロイドまたはプロスタグランジンである。さらに別の例示的な実施形態では、呼吸器疾患は喘息であり、弱酸性薬はステロイドである。さらに別の例示的な実施形態では、呼吸器疾患は下気道感染症であり、弱酸性薬は抗生物質である。
一般に、本明細書で使用される「治療する」という用語は、呼吸器疾患、病気、病気の症状もしくは状態、病気によって引き起こされる障害、または病気の進行を治癒(cure)、治癒(heal)、軽減、緩和、変更、改善(remedy)、改善(ameliorate)、改善(improve)、または影響することを目的とし、呼吸器疾患、呼吸器疾患の症状もしくは状態、またはその進行に苦しむ対象への少なくとも1つの弱酸薬を含む本明細書に記載の医薬組成物の適用または投与を指す。本明細書で使用される「治療有効量」という用語は、対象に治療効果を及ぼす弱酸性薬物の量を指す。治療有効量は、投与経路と頻度、体重と年齢などのさまざまな要因に応じて変化し得る。当業者は、本明細書の開示、確立された方法、および自身の経験に基づいて、各場合の投与量を決定し得る。
特に、本明細書に記載の弱酸性薬物を含むリポソーム組成物は、吸入、非経口注射、すなわち、動脈内、静脈内、腹腔内、皮下、硝子体内、くも膜下腔内、関節内、筋肉内、他の人体空洞内への注射、またはエアロゾルによる拡散で投与される。エアロゾルの投与方法には、鼻腔内および肺投与が含まれる。いくつかの実施形態では、本発明のリポソーム組成物は、ボーラス注射または注入により静脈内または腹腔内に投与される。
本発明を以下の実施例によりさらに説明するが、これらの実施例は限定ではなく実証の目的で提供される。当業者は、本開示に照らして、開示された特定の実施形態において多くの変更を行うことができ、本発明の精神および範囲から逸脱することなく同様または類似の結果を得ることができることを理解すべきである。
実施例1:薬物充填のための異なる塩の効果
1.材料および方法
1.1 酢酸ナトリウム(NaC)を使用したPGE1リポソーム調製
リポソームコロイド懸濁液は、エタノール注入技術により調製された。簡単に言うと、496.8mgの水素化大豆ホスファチジルコリン(HSPC)、154.65mgのコレステロール、および42.15mgの1,2−ジステアロリ−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン−N−[メトキシ(ポリエチレングリコール)−2000](DSPE−PEG2000)をエタノール2.86mlに溶解した。エタノール中の脂質溶液を、17.4mlの酢酸ナトリウム(200mMまたは400mM)に注入し、60℃で激しく攪拌した。脂質溶液が酢酸ナトリウムと接触するとすぐにリポソームが形成された。これに続いて、リポソーム懸濁液を200nmおよび100nmのポリカーボネート膜を通して押し出した(それぞれ6回)。約100nmのリポソームが得られ、クエン酸緩衝液(pH5.5)に対してダイアフィルトレーションして、リポソームの外部媒体と内部水性媒体の間に高い内側/低い外側pH勾配を形成した。空のリポソーム懸濁液は、薬物充填プロセスの前に4℃で保存された。
PGE1(アルプロスタジル)を、室温(25℃)で20分間、様々な薬物/脂質モル比で前段落のリポソーム懸濁液に加えた。PGE1を充填したリポソーム懸濁液は4℃で保存した。
1.2 重炭酸ナトリウム(NaHCO)を使用するPGE1リポソーム調製
リポソーム懸濁液は、酢酸ナトリウム(200mMまたは400mM)を重炭酸ナトリウム(たとえば200mM、400mMまたは他の濃度)に置き換えたことを除いて、セクション1.1に記載の方法に従って調製した。
1.3 薬物の定量的決定
リポソームにカプセル化された薬物の量は、フォトダイオードアレイ(PDA)検出器を備えたWaters Alliance(登録商標)HPLCシステムを使用して定量化された。簡単に説明すると、100μLの各サンプル溶液のアリコートを、流速1.0 μmL/分の移動相として、体積比80:20のメタノールとリン酸緩衝液(6.7 mM濃度、pH 3.0)の混合物と共にHPLCシステムに直接注入した。C18カラム(Phenomenex Prodigy 5U ODS−3 150×4.6mm)で分離を行い、その後、65℃でKOHの1Nと混合して後反応を行った。薬物のピーク、例えば、PGE1は280nmで検出された。保持時間は約4.6分だった。
1.4 カプセル化効率
