PT98764B

PT98764B - Processo para a preparacao de composicoes contendo factor de desenvolvimento de insulina 1 completo para o tratamento terapeutico ou profilactico de estado catabolicos

Info

Publication number: PT98764B
Application number: PT98764A
Authority: PT
Inventors: Peter Gluckman; Linda Fryklund; Anna Skottner
Original assignee: Chiron Corp
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1999-01-29
Also published as: DE69124382T3; DE69124382D1; DK0546007T3; CA2088674A1; PT98764A; US6034059A; ES2097816T5; SE9002731D0; DE69124382T2; EP0546007B2; GR3022935T3; ATE147988T1; ES2097816T3; WO1992003154A1; EP0546007A1; JP2521867B2; AU8448891A; IE912615A1; JPH05509323A; EP0546007B1

Description

A invenção refere-se a um processo de preparação duma composição para o tratamento ou prevenção de estados catabólicos em pacientes, envolvendo a administração do factor de desenvolvimento semelhante a insulina 1 (IGF-1).

IGF-1 é um péptido pertencente à familia da somatomedina, que compreende 70 aminoácidos, incluindo 3 ligações de dissulfito. A sua sequência aminoácida é conhecida. 0 IGF-1 encontra-se normalmente nos limites de circulação de pelo menos 2 classes diferentes de proteínas de ligação (cerca de 150.000 D) e da proteína de ligação de peso molecular mais baixo (cerca de 30.000 D). 0IGF-1 é mitogénico nas linhas das células (isto é in vitro) e tem-se revelado como estimulador do crescimento em animais deficientes em hormona de crescimento (GH).

β

A concentração do gue) , pelo menos parcialmente, por outras hormonas, tal como a tricionais.

IGF-1 existe no plasma (san regulada pela GH mas também tiróxina, e por estados nuUma vasta variedade de condições clinicas podem conduzir à perda de peso e de músculos em pacientes e em particular ao esvaziamento de proteínas. Exemplos de causas possíveis são as queimaduras, os traumas múltiplos, a sepsina, as grandes cirurgias e tumores malignos. Em alguns casos, os pacientes não podem ser alimentados, de forma alguma, por via oral (por exemplo, no caso de cirúrgia gastrointestinal) ou apenas a um nivel calórico inadequado. Noutras situações, os nutrientes administrados por via oral não podem ser absorvidos ou não podem ser assimilados com a eficiência normal por via do tracto gastrointestinal. Nalguns casos é necessária a administração de alimentação por via intravenosa, mas é difícil, ou por vezes impossível, o fornecimento de requesitos calóricos normais por via intravenosa. Existe também o risco de uma sobrecarga liquida.

Em algumas circunstâncias há a necessidade de se ser capaz de tratar ou prevenir um estado catabólico durante a administração ao paciente de uma dieta que, devido à extensão em que é utilizada pelo organismo, é inadequada para atingir o seus/suas requesitos calóricos normais. Um tal dieta é aqui referida como uma dieta hipocalórica.

Foi sugerido (Pedido de Depósito da Patente Internacional WO 87/ 04074) que o aumento de proteínas ou a retenção de azoto podem ser promovidos no caso de uma dieta hipocalórica mediante a administração da hormona de crescimento (GH). Pensa-se que qualquer efeito benéfico resultante da administração de GH pode ser originado pelo nível aumenta4

do de IGF-1 no fluxo sanguíneo que se observa em alguns casos. Por outro lado, existe uma evidência conflituosa quer nos estudos em seres humanos, quer nos estudos em ovinos onde a administração de GH não originou qualquer resposta do IGF -1.

Em qualquer caso, nem todas as classes de pacientes são capazes de responder à administração de GH relativa , verifica-se frequentemente, em estados catabólicos. Além disso, crianças muito jovens, particularmente as que têm idades inferiores .. a 1 ano, não possuem os receptores GH necessários e, nos adu]. tos sériamente famintos, a função receptora GH encontra-se enfraquecida ou os receptores estão reduzidos a um número de tal forma que a administração da GH em tais casos é ineficaz ou apenas efectiva em quantidades grandemente aumentadas (isto é farmacológicas). Elevadas doses de GH são indesejáveis pois estas podem conduzir a hiperglicémias e de qualquer modo o fármaco é dispendioso. Alem disso, no caso de adultos, não é sempre fácil determinar quando é que um paciente é caz ou não de responder ao tratamento com GH.

