WO2006072613A2 - Preparation comprising microparticles of an insoluble polysaccharide resin with a biopolymeric active ingredient and method for production thereof - Google Patents
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- A61K47/585—Ion exchange resins, e.g. polystyrene sulfonic acid resin
Definitions
- the invention relates to a preparation for the sustained in vivo release of an active ingredient, which comprises microparticles of an insoluble polymer dispersed in a liquid medium and carrying functional groups forming an ionic bond with the active ingredient, as well as its use as a medicine.
- the microparticles are encapsulated by coacervation in an aqueous medium.
- the invention also relates to a method of manufacturing such a preparation.
- One of the examples relates to a composition
- a composition comprising a polyester, preferably a homo- or copolymer of lactic and glycolic acid, containing one or more free COOH groups forming an ionic bond with a polypeptide comprising an amine in which at least 50% by weight of the The polypeptide present in the composition is ionically conjugated to polyester (US Patent No. 5,672,659, Shalaby et al, September 1997).
- the second example relates to water-insoluble programmed release forms comprising a peptide-binding complex, preferably an LHRH analogue, and an anionic carboxymethylcellulose (CMC) macromolecule, wherein the peptide content in the complex is between 57% and 80% by weight (US Pat. No. 6,180,608, Gefter et al. January 2001).
- the method of manufacturing the complex necessarily implies that the macromolecule is soluble in an aqueous solvent. It is based on a coprecipitation of the peptide and the macromolecule.
- ion exchange resins administered orally.
- Advantages such as the stabilization of fragile substances (perfumes), the protection of the gastric mucosa against aggressive substances such as nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), the modification of the release of drugs by an effect gastro-resistant delay or taste masking for bitter active ingredients, have been described in the literature.
- NSAIDs nonsteroidal anti-inflammatory drugs
- a non-exhaustive list of commercial applications of ion exchange resins is given below:
- sodium polystyrene sulfonate for the treatment of hyperkalemia
- cholestyramine for the treatment of hypercholesterolemia
- dextrometorphan (Delsym ® , Celltech Pharmaceuticals, USA), betaxolol (Betoptic ® , Alcon Laboratories, USA) and repaglinide (Novonorm ® , Novo Nordisk, Denmark).
- ion exchange resins have been used as vectors of active principles (doxorubicin, cisplatin) for anti-tumor chemoembolization treatments (Chan et al., Pharm Pha ⁇ nacol 1992; 44: 211-7 and Codde JP et al. al, Anticancer Res 1990; 10: 1715-8).
- active principles doxorubicin, cisplatin
- the effect sought in this case is a local diffusion of anti-cancer agents doubled by anoxia of the tumor by blocking the blood flow feeding it.
- the matrix concepts of the modified release of an active ingredient have been developed for many years, and can be very beneficial for the delivery of polypeptides.
- By protecting the polypeptide it is possible to increase the time during which the plasma concentration of the active substance is between a high limit defined by the toxicological properties of the molecule and a low limit defined by its effectiveness.
- leuprolide Lid Depot 10, TAP Pharmaceutical Products, USA
- octréoide Sandostatin LAR ®, Novartis, France
- somatropin Nutropin Depot ', Genentech, USA
- triptorelin Trelstar
- biodegradable polymer is the copolymer of lactic and glycolic acid
- goserelin Zoladex ® under fo ⁇ ne "rod", PLGA, Astra Zeneca, USA
- doxycycline Tridox gel, PLGA, CollaGenex Pharmaceuticals
- water-insoluble polypeptide salts have been developed which allow sustained in vivo release of polypeptides into physiological media.
- These salts are constituted by microparticles of an ion-exchange polymer to which a polypeptide is reversibly attached by an ionic bond. They induce a better protection of the polypeptide, a better bioavailability and a controlled release effect when the formulation is administered to mammals parenterally or by any conventional route of administration.
- the preparation according to the invention also referred to herein as “polypeptide salts” or “polypeptide resinates,” can be used directly for sustained release. in vivo and has a number of advantages that are summarized as follows:
- Resinates are applicable to all peptides and ionized proteins.
- the physical and / or macroscopic appearance of the polypeptide is not a critical manufacturing parameter; Resinates allow a simple, economic and aseptic manufacture of galenic forms applicable to all types of peptides or ionized proteins;
- the preparation according to the invention makes it possible to protect the peptide or the protein which it is desired to administer enzymatic and chemical attacks on the stomach, and to release the peptide in the intestine where it can be absorbed;
- composition of the preparation according to the invention is different from that of the prodrugs (in a "prodrug", there is a valid bond between the polypeptide and the macromolecule) which promote the stimulation of the immune system and the formation of neutralizing antibodies deleterious for the therapeutic activity of the polypeptide.
- the present preparation corresponds to an insoluble salt which forms a single entity: the polymer and the polypeptide, or any other active principle as defined below, are mixed in stoichiometric quantities during the preparation salt ; after fixing the active ingredient on the polymer by ionic bonds, the non-fixed amount of active ingredient that remains in solution is removed.
- the present inventor has discovered that if the polypeptide salts according to the invention are injected directly, the release time of the polypeptides is increased.
- the subject of the invention is a preparation for the in vivo prolonged release of an active principle, said preparation comprising microparticles of an insoluble polymer, biologically acceptable and bearing functional groups forming an ionic bond with the active ingredient, said microparticles being dispersed in a biologically acceptable liquid.
- the subject of the invention is a preparation for parenteral administration for the in vivo prolonged release of a biopolymer, said preparation comprising microparticles of an insoluble polysaccharide resin, biologically acceptable and carrying functional groups forming an ionic bond with the biopolymer, said microparticles being dispersed in a biologically acceptable liquid at a pH between 6.0 and 7.8.
- pH between 6.0 and 7.8 it should be understood that the pH of the biologically acceptable liquid in which the microparticles are dispersed is between about 6.0 and about 7.8, those skilled in the art being accustomed to variations of ⁇ 10 "2 to 10 " 'of the pH of a solution.
- the pH is between about 6.5 and about 7.5, particularly preferably about 7.2. It should be understood again that these pH values can vary very slightly, from ⁇ 10 " to 10 " .
- the polymer that can be used in the context of the present invention must meet two criteria: it must be insoluble and biologically acceptable.
- biologically acceptable polymer in the present application a biocompatible polymer, that is to say, well tolerated in vivo and which does not cause rejection reaction, toxic reaction, or lesion on the skin. biological functions of a living organism, and biodegradable, that is to say degradable in vivo in simple elements that do not accumulate and participate in natural cycles.
- the polymer is pharmacologically acceptable, i.e. it consists of a biologically acceptable polymer suitable for use for pharmaceutical purposes as an agent for administering an active ingredient.
- insoluble means in the present application that the polymer is not soluble or very slightly soluble both in the preparation buffer of the polypeptide salt according to the invention and in the biologically acceptable liquid with which it is associated in the final preparation.
- solubility of a polymer depends on several criteria, in particular the type of molecules (monomer) of which it consists of its degree of polymerization (monomers repeated n times), and its molecular mass (MM). The higher the MM of the polymer, the less soluble the polymer. Similarly, when the polymer is crosslinked, its solubility will be a function of the degree of crosslinking.
- insoluble and biologically acceptable polymers include, but are not limited to, polysaccharides (dextran and derivatives, poly dextrose, agarose, carbohydrate-based polymers, chitin derivatives, chitosan, starch and its derivatives), polyaliphatic alcohols, such as polyethylene oxide and derivatives including PEG (polyethylene glycol), PEG-acrylates, polyethylene imines, polyvinyl polymers, polyvinyl alcohols, polyvinyl pyrrolidone, poly vinyl phosphate, polyvinylphosphonic acid and derivatives, and polyvinyl acetates and derivatives, polyacrylic and derivatives acids, polyacrylamides, poly esters and polyorthoesters, polyanhydrides, polyorganic acids such as as poly maleic acids and derivatives, poly amino acids and poly imino acids and derivatives, poloxamer 407 or Pluronic ® L-IOL TM, tert-polymers and derivatives thereof, poly ethers such as polys
- polyester there may be mentioned homo or copolymers of poly lactic acid or glycolic acid (PLGA) which, although they are not crosslinked, are insoluble in water when they have a sufficient MM.
- PLGA poly lactic acid or glycolic acid
- the PLGA MM is greater than or equal to 5 Kdaltons.
- polysaccharide polymer insoluble in water derivatives of cellulose (EC: ethyl cellulose, HERCULES, Germany), which, like PLGA, are non-crosslinked polymers.
- dextran a generic name given to a large family of polysaccharides of microbial origin which are assembled or polymerized outside cells by enzymes called dextrans. sucrases.
- This class of polysaccharides is composed of glucose monomers and is stored as a source of energy by yeasts and bacteria.
- Dextrans are produced by fermentation or enzymatic conversion of sucrose, a product of the sugar cane industry or beets. Dextrans and drifts are generally soluble in aqueous buffers at at least 10 mg / ml. Their solubility decreases when the MM increases.
- the maximum solubility is 1 mg / ml for a dextran of 3000 daltons, 50 mg / ml for a dextran of 10,000 daltons, 25 mg / ml for a dextran of 70,000 daltons and 5-10 mg / ml for dextrans included between 500000 and 2000000 daltons.
- MM less than 2000000 Daltons are preferred for use of the parenteral polypeptide resins.
- the preparation according to the invention is characterized in that the polymer is a polymeric resin of a polysaccharide nature.
- the polymeric resin of polysaccharide nature is of the dextran type. More preferably, the dextran has a molecular weight of between 3 Kdaltons and 2000 Kdaltons, preferably between 50 Kdaltons and 1000 Kdaltons, even more preferably between 100 Kdaltons and 500 Kdaltons, and most preferably between 100 Kdaltons. Kdaltons and 200 Kdaltons.
- the insoluble and biologically acceptable polymer as defined in this invention carries functional groups.
- these functional groups are ionizable.
- a preparation buffer such as water for injection (water ppi), physiological saline or pH-controlled buffer ( Tris (hydroxy methyl) amino methane, ...)
- these groups will ionize (“salif"), but the polymer does not will not be solubilized for as much.
- modified dextran, modified agarose, modified PLGA, modified starch, or modified EC will be discussed.
- the ionized functional groups can be strongly acidic, for example sulphonic acid or phosphoric acid, weakly acidic, for example carboxylic acid, weakly basic, such as, for example, highly basic primary amines, for example a quaternary ammonium or a combination of acidic and basic groups.
- ion exchange resin or "polymeric ion exchange resin” will be indifferently referred to as the polymer according to the invention which carries these groups, or polymer
- Modified the "modified" polymer or ion exchange resin, is characterized by its ability to exchange ions. This characteristic is quantified by the "ion exchange capacity” measured by the equivalent number of an ion that can be exchanged and which is expressed relative to the mass of polymer “bulk capacitance” or in relation to the volume of resin "volume capacity”.
- ion exchange capacity measured by the equivalent number of an ion that can be exchanged and which is expressed relative to the mass of polymer "bulk capacitance" or in relation to the volume of resin "volume capacity”.
- a unit frequently used for bulk capacities is the milliequivalence of exchange capacity per gram of dry resin, in abbreviation "meq / g".
- the ion exchange resin when crosslinked, forms a porous matrix, and consists of a tri-dimensional network. This type of resin is particularly insoluble.
- the ion exchange resin is crosslinked; may be mentioned as an example of cross-linked ion exchange resin cross-linked dextran available under the tradename Sephadex ®, usually used as highly specialized gel filtration and chromatography medium, in particular, ion exchange resins composed of beads microscopic.
- the organic polymer chains are crosslinked to give a three-dimensional network having ionic functional groups covalently attached to the glucose units of the polysaccharide chains.
- Deflux ® Q-MED, Sweden
- This specialty is a gel containing microparticles that is injected into the bladder wall where the ureters enter the bladder.
- the gel consists of two well known polysaccharides, dextranomer and hyaluronic acid.
- Dextranomers are crosslinked dextran molecules presented as microparticles with a diameter of 40 to 120 ⁇ m.
- the dextranomer is 2- (diethylamino) ethyl Sephadex ®, and can be considered as a weak anionic exchange resin. Both substances are perfectly tolerated by the tissues and are biodegradable over a period of several months.
- Dextranomer has been used for more than 30 years as a wound and ulcer treatment agent (Debrisan ® , Pharmacia & Upjohn, USA) and has no side effects.
- the dextranomer or DEAE-Sephadex ® is an ion exchange resin positively charged which is capable of reacting with an ionized polypeptide.
- the size of the microparticles of the dextranomer evolves from 40 ⁇ m to 120 ⁇ m.
- Sephadex ® in particular SP Sephadex ® C50 and QAE (Aldrich Chemical, USA), are part of the crosslinked ion exchange resins which are preferably used in the context of the present invention.
- the ion exchange resins may be acidic in nature (in this case the resin is a cation exchange) or basic (anion exchange).
- the insoluble charged (ionized) resin particles are reversibly bound to the polypeptides, or any other active ingredient, which are positively or negatively charged depending on the pH and the amino acids that compose them.
- Small strongly charged ions are used to make the elutions, that is to say the capacity to exchange one ion by another: CF, HO " , Na 4 , H 1" ...
- the cationic or anionic ion exchange resins may be classified as weak or strong ion exchange resins depending on the nature of the charged functional groups bonded (covalently) to the optionally crosslinked polymeric support of the resin.
- the microparticles of the polymer according to the invention must be of appropriate size for their administration in vivo.
- the diameter of the microparticles is between about 0.1 ⁇ m and about 2000 ⁇ m, preferably between about 20 ⁇ m and 200 ⁇ m, and preferably between about 0.5 ⁇ m and 200 ⁇ m.
- active ingredient is meant in the present application any ionizable compound having curative properties (antibiotics, anti-cancer, anti-HIV, ...) or preventive (vaccines, %) with respect to human diseases or animal, as well as any compound that can be administered to humans or animals, in order to establish a medical diagnosis or to restore, correct, or modify their organic functions.
- the active ingredient may be a polypeptide, a nucleic acid, or any other organic, chemical or biochemical molecule, as well as derivatives and analogues thereof.
- biopolymer in this application a polypeptide or polynucleotide.
- peptide, polypeptide and protein are used indifferently in the present application to designate an amino acid sequence or, for their derivatives (glycoproteins, lipoproteins), containing an amino acid sequence.
- cytokines cytokines, cell receptors, antibodies, antigens, toxins and allergens.
- the length of the amino acid sequence can be from two to several hundred amino acids. Preferably, the length is between 2 and 100 amino acids, preferably between 8 and 50 amino acids, and more preferably between 8 and 25 amino acids.
- nucleic acid nucleic or nucleic acid sequence, polynucleotide, oligonucleotide, polynucleotide sequence, nucleotide sequence, which are used interchangeably in the present description, is meant a nucleotide sequence, modified or not, to define a fragment or a region of a nucleic acid, with or without unnatural nucleotides, and which may be as well a double-stranded DNA, a single-stranded DNA or a
- RNA interference RNA or siRNA for "small interfering RNA", etc.
- organic molecules include, but are not limited to, carbohydrates, lipid compounds and all natural or chemically synthesizable compounds.
- FGF insulin-like growth factor
- TGF tumor necrosis factor
- somatomedin and urogastrone a coagulation factor such as factors VIII and IX an artificial peptide or pseudo-peptide such as deferoxamine
- a somatostatin analogue such as octreotide and lanreotide
- an LHRH analogue such as nafarelin, buserelin, leuprorelin, goserelin, deslorelin, gonadorelin, triptorelin, and histrelin
- artificial peptides or pseudo-peptides such as deferoxamine
- the peptides and proteins suitable for the present invention are described in the book by Johannes Meienhofer, "Peptide and Protein Hormones ", Burger's Medicinal Chemistry, 4th ed., (Part II), Wolff, Ed., John Wiley and Sons (1979).
- the preparation according to the invention is characterized in that the active principle is a polypeptide.
- the polypeptide is a hormone, a coagulation factor, a neurotrophic factor or a growth factor. More preferably, the polypeptide is luteinizing hormone releasing hormone (LFIRH) or an analog thereof.
- LFIRH luteinizing hormone releasing hormone
- analogue of a polypeptide means an agonist or an antagonist of this polypeptide.
- the polypeptide is an interferon, the polysaccharide resin being advantageously an anion exchange resin.
- the sustained release in vivo is a release in a mammal, preferably the human.
- the present preparation may be administered in any convenient manner such as oral, vaginal, rectal, or parenteral administration, such as subcutaneous or intramuscular injection.
- the preparation according to the invention is intended to be used as a medicament.
- the active ingredients of the present invention will be administered in a therapeutically effective amount by any of the accepted modes of administration.
- the appropriate dosage ranges are typically 1 to 500 mg per day, preferably 1 to 100 mg per day, and more preferably 1 to 30 mg per day.
- the preparation according to the invention also makes it possible to very advantageously administer very small quantities of active principle, of the order of one microgram or even one picogram.
- the present invention relates to the use of the preparation according to the invention for the manufacture of a medicament for preventing or treating a disease selected from the group consisting of cancer, in particular cancer of the prostate cancer, ovarian cancer or breast cancer, diabetes, multiple sclerosis, viral hepatitis, cachexia, osteoporosis, stunting, endocrine digestive tumors, or any other be treated with an active ingredient according to the invention.
- a disease selected from the group consisting of cancer, in particular cancer of the prostate cancer, ovarian cancer or breast cancer, diabetes, multiple sclerosis, viral hepatitis, cachexia, osteoporosis, stunting, endocrine digestive tumors, or any other be treated with an active ingredient according to the invention.
- the use according to the invention comprises the particular embodiments and advantages of the invention as defined above.
- the present invention relates to a method for treating or preventing a disease by administering the preparation according to the invention.
- Disease may be cancer, including prostate cancer, ovarian cancer or breast cancer, diabetes, stunted growth, endocrine digestive tumors, or any other disease that may be treated with an active ingredient according to the invention.
- the preparation according to the invention is generally in hydrated form. In some cases it forms an aqueous gel. Indeed, after it has been prepared, it is in the preparation buffer.
- the preparation buffer is also the biologically acceptable liquid in which the preparation is located when it is to be administered. The preparation is therefore directly administrable, in particular parenterally.
- the preparation buffer or the biologically acceptable liquid may be any liquid which allows the ionization of the functional groups carried by the polymer and which is biocompatible, that is to say, well tolerated in vivo and which does not cause a reaction. of rejection, toxic reaction, or injury to the biological functions of a living organism.
- preparation buffer, or biologically acceptable liquid mention may be made of, but not limited to, water for injection (water ppi, COOPER, France), physiological saline (COOPER, France) or a pH buffer controlled (the buffers are made to order), for example 0.5M tris (hydroxy methyl) amino methane buffer or 0.5M sodium acetate buffer.
- the preparation When the preparation, initially in gel form (dispersed microparticles), is dehydrated, it is generally in solid form. Dehydration can be partial or total.
- the preparation according to the invention in dehydrated form can also be administered.
- the preparation is either hydrated or dehydrated.
- Dehydration is preferably carried out by lyophilization or drying in the oven.