カプセル化効率(EE)、すなわち、リポソーム懸濁液に存在する薬物の総量(すなわち、外部媒体中の薬物およびリポソームの内部水性媒体に充填された薬物)に対するリポソームの内部水性媒体にカプセル化(または充填)された薬物の割合を以下のように定量化した。簡単に言えば、リポソーム懸濁液をカラムクロマトグラフィーにかけた。遊離または非関連薬物(すなわち、外部媒体中の薬物)および内部水性媒体中にカプセル化された薬物を含むリポソームは、G−25カラムを通してリポソーム懸濁液を溶出することによりそれぞれに分離された。遊離薬物の量は、PDA検出を備えたWaters HPLCを使用して決定され、リポソームをメタノール(90%メタノール及び10%リポソーム懸濁液)で破壊した後、リポソームの内部水性媒体中のカプセル化された薬物の量も同じ方法を使用して決定された。カプセル化効率は、次の式を使用して計算された。
Figure 0006974670
ここで、Lはリポソームの内部水性媒体中のカプセル化された薬物の量であり、Fは外部媒体中の遊離薬物の量である。
さらに、内部薬物濃度(mM)は次のように計算された。
Figure 0006974670
(*特定の条件では、トラップ容積はリポソーム懸濁液1mLあたり0.0314mLで、リポソームの粒子サイズは約110nm、リン脂質濃度は10mMである。トラップ容積は、当技術分野で既知の方法(Xu他。 International Journal of Pharmaceutics(2012)423(2)、pp.410−418)で計算される。
1.5 平均粒径と多分散性指数(PdI)
リポソームの平均粒子サイズは、動的光散乱により値が求められた。リポソームのサイズ分布を示す値である多分散性指数(PdI)は、平均粒子に対するものと同じ評価手法を使用して、粒子サイズ分析器(Beckman Coulter DelsaTM Nano C粒子分析器)で決定された。
2.結果
2.1 重炭酸ナトリウムは、より高い薬物カプセル化効率を提供する
表2は、薬物のカプセル化効率(E.E.)および充填塩として重炭酸ナトリウムおよび酢酸ナトリウムを使用したリポソーム懸濁液の薬物と塩のモル比を示す。
Figure 0006974670
表2の結果は、酢酸ナトリウムと比較して、重炭酸ナトリウムが弱酸性薬物の薬物カプセル化効率を高め、リポソームの内部水性媒体内の薬物濃度を大幅に高めることを示している。具体的には、重炭酸塩に対する薬物のモル比は、充填剤として酢酸ナトリウムを使用すると0.1:1未満であり、酢酸ナトリウムの濃度を2倍にしてもモル比はそれ以上増加しないが、重炭酸ナトリウムを充填剤として使用すると塩に対する薬物のモル比は0.1:1より高くなる。
実施例2:薬物充填のために重炭酸塩を使用する医薬組成物におけるヒトの生理学的状態の影響
実施例1のセクション1.1に従って、PGE1充填のために様々な濃度の重炭酸ナトリウムを使用するリポソーム懸濁液を調製した。リポソーム懸濁液を、オスモル濃度280〜300mOsm/Kgの外部緩衝液中で25℃および37℃で20分間インキュベートし、人間の生理学的状態をシミュレートした。
Figure 0006974670
ヒトの生理的条件(37℃および280−300mOsm/Kg)で約1000mMを超える重炭酸塩濃度で製剤をインキュベートすると、より多くのCOが生成され、リポソームの漏出につながった。漏出したリポソームは、重炭酸塩と薬物を内部水性媒体から外部媒体に放出し、外部媒体のpHを6.5より高くした。
実施例3:薬物充填における異なる重炭酸塩濃度の効果
実施例1のセクション1.1の方法に従ってリポソーム懸濁液を調製し、PGE1に異なる濃度の重炭酸ナトリウム(50mM、150mM、200mM、250mM、300mM、400mM、500mM、600mM、および800mM)を充填した。
表4は、薬物充填における重炭酸塩濃度の効果を示す。
Figure 0006974670
結果は、一定量のリン脂質について、薬物カプセル化効率が90%以上であり、薬物と塩のモル比が50mMから800mMの重炭酸塩で0.1:1より高いことを示唆している。500mMの重炭酸塩濃度は、最高の薬物カプセル化効率と塩に対する薬物のモル比を提供した。
実施例4:重炭酸塩を使用した異なる弱酸性薬物の充填漏出
実施例1の方法に従って、3:2:0.075のモル比でHSPC、コレステロールおよびDSPE−mPEG2000を含む最初の(4−1)リポソーム懸濁液を調製した。