Foi também, sugerido que o tratamento com certos similares do IGF-1 pode conduzir a taxas de desenvolvimen to aumentadas em animais (Pedido de Depósitos das Patentes Internacionais WO 87/01038 e XO 89/05822). Foi considerado como postulado que o uso de similares que possuem ausência de certos resíduos aminoâcidos no N-terminal reduziriam o grau de ligação das proteínas ligantes e IGF-1. Isto baseia-se no facto de se assumir que apenas o IGF-1 livre (isto é, não ligado) possui actividade anti-catabólica. Por outro lado, foi sugerido que o IGF-1 que circula livremente pode ser responsa vel pela tendência conhecida desse material para causar uma hipoglicémia indesejável. De facto, a opinião que prevalece é que o IGF-1 administrado por via sistémica não poderia ser usado terapêuticamente devido a esta razão. No entanto, modi5

fica-se, agora, que as formas de ligaçao de IGF-1 podem ser responsáveis para os efeitos anabólicos desejados. Descobriu-se que a administração de IGF-1 autêntico, quando obtido por meio de técnicas recombinantes de ADN ou outras, em conjunto com uma dieta hipocalórica, é vantajosa no tratamento de esta dos catabólicos.

Os ensaios realizados em cordeiros que passaram fome durante 48 horas e que apresentavam um balanço negativo de azoto indicaram que a administração de IGF-1 poderia reduzir o catabolismo das proteínas a doses que não afectavam o metabolismo dos carbohidratos (isto é, que não são hipoglicémicos). Estes ensaios indicaram um efeito positivo sob o meta bolismo das proteínas em apenas 120 minutos de iniciação numa infusão de IGF-1. Logo, notou-se um efeito positivo muito mais rápidamente do que o esperado. Os nossos ansaios indicaram que o efeito do IGF-1 era tanto o de reduzir a ruptura de proteínas como o de estimular a síntese de proteínas, tanto no fígado como no músculo esquelético. Esta conclusão é suportada por outros trabalhos por nós realizados em ratos hipofisectomizados. Forneceu-se aos ratos uma infusão de 200 micograma de rhIGH-1 diariamente (igual a 60 micrograma IGF/ Kg/hora) durante 7 dias. Os ratos revelaram um aumento de peso sem alteração na quantidade de alimentação, indicando um aumento da utilização alimentar, e revelaram também uma taxa mais baixa de excreção de ureia, o que indica que o IGF-1 pode suprimir a ruptura de proteínas. De novo, não foram observados efeitos hipoglicémicos indesejados.

De acordo com um aspecto desta invenção, uma composição para o tratamento ou prevenção de estados catabólicos num paciente compreende o uso simultâneo, sequencial ou separado, de IGF-1 autêntico e uma quantidade hipocalórica

do nutriente.

A invenção compreende também o uso de IGF-1 autêntico e uma quantidade hipocalórica do nutriente na produção duma composição para o tratamento ou prevenção do estado cata, bélico num paciente.

A invenção compreende ainda um processo para o tratamento ou prevenção dum estado catabólico por administração a de IGF-1 autêntico em conjunto com uma dieta hipocalórica, a um paciente.

Por IGF-1 autêntico nós designamos o IGF-1 que possui a sequência aminoácida completa do IGF-1 humano natural. De preferência obtido por técnologia de ADN recombinante, por exemplo, células transformadas. Por prevenção de um esta do catabólico incluímos um efeito em que a síntese de proteí. nas é estimulada e/ou um efeito em que a proporção da degradação de proteínas é diminuída.