- the preparation according to the invention is administered parenterally, orally, rectally or vaginally.
- the preparation according to the invention may be in the form of a powder, a tablet, a pill, a capsule, a cachet, a suppository or a dispersible granule.
- the processes for obtaining these galenic forms are well known to those skilled in the art.
- the microparticles are incorporated into a matrix of a biodegradable and biocompatible polymer of the microsphere or implant type.
- the preparation is administered parenterally
- the microparticles are covered with an envelope of a biodegradable and biocompatible polymer and form microcapsules.
- the preparation is administered parenterally (injection).
- the microcapsules are obtained by aqueous coacervation.
- the biodegradable and biocompatible polymer making it possible to obtain the preparation according to the invention in the form of microspheres, implants or microcapsules may be any type of suitable biocompatible polymer such as poly esters or polyanhydrides, which is well known to the skilled person.
- the polymer is a poly ester of homo type or copolymer of lactic and / or glycolic acid, more preferably a copolymer of lactic and glycolic acid (PLGA), and even more preferably, the PLGA 50/50 (BOEHRINGER INGELHEIM, Germany).
- the subject of the present invention is a preparation for the in vivo prolonged release of an active principle, said preparation comprising microparticles of an insoluble polymer, biologically acceptable, and carrying functional groups forming an ionic bond with the active ingredient, said microparticles being dispersed in a biologically acceptable liquid, characterized in that it is obtainable by the process comprising the following steps: optionally, sterilization of the polymer, - addition of a preparation buffer to a polymer, said polymer being insoluble in the preparation buffer, ionization of an active principle in distilled water or in an aqueous buffer, formation of the preparation by placing the active ingredient in the presence of the polymer when the pH of the preparation buffer is below the point isoelectric (IpH) of the active ingredient, by fixing the active ingredient whose overall surface charge is positive on the polymer whose functional groups are negative, or when the pH of the preparation buffer is greater than the isoelectric point (IpH) of the active ingredient by fixing the active ingredient whose overall surface charge is negative on the
- the present invention relates to a preparation for parenteral administration for the in vivo prolonged release of a biopolymer, said preparation comprising microparticles of an insoluble polysaccharide resin, biologically acceptable, and carrying functional groups forming an ionic bond with the biopolymer, said microparticles being dispersed in a biologically acceptable liquid at a pH of between 6.0 and
- the method further comprises, after the step of forming the preparation, an aqueous coacervation step by placing the preparation in the presence of a polyester of homo- or copolymer type of lactic acid and / or glycolic, preferably dissolved in a polar solvent of the PEG 400 type.
- the homopolymer or copolymer type of lactic acid and / or glycolic acid is a copolymer of lactic acid and glycolic acid (PLGA).
- the subject of the present invention is a process for the manufacture of a preparation for the in vivo prolonged release of an active principle, said preparation comprising microparticles of an insoluble, biologically acceptable polymer carrying groups. functional groups forming an ionic bond with the active ingredient, said microparticles being dispersed in a biologically acceptable liquid, said process comprising the following steps: optionally, sterilization of the polymer, adding a preparation buffer to a polymer, said polymer being insoluble in the preparation buffer, ionizing an active ingredient in distilled water or in an aqueous buffer, forming the preparation (or "salification") by placing the active ingredient in contact with the polymer when the pH of the preparation buffer is lower than the isoelectric point (IpH) of the active principle, by fixing the active ingredient whose overall surface charge is positive on the polymer whose functional groups are negative, or when the pH of the preparation buffer is greater than the isoelectric point (IpH) of the active principle, by fixing the active ingredient whose overall surface charge is
- the subject of the present invention is a process for the manufacture of a preparation for parenteral administration for the in vivo prolonged release of a biopolymer, said preparation comprising microparticles of an insoluble polysaccharide resin, biologically acceptable, and carrying groups.
- said process comprising the following steps: optionally, sterilizing the polysaccharide resin, adding to a pH between 6.0 and 7.8 of a polysaccharide resin preparation buffer, said polysaccharide resin being insoluble in the preparation buffer, ionization of a biopolymer in distilled water or in an aqueous buffer; formation of the preparation (or "salification") by placing the biopolymer in the presence of and polysaccharide resin when the pH of the preparation buffer is lower than the isoelectric point (IpH) of the biopolymer, by fixing the biopolymer whose overall surface charge is positive on the polysaccharide resin whose functional groups are negative, or when the pH of the preparation buffer is greater than the isoelectric point (IpH) of the biopolymer, by fixing the biopolymer whose overall surface charge is negative on the poly
- the manufacturing method according to the invention comprises the particular embodiments and advantages of the invention as defined above.
- the sterilization of the polymer can be obtained by any appropriate method known to those skilled in the art, in particular by autoclaving.
- the sterilization of the polymer is obtained by autoclaving at a temperature of between 100 ° C. and 150 ° C., preferably between 110 ° C. and 130 ° C., and more preferably at 121 ° C. for about 30 minutes.
- the active principle solution is optionally previously filtered on a porous membrane, preferably having a porosity of between 0.1 ⁇ m and 2 ⁇ m, more preferably between 0.2 ⁇ m and 0.5 ⁇ m. and most preferably 0.22 ⁇ m.
- a polypeptide possesses a net charge due to charged amino acids that compose depending on the pH of the medium (see Table N 0 I below).
- IpH is the pH for which the polypeptide has a net charge of 0.
- the charge of the amino acid aspartate (pK: 3.9) is negative
- the cysteine charge (pK: 8.3 ) is neutral
- the charge of arginine (pK: 12.5) is positive.
- Table No. I Charge of ionizable amino acids at pH 7
- a polypeptide will bind to a negatively charged cation exchange resin if the pH of the preparation medium is lower than the isoelectric point (IpH) of the polypeptide, and bind to a charged anion exchange resin. positively if the pH is higher than IpH.
- the optimum pH stability of a polypeptide is at about pH 7.0.
- the active ingredient When the preparation according to the invention (or “polypeptide resinate”) is exposed to physiological fluids, the active ingredient is released from the resinate by an ion exchange mechanism.
- the rate of release of the active principle of the preparation according to the invention depends on several factors, as for example, but the list is not limiting, the size of the microparticles, the pK of the ionized functional groups of the polymer, if appropriate, the nature and degree of crosslinking of the polymeric chains of the ion exchange resin, the solubility of the active ingredient in the physiological fluids, the ionic bond (which may be partial or total), the pH of the physiological fluids, the pK of the principle active, the MM of the polymer and that of the active ingredient.
- the property of a polypeptide that governs its adsorption on an ion exchange resin is its net surface charge (see Figure 2). Since the surface charge is the resultant of the acidic and basic functional groups of the active ingredient, the adsorption on the resin is highly sensitive pH. Starting from a low pH to a high pH, the net charge of the polypeptide varies from a positive charge to a negative charge. The knowledge of the isoelectric point (IpH) of the The polypeptide is therefore absolutely necessary in the design of the methods for preparing the resinates of polypeptides.
- IpH isoelectric point
- the polypeptide resinates thus formed are washed and packaged for use. At no time in the process, the ion exchange resins are solubilized in the preparation medium.
- the microparticles of the polymer are pre-sterilized by autoclaving at 121 ° C. for 30 minutes in distilled water or in a buffer.
- Choice of the ion exchange resin depending on the nature of the polypeptide The polypeptides are attached to the ion exchange resin when the functional groups of the resin carry charges opposite to the polypeptide. Fixation of the polypeptide on the resin is reversible. For example, the IpH of the ovalbumin protein is 4.5.
- a positively charged anion exchange resin should be used at a pH greater than IpH, i.e. from 5, where the protein is negatively charged.
- a Sephadex QAE-50 type anion exchange resin is usable.
- the Sephadex QAE-50 resin has [ + NH] / [-N] amino functional groups characterized by a high pKa of 12. At a pH lower than the pKa (acidic pH), the functional groups of the resin will be predominantly under ionized form [-NH + ]. At a fold greater than pKa the functional groups of the resin are un-ionized.
- the choice of the resin is made according to the stability of the polypeptide at the pH fixation conditions and the type of controlled release forms desired. With this same protein, it is possible to use a negatively charged cation exchange resin but at a reaction pH lower than IpH, that is to say below 4. In this case a cation exchange resin of the type Sephadex
- the Sephadex SP C-50 resin has sulfonate functional groups [-SO 3 " ] / [-SO 3 H] characterized by a very low pKa of the order of 2.5 at a pH below the pKa (acidic pH). the functional groups of the resin will predominantly be in non-ionized acid [-SO 3 H] form at a pH greater than pKa the functional groups of the resin are ionized.
- polypeptide is more stable above its IpH, it will be necessary to use in formulation an anion exchange resin. If the polypeptide is stable over a wide pH range, all types of resins can be used.
- Sephadex ion exchange resins are insoluble in most solvents. They are stable in water, saline solutions, organic solvents, in acidic and basic solutions. In strongly basic solutions, hydrolysis of glycosidic bonds can occur and therefore in formulation, a pH of use above 2 is recommended. Exposure to highly oxidizing agents or dextranases should be avoided. The microparticles of resins alone or the resinates of polypeptides are able to swell in the presence of water to form gels. This property is directly applied for parenteral formulations. Because of the presence of charged functional groups, the gelation capacity varies according to the ionic strength and the pH of the preparation solvent.
- Sephadex ion exchange resins should not be swollen in distilled water because the structure of the beads can be broken by strong ionic interactions between the molecules.
- Sephadex QAE and SP resins have pH-independent gelling properties because they are ionized over a very wide pH range. The degree of gelation decreases as the ionic strength increases. The injection of these gels through conventional systems of syringes and needles is particularly easy, even subcutaneously.
- the ion exchange resins can be sterilized by autoclaving at 121 0 C for 30 minutes at neutral pH without questioning the physical integrity of the microscopic beads.
- the ion exchange resins derived from Sephadex G-25 are more finely crosslinked than those based on Sephadex G-50 and will therefore be less swollen and will be more rigid. Resins derived from Sephadex G-50 are more porous and have better binding capacity for polypeptides of significant molecular mass (greater than 20,000 daltons). In the literature, an exclusion limit of 1 million daltons is allowed for Sephadex-type ion exchange resins.
- the pharmaceutical form is a more or less compact sterile aqueous gel or a lyophilisate, injected subcutaneously or intramuscularly.
- the peptide is formed of about ten amino acids whose IpH is about 4.5.
- the ion exchange resin used for the preparation of the resinate is a QAE - 50 type anion exchange resin which has amino functional groups.
- the peptide resinate was prepared in an aqueous buffer solution of Tris (hydroxy methyl) amino methane at 0.05 M ionic strength at a pH of between 6 and 7.5 and preferably at physiological pH 7.2. After injection into the muscle, the gel will gradually become hydrated. The pH of the medium is greater than the IpH of the peptide.
- the peptide is negatively charged and remains strongly attached to the positively charged anion exchange resin.
- the gelled polypeptide resinate remains in the form of an insoluble salt in the medium.
- the microparticles of resins which act as a reservoir of active principle will allow dissociation of the resinate which will release the peptide by an ion exchange mechanism in a programmed manner as a function of the fo ⁇ nulation parameters (average diameter, mass molecular, degree of crosslinking, .).
- the manufacturing method according to the invention is characterized in that it further comprises, after the step of forming the preparation, an aqueous coacervation step by placing the preparation in the presence of the preparation with a poly ester homo- or copolymer type of lactic acid and / or glycolic, preferably dissolved in a polar solvent PEG 400 type.
- the homopolymer or copolymer type of lactic acid and / or glycolic acid is a copolymer of lactic acid and glycolic acid (PLGA).
- PLGA lactic acid and glycolic acid
- the present inventor has discovered that it is possible to form microcapsules extemporaneously just after obtaining the preparation. Due to the insolubility of the preparation according to the invention ("polypeptide resinate"), coacervation in aqueous medium is possible (see Example 5). Microencapsulation techniques by solvent evaporation or coacervation for peptides and proteins usually very soluble in water are carried out in organic medium using an apolar solvent of the acetone, methylene chloride, acetonitrile type (Okada H. et al., J Pharm Exp
- homo or copolymers of lactic acid and / or glycolic acid are solubilized in a biocompatible polar solvent of the PEG 400 type.
- aqueous gel microparticles carrying functional groups forming an ionic bond with the active ingredient and the PLGA solution in PEG 400 microcapsules are formed by aqueous coacervation of PLGA, the PEG 400 being miscible with water.
- the preparation of the microcapsules is extemporaneous. There is no need for specific microencapsulation equipment or reactor. Good injectability and tolerance of the preparation mainly composed of aqueous solvent. - Aseptic manufacture after sterilization of raw materials.
- Figures IA and IB Loads of ion exchange resins as a function of the pH of the medium.
- the ionic properties of the resins are dependent on the pH of the medium.
- the resins must be sufficiently charged to operate in ion exchange and allow reversible binding in the pH range of 4 to 8 where the majority of the polypeptides are stable.
- Figure 2 Influence of pH on the net charge of a polypeptide.
- a polypeptide will bind to a negatively charged cationic ion exchange resin in a buffer if the pH of the buffer is lower than the isoelectric point (IpH) of the polypeptide, and will bind to a positively charged anion exchange resin if the pH is higher than the IpH.
- IpH isoelectric point
- Figure 3 Measurement of testosterone level in the rat in mmol / l after subcutaneous administration of an LHRH analogue resinate. Chemical castration of the rats is observed over a period of one week for animals treated with a rebound phenomenon after D 15.
- FIG. 4 Manufacture of Polypeptide Resinates Negatively charged polypeptides replace the counterions and bind to the positively charged polymer particles. The counterions are removed in the buffer. There is thus formation of a stable insoluble salt.
- Figures 5A and 5B Photographs of resin particles embedded in the coacervate of PLGA 50/50.
- the protocol for binding the polypeptide to an ion exchange resin has made it possible to select an optimum pH for preparing the polypeptide resinates. This protocol is as follows: - Selection of a series of 10 glass tubes of 15 ml,
- the gel formed is equilibrated in each tube by washing with the 0.5M buffer solution.
- the ion exchange resin is left standing for 1 hour (hydration phase of the resin).
- the gel formed is again equilibrated in each tube by washing with a 0.05M buffer solution.
- the pH is adjusted in each tube to obtain a pH range compatible with the formation of the polypeptide resinate.
- a known amount of polypeptide is added to each tube.
- the tubes are stirred in the same manner according to a determined protocol and the polypeptide is determined by UV / visible spectrophotometry at 280 nm in the supernatant after the salification reaction.
- the following assay method was applied: The solution to be analyzed is placed in a 1 cm quartz vat and placed in a dual-beam UV / visible spectrophotometer (PERKIN ELMER). The samples were previously filtered on cellulose acetate pre-filters. Absorbances are used to calculate the polypeptide concentration as a function of a standard range prepared from known amounts of samples. The results of different assays performed with a model protein, ovalbumin, are given in Examples 2 and 3 below.
- Ovalbumin fixation on a Sephadex SP C-50 cation exchange resin The protocol for binding ovalbumin to the ion exchange resin is that described in Example 1.
- the final volume of solution in each tube is of the order of 8 ml.
- the tubes are vortexed 1 minute at 1400rpm on an IKA MS2. A fluffy gel is observed in all the tubes.
- the supernatant of each tube after decantation of the gel is taken by a 5ml syringe system (TERUMO) equipped with a 21 G needle, 0.8 ⁇ 50.
- the samples, supplemented with the filtered buffer solution of tris (hydroxy methyl) amino methane (tube N 0 I 1) and the filtered solution of ovalbumin starting at 2 mg / ml in the buffer (tube N 0 12) are determined spectrophotometrically. UV / visible according to the method described in Example No. 1.
- the results are summarized in Table III N 0 below.
- N 0 Table III Percentage of ovalbumin attached to the cation exchange resin Sephadex QAE-50.
- a fixation of ovalbumin in aqueous solution is observed for the pH range where the protein is negatively charged (pH greater than IpH: 4.5) and the ion exchange resin is positively charged (pH lower than the pKa of the resin ie 12).
- COBS-VAF® Barrier Sustained-Virus Antibody Free
- the formulations (sterile LHRH analogue resinate suspensions) were prepared the day before the injection and injected subcutaneously at a dose of 5 ml / kg.
- the LHRH analogue content in the decapeptide resinate is 2% (w / w).
- Mortality, morbidity, clinical signs at D1 and once a week were monitored as well as weight loss and food consumption.
- Blood samples for each animal (0.5 ml) are taken from the orbital sinus under anesthesia with isoflurane in heparinized tubes at the following times: pre-dose and D 1, 2, 3, 7, 14, 21, 28.
- the samples of plasma are frozen at -2O 0 C before sending to the National Veterinary School of Lyon, for analysis by radio immuno assay (Sorin).
- the animals are killed by cervical dislocation under Isofiurane anesthesia and the injection site is removed and the carcasses are examined.
- Testosterone dosage (nmol / L)
- the theoretical amount of dry ion exchange resin for salifying an LHRH analog is at least 4 mg (assuming a resin loading rate of 100% and a salt content of 50%).
- the dose of pure peptide to be injected is 4 mg for one month of treatment.
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Abstract
Description
PREPARATION CONTENANT DES MICROPARTICULES D'UN SEL DE POLYMERE INSOLUBLE PORTANT UN PRINCIPE ACTIF, AINSI QUE SON PROCEDE DE FABRICATION PREPARATION CONTAINING MICROPARTICLES OF AN INSOLUBLE POLYMER SALT CARRYING AN ACTIVE INGREDIENT, AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
L'invention a pour objet une préparation pour la libération prolongée in vivo d'un principe actif, qui comprend des microparticules d'un polymère insoluble dispersées en milieu liquide et portant des groupements fonctionnels formant une liaison ionique avec le principe actif, ainsi que son utilisation en tant que médicament. Selon un mode préféré, les microparticules sont encapsulées par coacervation en milieu aqueux. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une telle préparation.The invention relates to a preparation for the sustained in vivo release of an active ingredient, which comprises microparticles of an insoluble polymer dispersed in a liquid medium and carrying functional groups forming an ionic bond with the active ingredient, as well as its use as a medicine. In a preferred embodiment, the microparticles are encapsulated by coacervation in an aqueous medium. The invention also relates to a method of manufacturing such a preparation.
L'utilisation de sels de polypeptides très peu solubles ou insolubles dans l'eau pour la réalisation de formes à libération programmée de peptides et de protéines a déjà été décrite dans la littérature (brevet américain publié sous le numéro US 4,010,125, Schalty et al, mars 1977 ; US 5,776,885, Orsolini et al, juillet 1998 ; US 6,087,324, Igari et al, juillet 2000). Des demandes de brevets relatives à des complexes ioniques entre des polypeptides et des macromolécules ont été déposées. Un des exemples concerne une composition comprenant un polyester, de préférence un homo- ou copolymère de l'acide lactique et glycolique, contenant un ou plusieurs groupements COOH libres formant une liaison ionique avec un polypeptide comprenant une aminé où au moins 50% en poids du polypeptide présent dans la composition est conjugué ioniquement au polyester (brevet américain publié sous le numéro US 5,672,659, Shalaby et al, septembre 1997).The use of very poorly soluble or insoluble polypeptide salts for the production of programmed release forms of peptides and proteins has already been described in the literature (US Pat. No. 4,010,125, Schalty et al. March 1977, US 5,776,885, Orsolini et al, July 1998, US 6,087,324, Igari et al, July 2000). Patent applications for ionic complexes between polypeptides and macromolecules have been filed. One of the examples relates to a composition comprising a polyester, preferably a homo- or copolymer of lactic and glycolic acid, containing one or more free COOH groups forming an ionic bond with a polypeptide comprising an amine in which at least 50% by weight of the The polypeptide present in the composition is ionically conjugated to polyester (US Patent No. 5,672,659, Shalaby et al, September 1997).