実施例1の方法に従って、3:2:0.075のモル比でHSPC、コレステロールおよびDSPGを含む第2の(4−2)リポソーム懸濁液を調製した。
実施例1の方法に従って、3:2:0.075のモル比でDPPC、コレステロールおよびDSPE−mPEG2000を含む第3の(4−3)リポソーム懸濁液を調製した。
実施例1の方法に従って、2.7:0.3:2:0.075のモル比でDSPC、DPPC、コレステロールおよびmPEG2000−DSPEを含む第4(4−4)リポソーム懸濁液を調製した。
実施例1の方法に従って、3:2:0.075:0.025のモル比でHSPC、コレステロール、mPEG2000−DSPEおよびステアリルアミンを含む第5(4−5)リポソーム懸濁液を調製した。
実施例1の方法に従って、2.7:0.3:2:0.075のモル比でHSPC、DMPC、コレステロール、およびmPEG2000−DSPEを含む第6(4−6)リポソーム懸濁液を調製した。
200mM〜400mMの重炭酸塩を使用して、25℃または40℃で20分かけて第1、第2および第3のリポソーム懸濁液に様々な弱酸性薬物を充填した。充填された薬物リポソーム懸濁液は4℃で保存された。
表5は、重炭酸塩が、様々なリポソーム製剤にカプセル化された様々な弱酸性薬物の有効な充填剤であり、薬物カプセル化効率が高く(80%以上)、薬物と塩のモル比が0.1:1より大きいことを示す。
Figure 0006974670
実施例5:薬物充填におけるリポソーム懸濁液の外部媒体のpHの効果
HSPC、コレステロールおよびmPEG2000−DSPEを3:2:0.075のモル比で含む第1(5−1)リポソーム懸濁液、ならびにHSPC、コレステロール、およびmPEG2000−DSPEを3:2:0.28のモル比で含む第2(5−2)および第3(5−3)リポソーム懸濁液を調製した。トレプロスチニルを、200mMの重炭酸塩でリポソーム懸濁液に充填した。
第1(5−1)リポソーム懸濁液の外部媒体のpHは薬物のpKa(トレプロスチニルのpKaは4.5である)を超え、第2リポソーム懸濁液(5−2)および3番目のリポソーム懸濁液(5−3)の外部媒体のpHは、薬物のpKa未満である。
表6は、リポソーム懸濁液の外部媒体のpHが薬物充填において重要な役割を果たすことを示している。具体的には、リポソーム懸濁液の外部媒体のpHが、薬物のpKa(90.6%対27.3%及び33.5%)を下回るリポソーム懸濁液のpHと比較して、薬物のpKaを上回る場合、薬物のカプセル化効率は著しく高くなる。同様に、0.1:1未満の薬物のpKaよりも低いリポソーム懸濁液のpHと比較してリポソーム懸濁液の外部媒体のpHが薬物のpKaよりも高い場合、内部薬物と塩のモル比は0.1:1よりも高い。
Figure 0006974670
実施例6:高薬物充填を伴う医薬組成物の治療効果
実施例4の医薬組成物(400mM重炭酸塩を使用して約1.5mgのトレプロスチニルをカプセル化した4−2リポソーム懸濁液)の肺高血圧症に対する治療効果のインビボ評価を、それぞれ約300〜350gの重さの18匹のオスのスプラーグドーリーラットを使用して実施した。
肺高血圧症を誘発するために、圧力カテーテルを各ラットの肺動脈に挿入した。カテーテルの一方の端は首のうなじから露出しており、圧力変換器に接続されていた。カテーテル挿入の24時間後に、ラットを窒素(N)のレベルを上げて酸素(O)レベルを10%(FiO=0.1)に減らした低酸素チャンバーに移した。安定した肺高血圧が確立されたところで、各ラットに3つの試験物質の単回投与を行った:生理食塩水(N=6)、6μg/Kgの遊離トレプロスチニル(N=6)または6μg/Kgのトレプロスチニルを含む実施例4の医薬組成物(リポソームトレプロスチニル、N=6)。ラットの気管分岐部にマイクロスプレーを使用して試験物質を投与した。試験物質の投与後、予定された時点で平均肺動脈圧(PAP)が測定された。
結果は、リポソームトレプロスチニルが、遊離トレプロスチニルと比較して、注射後の平均PAPの最大減少を達成するのにより効果的であることを示す(リポソームトレプロスチニル群の40%平均PAP減少対遊離トレプロスチニル群の20%平均PAP減少)。

Claims (14)

  1. 1つ以上のリポソームを含む医薬組成物であって、
    前記リポソームは、
    (a)少なくとも1つの小胞形成脂質を含む脂質二重層と