Descobrimos que o tempo de resposta (tal como é evidenciado pelo inicio do aumento de proteínas) dum paciente ao tratamento de acordo com a presente invenção é muito mais curto do que o que seria de esperar a partir dos resultados obtidos pela administração de GH em conjunto com uma dieta hipocalórica, mesmo tendo em conta, como é sabido, que a admi nistração de GH, normalmente, conduz ao aumento do nível do IGF-1. Uma dose surpreendente baixa de IGF-1 autêntico em con junto com uma dieta hipocalórica revelou-se também, efectiva. É vantajoso ser capaz de administrar doses relativamente baixas do fármaco no sentido de minimizar o efeito de hipoglicémia do IGF-1. Além disso, no caso de um paciente em estado crítico, pode ser essencial para a sobrevivência do mesmo,

uma resposta rápida e disponível pelo tratamento com IGF-1 autêntico.

nutriente pode ser apresentado para administração oral, intragástrica ou parentérica (especiãlmente intravenosa.) A quantidade de nutriente fornecido é de preferên cia tal que terá de ser utilizada pelo paciente e desenvolva até 90%, e de preferência mais até 70% dos requesitos metabólicos. Isto pose ser, por exemplo, alcançado fornecendo ao paciente até cerca de 60 Kcal/Kg de peso corporal por dia para um adulto.

nutriente pode incluir um ou mais carbofriâratos (por exemplo, glucose) e/ou lípidos, e/ou proteínas ou ácidos animo-proteicos que se encontram nas proteínas.

A dose de IGF-1 autentico está de preferência compreendida entre 0,02 a 20mg/kg/dia, preferencialmente entre 0,05 a 2mg/kh/dia.

IGF-1 pode ser administrado por infusão intra_ venosa, possivelmente em combinação com a nutrição parentérica total (TPN) . Em alternativa, o IGF-1 pode ser administrado por outros meios, tais como por injecção intramuscular ou subcutânea, por via oral ou nasal.Esta invenção possui um vasto intervalo de aplg cações potenciais.

Em crianças permaturas doentes sob nutrição parentérica o balanço positivo de azoto é difícil alcançar sem que ocorra subcarga de fluido. Devido à imaturidade dos receptores GH, a GH nao será eficaz. Logo IGF-1 revela-se util em recém-nascidos de peso muito baixo ( por exemplo 27 semanas de gestação) que requerem um suporte nutricional em nionátos referido de acto cirúrgico (particularmente à intervenção sirurgica nos intestinos) ou suprimir em pacientes com doenças gastroentéricas (enterocólite e necrotissante).

Em todas as crianças prepuberes os níveis de receptores GH são relativamente baixos, consequentemente em crianças que se encontram gravemente doentes e em balanço negativo de azoto o IGF-1 autêntico em conjunto com uma dieta hipocalórica, é terapeuticamente vantajoso. Similarmente, em indivíduos hipotiródicos, a resistência GH relativa é semelhante . Em tais pacientes, e em adultos hipopituitários ou em crianças que não recebem a GH em que uma situaçãode emergência parece originando o catabolismo (por exemplo trauma ou cepcina) o IGF-1 será mais efectivo do que o GH pois este ultimo leva alguns dias para induzir o receptor-GH e o tempo de terapia válido pode ser perdido. Indivíduos com defeitos gene ticos nos receptores - GH (anoes Laron, pigmeus, etc.) que por outras razões requerem um suporte metabólico responderão especificamente ao IGF-1. Como a subnutrição (quer hipocalóri_ ca, de baixo teor em proteínas,ou mista) pode conduzir à resistência da GH quer devido á perda de receptores - GH de elevada afinidade ou quer devido a mecanismos pós ceptores conduzindo a falhas de indução de libertação de IGF-1, o IGF-1 será útil em situações tais como doenças intestinais crónicas, por exemplo doença de Crohns, enteropatias com perda de proteínas, síndromas do intestino delgado, estados de mau absorção post-gastroentéricas, fibroses sisticas crónicas, ou pancreatite aguda e hepatite. Será também efectivo em outros casos em que se pode ser administrada uma dieta hipocalórica que cria um sindroma clinico desvantajoso (anorexia nervosa, bulimia, vótimos gravidez , etc. ). A resistência GH é também registada na deficiência renal crónica e o IGF-1 autêntico pode ser mais vantajoso do que o GH em tais situações particularmente porque a eficiência alimentar aumentada signi_ fica que o emagrecimento do músculo é possível pelas aplicações de administrações proteicas de mais baixo peso reduzindo assim a carga sobre os rins no que diz respeito à excreção de ureia. Como o fígado é a fonte principal do IGF-1 sistémico, as doenças crónicas ou agudas induzem a resistência GH. Logo o IGF-1 autêntico pode ser particularmente válido na deficiên cia hepática aguda em que a carga proteica pode ser perigosa e nos estados catabólicos associados com doenças de fígado crónicas.