Le second exemple porte sur des formes à libération programmée insolubles dans l'eau comprenant un complexe associant un peptide, de préférence un analogue de la LHRH, et une macromolécule anionique de type carboxyméthylcellulose (CMC), dans lesquelles la teneur en peptides dans le complexe est comprise entre 57% et 80% en poids (brevet américain publié sous le numéro US 6,180,608, Gefter et al, janvier 2001). La méthode de fabrication du complexe implique obligatoirement que la macromolécule soit soluble dans un solvant aqueux. Elle est basée sur une coprécipitation du peptide et de la macromolécule.The second example relates to water-insoluble programmed release forms comprising a peptide-binding complex, preferably an LHRH analogue, and an anionic carboxymethylcellulose (CMC) macromolecule, wherein the peptide content in the complex is between 57% and 80% by weight (US Pat. No. 6,180,608, Gefter et al. January 2001). The method of manufacturing the complex necessarily implies that the macromolecule is soluble in an aqueous solvent. It is based on a coprecipitation of the peptide and the macromolecule.
De même, la demande de brevet internationale publiée sous le numéro WO 00/47234 (Asta Medica, août 2000) décrit l'obtention d'un complexe ionique insoluble par coprécipitation d'une macromolécule solubilisée et d'un peptide. Cette demande décrit également l'ajout d'une résine échangeuse d'ions pour contrôler la réaction chimique. Cette résine est ensuite filtrée et éliminée. Au final, il ne reste que le complexe, ou coprécipité. Dans ces exemples, le ratio macromolécule/peptide/complexe dans la formulation finale n'est pas connu.Similarly, the international patent application published under the number WO 00/47234 (Asta Medica, August 2000) describes the obtaining of an insoluble ionic complex by coprecipitation of a solubilized macromolecule and a peptide. This application also describes the addition of an ion exchange resin to control the chemical reaction. This resin is then filtered and removed. In the end, there remains only the complex, or coprecipitate. In these examples, the macromolecule / peptide / complex ratio in the final formulation is not known.
D'autre part, les interactions physico-chimiques entre les polypeptides et les résines échangeuses d'ions ont été largement étudiées dans le domaine de la chromatographie d'échange d'ions, la chromatographie de gel et la chromatographie liquide haute pression pour le dosage et la détermination de puretés peptidiques. Les techniques de chromatographie de type préparatif ont également participé à une meilleure compréhension de ces interactions. En chromatographie, une colonne remplie avec une résine possède certaines caractéristiques qui permettent, grâce à l'emploi de différents solvants, de séparer les principes actifs qui la traversent. Les différentes manières d'interagir avec les polypeptides sont les suivantes : l'adsorption, la partition, l'échange d'ions, l'affinité, la filtration de gel. La chromatographie d'échange d'ions (IEC) est applicable à la séparation de la plupart des molécules chargées, de grosses protéines à de petits nucléotides et acides aminés. Elle est fréquemment utilisée pour les peptides et les protéines sous des conditions variées.On the other hand, the physicochemical interactions between polypeptides and ion exchange resins have been widely studied in the field of ion exchange chromatography, gel chromatography and high pressure liquid chromatography for the assay and the determination of peptide purities. Preparative-type chromatography techniques also contributed to a better understanding of these interactions. In chromatography, a column filled with a resin has certain characteristics which make it possible, thanks to the use of different solvents, to separate the active principles that pass through it. The different ways of interacting with the polypeptides are as follows: adsorption, partitioning, ion exchange, affinity, gel filtration. Ion exchange chromatography (IEC) is applicable to the separation of most charged molecules from large proteins to small nucleotides and amino acids. It is frequently used for peptides and proteins under various conditions.
L'utilisation en tant que principe actif ou comme excipient des résines échangeuses d'ions administrées par voie orale est connue. Des avantages, comme la stabilisation de substances fragiles (parfums), la protection de la muqueuse gastrique vis-à-vis de substances agressives comme les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS), la modification de la libération de médicaments par un effet retard de type gastro-résistant ou le masquage de goût pour les principes actifs amers, ont été décrits dans la littérature. Une liste non exhaustive d'applications commerciales de résines échangeuses d'ions est donnée ci-après :The use as active ingredient or excipient of ion exchange resins administered orally is known. Advantages, such as the stabilization of fragile substances (perfumes), the protection of the gastric mucosa against aggressive substances such as nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), the modification of the release of drugs by an effect gastro-resistant delay or taste masking for bitter active ingredients, have been described in the literature. A non-exhaustive list of commercial applications of ion exchange resins is given below:
- En tant que principes actifs : le sodium polystyrène sulfonate pour le traitement de l'hyperkaliémie et la cholestyramine pour le traitement de l 'hypercholestérolémie,- As active ingredients: sodium polystyrene sulfonate for the treatment of hyperkalemia and cholestyramine for the treatment of hypercholesterolemia,
En tant qu'excipients : les gommes de nicotine (Nicorette , Pfizer, France), stabilisation de la vitamine B 12, masquage de goût de la paroxétine (Paxil®, GlaxoSmithKline, Grande-Bretagne), libération prolongée du diclofénac (Voltarene®, Novartis, France), du chlorphéniramine (Tussionex®, CelltechAs excipients: nicotine gum (Nicorette, Pfizer, France), stabilization of the vitamin B 12, taste-masking paroxetine (Paxil ®, GlaxoSmithKline, UK), sustained release diclofenac (Voltaren ®, Novartis, France), chlorpheniramine (Tussionex ® , Celltech
Pharmaceuticals, USA), du dextrométorphan (Delsym®, Celltech Pharmaceuticals, USA), du bétaxolol (Betoptic®, Alcon Laboratories, USA) et du repaglinide (Novonorm®, Novo Nordisk, Danemark).Pharmaceuticals, USA), dextrometorphan (Delsym ® , Celltech Pharmaceuticals, USA), betaxolol (Betoptic ® , Alcon Laboratories, USA) and repaglinide (Novonorm ® , Novo Nordisk, Denmark).
La majorité des médicaments à base de résinâtes décrits dans la littérature sont fabriqués avec des substances actives chimiques de type « petite molécule » qui agissent à relativement fortes doses et sont administrés par voie orale. La notion de libération retardée avec les résinâtes n'est pas nouvelle. Elle a été décrite par exemple en chargeant des principes actifs sur des résines échangeuses d'ions (voirThe majority of the resinase-based drugs described in the literature are made with "small molecule" chemical active substances that act at relatively high doses and are administered orally. The notion of delayed release with resinates is not new. It has been described for example by charging active ingredients on ion exchange resins (see
Remington's Pharmaceutical Sciences, 15th Ed. 1975). Cette prolongation d'action est présumée être le résultat d'une diminution de la vitesse de déplacement des ions par d'autres ions lorsque le complexe est en contact avec les fluides physiologiques du tractus digestif. La fixation d'un principe actif sur une résine échangeuse d'ions est considérée comme la résultante d'une interaction électrostatique (Jenquin et al,Remington's Pharmaceutical Sciences, 15th Ed. 1975). This prolongation of action is presumed to be the result of a decrease in the rate of displacement of the ions by other ions when the complex is in contact with the physiological fluids of the digestive tract. The attachment of an active ingredient to an ion exchange resin is considered as the result of an electrostatic interaction (Jenquin et al,
Int. J. of Pharmaceutics 101 (1994) 23-34). Cependant, les complexes obtenus provoquent un effet retard relativement court et un faible contrôle du niveau de libération du médicament car les paramètres de contrôle sont limités à la variation de taille des particules de résines et au taux de réticulation de la résine utilisée.Int. J. of Pharmaceutics 101 (1994) 23-34). However, the complexes obtained cause a relatively short delay effect and a low control of the level of release of the drug because the control parameters are limited to the variation in size of the resin particles and the degree of crosslinking of the resin used.
Des essais pour réduire la vitesse de libération par des techniques d'enrobage ont été étudiées, mais ont montré une relative inefficacité du fait que le complexe formait un gel très rapidement après sa mise en contact avec les milieux physiologiques. Cette propriété peu exploitée à l'heure actuelle est particulièrement intéressante par voie parentérale. De nombreuses propositions comme l'incorporation de solvants tel que le polyéthylène glycol, des alcools aliphatiques ou des éthers de cellulose incorporés directement dans la matrice polymérique n'ont pas donné des résultats plus probants (voir les brevets américains publiés sous les numéros US 4,221,778 etAttempts to reduce the release rate by coating techniques have been investigated, but have shown relative inefficiency because the complex formed a gel very rapidly after contact with the physiological media. This property, currently underutilized, is particularly interesting parenterally. Numerous proposals such as the incorporation of solvents such as polyethylene glycol, aliphatic alcohols or cellulose ethers incorporated directly into the polymeric matrix have not given more convincing results (see US Pat. Nos. 4,221,778 and US Pat.
4,861,598) et la publication de Feely et al. (Int. J. Pharmaceutics 44 (1988) 131- 139). D'autres numéros de publication de brevets américains qui décrivent des améliorations des taux de libération de médicaments sont donnés ci-après : 4,996,047; 5,186,930; 4,894,239; 4,859,462; 4,959,219; 4,762,709; 4,999,189; 4,859,461; et 5,368,852.4,861,598) and the publication of Feely et al. (Int J. Pharmaceutics 44 (1988) 131-139). Other US patent publication numbers which describe improvements in drug release rates are given below: 4,996,047; 5,186,930; 4,894,239; 4,859,462; 4,959,219; 4,762,709; 4,999,189; 4,859,461; and 5,368,852.
La libération contrôlée d'un principe actif pour une utilisation dans le tractus gastro-intestinal a été décrite dans le brevet US 4,221,778 (Raghunathan, septembre 1980). La méthode donnée pour préparer les formes à libération modifiée est basée sur un procédé en trois étapes (i) préparation du complexe résine-médicament; (ii) traiter ce complexe avec un agent d'imprégnation convenable; et (iii) enrober les particules du complexe traité avec une barrière de diffusion perméable à l'eau. L'utilisation d'agents d'imprégnation est faite pour prévenir du gonflement ou de la rupture de la barrière d'enrobage.Controlled release of an active ingredient for use in the gastrointestinal tract has been described in US Patent 4,221,778 (Raghunathan, September 1980). The method used to prepare the modified release forms is based on a three-step process (i) preparation of the resin-drug complex; (ii) treating this complex with a suitable impregnating agent; and (iii) coating the particles of the treated complex with a water permeable diffusion barrier. The use of impregnating agents is made to prevent swelling or breaking of the coating barrier.
L'utilisation d'un enrobage gastro-résistant pour retarder l'absorption jusqu'à la sortie du produit de l'estomac est bien connue, et est notamment décrite dans le brevet américain publié sous le numéro US 5,851,579. Cependant, la nature des substances actives chimiques rentrant dans la composition des résinâtes, en particulier, la quantité de principe actif qui est relativement importante pour un comprimé ou une gélule, est responsable d'une libération rapide du principe actif à partir du résinate, suivi par une phase de réduction graduelle de la libération conjointe à une baisse de la concentration en substance active. A cause de cela, il a été difficile dans les différentes formulations décrites dans la littérature, d'assurer une libération constante, prolongée ou retardée. Par conséquent, les applications de la technologie des résinâtes pour la délivrance de substances chimiques classiques par voie orale sont restées relativement limitées dans l'industrie pharmaceutique. Par voie parentérale, les résines échangeuses d'ions ont été utilisées comme vecteurs de principes actifs (doxorubicine, cisplatine) pour des traitements antitumoraux de chimio-embolisation (Chan et al, J Pharm Phaπnacol 1992 ; 44 :211-7 et Codde JP et al, Anticancer Res 1990 ;10 : 1715-8). L'effet recherché dans ce cas est une diffusion locale d'agents anti-cancéreux doublée par une anoxie de la tumeur par blocage du flux sanguin la nourrissant.The use of an enteric coating to delay absorption until the product outlet of the stomach is well known, and is described in particular in US Patent No. 5,851,579. However, the nature of the chemical active substances included in the resinous composition, in particular, the amount of active ingredient that is relatively important for a tablet or capsule, is responsible for a rapid release of the active ingredient from the resinate, followed by a phase of gradual reduction of the joint release to a decrease in the concentration of active substance. Because of this, it has been difficult in the various formulations described in the literature to provide constant, prolonged or delayed release. Therefore, applications of resin technology for the delivery of conventional oral chemicals have remained relatively limited in the pharmaceutical industry. Parenterally, ion exchange resins have been used as vectors of active principles (doxorubicin, cisplatin) for anti-tumor chemoembolization treatments (Chan et al., Pharm Phaπnacol 1992; 44: 211-7 and Codde JP et al. al, Anticancer Res 1990; 10: 1715-8). The effect sought in this case is a local diffusion of anti-cancer agents doubled by anoxia of the tumor by blocking the blood flow feeding it.
Les concepts matriciels de la libération modifiée d'un principe actif ont été développés depuis de nombreuses années, et peuvent être très bénéfiques pour l'administration de polypeptides. En protégeant le polypeptide, il est possible d'augmenter le temps durant lequel la concentration plasmatique de la substance active est entre une limite haute définie par les propriétés toxicologiques de la molécule et une limite basse définie par son efficacité.The matrix concepts of the modified release of an active ingredient have been developed for many years, and can be very beneficial for the delivery of polypeptides. By protecting the polypeptide, it is possible to increase the time during which the plasma concentration of the active substance is between a high limit defined by the toxicological properties of the molecule and a low limit defined by its effectiveness.
Dans le cas des polypeptides administrés principalement par voie parentérale sous forme d'implants ou de microsphères, des durées d'action de plusieurs mois sont maintenant maîtrisées après une seule injection, par voie sous-cutanée ou intramusculaire. Des formulations à base de polymères biodégradables de type polyesters ou polyanhydrides sont commercialisées dans des domaines thérapeutiques variés comme le cancer de la prostate, le cancer du sein, les tumeurs endocrines digestives, Pacromégalie, la puberté précoce. Le concept de libération de ces formes de première génération est lié à l'incorporation de particules ou de solutions de polypeptides dans une matrice polymérique qui se dégrade progressivement avec Ic temps dans les fluides physiologiques. On peut citer comme exemples de produits commercialisés le leuprolide (Lupron Depot10, TAP Pharmaceutical Products, USA), l'octréoide (Sandostatin LAR®, Novartis, France), la somatropine (Nutropin Depot' , Genentech, USA) ou la triptoréline (TrelstarIn the case of polypeptides administered primarily parenterally in the form of implants or microspheres, action times of several months are now controlled after a single injection, subcutaneously or intramuscularly. Formulations based on biodegradable polymers of the polyester or polyanhydride type are marketed in various therapeutic areas such as prostate cancer, breast cancer, endocrine digestive tumors, acromegaly, precocious puberty. The concept of releasing these first generation forms is related to the incorporation of particles or polypeptide solutions into a polymeric matrix which progressively degrades with time in the physiological fluids. It Examples of products marketed leuprolide (Lupron Depot 10, TAP Pharmaceutical Products, USA), the octréoide (Sandostatin LAR ®, Novartis, France), somatropin (Nutropin Depot ', Genentech, USA) or triptorelin ( Trelstar
Depot®, Pharmacia & Upjohn, USA) qui sont sous forme de microsphères dont le polymère biodégradable est le copolymère de l'acide lactique et glycoliqueDepot ® , Pharmacia & Upjohn, USA) which are in the form of microspheres in which the biodegradable polymer is the copolymer of lactic and glycolic acid
(PLGA), ou encore la carmustine (Gliadel® sous forme « wafer » poly [bis(p- carboxyphénoxy)propane :acide sébacique] dans un ratio molaire 20:80, Guilford(PLGA), or carmustine (Gliadel ® in "wafer" form poly [bis (p-carboxyphenoxy) propane: sebacic acid] in a 20:80 molar ratio, Guilford
Pharmaceuticals, USA)), la goséréline (Zoladex® sous foπne « rod », PLGA, Astra Zeneca, USA) et la doxycycline (Atridox sous forme de gel, PLGA, CollaGenex Pharmaceuticals).Pharmaceuticals, USA)), goserelin (Zoladex ® under foπne "rod", PLGA, Astra Zeneca, USA) and doxycycline (Atridox gel, PLGA, CollaGenex Pharmaceuticals).
Dans la présente invention, des sels de polypeptides insolubles dans l'eau ont été mis au point, qui permettent une libération prolongée in vivo de polypeptides dans les milieux physiologiques. Ces sels sont constitués par des microparticules d'un polymère échangeur d'ions sur lequel est fixé de manière réversible par une liaison ionique un polypeptide. Ils induisent une meilleure protection du polypeptide, une meilleure biodisponibilité et un effet de libération contrôlée quand la formulation est administrée à des mammifères par voie parentérale ou par toutes voies d'administration conventionnelles.In the present invention, water-insoluble polypeptide salts have been developed which allow sustained in vivo release of polypeptides into physiological media. These salts are constituted by microparticles of an ion-exchange polymer to which a polypeptide is reversibly attached by an ionic bond. They induce a better protection of the polypeptide, a better bioavailability and a controlled release effect when the formulation is administered to mammals parenterally or by any conventional route of administration.