    (b)約50mMから約800mMの濃度である重炭酸塩および約1から約6のpKaを有する弱酸性薬物を含む脂質二重層内部の内部水性媒体を含み、
    前記リポソームは外部水性媒体に懸濁され、前記外部水性媒体のpHは前記弱酸性薬物のpKaと約7との間であり、前記内部水性媒体のpHは、前記外部水性媒体のpHよりも少なくとも1単位高い、医薬組成物。
  2. 前記弱酸性薬物と前記重炭酸塩のモル比は約0.1:1〜約1:1である、請求項1に記載の医薬組成物。
  3. 前記重炭酸塩の濃度は約250mMから約800mMである、請求項1に記載の医薬組成物。
  4. 前記弱酸性薬物のカプセル化効率は少なくとも80%である、請求項1に記載の医薬組成物。
  5. 前記小胞形成脂質は、第1のリン脂質および第2のリン脂質の混合物、または第1のリン脂質と荷電脂質の混合物である、請求項1に記載の医薬組成物。
  6. 前記第1のリン脂質は、ホスファチジルコリン(PC)、ホスファチジルグリセロール(PG)、ホスファチジルイノシトール(PI)、ホスファチジン酸(PA)、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルセリン(PS)、およびその任意の組み合わせからなる群から選択され、前記第2のリン脂質はPEG修飾リン脂質、正に帯電したまたは負に帯電したリン脂質であり、前記荷電脂質は正に帯電したまたは負に帯電した脂質である、請求項に記載の医薬組成物。
  7. 前記第1のリン脂質はHSPC、DSPC、DPPC、DMPCまたはそれらの組み合わせから選択され、前記第2のリン脂質はDSPG、DPPG、DMPG、PEG−DSPEまたはそれらの組み合わせから選択される、請求項に記載の医薬組成物。
  8. 前記第1のリン脂質はHSPC、DSPC、DPPC、DMPCまたはそれらの組み合わせから選択され、前記荷電脂質はステアリルアミン、1,2−ジオレオイル−3−トリメチルアンモニウム−プロパン(DOTAP)、3β−[N−(N’,N’−ジメチルアミノエタン)−カルバモイル]コレステロール(DC−コレステロール)、N−コレステロール−スペルミン(GL67)、ジメチルジオクタデシルアンモニウム(DDAB)、1,2−ジ−0−オクタデセニル−3−トリメチルアンモニウムプロパン(DOTMA)、エチルホスホコリン(エチルPC)またはそれらの組み合わせから選択される、請求項に記載の医薬組成物。
  9. コレステロール、ヘキサスクシネートコレステロール、エルゴステロール、ラノステロール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるステロールをさらに含む、請求項5に記載の医薬組成物。
  10. 前記第1のリン脂質:コレステロール:前記第2のリン脂質または前記荷電脂質のモル比は50〜70:20〜45:0.1〜10である、請求項に記載の医薬組成物。
  11. 前記重炭酸塩は、重炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カルシウム、重炭酸マグネシウム、重炭酸セシウム、重炭酸リチウム、重炭酸ニッケル、重炭酸第一鉄またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の医薬組成物。
  12. 前記弱酸性薬物は、プロスタグランジン、ステロイド、非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)、または抗凝固剤である、請求項1記載の医薬組成物。
  13. 治療有効量の請求項1〜12のいずれか1項に記載の医薬組成物を含む、呼吸器疾患を治療するための治療剤。
  14. 1つ以上のリポソームを含む医薬組成物であって、
    前記リポソームは、
    (a)少なくとも1つの小胞形成脂質を含む脂質二重層;および
    (b)約50mMから約800mMの濃度である重炭酸塩およびプロスタサイクリンを含む脂質二重層内部の内部水性媒体を含み、前記リポソームは外部水性媒体に懸濁され、前記外部水性媒体のpHは前記弱酸性薬物のpKaと約7との間であり、前記内部水性媒体のpHは、前記外部水性媒体のpHよりも少なくとも1単位高い、医薬組成物。
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