Como a perda de proteica, particularmente musculo esquelético, é prejudicial em situações agudas tais como nas post-cirúrgicas, (em que a recuperação pode ser adiada ou prolongada), traumas, na deficiência renal aguda devido a várias causas (pelas razões acima explicadas), os efeitos anti-catabólicos e anabólicos rápidos do IGF-1 oferecem um contribuinte único na terapia eficiente. A terapia IGF-1 reduzirá a quantidade de nutrição parentérica necessária porque os seus efeitos sobre a conservação alimentar, permitem que se forneça uma dieta hipocalórica; reduzirá os requesitos fluídos que serão menores de forma a que, em situação de catabolis mo, por qualquer razão, com coexistência de deficiência cardíaca, deficiência renal, ou hipertensão grave, o IGF-1 autên tico será uma ajuda terapêutica importante. Os resultados obtidos com ensaios em ratos e cordeiros são agora apresentados sob a forma de Exemplos não limitativos, e com referência aos desenhos (figuras 1 a

EXEMPLO 1

dos	seguintes	Uma mistura componentes:	nutriente foi	preparada
(1)	16,88 ml	duma solução	de glucose a	50%
(2)	4,05 ml	duma solução	Intralipid	a 20%
(3)	8,34 ml	duma solução	Vamin 18 a	20%

Intralipid e Vamin 18 são Marcas Registadas. Intralipid é uma solução gorda e Vamin é uma mistura de and noácidos.

Aos ratos foi fornecida uma quantidade hipocaló rica da mistura nutriente acima descrita a uma taxa diária de 20 a 25 ml duma infusão intravenosa, simultaneamente com uma diária de 1 mg (igual a cerca de 190 microgramas/Kg/hora) do IGF-1 humano autêntico o recombinante. Isto desenvolveu uma administraçao calórica de 95 a 125 Kcal/Kg/dia. Ά um grupo controlo de ratos foi administrada uma infusão duma solução salina normal em vez do IGF-1. 0 efeito sobre os ratos é revelado a partir dos gráficos das Figuras 1 a 4.

As figuras mostram que os ratos passaram fome durante 1 dia, e foi-lhes então apenas fornecido TPN durante 2 dias, e posteriormente foi-lhes fornecido TPN em conjunto com IGF-1 durante mais 6 dias. A Figura 1 mostra que o consumo de energia por ambos os grupos controlo e a que se administrou o IGF-1 foi essencialmente o mesmo. No entanto, a Figura 2 indica que desde o inicio da infusão com IGF-1 o peso corporal do grupo tratado com IGF-1 manteve-se essencialmente estável, enquanto que o do grupo controlo continuou a baixar. A Figura 3 revela que durante o tempo de infusão com IGF-1, a quantidade de azoto (sob a forma de ureia) excretada pelo gru po controlo era significativamente mais elevada do que a excretada pelos animais tratados com IGF-1. Tal facto indica

que as taxas de degradaçao proteica foram mais elevadas no grupo controlo do que no grupo a que se forneceu IGF-1. A Figura 4 revela que, no final da experiência os ratos a que se forneceu IGF-1 possuíam um balanço positivo de azoto (isto é, eles acumularam proteínas) enquanto que o grupo controlo apre sentava um balanço de azoto negativo (isto é, eles perderam proteínas).