Par rapport aux formes matricielles de l'état de la technique, la préparation selon l'invention, également désignée dans la présente demande sous l'expression « sels de polypeptides » ou « résinâtes de polypeptides », peut être utilisée directement pour la libération prolongée in vivo et présente un certain nombre d'avantages qui sont résumés comme suit :Compared to the matrix forms of the state of the art, the preparation according to the invention, also referred to herein as "polypeptide salts" or "polypeptide resinates," can be used directly for sustained release. in vivo and has a number of advantages that are summarized as follows:
- Les résinâtes (de polypeptides) sont applicables à tous les peptides et protéines ionisés. L'aspect physique et/ou macroscopique du polypeptide n'est pas un paramètre critique de fabrication ; - Les résinâtes permettent une fabrication simple, économique et aseptique de formes galéniques applicables à tous types de peptides ou protéines ionisés ;Resinates (of polypeptides) are applicable to all peptides and ionized proteins. The physical and / or macroscopic appearance of the polypeptide is not a critical manufacturing parameter; Resinates allow a simple, economic and aseptic manufacture of galenic forms applicable to all types of peptides or ionized proteins;
- L'utilisation de la radiostérilisation peut être évitée ;- The use of radiation sterilization can be avoided;
- Les résinâtes permettent la libération prolongée après administration parentérale sur une période de temps allant de quelques jours à quelques mois selon les besoins thérapeutiques spécifiques liés à chaque peptide ou protéine. En effet, la préparation selon la présente invention permet d'éviter l'effet de pic initial de libération (« burst effect ») inhérent à la technologie d'encapsulation matricielle dans les polymères ;- Resinates allow sustained release after parenteral administration over a period of time ranging from a few days to a few months depending on the specific therapeutic needs related to each peptide or protein. Indeed, the preparation according to the present invention makes it possible to avoid the effect of initial burst effect inherent in matrix encapsulation technology in polymers;
- Les résinâtes permettent une protection et une libération programmée dans le tractus gastro-intestinal, assurant ainsi une biodisponibilité élevée et reproductible, ce qui apporte un avantage thérapeutique en terme de sécurité et d'efficacité pour les patients. En effet, la préparation selon l'invention permet de protéger le peptide ou la protéine que l'on souhaite administrer des attaques enzymatiques et chimiques au niveau de l'estomac, et de libérer le peptide au niveau de l'intestin où il pourra être absorbé;- Resinates provide protection and programmed release in the gastrointestinal tract, ensuring high bioavailability and reproducibility, which provides a therapeutic benefit in terms of safety and efficacy for patients. Indeed, the preparation according to the invention makes it possible to protect the peptide or the protein which it is desired to administer enzymatic and chemical attacks on the stomach, and to release the peptide in the intestine where it can be absorbed;
- La composition de la préparation selon l'invention est différente de celle des « prodrugs » (dans une « prodrug », il existe une liaison co val ente entre le polypeptide et la macromolécule) qui favorisent la stimulation du système immunitaire et la formation d'anticorps neutralisants délétères pour l'activité thérapeutique du polypeptide.The composition of the preparation according to the invention is different from that of the prodrugs (in a "prodrug", there is a valid bond between the polypeptide and the macromolecule) which promote the stimulation of the immune system and the formation of neutralizing antibodies deleterious for the therapeutic activity of the polypeptide.
Contrairement aux sels insolubles de l'art antérieur, la présente préparation correspond à un sel insoluble qui forme une entité unique : le polymère et le polypeptide, ou tout autre principe actif comme défini ci-dessous, sont mélangés en quantités stoechiométriques lors de la préparation du sel ; après fixation du principe actif sur le polymère par des liaisons ioniques, la quantité non fixée de principe actif qui reste en solution est éliminée. En outre, le présent inventeur a découvert que si l'on injecte directement les sels de polypeptides selon l'invention, le temps de libération des polypeptides est augmenté. Il semblerait que dans l'organisme, un échange d'ions progressif entre les ions présents in vivo (ions sodium, chlorure, ...) et les polypeptides ionisés (ou « chargés ») se produise, les ions présents in vivo « déplaçant » les polypeptides. En effet, les polymères utilisés ne peuvent être dégradés dans ce laps de temps en raison de leur haut poids moléculaire. De surcroît, l'utilisation d'une très faible quantité de polypeptide fixée sur le polymère (de l'ordre du milligramme voir du nano gramme) induit après administration par voie parentérale, un effet de protection du polypeptide vis-à-vis des fluides physiologiques et entraîne un effet de libération prolongée.In contrast to the insoluble salts of the prior art, the present preparation corresponds to an insoluble salt which forms a single entity: the polymer and the polypeptide, or any other active principle as defined below, are mixed in stoichiometric quantities during the preparation salt ; after fixing the active ingredient on the polymer by ionic bonds, the non-fixed amount of active ingredient that remains in solution is removed. In addition, the present inventor has discovered that if the polypeptide salts according to the invention are injected directly, the release time of the polypeptides is increased. It would appear that in the body, a progressive ion exchange between ions present in vivo (sodium ions, chloride, ...) and ionized (or "charged") polypeptides occurs, the ions present in vivo "moving Polypeptides. Indeed, the polymers used can not be degraded in this period of time because of their high molecular weight. Moreover, the use of a very small amount of polypeptide attached to the polymer (of the order of milligrams or even nanograms) induces after parenteral administration, a protection effect of the polypeptide vis-à-vis fluids physiological and results in a prolonged release effect.
Ainsi, selon un premier aspect, l'invention a pour objet une préparation pour la libération prolongée in vivo d'un principe actif, ladite préparation comprenant des microparticules d'un polymère insoluble, biologiquement acceptable et portant des groupements fonctionnels formant une liaison ionique avec le principe actif, lesdites microparticules étant dispersées dans un liquide biologiquement acceptable. De préférence, l'invention a pour objet une préparation pour administration parentérale pour la libération prolongée in vivo d'un biopolymère, ladite préparation comprenant des microparticules d'une résine polysaccharidique insoluble, biologiquement acceptable et portant des groupements fonctionnels formant une liaison ionique avec le biopolymère, lesdites microparticules étant dispersées dans un liquide biologiquement acceptable à un pH compris entre 6,0 et 7,8.Thus, according to a first aspect, the subject of the invention is a preparation for the in vivo prolonged release of an active principle, said preparation comprising microparticles of an insoluble polymer, biologically acceptable and bearing functional groups forming an ionic bond with the active ingredient, said microparticles being dispersed in a biologically acceptable liquid. Preferably, the subject of the invention is a preparation for parenteral administration for the in vivo prolonged release of a biopolymer, said preparation comprising microparticles of an insoluble polysaccharide resin, biologically acceptable and carrying functional groups forming an ionic bond with the biopolymer, said microparticles being dispersed in a biologically acceptable liquid at a pH between 6.0 and 7.8.
Par « pH compris entre 6,0 et 7,8 » on doit comprendre que le pH du liquide biologiquement acceptable dans lequel les microparticules sont dispersées est compris entre environ 6,0 et environ 7,8, l'homme de l'art étant habitué aux variations de ± 10"2 à 10"' du pH d'une solution. Avantageusement, le pH est compris entre environ 6,5 et environ 7,5, de manière particulièrement préférée environ 7,2. Il faut comprendre là aussi que ces valeurs de pH peuvent varier très légèrement, soit de ± 10" à 10" .By "pH between 6.0 and 7.8" it should be understood that the pH of the biologically acceptable liquid in which the microparticles are dispersed is between about 6.0 and about 7.8, those skilled in the art being accustomed to variations of ± 10 "2 to 10 " 'of the pH of a solution. Advantageously, the pH is between about 6.5 and about 7.5, particularly preferably about 7.2. It should be understood again that these pH values can vary very slightly, from ± 10 " to 10 " .
Le polymère susceptible d'être utilisé dans le cadre de la présente invention doit répondre à deux critères : il doit être insoluble et biologiquement acceptable.The polymer that can be used in the context of the present invention must meet two criteria: it must be insoluble and biologically acceptable.
Par l'expression « polymère biologiquement acceptable » on entend désigner dans la présente demande un polymère biocompatible, c'est-à-dire bien toléré in vivo et qui ne provoque pas de réaction de rejet, de réaction toxique, ou de lésion sur les fonctions biologiques d'un organisme vivant, et biodégradable, c'est-à-dire dégradable in vivo en éléments simples qui ne s'accumulent pas et qui participent aux cycles naturels. De préférence, le polymère est pharmacologiquement acceptable, c'est-à-dire qu'il consiste en un polymère biologiquement acceptable adapté pour être utilisé à des fins pharmaceutiques comme vecteur d'administration d'un principe actif. Le terme « insoluble » signifie dans la présente demande que le polymère n'est pas soluble ou très faiblement soluble aussi bien dans le tampon de préparation du sel de polypeptide selon l'invention que dans le liquide biologiquement acceptable auquel il se trouve associé dans la préparation finale. La solubilité d'un polymère dépend de plusieurs critères, notamment du type de molécules (monomère) dont il est constitué, de son degré de polymérisation (monomères répétés n fois), et de sa masse moléculaire (MM). Plus la MM du polymère est élevée, moins le polymère est soluble. De même, lorsque le polymère est réticulé, sa solubilité sera fonction du degré de réticulation. Comme exemples de polymères insolubles et biologiquement acceptables on peut citer, sans toutefois s'y limiter, les polysaccharides (dextran et dérivés, poly dextrose, agarose, polymères à base de carbohydrates, dérivés de chitine, chitosan, amidon et ses dérivés), les alcools poly aliphatiques, tels que l'oxyde de polyéthylène et dérivés incluant les PEG (poly éthylène glycol), les PEG-acrylates, les imines de polyéthylène, les polymères de poly vinyle, les alcools de poly vinyle, la poly vinyle pyrrolidone, le poly vinyle phosphate, l'acide poly vinyl phosphonique et dérivés, et les acétates de poly vinyle et dérivés, les acides poly acryliques et dérivés, les poly acrylamides, les poly esters et poly ortho esters, les poly anhydrides, les acides poly organiques tels que les acides poly maléiques et dérivés, les poly aminoacides et les poly iminoacides et dérivés, le poloxamer 407 ou Pluronic® L-IOl TM, les tert-polymères et dérivés, les poly ethers, tels que les poly (tetra méthylène éther glycol) et dérivés, les polymères naturels tels que le zein et le pullulan et dérivés, les poly imides, tels que les poly tris (hydroxy methyl) methyl methacrylates et dérivés, les surfactants, tels que les poly oxy éthylène sorbitan et dérivés, les polymères branchés ou cycliques tels que les PEG branchés et les cyclodextrines et dérivés, les poly aldéhydes, tels que les poly (perfluoropropylene oxyde-b-perfluoroformaldehyde) et dérivés. Les polymères de type poly styrène (type Amberlite®,...) ne sont pas appropriés pour une utilisation dans le cadre de la présente invention. En effet, de tels polymères ne sont pas biocompatibles. Il en va de même pour certains poly vinyles comme les chlorures de polyvinyles.By the term "biologically acceptable polymer" is meant in the present application a biocompatible polymer, that is to say, well tolerated in vivo and which does not cause rejection reaction, toxic reaction, or lesion on the skin. biological functions of a living organism, and biodegradable, that is to say degradable in vivo in simple elements that do not accumulate and participate in natural cycles. Preferably, the polymer is pharmacologically acceptable, i.e. it consists of a biologically acceptable polymer suitable for use for pharmaceutical purposes as an agent for administering an active ingredient. The term "insoluble" means in the present application that the polymer is not soluble or very slightly soluble both in the preparation buffer of the polypeptide salt according to the invention and in the biologically acceptable liquid with which it is associated in the final preparation. The solubility of a polymer depends on several criteria, in particular the type of molecules (monomer) of which it consists of its degree of polymerization (monomers repeated n times), and its molecular mass (MM). The higher the MM of the polymer, the less soluble the polymer. Similarly, when the polymer is crosslinked, its solubility will be a function of the degree of crosslinking. Examples of insoluble and biologically acceptable polymers include, but are not limited to, polysaccharides (dextran and derivatives, poly dextrose, agarose, carbohydrate-based polymers, chitin derivatives, chitosan, starch and its derivatives), polyaliphatic alcohols, such as polyethylene oxide and derivatives including PEG (polyethylene glycol), PEG-acrylates, polyethylene imines, polyvinyl polymers, polyvinyl alcohols, polyvinyl pyrrolidone, poly vinyl phosphate, polyvinylphosphonic acid and derivatives, and polyvinyl acetates and derivatives, polyacrylic and derivatives acids, polyacrylamides, poly esters and polyorthoesters, polyanhydrides, polyorganic acids such as as poly maleic acids and derivatives, poly amino acids and poly imino acids and derivatives, poloxamer 407 or Pluronic ® L-IOL TM, tert-polymers and derivatives thereof, poly ethers such as poly (tetra methylene ether glycol) and derivatives, natural polymers such as zein and pullulan and derivatives, polyimides, such as poly tris (hydroxyethyl) methyl methacrylates and derivatives, surfactants, such as polyoxyethylene sorbitan and derivatives, branched or cyclic polymers such as branched PEGs and cyclodextrins and derivatives, polyaldehydes, such as poly (perfluoropropylene oxide-b-perfluoroformaldehyde) and derivatives. Poly styrene polymers (Amberlite ® type, etc.) are not suitable for use in the context of the present invention. Indeed, such polymers are not biocompatible. The same goes for some poly vinyls such as polyvinyl chlorides.
Comme exemple de poly ester on peut citer les homo ou copolymères de l'acide poly lactique ou glycolique (PLGA) qui, bien qu'ils ne soient pas réticulés, sont insolubles dans l'eau lorsqu'ils possèdent une MM suffisante. De préférence, la MM du PLGA est supérieure ou égale à 5 Kdaltons.As an example of polyester, there may be mentioned homo or copolymers of poly lactic acid or glycolic acid (PLGA) which, although they are not crosslinked, are insoluble in water when they have a sufficient MM. Preferably, the PLGA MM is greater than or equal to 5 Kdaltons.
On peut également citer en tant que polymère de type polysaccharide insoluble dans l'eau, des dérivés de la cellulose (EC : éthyl cellulose, HERCULES, Allemagne), qui, comme le PLGA, sont des polymères non réticulés.It may also be mentioned as polysaccharide polymer insoluble in water, derivatives of cellulose (EC: ethyl cellulose, HERCULES, Germany), which, like PLGA, are non-crosslinked polymers.
Comme autre exemple de polymère de type polysaccharide préférentiellement utilisé dans le cadre de la présente invention, on citera le dextran, nom générique donné à une grande famille de polysaccharides d'origine microbienne qui sont assemblés ou polymérisés en dehors des cellules par des enzymes appelées dextran sucrases. Cette classe de polysaccharides est composée de monomères de glucose et est stockée comme une source d'énergie par les levures et les bactéries. Les dextrans sont produits par fermentation ou conversion enzymatique du sucrose, un produit de l'industrie de la canne à sucre ou des betteraves. Les dextrans et dérives sont en général solubles dans les tampons aqueux à au moins lOmg/ml. Leur solubilité décroît quand la MM augmente. Le maximum de solubilité est de l OOmg/ml pour un dextran de 3000 daltons, 50 mg/ml pour un dextran de 10000 daltons, de 25 mg/ml pour un dextran de 70000 daltons et 5-10 mg/ml pour des dextrans compris entre 500000 et 2000000 daltons. Pour une plus grande vitesse de biodégradation, des MM inférieures à 2000000 daltons sont préférées pour une utilisation des résinâtes de polypeptides par voie parentérale.Another example of a polysaccharide polymer preferentially used in the context of the present invention is dextran, a generic name given to a large family of polysaccharides of microbial origin which are assembled or polymerized outside cells by enzymes called dextrans. sucrases. This class of polysaccharides is composed of glucose monomers and is stored as a source of energy by yeasts and bacteria. Dextrans are produced by fermentation or enzymatic conversion of sucrose, a product of the sugar cane industry or beets. Dextrans and drifts are generally soluble in aqueous buffers at at least 10 mg / ml. Their solubility decreases when the MM increases. The maximum solubility is 1 mg / ml for a dextran of 3000 daltons, 50 mg / ml for a dextran of 10,000 daltons, 25 mg / ml for a dextran of 70,000 daltons and 5-10 mg / ml for dextrans included between 500000 and 2000000 daltons. For a higher rate of biodegradation, MM less than 2000000 Daltons are preferred for use of the parenteral polypeptide resins.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, la préparation selon l'invention est caractérisée en ce que le polymère est une résine polymérique de nature polysaccharidique. De préférence, la résine polymérique de nature polysaccharidique est du type dextran. De manière encore préférée, le dextran possède une masse moléculaire comprise entre 3 Kdaltons et 2000 Kdaltons, de préférence entre 50 Kdaltons et 1000 Kdaltons, de manière encore plus préférée entre 100 Kdaltons et 500 Kdaltons, et de manière préférée entre toutes entre toutes entre 100 Kdaltons et 200 Kdaltons.Thus, according to a particular embodiment, the preparation according to the invention is characterized in that the polymer is a polymeric resin of a polysaccharide nature. Preferably, the polymeric resin of polysaccharide nature is of the dextran type. More preferably, the dextran has a molecular weight of between 3 Kdaltons and 2000 Kdaltons, preferably between 50 Kdaltons and 1000 Kdaltons, even more preferably between 100 Kdaltons and 500 Kdaltons, and most preferably between 100 Kdaltons. Kdaltons and 200 Kdaltons.
Le polymère insoluble et biologiquement acceptable tel que défini dans cette invention porte des groupements fonctionnels. Dans la présente demande, ces groupements fonctionnels sont ionisables. Ainsi, lorsque le polymère qui porte ces groupements, ou polymère « modifié », est mis en présence d'un tampon de préparation tel que de l'eau pour préparation injectable (eau ppi), du sérum physiologique ou un tampon à pH contrôlé (Tris (hydroxy méthyl) amino méthane,...), ces groupements vont s'ioniser (« se salifier »), mais le polymère ne va pas se solubiliser pour autant. Ainsi, on parlera par exemple de dextran modifié, d'agarose modifié, de PLGA modifié, d'amidon modifié, ou d'EC modifiée. Les groupements fonctionnels ionisés peuvent être fortement acides comme par exemple l'acide sulfonique ou l'acide phosphorique, faiblement acides comme par exemple l'acide carboxylique, faiblement basiques comme par exemple les aminés primaires, fortement basiques comme par exemple un ammonium quaternaire ou une combinaison de groupements acides et basiques.The insoluble and biologically acceptable polymer as defined in this invention carries functional groups. In the present application, these functional groups are ionizable. Thus, when the polymer carrying these groups, or "modified" polymer, is brought into contact with a preparation buffer such as water for injection (water ppi), physiological saline or pH-controlled buffer ( Tris (hydroxy methyl) amino methane, ...), these groups will ionize ("salif"), but the polymer does not will not be solubilized for as much. Thus, for example, modified dextran, modified agarose, modified PLGA, modified starch, or modified EC will be discussed. The ionized functional groups can be strongly acidic, for example sulphonic acid or phosphoric acid, weakly acidic, for example carboxylic acid, weakly basic, such as, for example, highly basic primary amines, for example a quaternary ammonium or a combination of acidic and basic groups.
Dans la présente demande, on désignera de manière indifférente sous les expressions « résine échangeuse d'ions » ou « résine polymérique échangeuse d'ions » le polymère selon l'invention qui porte ces groupements, ou polymèreIn the present application, the term "ion exchange resin" or "polymeric ion exchange resin" will be indifferently referred to as the polymer according to the invention which carries these groups, or polymer
« modifié ». En effet, le polymère « modifié » ou résine échangeuse d'ions, est caractérisé par sa capacité à échanger des ions. Cette caractéristique est quantifiée par la « capacité d'échange d'ions » mesurée par le nombre équivalent d'un ion qui peut être échangé et qui est exprimé par rapport à la masse de polymère « capacité en masse » ou par rapport au volume de résine « capacité en volume ». Une unité fréquemment utilisée pour les capacités en masse est le milliéquivalent de capacité d'échange par gramme de résine sèche, soit en abréviation « meq/g »."Modified". Indeed, the "modified" polymer or ion exchange resin, is characterized by its ability to exchange ions. This characteristic is quantified by the "ion exchange capacity" measured by the equivalent number of an ion that can be exchanged and which is expressed relative to the mass of polymer "bulk capacitance" or in relation to the volume of resin "volume capacity". A unit frequently used for bulk capacities is the milliequivalence of exchange capacity per gram of dry resin, in abbreviation "meq / g".