EXEMPLO 2

A experiência seguinte, foi realizada com carneiros híbridos possuindo um peso médio de 16 Kg e uma idade compreendida entre os 3 e os 5 meses. Os carneiros passaram fome durante 48 horas e depois foram colocados em celas. Os catéteres foram aplicados na veia jugular externa para mermitir a infusão.

Um grupo de 5 animais recebeu uma infusão de nu trição TPN durante 8 horas na qual a carga proteica foi de l,6g/Kg de peso corporal/dia (isto é, a carga máxima de prote ínas absorvíveis por um carneiro). A entrada calórica total foi de 50% dos requesitos diários normais de um carneiro, e 80% das calorias, estavam sob a forma de carbohidratos (dextrose) e 20% sob a forma de lípidos. Três horas depois desta administração de nutrição parentérica hipocalórica iniciou-se a administração de IGF-1 humano recombinante, autêntico. 0 IGF-1 foi administrado a uma taxa de 50 micrograma/Kg/hora du rante 5 horas. A aplicação TPN foi continuada à mesma taxa que a anterior. A perda proteica bruta foi determinada pela inversão de área do 14c (14c leucina que tinha sido incorporada in fusão TPN).

Λ

A Figura 5 revela, do lado esquerdo, a taxa base de perda proteica para os animais completamente famintos. Do lado direito o gráfico revela que a administração do IGF-1 isoladamente, na taxa acima indicada, reduz ligeiramente a taxa de perda proteica (de cerca de 3,8 para cerca de 2,8 g/ Kg/dia) em cordeiros famintos. A Figura 5b mostra, do lado esquerdo, que a administração da TPN, isoladamente, à taxa hipocalórica mencionada, reduz a taxa da perda proteica bruta para cerca de lg/Kg/dia. Do lado direito, mostra o efeito da co-administração da TPN hipocalórica e IGF-1 às taxas indicadas nos dois parágrafos precedentes.

Mais surpreendentemente, observou-se em vez de uma perda bruta proteica, um ganho proteico bruto de cerca de 0,25g/Kg/dia. Logo, foi determinado que a co-administração de IGF-1 com uma dieta que providencia apenas 50% dos requesitos calóricos normais (o requisito para uma condição estável em que as proteínas não são nem perdidas nem ganhas) conduz ainda a um ganho proteico bruto significativo. Também, surpreendente, é o efeito da administração combinada da TPN hipocalórica com o IGF-1 que se torna evidente muito rápidamente, isto é, durante o período de infusão de cinco horas.

facto de se alcançar um ganho proteico bruto enquanto se administra apenas 50% dos requisitos calóricos normais é clinicamente importante, na medida em que permite reduzir-se, substancialmente, o volume total da TPN /e ou carga proteica administradas. As considerações referentes ao volume são especialmente importantes nos casos de nascimentos prematuros, deficiências cardíacas e doenças renais. No caso particular dos nascituros, a TPN num volume convencional frequentemente conduz a deficiências cardíacas devido à sobrecaj: ga de volume e à administração usual concomitante de diuréticos. No caso de doenças renais ou hepáticas é vantajoso limi13

tar a entrada de proteínas.

facto de que a -1 ser tão rápida pode possuir var vidas no caso de pacientes co-administraçao da TPN e IGFimportância em termos de Salem estado crítico.

EXEMPLO 3

A imitação do catabolismo durante um estado séptico, a TFN pode ser administrada como experiência em animais. A TFN é uma das muitas substâncias libertadas a partir de macrófagos durante a septicemia endotoxina, que dá réplica a muitas das earacterísticas clínicas e metabólicas da septina, por exemplo, febre, hipertensão, anorexis, hiperglicémia e um saldo negativo de azoto.

Quatro grupos de carneiros foram submetidos a fome durante 48 horas e posteriormente foram submetidos a uma infusão por via intravenosa constante de ¹⁵N-ureia e ⁶H-gluco se durante 480 minutos. A dois dos grupos de cordeiros administraram-se simultaneamente TFN (1 ug/Kg/h) e a dois grupos apenas se administrou uma solução salina.

Durante os últimos 300 minutos administrou-se uma infusão de IGF-1 (50 ug/Kg/h) em cada um dos grupos prétratadsos (TNF + solução salina) e foi administrada uma solu ção salina aos dois grupos de carneiros restantes. (TNF + solução salina). A infusão de rhIGF-1 originou uma diminuição similar no catabolismo proteico bruto (NPC) nos cordeiros pré

- tratados com TNF ou solução salina (Figura 6,a,b), em que não se observou efeito significativo em animais controlo a que se administrou uma solução salina em vez de rhIGF-1.

Além disso, demonstrou-se que o efeito foi igualmente rápido em ambos os grupos tratados, isto é, o efeito do rhIGF-1 era já significativo entre a 1^ e 3^ã hora antes de iniciar-se a infusão (figura 6,a,b).

EXEMPLO 4

A resposta hormonal do rhIGF-1 em estados catabólicos foi investigada em ratos. Num rato modelo imitando uma solução de trauma por fome e posteriormente uma situação de restrição alimentar (ver Tabela 1) fomos capazes de demons trar que o rhIGF-1 baixou significativamente a corticosterona circulante (o metabolismo cortisona activo no rato ) (Tabela 2).

TABELA 1

Efeito anti-catabólico do IGF-1 tringída.

em ratos com alimentação res100%

Nutrição 5 dias

Rapidez 2 dias

25%

Nutrição 2 dias

50%

Nutrição 3 dias

75%

Nutrição 2 dias

Tratamentos

200

IGF-l(s.c.) o ug/dia

II

N- de animais 10 10

400 ug/dia 10

1000 ug/dia 10

TABELA 2

EFeito de injecções s.c. de IGF-1 na corticosterona do soro (ng/ml).

Tratamento	Base	Nutrição	post-foma
1 (placebo)	354	50%	75%
		309	345
2	423	210	260
3	385	216	225
4	490	183	88

Este efeito poderia ser muito importante, se os níveis aumentados de cortisona (glucocorticosido) fossem o resultado de qualquer situação de stress/trauma. A cortisona por si só afecta o metabolismo intermediários, tal como a manutenção da homeostase da glucose, mas é catabólica para o músculo, em que diminui a entrada de glucose, diminui a síntese proteica e aumenta a libertação de aminoácidos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1- _ Processo para a preparação de composições contendo factor de desenvolvimento de insulina 1 (IGF-1) completo para a prevenção ou o tratamento de estados catabólicos para administração por via oral ou nasal ou por injecçÕes sub cutanea ou intramuscular caracterizado pelo facto de se mistu rar o péptido factor de desenvolvimento de insulina 1 (IHG-1) como ingrediente activo, com uma substancia veicular fisiologicamente aceitável uma proporção em peso de preferência compreendida entre cerca de 0,01 por cento em peso e 95 por cento em peso de ingrediente activo.
2§ - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de, como substância veicular, se uti lizar um agente nutriente para administração por via oral, intragástrica ou parentérica.
3^ - Processo para o tratamento profiláctico ou terapêutico de estados catabólicos em pacientes que precisam esse tratamento, caracterizado pelo facto de se administrar a esses pacientes uma dose diária de (IGF-1) completo de preferência, compreendida entre cerca de 0,05 a 20 mg por quilograma de peso corporal, preferivelmente, entre 0,02 e 2 mg por quilograma de peso corporal e uma quantidade hipocalórica de um agente nutriente utilizada simultânea, separada ou sequencialmente com a dose de (IGF-1) completo administrada.
4^â - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de se administrar a dose diária de (IGF-1) completo em conjunção com uma dieta hipocalórica.
5â _ processo de acordo com as reivindicações

3 ou 4, caracterizado pelo facto de a quantidade de agente nutriente utilizada pelo paciente constituir no máximo 90% e preferivelmente no máximo 70% das necessidades metabólicas em repouso.
6^ã - Processo de acordo com as reivindicações

3 a 5, caracterizado pelo facto de a quantidade de agente nutriente fornecida por dia a um paciente humano adulto ser no máximo correspondente a 60 Kcal/Kg de peso corporal.