La résine échangeuse d'ions, lorsqu'elle est réticulée, forme une matrice poreuse, et consiste en un réseau tri dimensionnel. Ce type de résine est particulièrement insoluble.The ion exchange resin, when crosslinked, forms a porous matrix, and consists of a tri-dimensional network. This type of resin is particularly insoluble.
Ainsi, de préférence, la résine échangeuse d'ions est réticulée ; on peut citer en tant qu'exemple de résine échangeuse d'ions réticulée le dextran réticulé commercialisé sous le nom Sephadex®, habituellement utilisé comme gel de filtration hautement spécialisé et milieu de chromatographie, en particulier, les résines échangeuses d'ions composées de billes microscopiques. Dans ce cas, les chaînes polymériques organiques sont réticulées pour donner un réseau tri-dimensionnel ayant des groupements fonctionnels ioniques attachés par des liaisons covalentes aux unités de glucose des chaînes de polysaccharides.Thus, preferably, the ion exchange resin is crosslinked; may be mentioned as an example of cross-linked ion exchange resin cross-linked dextran available under the tradename Sephadex ®, usually used as highly specialized gel filtration and chromatography medium, in particular, ion exchange resins composed of beads microscopic. In this case, the organic polymer chains are crosslinked to give a three-dimensional network having ionic functional groups covalently attached to the glucose units of the polysaccharide chains.
On peut également citer la spécialité appelée Deflux® (Q-MED, Suède), approuvée aux USA par la FDA (Deflux® a également été approuvé en Europe en 1998). Cette spécialité est un gel contenant des microparticules qui est injecté dans la paroi de la vessie à l'endroit où les uretères entrent dans la vessie. Le gel est constitué de deux polysaccharides bien connus, le dextranomer et l'acide hyaluronique. Les dextranomers sont des molécules de dextran réticulées présentées sous forme de microparticules avec un diamètre de 40 à 120 μm. Le dextranomer est un 2- (diethylamino) éthyl Sephadex®, et peut être considéré comme une résine échangeuse anionique faible. Les deux substances sont parfaitement tolérées par les tissus et sont biodégradables sur une durée de plusieurs mois. Le dextranomer est utilisé depuis plus de trente ans comme agent de traitement des blessures et des ulcères (Debrisan®, Pharmacia & Upjohn, USA) et ne présente pas d'effets secondaires. Le dextranomer ou DEAE-Sephadex® est une résine échangeuse d'ions chargée positivement qui est capable de réagir avec un polypeptide ionisé. La taille des microparticules du dextranomer évolue de 40 μm à 120 μm. Les Sephadex®, en particulier Sephadex® SP C50 et QAE (Aldrich Chemical, USA), font partie des résines échangeuses d'ions réticulées qui sont préférentiellement utilisées dans le cadre de la présente invention. Les résines échangeuses d'ions peuvent être acides en nature (dans ce cas la résine est une échangeuse de cations) ou basiques (échangeuse d'anions). Dans les résinâtes de cette invention, les particules insolubles de résine chargée (ionisée) sont liées de manière réversible aux polypeptides, ou tout autre principe actif, qui sont chargés positivement ou négativement en fonction du pH et des acides aminés qui les composent. Des petits ions fortement chargés sont utilisés pour réaliser les élutions c'est-à-dire la capacité d'échanger un ion par un autre : CF, HO", Na4 , H1"...We can also mention the specialty called Deflux ® (Q-MED, Sweden), approved in the USA by the FDA (Deflux ® was also approved in Europe in 1998). This specialty is a gel containing microparticles that is injected into the bladder wall where the ureters enter the bladder. The gel consists of two well known polysaccharides, dextranomer and hyaluronic acid. Dextranomers are crosslinked dextran molecules presented as microparticles with a diameter of 40 to 120 μm. The dextranomer is 2- (diethylamino) ethyl Sephadex ®, and can be considered as a weak anionic exchange resin. Both substances are perfectly tolerated by the tissues and are biodegradable over a period of several months. Dextranomer has been used for more than 30 years as a wound and ulcer treatment agent (Debrisan ® , Pharmacia & Upjohn, USA) and has no side effects. The dextranomer or DEAE-Sephadex ® is an ion exchange resin positively charged which is capable of reacting with an ionized polypeptide. The size of the microparticles of the dextranomer evolves from 40 μm to 120 μm. Sephadex ®, in particular SP Sephadex ® C50 and QAE (Aldrich Chemical, USA), are part of the crosslinked ion exchange resins which are preferably used in the context of the present invention. The ion exchange resins may be acidic in nature (in this case the resin is a cation exchange) or basic (anion exchange). In the resinates of this invention, the insoluble charged (ionized) resin particles are reversibly bound to the polypeptides, or any other active ingredient, which are positively or negatively charged depending on the pH and the amino acids that compose them. Small strongly charged ions are used to make the elutions, that is to say the capacity to exchange one ion by another: CF, HO " , Na 4 , H 1" ...
Les résines échangeuses d'ions cationiques ou anioniques peuvent être classées en faibles ou fortes résines échangeuses d'ions en fonction de la nature des groupements fonctionnels chargés liés (de façon covalente) au support polymérique optionnellement réticulé de la résine.The cationic or anionic ion exchange resins may be classified as weak or strong ion exchange resins depending on the nature of the charged functional groups bonded (covalently) to the optionally crosslinked polymeric support of the resin.
Les microparticules du polymère selon l'invention doivent être de taille appropriée pour leur administration in vivo. De préférence, le diamètre des microparticules est compris entre environ 0.1 μm et environ 2000 μm, de préférence entre environ 20 μm et 200 μm, et de manière préférée entre environ 0,5μm et 200μm. Par « principe actif » on entend désigner dans la présente demande tout composé ionisable possédant des propriétés curatives (antibiotiques, anti-cancéreux, anti- VIH,...) ou préventives (vaccins,...) à l'égard des maladies humaines ou animales, ainsi que tout composé pouvant être administré à l'homme ou à l'animal, en vue d'établir un diagnostic médical ou de restaurer, corriger, ou modifier leurs fonctions organiques. Le principe actif peut être un polypeptide, un acide nucléique, ou tout autre molécule organique, chimique ou biochimique, ainsi que leurs dérivés et analogues.The microparticles of the polymer according to the invention must be of appropriate size for their administration in vivo. Preferably, the diameter of the microparticles is between about 0.1 μm and about 2000 μm, preferably between about 20 μm and 200 μm, and preferably between about 0.5 μm and 200 μm. By "active ingredient" is meant in the present application any ionizable compound having curative properties (antibiotics, anti-cancer, anti-HIV, ...) or preventive (vaccines, ...) with respect to human diseases or animal, as well as any compound that can be administered to humans or animals, in order to establish a medical diagnosis or to restore, correct, or modify their organic functions. The active ingredient may be a polypeptide, a nucleic acid, or any other organic, chemical or biochemical molecule, as well as derivatives and analogues thereof.
Par « biopolymère » on entend désigner dans la présente demande un polypeptide ou un polynucléotide.By "biopolymer" is meant in this application a polypeptide or polynucleotide.
Les termes peptide, polypeptide et protéine sont utilisés de manière indifférente dans la présente demande pour désigner une séquence d'acides aminés ou, pour leurs dérivés (glycoprotéines, lipoprotéines), contenant une séquence d'acides aminés. On peut citer à titre d'exemple et sans aucune limitation les cytokines, les récepteurs cellulaires, les anticorps, les antigènes, les toxines et les allergènes.The terms peptide, polypeptide and protein are used indifferently in the present application to designate an amino acid sequence or, for their derivatives (glycoproteins, lipoproteins), containing an amino acid sequence. By way of example and without limitation are cytokines, cell receptors, antibodies, antigens, toxins and allergens.
La longueur de la séquence d'acides aminés peut être de deux à plusieurs centaines d'acides aminés. De préférence, la longueur est comprise entre 2 et 100 acides aminés, de préférence entre 8 et 50 acides aminés, et de manière encore préférée entre 8 et 25 acides aminés.The length of the amino acid sequence can be from two to several hundred amino acids. Preferably, the length is between 2 and 100 amino acids, preferably between 8 and 50 amino acids, and more preferably between 8 and 25 amino acids.
Par acide nucléique, séquence nucléique ou d'acide nucléique, polynucléotide, oligonucléotide, séquence de polynucléotide, séquence nucléotidique, ternies qui seront employés indifféremment dans la présente description, on entend désigner une séquence de nucléotides, modifiés ou non, permettant de définir un fragment ou une région d'un acide nucléique, comportant ou non des nucléotides non naturels, et pouvant correspondre aussi bien à un ADN double brin, un ADN simple brin ou unBy nucleic acid, nucleic or nucleic acid sequence, polynucleotide, oligonucleotide, polynucleotide sequence, nucleotide sequence, which are used interchangeably in the present description, is meant a nucleotide sequence, modified or not, to define a fragment or a region of a nucleic acid, with or without unnatural nucleotides, and which may be as well a double-stranded DNA, a single-stranded DNA or a
ADNc qu'à des produits de transcription desdits ADN (ARN, ARN d'interférence ou siRNA pour « small interfering RNA », etc.). Comme exemples d'autres molécules organiques on peut citer, sans s'y limiter, les hydrates de carbone, les composés de nature lipidique et tous les composés naturels ou pouvant être obtenus par synthèse chimique.CDNA only to transcripts of said DNA (RNA, interference RNA or siRNA for "small interfering RNA", etc.). Examples of other organic molecules include, but are not limited to, carbohydrates, lipid compounds and all natural or chemically synthesizable compounds.
On peut citer par exemple les principes actifs suivants (cette liste de principes actifs n'est pas limitative, et peut être complétée par d'autres principes actifs qui ont une activité biologique suffisante) :For example, the following active principles may be mentioned (this list of active principles is not limiting and may be supplemented by other active ingredients which have sufficient biological activity):
l'insuline, la pro-insuline, le glucagon, l'hormone parathyroïde, la calcitonine, la vasopressine, l'érythropoiëtine (EPO), la rénine, la prolactine, l'hormone de croissance humaine (hGH), l'hormone de stimulation de la tyroïde (TSH), la corticotropine, l'hormone de stimulation des follicules (FSH), l'hormone de lutéinisation (LH), la gonadotropine chorionique, les peptides atrial, l'interféron, l'activateur du plasminogène tissulaire (tPA), la gammaglobuline, l'urokinase, la streptokinase, les lymphokines telles que les interleukines et les facteurs de stimulation des colonies (CSF), - le facteur de libération de l'hormone de croissance (GHRF), le facteur de libération de la corticotropine (CRGHRF), l'hormone de libération de l'hormone de lutéinisation (LHRH), la somatostatine, la calcitonine, l'hormone de libération de la thyrotropine (TRH), le peptide lié au gène de la calcitonine (CGRP), le « glucagon-like peptide » (GLP), l'hormone parathyroide et le peptide lié à l'hormone parathyroïde (PHRP), leurs agonistes, antagonistes et analogues, une transférase, une hydrolase, une isomérase, une protéase, une ligase, une oxydoréductase, une estérase, et une phosphatase, la streptokinase, la fibrinolysine, la déoxyribonucléase, et l'asparaginase, - un agoniste endogène opioide tel que l'enképhaline ou l'endorphine, une hormone hypothalamique telle que la gonadolibérine, la mélanostatine, la mélanolibérine, la somatostatine, la thyrolibérine, la substance P, et la neurotensine, une hormone adénohypophyséale telle que la corticotropine, la lipotropine, la mélanotropine, la lutropine, la thyrotropine, la prolactine et la somatotropine, une hormone neurohypophyséale, une hormone calcitropique telle que la parathyrine et la calcitonine, un facteur thymique tel que la thymosine, la thymopoïétine, le facteur de circulation thymique (CTF) et le facteur humoral thymique (THF), une hormone pancréatique telle que la somatostatine, une hormones gastro-intestinale telle que la gastrine, la cholécystokinine, la sécrétine, le polypeptide inhibiteur gastrique (GIP), le peptide vaso-intestinal et la motilline, une hormone chorionique telle que la choriogonadotropine et la choriomammotropine, une hormone ovarienne telle que la relaxine, une hormone vaso-active telle que l'angiotensine et la bradykinine, un facteur neurotrophique tel que le facteur neurotrophique ciliaire (CNTF), le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) et le facteur neurotrophique dérivé des cellules gliales (GDNF), un facteur de croissance tel que le facteur de croissance du tissu nerveux (NGF), le facteur de croissance épidermique (EGF), le facteur de croissance des fibroblastesinsulin, proinsulin, glucagon, parathyroid hormone, calcitonin, vasopressin, erythropoietin (EPO), renin, prolactin, human growth hormone (hGH), thyroid stimulating hormone (TSH), corticotropin, follicle stimulating hormone (FSH), luteinizing hormone (LH), chorionic gonadotropin, atrial peptides, interferon, tissue plasminogen activator ( tPA), gamma globulin, urokinase, streptokinase, lymphokines such as interleukins and colony stimulating factors (CSF), growth hormone releasing factor (GHRF), corticotropin (CRGHRF), luteinizing hormone releasing hormone (LHRH), somatostatin, calcitonin, thyrotropin releasing hormone (TRH), calcitonin gene-related peptide (CGRP) , "glucagon-like peptide" (GLP), parathyroid hormone and peptide bound with parathyroid hormone (PHRP), their agonists, antagonists and the like, a transferase, a hydrolase, an isomerase, a protease, a ligase, an oxidoreductase, an esterase, and a phosphatase, streptokinase, fibrinolysin, deoxyribonuclease, and asparaginase, an endogenous opioid agonist such as enkephalin or endorphin, a hypothalamic hormone such as gonadotropin releasing hormone, melanostatin, melanoliberin, somatostatin, thyrotropin releasing hormone, substance P, and neurotensin, a hormone adenohypophyseal such as corticotropin, lipotropin, melanotropin, lutropin, thyrotropin, prolactin and somatotropin, a neurohypophyseal hormone, a calcitropic hormone such as parathyrin and calcitonin, a thymic factor such as thymosin, thymopoietin, thymic circulation factor (CTF) and thymic humoral factor (THF), a pancreatic hormone such as somatostatin, a gastrointestinal hormone such as gastrin, cholecystokinin, secretin, gastric inhibitory polypeptide (GIP), vaso-intestinal peptide and motillin, a chorionic hormone such as choriogonadotropin and choriomammotropin, an ovarian hormone such as relaxin, a vasoactive hormone such as angiotensin and bradykinin, a neurotrophic factor such as cystic neurotrophic factor (CNTF), brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and glial-derived neurotrophic factor (GDNF), a growth factor such as nerve growth factor (NGF), epidermal growth (EGF), the fibroblast growth factor
(FGF), le facteur de croissance insulinomimétique (IGF), le facteur de nécrose tumorale (TNF) et le facteur de croissance transformant (TGF), la somatomédine et l'urogastrone, un facteur de la coagulation tel que les facteurs VIII et IX, un peptide artificiel ou pseudo-peptide tel que la déféroxamine, et un analogue de la somatostatine tel que l'octréotide et le lanréotide, un analogue de la LHRH tel que la nafaréline, la buseréline, la leuproréline, la goseréline, la desloréline, la gonadoréline, la triptoréline, et l'histréline, des peptides artificiels ou pseudo-peptides, tels que la déféroxamine, Plus généralement, les peptides et les protéines adaptés à la présente invention sont décrits dans le livre de Johannes Meienhofer, "Peptide and Protein Hormones" ', Burger's Médicinal Chemistry, 4th éd., (part II), Wolff, Ed., John Wiley and Sons (1979).(FGF), insulin-like growth factor (IGF), tumor necrosis factor (TNF) and transforming growth factor (TGF), somatomedin and urogastrone, a coagulation factor such as factors VIII and IX an artificial peptide or pseudo-peptide such as deferoxamine, and a somatostatin analogue such as octreotide and lanreotide, an LHRH analogue such as nafarelin, buserelin, leuprorelin, goserelin, deslorelin, gonadorelin, triptorelin, and histrelin, artificial peptides or pseudo-peptides, such as deferoxamine, more generally, the peptides and proteins suitable for the present invention are described in the book by Johannes Meienhofer, "Peptide and Protein Hormones ", Burger's Medicinal Chemistry, 4th ed., (Part II), Wolff, Ed., John Wiley and Sons (1979).
Selon un mode de réalisation préféré, la préparation selon l'invention est caractérisée en ce que le principe actif est un polypeptide. De préférence, le polypeptide est une hormone, un facteur de coagulation, un facteur neurotrophique ou un facteur de croissance. De manière encore préférée, le polypeptide est l'hormone de libération de l'hormone de lutéinisation (LFIRH) ou l'un de ses analogues. Dans la présente demande, on entend désigner par le tenue « analogue » d'un polypeptide un agoniste ou un antagoniste de ce polypeptide.According to a preferred embodiment, the preparation according to the invention is characterized in that the active principle is a polypeptide. Preferably, the polypeptide is a hormone, a coagulation factor, a neurotrophic factor or a growth factor. More preferably, the polypeptide is luteinizing hormone releasing hormone (LFIRH) or an analog thereof. In the present application, the term "analogue" of a polypeptide means an agonist or an antagonist of this polypeptide.
Selon un autre mode de réalisation préféré, le polypeptide est un interféron, la résine polysaccharidique étant avantageusement une résine échangeusc d'anions.According to another preferred embodiment, the polypeptide is an interferon, the polysaccharide resin being advantageously an anion exchange resin.
De préférence, la libération prolongée in vivo est une libération chez un mammifère, de préférence l'homme. La présente préparation peut être administrée selon tout mode approprié tel que l'administration par voie orale, vaginale, rectale, ou par voie parentérale, telle que l'injection sous-cutanée ou intramusculaire.Preferably, the sustained release in vivo is a release in a mammal, preferably the human. The present preparation may be administered in any convenient manner such as oral, vaginal, rectal, or parenteral administration, such as subcutaneous or intramuscular injection.
Selon un mode de réalisation particulier, la préparation selon l'invention est destinée à être utilisée en tant que médicament.According to a particular embodiment, the preparation according to the invention is intended to be used as a medicament.
En général, les principes actifs de la présente invention seront administrés en une quantité thérapeutiquement efficace par l'un quelconque des modes acceptés d'administration. Les gammes de posologies appropriées sont typiquement de 1 à 500 mg par jour, de préférence de 1 à 100 mg par jour, et de manière encore préférée de 1 à 30 mg par jour. Toutefois, la préparation selon l'invention permet également d'administrer de façon très avantageuse de très faibles quantités de principe actif, de l'ordre du microgramme, voire du picogramme.In general, the active ingredients of the present invention will be administered in a therapeutically effective amount by any of the accepted modes of administration. The appropriate dosage ranges are typically 1 to 500 mg per day, preferably 1 to 100 mg per day, and more preferably 1 to 30 mg per day. However, the preparation according to the invention also makes it possible to very advantageously administer very small quantities of active principle, of the order of one microgram or even one picogram.
Selon un autre aspect, la présente invention a pour objet l'utilisation de la préparation selon l'invention pour la fabrication d'un médicament destiné à prévenir ou à traiter une maladie choisie dans le groupe constitué par le cancer, notamment le cancer de la prostate, le cancer de l'ovaire ou le cancer du sein, le diabète, la sclérose en plaque, l'hépatite virale, la cachexie, l'ostéoporose, le retard de croissance, les tumeurs endocrines digestives, ou tout autre maladie susceptible d'être traitée par un principe actif selon l'invention. L'utilisation selon l'invention comprend les modes de réalisation particuliers et avantages de l'invention tels que définis précédemment.In another aspect, the present invention relates to the use of the preparation according to the invention for the manufacture of a medicament for preventing or treating a disease selected from the group consisting of cancer, in particular cancer of the prostate cancer, ovarian cancer or breast cancer, diabetes, multiple sclerosis, viral hepatitis, cachexia, osteoporosis, stunting, endocrine digestive tumors, or any other be treated with an active ingredient according to the invention. The use according to the invention comprises the particular embodiments and advantages of the invention as defined above.
La présente invention a pour objet une méthode de traitement ou de prévention d'une maladie par administration de la préparation selon l'invention. La maladie peut être le cancer, notamment le cancer de la prostate, le cancer de l'ovaire ou le cancer du sein, le diabète, le retard de croissance, les tumeurs endocrines digestives, ou tout autre maladie susceptible d'être traitée par un principe actif selon l'invention.The present invention relates to a method for treating or preventing a disease by administering the preparation according to the invention. Disease may be cancer, including prostate cancer, ovarian cancer or breast cancer, diabetes, stunted growth, endocrine digestive tumors, or any other disease that may be treated with an active ingredient according to the invention.
La préparation selon l'invention se présente de manière générale sous forme hydratée. Dans certains cas elle forme un gel aqueux. En effet, après que celle-ci a été préparée, elle se trouve dans le tampon de préparation. En général, le tampon de préparation est aussi le liquide biologiquement acceptable dans lequel se trouve la préparation lorsqu'elle doit être administrée. La préparation est donc directement administrable, en particulier par voie parentérale.The preparation according to the invention is generally in hydrated form. In some cases it forms an aqueous gel. Indeed, after it has been prepared, it is in the preparation buffer. In general, the preparation buffer is also the biologically acceptable liquid in which the preparation is located when it is to be administered. The preparation is therefore directly administrable, in particular parenterally.
Ainsi, le tampon de préparation ou le liquide biologiquement acceptable peut être tout liquide qui permet l'ionisation des groupements fonctionnels portés par le polymère et qui est biocompatible, c'est-à-dire bien toléré in vivo et qui ne provoque pas de réaction de rejet, de réaction toxique, ou de lésion sur les fonctions biologiques d'un organisme vivant. Comme exemple de tampon de préparation, ou liquide biologiquement acceptable, on peut citer, sans s'y limiter l'eau pour préparation injectable, (eau ppi, COOPER, France), du sérum physiologique (COOPER, France)ou un tampon à pH contrôlé (les tampons sont fabriqués à façon), par exemple le tampon tris (hydroxy méthyl) amino méthane à 0,5M ou le tampon d'acétate de sodium à 0, 5 M.Thus, the preparation buffer or the biologically acceptable liquid may be any liquid which allows the ionization of the functional groups carried by the polymer and which is biocompatible, that is to say, well tolerated in vivo and which does not cause a reaction. of rejection, toxic reaction, or injury to the biological functions of a living organism. As an example of preparation buffer, or biologically acceptable liquid, mention may be made of, but not limited to, water for injection (water ppi, COOPER, France), physiological saline (COOPER, France) or a pH buffer controlled (the buffers are made to order), for example 0.5M tris (hydroxy methyl) amino methane buffer or 0.5M sodium acetate buffer.
Toutefois, on peut envisager de remplacer le tampon de préparation à la fin du procédé de fabrication par un autre tampon biologiquement acceptable. Cela est notamment le cas lorsqu'on déshydrate la préparation pour la stocker et qu'on la réhydrate ultérieurement dans un liquide biologiquement acceptable pour son administration.However, it is conceivable to replace the preparation buffer at the end of the manufacturing process with another biologically acceptable buffer. This is particularly the case when the preparation is dehydrated for storage and subsequently rehydrated in a biologically acceptable liquid for its administration.
Lorsque la préparation, initialement sous forme de gel (microparticules dispersées), est déshydratée, elle se présente en général sous forme solide. La déshydratation peut être partielle ou totale. La préparation selon l'invention sous forme déshydratée peut également être administrée.When the preparation, initially in gel form (dispersed microparticles), is dehydrated, it is generally in solid form. Dehydration can be partial or total. The preparation according to the invention in dehydrated form can also be administered.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, la préparation est soit hydratée, soit déshydratée. La déshydratation est de préférence réalisée par lyophilisation ou séchage à l'étuve.Thus, according to a particular embodiment, the preparation is either hydrated or dehydrated. Dehydration is preferably carried out by lyophilization or drying in the oven.
De préférence, la préparation selon l'invention est administrée par voie parentérale, orale, rectale ou vaginale.Preferably, the preparation according to the invention is administered parenterally, orally, rectally or vaginally.
La préparation selon l'invention peut se présenter sous forme de poudre, de comprimé, de pilule, de capsule, de cachet, de suppositoire ou de granule dispersible. Les procédés d'obtention de ces formes galéniques sont bien connus de l'homme du métier.The preparation according to the invention may be in the form of a powder, a tablet, a pill, a capsule, a cachet, a suppository or a dispersible granule. The processes for obtaining these galenic forms are well known to those skilled in the art.
Selon un autre mode de réalisation, les microparticules sont incorporées dans une matrice d'un polymère biodégradable et biocompatible de type microsphère ou implant. De préférence, la préparation est administrée par voie parentéraleAccording to another embodiment, the microparticles are incorporated into a matrix of a biodegradable and biocompatible polymer of the microsphere or implant type. Preferably, the preparation is administered parenterally
(injection).(injection).
Selon un mode de réalisation alternatif, les microparticules sont recouvertes d'une enveloppe d'un polymère biodégradable et biocompatible et forment des microcapsules. De préférence, la préparation est administrée par voie parentérale (injection).According to an alternative embodiment, the microparticles are covered with an envelope of a biodegradable and biocompatible polymer and form microcapsules. Preferably, the preparation is administered parenterally (injection).
De manière encore préférée, les microcapsules sont obtenues par coacervation aqueuse.More preferably, the microcapsules are obtained by aqueous coacervation.
Le polymère biodégradable et biocompatible permettant d'obtenir la préparation selon l'invention sous forme de microsphères, d'implants ou de microcapsules peut être tout type de polymère approprié biocompatible comme des poly esters ou des poly anhydrides, qui est bien connu de l'homme du métier. De préférence, le polymère est un poly ester de type de homo ou copolymère de l'acide lactique et/ou glycolique, de manière encore préférée un copolymère de l'acide lactique et glycolique (PLGA), et de manière encore plus préférée, le PLGA 50/50 (BOEHRINGER INGELHEIM, Allemagne).The biodegradable and biocompatible polymer making it possible to obtain the preparation according to the invention in the form of microspheres, implants or microcapsules may be any type of suitable biocompatible polymer such as poly esters or polyanhydrides, which is well known to the skilled person. Preferably, the polymer is a poly ester of homo type or copolymer of lactic and / or glycolic acid, more preferably a copolymer of lactic and glycolic acid (PLGA), and even more preferably, the PLGA 50/50 (BOEHRINGER INGELHEIM, Germany).
L'homme du métier connaît les procédés de fabrication des formes microsphères, implants ou microcapsules, et sait les adapter à la préparation selon l'invention.The person skilled in the art knows the processes for manufacturing the microsphere forms, implants or microcapsules, and knows how to adapt them to the preparation according to the invention.
Selon un autre aspect , la présente invention a pour objet une préparation pour la libération prolongée in vivo d'un principe actif, ladite préparation comprenant des microparticules d'un polymère insoluble, biologiquement acceptable, et portant des groupements fonctionnels formant une liaison ionique avec le principe actif, lesdites microparticules étant dispersées dans un liquide biologiquement acceptable, caractérisée en qu'elle est susceptible d'être obtenue par le procédé comprenant les étapes suivantes : optionnellement, stérilisation du polymère, - addition d'un tampon de préparation à un polymère, ledit polymère étant insoluble dans le tampon de préparation, ionisation d'un principe actif dans de l'eau distillée ou dans un tampon aqueux, formation de la préparation par mise en présence du principe actif et du polymère lorsque le pH du tampon de préparation est inférieur au point isoélectrique (IpH) du principe actif, par fixation du principe actif dont la charge de surface globale est positive sur le polymère dont les groupements fonctionnels sont négatifs, ou lorsque le pH du tampon de préparation est supérieur au point isoélectrique (IpH) du principe actif, par fixation du principe actif dont la charge de surface globale est négative sur le polymère dont les groupements fonctionnels sont positifs, et optionnellement, lavage de la préparation. De préférence, la présente invention a pour objet une préparation pour administration parentérale pour la libération prolongée in vivo d'un biopolymère, ladite préparation comprenant des microparticules d'une résine polysaccharidique insoluble, biologiquement acceptable, et portant des groupements fonctionnels formant une liaison ionique avec le biopolymère, lesdites microparticules étant dispersées dans un liquide biologiquement acceptable à un pH compris entre 6,0 etAccording to another aspect, the subject of the present invention is a preparation for the in vivo prolonged release of an active principle, said preparation comprising microparticles of an insoluble polymer, biologically acceptable, and carrying functional groups forming an ionic bond with the active ingredient, said microparticles being dispersed in a biologically acceptable liquid, characterized in that it is obtainable by the process comprising the following steps: optionally, sterilization of the polymer, - addition of a preparation buffer to a polymer, said polymer being insoluble in the preparation buffer, ionization of an active principle in distilled water or in an aqueous buffer, formation of the preparation by placing the active ingredient in the presence of the polymer when the pH of the preparation buffer is below the point isoelectric (IpH) of the active ingredient, by fixing the active ingredient whose overall surface charge is positive on the polymer whose functional groups are negative, or when the pH of the preparation buffer is greater than the isoelectric point (IpH) of the active ingredient by fixing the active ingredient whose overall surface charge is negative on the polymer whose Functional issues are positive, and optionally, washing of the preparation. Preferably, the present invention relates to a preparation for parenteral administration for the in vivo prolonged release of a biopolymer, said preparation comprising microparticles of an insoluble polysaccharide resin, biologically acceptable, and carrying functional groups forming an ionic bond with the biopolymer, said microparticles being dispersed in a biologically acceptable liquid at a pH of between 6.0 and
7,8, caractérisée en qu'elle est susceptible d'être obtenue par le procédé comprenant les étapes suivantes : optionnellement, stérilisation de la résine polysaccharidique, addition à un pH compris entre 6,0 et 7,8 d'un tampon de préparation à une résine polysaccharidique, ladite résine polysaccharidique étant insoluble dans le tampon de préparation, ionisation d'un biopolymère dans de l'eau distillée ou dans un tampon aqueux, formation de la préparation par mise en présence du principe actif et de la résine polysaccharidique lorsque le pH du tampon de préparation est inférieur au point isoélectrique7.8, characterized in that it is obtainable by the process comprising the following steps: optionally, sterilization of the polysaccharide resin, addition to a pH of between 6.0 and 7.8 of a preparation buffer a polysaccharide resin, said polysaccharide resin being insoluble in the preparation buffer, ionizing a biopolymer in distilled water or in an aqueous buffer, forming the preparation by placing the active ingredient in contact with the polysaccharide resin when the pH of the preparation buffer is lower than the isoelectric point
(IpH) du biopolymère, par fixation du biopolymère dont la charge de surface globale est positive sur la résine polysaccharidique dont les groupements fonctionnels sont négatifs, ou lorsque le pH du tampon de préparation est supérieur au point isoélectrique (IpH) du biopolymère, par fixation du biopolymère dont la charge de surface globale est négative sur la résine polysaccharidique dont les groupements fonctionnels sont positifs, et optionnellement, lavage de la préparation.(IpH) of the biopolymer, by fixing the biopolymer whose overall surface charge is positive on the polysaccharide resin whose functional groups are negative, or when the pH of the preparation buffer is greater than the isoelectric point (IpH) of the biopolymer, by fixing biopolymer whose overall surface charge is negative on the polysaccharide resin whose functional groups are positive, and optionally washing the preparation.
La préparation selon l'invention susceptible d'être obtenue par le procédé comme défini ci-dessus comprend les modes de réalisation particuliers et avantages de l'invention tels que définis précédemment.The preparation according to the invention obtainable by the process as defined above comprises the particular embodiments and advantages of the invention as defined above.
De préférence, le procédé comprend en outre, après l'étape de formation de la préparation, une étape de coacervation aqueuse par mise en présence de la préparation avec un poly ester de type de homo- ou copolymère de l'acide lactique et/ou glycolique, de préférence dissous dans un solvant polaire de type PEG 400.Preferably, the method further comprises, after the step of forming the preparation, an aqueous coacervation step by placing the preparation in the presence of a polyester of homo- or copolymer type of lactic acid and / or glycolic, preferably dissolved in a polar solvent of the PEG 400 type.
De préférence, le poly ester de type de homo- ou copolymère de l'acide lactique et/ou glycolique est un copolymère de l'acide lactique et glycolique (PLGA).Preferably, the homopolymer or copolymer type of lactic acid and / or glycolic acid is a copolymer of lactic acid and glycolic acid (PLGA).
Selon encore un autre aspect, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une préparation pour la libération prolongée in vivo d'un principe actif, ladite préparation comprenant des microparticules d'un polymère insoluble, biologiquement acceptable, et portant des groupements fonctionnels formant une liaison ionique avec le principe actif, lesdites microparticules étant dispersées dans un liquide biologiquement acceptable, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : optionnellement, stérilisation du polymère, addition d'un tampon de préparation à un polymère, ledit polymère étant insoluble dans le tampon de préparation, ionisation d'un principe actif dans de l'eau distillée ou dans un tampon aqueux, - formation de la préparation (ou « salification ») par mise en présence du principe actif et du polymère lorsque le pH du tampon de préparation est inférieur au point isoélectrique (IpH) du principe actif, par fixation du principe actif dont la charge de surface globale est positive sur le polymère dont les groupements fonctionnels sont négatifs, ou lorsque le pH du tampon de préparation est supérieur au point isoélectrique (IpH) du principe actif, par fixation du principe actif dont la charge de surface globale est négative sur le polymère dont les groupements fonctionnels sont positifs, et - optionnellement, lavage de la préparation.According to yet another aspect, the subject of the present invention is a process for the manufacture of a preparation for the in vivo prolonged release of an active principle, said preparation comprising microparticles of an insoluble, biologically acceptable polymer carrying groups. functional groups forming an ionic bond with the active ingredient, said microparticles being dispersed in a biologically acceptable liquid, said process comprising the following steps: optionally, sterilization of the polymer, adding a preparation buffer to a polymer, said polymer being insoluble in the preparation buffer, ionizing an active ingredient in distilled water or in an aqueous buffer, forming the preparation (or "salification") by placing the active ingredient in contact with the polymer when the pH of the preparation buffer is lower than the isoelectric point (IpH) of the active principle, by fixing the active ingredient whose overall surface charge is positive on the polymer whose functional groups are negative, or when the pH of the preparation buffer is greater than the isoelectric point (IpH) of the active principle, by fixing the active ingredient whose overall surface charge is negative on the polymer whose functional groups are positive, and - optionally, washing of the preparation.
De préférence, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une préparation pour administration parentérale pour la libération prolongée in vivo d'un biopolymère, ladite préparation comprenant des microparticules d'une résine polysaccharidique insoluble, biologiquement acceptable, et portant des groupements fonctionnels formant une liaison ionique avec le biopolymère, lesdites microparticules étant dispersées dans un liquide biologiquement acceptable à un pH compris entre 6,0 et 7,8, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : optionnellement, stérilisation de la résine polysaccharidique, - addition à un pH compris entre 6,0 et 7,8 d'un tampon de préparation à une résine polysaccharidique, ladite résine polysaccharidique étant insoluble dans le tampon de préparation, ionisation d'un biopolymère dans de l'eau distillée ou dans un tampon aqueux, - formation de la préparation (ou « salification ») par mise en présence du biopolymère et de la résine polysaccharidique lorsque le pH du tampon de préparation est inférieur au point isoélectrique (IpH) du biopolymère, par fixation du biopolymère dont la charge de surface globale est positive sur la résine polysaccharidique dont les groupements fonctionnels sont négatifs, ou lorsque le pH du tampon de préparation est supérieur au point isoélectrique (IpH) du biopolymère, par fixation du biopolymère dont la charge de surface globale est négative sur la résine polysaccharidique dont les groupements fonctionnels sont positifs, et optionnellement, lavage de la préparation.Preferably, the subject of the present invention is a process for the manufacture of a preparation for parenteral administration for the in vivo prolonged release of a biopolymer, said preparation comprising microparticles of an insoluble polysaccharide resin, biologically acceptable, and carrying groups. functional forming an ionic bond with the biopolymer, said microparticles being dispersed in a biologically acceptable liquid at a pH of between 6.0 and 7.8, said process comprising the following steps: optionally, sterilizing the polysaccharide resin, adding to a pH between 6.0 and 7.8 of a polysaccharide resin preparation buffer, said polysaccharide resin being insoluble in the preparation buffer, ionization of a biopolymer in distilled water or in an aqueous buffer; formation of the preparation (or "salification") by placing the biopolymer in the presence of and polysaccharide resin when the pH of the preparation buffer is lower than the isoelectric point (IpH) of the biopolymer, by fixing the biopolymer whose overall surface charge is positive on the polysaccharide resin whose functional groups are negative, or when the pH of the preparation buffer is greater than the isoelectric point (IpH) of the biopolymer, by fixing the biopolymer whose overall surface charge is negative on the polysaccharide resin whose functional groups are positive, and optionally washing the preparation.
Le procédé de fabrication selon l'invention comprend les modes de réalisation particuliers et avantages de l'invention tels que définis précédemment.The manufacturing method according to the invention comprises the particular embodiments and advantages of the invention as defined above.
La stérilisation du polymère peut être obtenue par tout procédé approprié connu de l'homme du métier, notamment par autoclavage. De préférence, la stérilisation du polymère est obtenue par autoclavage à une température comprise entre 1000C et 1500C, de préférence entre 1100C et 13O0C, et manière encore préférée à 121 °C, pendant environ 30 minutes.The sterilization of the polymer can be obtained by any appropriate method known to those skilled in the art, in particular by autoclaving. Preferably, the sterilization of the polymer is obtained by autoclaving at a temperature of between 100 ° C. and 150 ° C., preferably between 110 ° C. and 130 ° C., and more preferably at 121 ° C. for about 30 minutes.
D'autre part, la solution de principe actif est de manière optionnelle préalablement filtrée sur une membrane poreuse, de préférence ayant une porosité comprise entre 0,1 μm et 2 μm, de manière encore préférée entre 0,2 μm et 0,5 μm, et de manière préférée entre toutes de 0.22 μm.On the other hand, the active principle solution is optionally previously filtered on a porous membrane, preferably having a porosity of between 0.1 μm and 2 μm, more preferably between 0.2 μm and 0.5 μm. and most preferably 0.22 μm.
Un polypeptide possède une charge globale due aux acides aminés chargés qui le composent en fonction du pH du milieu (voir Tableau N0 I ci-dessous). L'IpH est le pH pour lequel le polypeptide a une charge nette égale à 0. Par exemple, à pH 7.0, la charge de l'acide aminé aspartate (pK: 3.9) est négative, la charge de la cysteine (pK: 8.3) est neutre et la charge de l'arginine (pK: 12.5) est positive. Tableau N° I : Charge des acides aminés ionisables à pH 7A polypeptide possesses a net charge due to charged amino acids that compose depending on the pH of the medium (see Table N 0 I below). IpH is the pH for which the polypeptide has a net charge of 0. For example, at pH 7.0, the charge of the amino acid aspartate (pK: 3.9) is negative, the cysteine charge (pK: 8.3 ) is neutral and the charge of arginine (pK: 12.5) is positive. Table No. I: Charge of ionizable amino acids at pH 7
Au regard des charges ioniques de polypeptides existants, 85% des polypeptides à pH 7.0 sont chargés négativement et inversement 15% des polypeptides à pH 7.0 sont chargés positivement.With regard to the ionic charges of existing polypeptides, 85% of the polypeptides at pH 7.0 are negatively charged and conversely 15% of the polypeptides at pH 7.0 are positively charged.
D'une manière générale, un polypeptide se fixera à une résine échangeuse de cations chargée négativement si le pH du milieu de préparation est plus bas que le point iso électrique (IpH) du polypeptide, et se fixera à une résine échangeuses d'anions chargée positivement si le pH est supérieur au IpH. Le pH de stabilité optimal d'un polypeptide est au environ de pH 7.0.In general, a polypeptide will bind to a negatively charged cation exchange resin if the pH of the preparation medium is lower than the isoelectric point (IpH) of the polypeptide, and bind to a charged anion exchange resin. positively if the pH is higher than IpH. The optimum pH stability of a polypeptide is at about pH 7.0.
Quand la préparation selon l'invention (ou « résinate de polypeptides ») est exposée aux fluides physiologiques, le principe actif est libéré du résinate par un mécanisme d'échange d'ions. Le taux de libération du principe actif de la préparation selon l'invention dépend de plusieurs facteurs, comme par exemple, mais la liste n'est pas limitative, la taille des microparticules, le pK des groupements fonctionnels ionisés du polymère, le cas échéant, la nature et le degré de réticulation des chaînes polymériques de la résine échangeuse d'ions, la solubilité du principe actif dans les fluides physiologiques, la liaison ionique (qui peut être partielle ou totale), le pH des fluides physiologiques, le pK du principe actif, la MM du polymère et celle du principe actif .When the preparation according to the invention (or "polypeptide resinate") is exposed to physiological fluids, the active ingredient is released from the resinate by an ion exchange mechanism. The rate of release of the active principle of the preparation according to the invention depends on several factors, as for example, but the list is not limiting, the size of the microparticles, the pK of the ionized functional groups of the polymer, if appropriate, the nature and degree of crosslinking of the polymeric chains of the ion exchange resin, the solubility of the active ingredient in the physiological fluids, the ionic bond (which may be partial or total), the pH of the physiological fluids, the pK of the principle active, the MM of the polymer and that of the active ingredient.
La propriété d'un polypeptide qui gouverne son adsorption sur une résine échangeuse d'ions est sa charge nette de surface (voir Figure 2). Comme la charge de surface est la résultante des groupements fonctionnels acides et basiques du principe actif, Padsorption sur la résine est hautement pH sensible. En partant d'un faible pH vers un pH élevé, la charge nette du polypeptide varie d'une charge positive à une charge négative. La connaissance du point isoélectrique (IpH) du polypeptide est donc absolument nécessaire dans la conception des méthodes de préparation des résinâtes de polypeptides.The property of a polypeptide that governs its adsorption on an ion exchange resin is its net surface charge (see Figure 2). Since the surface charge is the resultant of the acidic and basic functional groups of the active ingredient, the adsorption on the resin is highly sensitive pH. Starting from a low pH to a high pH, the net charge of the polypeptide varies from a positive charge to a negative charge. The knowledge of the isoelectric point (IpH) of the The polypeptide is therefore absolutely necessary in the design of the methods for preparing the resinates of polypeptides.
Les résinâtes de polypeptides ainsi formés sont lavés et conditionnés pour leur utilisation. A aucun moment du procédé, les résines échangeuses d'ions sont solubilisées dans le milieu de préparation.The polypeptide resinates thus formed are washed and packaged for use. At no time in the process, the ion exchange resins are solubilized in the preparation medium.
De préférence, les microparticules du polymère sont préalablement stérilisées par autoclavage à 1210C pendant 30 minutes dans de l'eau distillée ou dans un tampon. Choix de la résine échangeuse d'ions en fonction de la nature du polypeptide : Les polypeptides sont fixés sur la résine échangeuse d'ions quand les groupements fonctionnels de la résine portent des charges opposées au polypeptide. La fixation du polypeptide sur la résine est réversible. Par exemple, l'IpH de la protéine ovalbumine est de 4,5.Preferably, the microparticles of the polymer are pre-sterilized by autoclaving at 121 ° C. for 30 minutes in distilled water or in a buffer. Choice of the ion exchange resin depending on the nature of the polypeptide: The polypeptides are attached to the ion exchange resin when the functional groups of the resin carry charges opposite to the polypeptide. Fixation of the polypeptide on the resin is reversible. For example, the IpH of the ovalbumin protein is 4.5.
Il faudra utiliser pour la réaction de fixation, une résine échangeuse d'anions chargée positivement à un pH supérieur au IpH, c'est-à-dire à partir de 5, où la protéine est chargée négativement. Dans ce cas, une résine échangeuse d'anions de type Sephadex QAE-50 est utilisable. La résine Sephadex QAE-50 possède des groupements fonctionnels aminés [-NH+] / [-N] caractérisés par un pKa élevé de 12. A un pH inférieur au pKa (pH acide), les groupements fonctionnels de la résine se présenteront majoritairement sous forme ionisée [-NH+]. A un pli supérieur au pKa les groupements fonctionnels de la résine sont non ionisés.For the binding reaction, a positively charged anion exchange resin should be used at a pH greater than IpH, i.e. from 5, where the protein is negatively charged. In this case, a Sephadex QAE-50 type anion exchange resin is usable. The Sephadex QAE-50 resin has [ + NH] / [-N] amino functional groups characterized by a high pKa of 12. At a pH lower than the pKa (acidic pH), the functional groups of the resin will be predominantly under ionized form [-NH + ]. At a fold greater than pKa the functional groups of the resin are un-ionized.
Le choix de la résine s'effectue en fonction de la stabilité du polypeptide aux conditions de pH de fixation et du type de formes à libération contrôlée souhaités. Avec cette même protéine, il est possible d'utiliser une résine échangeuse de cations chargée négativement mais à un pH de réaction inférieur au IpH, c'est-à-dire en dessous de 4. Dans ce cas une résine échangeuse de cations de type SephadexThe choice of the resin is made according to the stability of the polypeptide at the pH fixation conditions and the type of controlled release forms desired. With this same protein, it is possible to use a negatively charged cation exchange resin but at a reaction pH lower than IpH, that is to say below 4. In this case a cation exchange resin of the type Sephadex
SP C-50 est indiquée. La résine Sephadex SP C-50 possède des groupements fonctionnels sulfonates [-SO 3 "] / [-SO 3H] caractérisés par un pKa très bas de l'ordre de 2,5. A un pH inférieur au pKa (pH acide), les groupements fonctionnels de la résine se présenteront majoritairement sous forme non ionisée acide [-SO 3H]. A un pH supérieur au pKa les groupements fonctionnels de la résine sont ionisés.SP C-50 is indicated. The Sephadex SP C-50 resin has sulfonate functional groups [-SO 3 " ] / [-SO 3 H] characterized by a very low pKa of the order of 2.5 at a pH below the pKa (acidic pH). the functional groups of the resin will predominantly be in non-ionized acid [-SO 3 H] form at a pH greater than pKa the functional groups of the resin are ionized.
En résumé : - Si le polypeptide est plus stable en dessous de son IpH, il faudra utiliser en formulation une résine échangeuse de cations.In summary : - If the polypeptide is more stable below its IpH, it will be necessary to use in formulation a cation exchange resin.
- Si le polypeptide est plus stable au dessus de son IpH, il faudra utiliser en formulation une résine échangeuse d'anions. - Si le polypeptide est stable sur une large gamme de pH, tous les types de résines peuvent être utilisées.- If the polypeptide is more stable above its IpH, it will be necessary to use in formulation an anion exchange resin. If the polypeptide is stable over a wide pH range, all types of resins can be used.
Choix du type de tampon pour la réaction de fixation du polypeptide sur la résine : Si les ions du tampon utilisé comme milieu de préparation du résinate possèdent une charge opposée à ceux des groupements fonctionnels de la résine, ils participeront au phénomène d'échange d'ions et provoqueront des variations locales de pH. Il est donc nécessaire d'utiliser des tampons contenant des ions de même charge, positive ou négative, que les groupements fonctionnels de la résine. Capacité de gélification des résines échangeuses d'ions :Choice of the type of buffer for the reaction of fixation of the polypeptide on the resin: If the ions of the buffer used as a resinate preparation medium have a charge opposite to that of the functional groups of the resin, they will participate in the exchange phenomenon of ions and will cause local variations in pH. It is therefore necessary to use buffers containing ions of the same charge, positive or negative, as the functional groups of the resin. Gel capacity of ion exchange resins:
Les résines échangeuse d'ions de type Sephadex sont insolubles dans la plupart des solvants. Elles sont stables dans l'eau, les solutions salines, les solvants organiques, dans les solutions acides et basiques. Dans les solutions fortement basiques, une hydrolyse des liaisons glycosidiques peut se produire et donc en formulation, un pH d'utilisation au dessus de 2 est recommandé. L'exposition aux agents très oxydants ou à des dextranases doit être évitée. Les microparticules de résines seules ou les résinâtes de polypeptides sont susceptibles de gonfler en présence d'eau pour former des gels. Cette propriété est directement mise en application pour les formulations par voie parentérale. A cause de la présence de groupements fonctionnels chargés, la capacité de gélification varie en fonction de la force ionique et du pH du solvant de préparation. Les résines échangeuse d'ions de type Sephadex ne doivent pas être mises à gonfler dans de l'eau distillée car la structure des billes peut être brisée par les fortes interactions ioniques entre les molécules. Les résines Sephadex QAE et SP ont des propriétés de gélification indépendantes du pH car elles sont ionisées dans une très large gamme de pH. Le degré de gélification diminue quand la force ionique augmente. L'injection de ces gels grâce à des systèmes classiques de seringues et aiguilles est particulièrement facile, même par voie sous cutanée. Les résines échangeuse d'ions peuvent être stérilisées par autoclavage à 1210C pendant 30 minutes à pH neutre sans mise en cause de l'intégrité physique des billes microscopiques.Sephadex ion exchange resins are insoluble in most solvents. They are stable in water, saline solutions, organic solvents, in acidic and basic solutions. In strongly basic solutions, hydrolysis of glycosidic bonds can occur and therefore in formulation, a pH of use above 2 is recommended. Exposure to highly oxidizing agents or dextranases should be avoided. The microparticles of resins alone or the resinates of polypeptides are able to swell in the presence of water to form gels. This property is directly applied for parenteral formulations. Because of the presence of charged functional groups, the gelation capacity varies according to the ionic strength and the pH of the preparation solvent. Sephadex ion exchange resins should not be swollen in distilled water because the structure of the beads can be broken by strong ionic interactions between the molecules. Sephadex QAE and SP resins have pH-independent gelling properties because they are ionized over a very wide pH range. The degree of gelation decreases as the ionic strength increases. The injection of these gels through conventional systems of syringes and needles is particularly easy, even subcutaneously. The ion exchange resins can be sterilized by autoclaving at 121 0 C for 30 minutes at neutral pH without questioning the physical integrity of the microscopic beads.
Capacité de fixation du polypeptide en fonction de la nature de la résine échangeuse d'ions :Fixing capacity of the polypeptide according to the nature of the ion exchange resin:
Les résines échangeuses d'ions dérivées du Sephadex G-25 sont plus finement réticulées que celles basées sur le Sephadex G-50 et par conséquent vont moins gonfler et vont être plus rigides. Les résines dérivées du Sephadex G-50 sont plus poreuses et présentent une meilleure capacité de fixation pour les polypeptides de niasse moléculaire importante (supérieure à 20000 daltons). Dans la littérature, une limite d'exclusion de 1 million de daltons est admise pour les résines échangeuse d'ions de type Sephadex.The ion exchange resins derived from Sephadex G-25 are more finely crosslinked than those based on Sephadex G-50 and will therefore be less swollen and will be more rigid. Resins derived from Sephadex G-50 are more porous and have better binding capacity for polypeptides of significant molecular mass (greater than 20,000 daltons). In the literature, an exclusion limit of 1 million daltons is allowed for Sephadex-type ion exchange resins.
Application industrielle des résinâtes de polypeptides : libération in vivo du polypeptide à partir d'un résinate : Cas d 'une administration par voie parentérale d 'un peptide (IpH : 4, 5)Industrial application of polypeptide resinases: in vivo release of the polypeptide from a resinate: Case of parenteral administration of a peptide (IpH: 4, 5)
La forme pharmaceutique est un gel stérile aqueux plus ou moins compact ou un lyophilisât, injecté par voie sous cutanée ou intra musculaire. Le peptide est formé d'une dizaine d'acides aminés dont le IpH est d'environ 4,5. La résine échangeuse d'ions employée pour la préparation du résinate est une résine échangeuse d'anions de type QAE - 50 qui possède des groupements fonctionnels aminés. Le résinate de peptide a été préparé dans une solution tampon aqueuse de Tris (hydroxy méthyl) amino méthane à force ionique 0,05 M à un pH compris entre 6 et 7,5 et de préférence à pH physiologique 7,2. Après injection dans le muscle, le gel va progressivement s'hydrater. Le pH du milieu est supérieur au IpH du peptide. Le peptide est chargé négativement et reste fortement fixé à la résine échangeuse d'anions chargée positivement. Le résinate de polypeptide gélifié reste sous forme d'un sel insoluble dans le milieu. Au cours du temps, les microparticules de résines qui agissent comme réservoir de principe actif vont permettre une dissociation du résinate qui va libérer le peptide par un mécanisme d'échange d'ions de manière programmée en fonction des paramètres de foπnulation (diamètre moyen, masse moléculaire, degré de réticulation,....). Selon un mode particulier de réalisation, le procédé de fabrication selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en outre, après l'étape de formation de la préparation, une étape de coacervation aqueuse par mise en présence de la préparation avec un poly ester de type de homo- ou copolymère de l'acide lactique et/ou glycolique, de préférence dissous dans un solvant polaire de type PEG 400.The pharmaceutical form is a more or less compact sterile aqueous gel or a lyophilisate, injected subcutaneously or intramuscularly. The peptide is formed of about ten amino acids whose IpH is about 4.5. The ion exchange resin used for the preparation of the resinate is a QAE - 50 type anion exchange resin which has amino functional groups. The peptide resinate was prepared in an aqueous buffer solution of Tris (hydroxy methyl) amino methane at 0.05 M ionic strength at a pH of between 6 and 7.5 and preferably at physiological pH 7.2. After injection into the muscle, the gel will gradually become hydrated. The pH of the medium is greater than the IpH of the peptide. The peptide is negatively charged and remains strongly attached to the positively charged anion exchange resin. The gelled polypeptide resinate remains in the form of an insoluble salt in the medium. Over time, the microparticles of resins which act as a reservoir of active principle will allow dissociation of the resinate which will release the peptide by an ion exchange mechanism in a programmed manner as a function of the foπnulation parameters (average diameter, mass molecular, degree of crosslinking, ....). According to a particular embodiment, the manufacturing method according to the invention is characterized in that it further comprises, after the step of forming the preparation, an aqueous coacervation step by placing the preparation in the presence of the preparation with a poly ester homo- or copolymer type of lactic acid and / or glycolic, preferably dissolved in a polar solvent PEG 400 type.
De préférence, le poly ester de type de homo- ou copolymère de l'acide lactique et/ou glycolique est un copolymère de l'acide lactique et glycolique (PLGA). En effet, le présent inventeur a découvert qu'il est possible de former des microcapsules de manière extemporanée juste après l'obtention de la préparation. Du fait de l'insolubilité de la préparation selon l'invention (« résinate de polypeptide »), la coacervation en milieu aqueux est possible (voir Exemple 5). Les techniques de microencapsulation par évaporation de solvant ou de coacervation pour les peptides et les protéines habituellement très solubles dans l'eau sont réalisées en milieu organique au moyen d'un solvant apolaire de type acétone, chlorure de méthylène, acétonitrile, (Okada H. et al., J Pharm ExpPreferably, the homopolymer or copolymer type of lactic acid and / or glycolic acid is a copolymer of lactic acid and glycolic acid (PLGA). Indeed, the present inventor has discovered that it is possible to form microcapsules extemporaneously just after obtaining the preparation. Due to the insolubility of the preparation according to the invention ("polypeptide resinate"), coacervation in aqueous medium is possible (see Example 5). Microencapsulation techniques by solvent evaporation or coacervation for peptides and proteins usually very soluble in water are carried out in organic medium using an apolar solvent of the acetone, methylene chloride, acetonitrile type (Okada H. et al., J Pharm Exp
Tech, 1988, 244 :744-750 ; brevet US 4,673,595, Debiopharm, 1991, Orsolini et al.).Tech, 1988, 244: 744-750; U.S. Patent 4,673,595, Debiopharm, 1991, Orsolini et al.).
En plus d'être difficilement transposable industriellement et de la présence de solvants résiduels, ces techniques peuvent affecter la qualité des peptides et les protéines encapsulées (Sah H., « Protein instability toward organic/water emulsification : implications for protein microencapsulated into microspheres », PDA, J Pharm Sci Technology, 53 :3-10 ,1999).In addition to being difficult to transpose industrially and the presence of residual solvents, these techniques can affect the quality of peptides and encapsulated proteins (Sah H., "Protein instability to organic / water emulsification: implications for protein microencapsulated into microspheres", PDA, J Pharm Sci Technology, 53: 3-10, 1999).
Dans la présente invention, les homo ou copolymères de l'acide lactique et/ou glycolique (PLGA) sont solubilisés dans un solvant polaire biocompatible de type PEG 400. Par simple mélange du gel aqueux des microparticules portant des groupements fonctionnels formant une liaison ionique avec le principe actif et la solution de PLGA dans le PEG 400, des microcapsules sont formées par coacervation aqueuse du PLGA, le PEG 400 étant miscible à l'eau.In the present invention, homo or copolymers of lactic acid and / or glycolic acid (PLGA) are solubilized in a biocompatible polar solvent of the PEG 400 type. By simple mixing of the aqueous gel microparticles carrying functional groups forming an ionic bond with the active ingredient and the PLGA solution in PEG 400, microcapsules are formed by aqueous coacervation of PLGA, the PEG 400 being miscible with water.
Les avantages de cette technique sont nombreux : Du fait de la liaison ionique forte entre le principe actif et les groupements fonctionnels des microparticules, l'efficacité de la microencapsulation dans l'eau est très significative (de plus de 80%).The advantages of this technique are numerous: Because of the strong ionic bond between the active ingredient and the functional groups of the microparticles, the effectiveness of microencapsulation in water is very significant (by more than 80%).
Le « burst effect » classiquement observé avec les systèmes matriciels est réduit du fait de la liaison ionique.The "burst effect" conventionally observed with the matrix systems is reduced because of the ionic bond.
La préparation des microcapsules est extemporanée. Il n'y a pas besoin de matériel ou de réacteur de microencapsulation spécifique. Bonne injectabilité et tolérance de la préparation en majorité composée de solvant aqueux. - Fabrication aseptique après stérilisation des matières premières.The preparation of the microcapsules is extemporaneous. There is no need for specific microencapsulation equipment or reactor. Good injectability and tolerance of the preparation mainly composed of aqueous solvent. - Aseptic manufacture after sterilization of raw materials.
Les figures et exemples qui suivent permettent de mieux décrire l'invention, mais n'en limitent aucunement la portée.The figures and examples which follow make it possible to better describe the invention, but in no way limit its scope.
FIGURESFIGURES
Figures IA et IB: Charges des résines échangeuses d'ions en fonction du pH du milieu. Les propriétés ioniques des résines sont dépendantes du pH du milieu. Les résines doivent être suffisamment chargées pour fonctionner en échange d'ions et permettre une fixation réversible dans la gamme de pH de 4 à 8 où la majorité des polypeptides sont stables.Figures IA and IB: Loads of ion exchange resins as a function of the pH of the medium. The ionic properties of the resins are dependent on the pH of the medium. The resins must be sufficiently charged to operate in ion exchange and allow reversible binding in the pH range of 4 to 8 where the majority of the polypeptides are stable.
Figure 2: Influence du pH sur la charge nette d'un polypeptide.Figure 2: Influence of pH on the net charge of a polypeptide.
Un polypeptide se fixera à une résine échangeuse d'ions cationiques chargées négativement dans un tampon si le pH du tampon est plus bas que le point isoélectrique (IpH) du polypeptide, et se fixera à une résine échangeuse d'anions chargées positivement si le pH est plus élevé que le IpH.A polypeptide will bind to a negatively charged cationic ion exchange resin in a buffer if the pH of the buffer is lower than the isoelectric point (IpH) of the polypeptide, and will bind to a positively charged anion exchange resin if the pH is higher than the IpH.
Figure 3: Dosage du taux de testostérone chez le rat en mmol/1 après administration par voie sous-cutanée d'un résinate d'analogue de LHRH. Une castration chimique des rats est observée sur une période d'une semaine pour les animaux traités avec un phénomène de rebond après J 15.Figure 3: Measurement of testosterone level in the rat in mmol / l after subcutaneous administration of an LHRH analogue resinate. Chemical castration of the rats is observed over a period of one week for animals treated with a rebound phenomenon after D 15.
Figure 4 : Fabrication des résinâtes de polypeptides Les polypeptides chargés négativement remplacent les contre-ions et se lient aux particules de polymère chargé positivement. Les contre-ions sont éliminés dans le tampon. Il y a ainsi formation d'un sel insoluble stable.Figure 4: Manufacture of Polypeptide Resinates Negatively charged polypeptides replace the counterions and bind to the positively charged polymer particles. The counterions are removed in the buffer. There is thus formation of a stable insoluble salt.
Figures 5A et 5B : Photographies de particules de résine enrobées dans le coacervat de PLGA 50/50.Figures 5A and 5B: Photographs of resin particles embedded in the coacervate of PLGA 50/50.
Cf. Exemple 5.See Example 5.
Figure 6 : Principe de la coacervation aqueuseFigure 6: Principle of aqueous coacervation
EXEMPLESEXAMPLES
Exemple 1Example 1
II est important de montrer que le polypeptide se fixe sur la résine échangeuse d'ions en fonction des conditions de pH. La méthode suivante basée sur une technique de spectrophotométrie UV/visible a été développée. Le protocole de fixation du polypeptide sur une résine échangeuse d'ions a permis de sélectionner un pH optimal de préparation des résinâtes de polypeptide. Ce protocole est le suivant : - Sélection d'une série de 10 tubes en verre de 15 ml,It is important to show that the polypeptide binds to the ion exchange resin as a function of pH conditions. The following method based on a UV / visible spectrophotometry technique has been developed. The protocol for binding the polypeptide to an ion exchange resin has made it possible to select an optimum pH for preparing the polypeptide resinates. This protocol is as follows: - Selection of a series of 10 glass tubes of 15 ml,
Ajout dans chaque tube, de 100 mg de résine échangeuse d'ions puis 10 ml de solution tampon à 0,5M,Add in each tube, 100 mg of ion exchange resin and then 10 ml of 0.5M buffer solution,
Le gel formé est équilibré dans chaque tube par un lavage avec la solution tampon à 0,5M, - La résine échangeuse d'ions est laissée au repos pendant 1 heure (phase d'hydratation de la résine), Le gel formé est à nouveau équilibré dans chaque tube par un lavage avec une solution tampon à 0,05 M.The gel formed is equilibrated in each tube by washing with the 0.5M buffer solution. The ion exchange resin is left standing for 1 hour (hydration phase of the resin). The gel formed is again equilibrated in each tube by washing with a 0.05M buffer solution.
Le pH est ajusté dans chaque tube pour obtenir une gamme de pH compatible avec la formation du résinate de polypeptide. - Une quantité connue de polypeptide est ajoutée dans chaque tube.The pH is adjusted in each tube to obtain a pH range compatible with the formation of the polypeptide resinate. A known amount of polypeptide is added to each tube.
- Les tubes sont agités de la même manière suivant un protocole déterminé et le polypeptide est dosé par spectrophotométrie UV/visible à 280 nm dans le surnageant après la réaction de salification.The tubes are stirred in the same manner according to a determined protocol and the polypeptide is determined by UV / visible spectrophotometry at 280 nm in the supernatant after the salification reaction.
La méthode de dosage suivante a été appliquée : La solution à analyser est placée dans une cuve en quartz de 1 cm et placée dans un spectrophotomètre UV/visible double faisceau (PERKIN ELMER). Les échantillons ont été préalablement filtrés sur des pré filtres membranes de type acétate de cellulose. Les absorbances sont utilisées pour calculer la concentration de polypeptide en fonction d'une gamme étalon préparée à partir de quantités connues d'échantillons. Les résultats de différents dosages effectués avec une protéine modèle, l'ovalbumine, sont donnés dans les exemples 2 et 3 suivants.The following assay method was applied: The solution to be analyzed is placed in a 1 cm quartz vat and placed in a dual-beam UV / visible spectrophotometer (PERKIN ELMER). The samples were previously filtered on cellulose acetate pre-filters. Absorbances are used to calculate the polypeptide concentration as a function of a standard range prepared from known amounts of samples. The results of different assays performed with a model protein, ovalbumin, are given in Examples 2 and 3 below.
Les résultats des expérimentations montrent clairement que les résines échangeuses d'ions fixent l'ovalbumine en fonction des conditions de pH du milieu. Les résultats sont exprimés en pourcentages d'ovalbumine fixés sur la résine échangeuse d'ions.The results of the experiments clearly show that the ion exchange resins bind ovalbumin according to the pH conditions of the medium. The results are expressed in percentages of ovalbumin attached to the ion exchange resin.
Exemple 2Example 2
Fixation d'ovalbumine sur une résine échangeuse de cations Sephadex SP C-50. Le protocole de fixation de l'ovalbumine sur la résine échangeuse d'ions est celui décrit dans l'exemple 1.Ovalbumin fixation on a Sephadex SP C-50 cation exchange resin. The protocol for binding ovalbumin to the ion exchange resin is that described in Example 1.
0,1g de Sephadex SP C-50 sont déposés dans chaque tube en verre de 15ml. 10 ml de solution tampon acétate de sodium 0,5M (pKa : 4,6) sont ajoutés dans chaque tube. La résine échangeuse d'ions Sephadex SP C-50 est laissée au repos pendant 1 heure (phase d'hydratation de la résine). Le gel formé est équilibré dans chaque tube par élimination du surnageant et lavage avec une solution tampon acétate de sodium à 0,05 M. Le pH est ensuite ajusté dans chaque tube pour obtenir une gamme de pH partant de 3,0 pour le tube N0I à 7,5 pour le tube N0IO et variant de0.1g of Sephadex SP C-50 are deposited in each 15ml glass tube. 10 ml of 0.5M sodium acetate buffer solution (pKa 4.6) are added to each tube. The Sephadex SP C-50 ion exchange resin is allowed to stand for 1 hour (hydration phase of the resin). The gel formed is equilibrated in each tube by removing the supernatant and washing with a 0.05 M sodium acetate buffer solution. The pH is then adjusted in each tube to obtain a range of pH from 3.0 for the tube N 0 I to 7.5 for the tube N 0 IO and varying from
0,5 en 0,5. Une même quantité d'ovalbumine soit 4mg, est ajoutée dans chaque tube. Le volume final de solution dans chaque tube est de l'ordre de 8ml. Les tubes sont mélangés au vortex 1 minute à 1400rpm sur un IKA MS2.0.5 in 0.5. The same quantity of ovalbumin, ie 4 mg, is added to each tube. The final volume of solution in each tube is of the order of 8 ml. The tubes are vortexed 1 minute at 1400rpm on an IKA MS2.
Un gel floconneux est observé dans les tubes N° 1 , 2, 3 et dans une moindre mesure dans le tube N°4. Le surnageant de chaque tube après décantation du gel est prélevé par un système de seringue de 5ml (TERUMO) équipé d'aiguille 21 G, 0,8x50.A fluffy gel is observed in tubes No. 1, 2, 3 and to a lesser extent in tube No. 4. The supernatant of each tube after decantation of the gel is taken by a 5ml syringe system (TERUMO) equipped with a 21 G needle, 0.8 × 50.
Les échantillons, complétés par la solution filtrée d'ovalbumine de départ à 2mg/ml dans le tampon (tube N01 1) et la solution tampon filtrée d'acétate de sodium (tubeThe samples, supplemented with the filtered solution of starting ovalbumin at 2 mg / ml in the buffer (tube N 0 1 1) and the filtered sodium acetate buffer solution (tube
N°12) sont dosés par spectrophotométrie UV/visible suivant la méthode décrite dans l'exemple N°l .No. 12) are determined by UV / visible spectrophotometry according to the method described in Example No. 1.
Les résultats sont regroupés dans le tableau N° II ci-dessous.The results are summarized in Table II below.
Tableau N0II : Pourcentages d'ovalbumine fixés sur la résine échangeuse de cationsN 0 Table II: Percentage of ovalbumin attached to the cation exchange resin
Sephadex SP C-50.Sephadex SP C-50.
Une fixation de l'ovalbumine en solution aqueuse est observée pour les pH où la protéine est chargée positivement (pH inférieur au IpH : 4,5) et la résine échangeuse d'ions est chargée négativement (pH supérieur au pKa de la résine soit 2,5).Fixation of ovalbumin in aqueous solution is observed for the pH where the protein is positively charged (pH less than IpH: 4.5) and the ion exchange resin is negatively charged (pH greater than the pKa of the resin is 2 , 5).
Exemple 3Example 3
Fixation d'ovalbumine sur une résine échangeuse d'am'ons Sephadex QAE-50. Le protocole de fixation de l'ovalbumine sur la résine échangeuse d'ions est celui d écrit d ans l' ex empl e 1.Fixing ovalbumin on exchange resin am 'ons Sephadex QAE-50. The protocol for binding ovalbumin to the ion exchange resin is that written in Example 1.
0,1g de Sephadex QAE-50 sont déposés dans chaque tube en verre de 15ml. 10 ml de solution tampon tris (hydroxy méthyl) amino méthane 0,5M (pKa : 8,3) sont ajoutés dans chaque tube. La résine échangeuse d'ions Sephadex QAE-50 est laissée au repos pendant 1 heure (phase d'hydratation de la résine). Le gel formé est équilibré dans chaque tube par élimination du surnageant et lavage avec une solution tampon tris (hydroxy méthyl) amino méthane à 0,05 M. Le pH est ensuite ajustée dans chaque tube pour obtenir une gamme de pH partant de 6,0 pour le tube N°l à 10,5 pour le tube N°10 et variant de 0,5 en 0,5. Une même quantité d'ovalbumine soit 4mg, est ajoutée dans chaque tube. Le volume final de solution dans chaque tube est de l'ordre de 8ml. Les tubes sont mélangés au vortex 1 minute à 1400rpm sur un IKA MS2. Un gel floconneux est observé dans tous les tubes. Le surnageant de chaque tube après décantation du gel est prélevé par un système de seringue de 5ml (TERUMO) équipé d'aiguille 21 G, 0,8x50. Les échantillons, complétés par la solution tampon filtrée de tris (hydroxy méthyl) amino méthane (tube N0I l) et la solution filtrée d'ovalbumine de départ à 2mg/ml dans le tampon (tube N012) sont dosés par spectrophotométrie UV/visible suivant la méthode décrite dans l'exemple N°l. Les résultats sont regroupés dans le tableau N0 III ci-dessous. Tableau N0III : Pourcentages d'ovalbumine fixés sur la résine échangeuse de cations Sephadex QAE-50. 0.1 g of Sephadex QAE-50 are deposited in each 15 ml glass tube. 10 ml of 0.5M tris (hydroxy methyl) amino methane buffer solution (pKa: 8.3) are added to each tube. The Sephadex QAE-50 ion exchange resin is allowed to stand for 1 hour (hydration phase of the resin). The gel formed is equilibrated in each tube by removing the supernatant and washing with a 0.05 M tris (hydroxy methyl) amino methane buffer solution. The pH is then adjusted in each tube to obtain a pH range starting from 6.0. for tube No. 1 at 10.5 for tube No. 10 and ranging from 0.5 to 0.5. The same quantity of ovalbumin, ie 4 mg, is added to each tube. The final volume of solution in each tube is of the order of 8 ml. The tubes are vortexed 1 minute at 1400rpm on an IKA MS2. A fluffy gel is observed in all the tubes. The supernatant of each tube after decantation of the gel is taken by a 5ml syringe system (TERUMO) equipped with a 21 G needle, 0.8 × 50. The samples, supplemented with the filtered buffer solution of tris (hydroxy methyl) amino methane (tube N 0 I 1) and the filtered solution of ovalbumin starting at 2 mg / ml in the buffer (tube N 0 12) are determined spectrophotometrically. UV / visible according to the method described in Example No. 1. The results are summarized in Table III N 0 below. N 0 Table III: Percentage of ovalbumin attached to the cation exchange resin Sephadex QAE-50.
Une fixation de l'ovalbumine en solution aqueuse est observée pour la gamme de pH où la protéine est chargée négativement (pH supérieur au IpH : 4,5) et la résine échangeuse d'ions est chargée positivement (pH inférieur au pKa de la résine soit 12).A fixation of ovalbumin in aqueous solution is observed for the pH range where the protein is negatively charged (pH greater than IpH: 4.5) and the ion exchange resin is positively charged (pH lower than the pKa of the resin ie 12).
Exemple 4Example 4
Une étude in vivo chez le rat a été menée pour valider le concept de libération à partir d'un résinate de polypeptide. Un sel insoluble à base de Sephadex QAE et d'un analogue de la LHRH a été injecté à des rats mâles. Une diminution significative du taux de testostérone des animaux a été enregistrée sur une période d'une semaine.An in vivo rat study was conducted to validate the concept of release from a polypeptide resinate. An insoluble salt based on Sephadex QAE and an LHRH analogue was injected into male rats. A significant decrease in testosterone levels of the animals was recorded over a period of one week.
10 rats mâles Sprague-Dawley, CrI CD® (SD) IGS BR, Caesarian Obtained,10 male Sprague-Dawley rats, CrI CD® (SD) IGS BR, Caesarian Obtained,
Barrier Sustained-Virus Antibody Free (COBS-VAF®), ont été achetés au Laboratoires Charles River, France. L'âge des animaux au début du traitement est de 12 semaines. Les rats sont acclimatés pendant 5 jours et groupés par 2 ou 3 par cage. Des conditions habituelles pour l'alimentation en eau et nourriture sont appliquées. Le nombre de groupe d'animaux correspond à un groupe contrôle placebo et un groupe traité. Le nombre d'animaux est de 5 dans chaque groupe.Barrier Sustained-Virus Antibody Free (COBS-VAF®), were purchased at Charles River Laboratories, France. The age of the animals at the beginning of the treatment is 12 weeks. The rats are acclimated for 5 days and grouped by 2 or 3 by cage. Normal conditions for feeding water and food are applied. The number of groups of animals corresponds to a placebo control group and a treated group. The number of animals is 5 in each group.
Les formulations (suspensions stériles de résinate d'analogue de LHRH) ont été préparées la veille de l'injection et injectées par voie sous cutanée à la dose de 5 ml/kg. La teneur en analogue de la LHRH dans le résinate de décapeptide est de 2% (p/p). La mortalité, la morbidité, les signes cliniques à Jl et une fois par semaine ont été surveillé ainsi que la perte de poids et la consommation de nourriture. Des prélèvements de sang pour chaque animal (0,5ml) sont effectués par le sinus orbital sous anesthésie à PIsoflurane dans des tubes héparinés au temps suivants: pré dose et J 1, 2, 3, 7, 14, 21, 28. Les échantillons de plasma sont congelés à -2O0C avant envoi à l' Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon, pour analyse par radio immuno assay (Sorin). A la fin de la période d'observation, les animaux sont tués par dislocation cervicale sous anesthésie à l'Isofiurane et le site d'injection est prélevé et les carcasses sont examinées.The formulations (sterile LHRH analogue resinate suspensions) were prepared the day before the injection and injected subcutaneously at a dose of 5 ml / kg. The LHRH analogue content in the decapeptide resinate is 2% (w / w). Mortality, morbidity, clinical signs at D1 and once a week were monitored as well as weight loss and food consumption. Blood samples for each animal (0.5 ml) are taken from the orbital sinus under anesthesia with isoflurane in heparinized tubes at the following times: pre-dose and D 1, 2, 3, 7, 14, 21, 28. The samples of plasma are frozen at -2O 0 C before sending to the National Veterinary School of Lyon, for analysis by radio immuno assay (Sorin). At the end of the observation period, the animals are killed by cervical dislocation under Isofiurane anesthesia and the injection site is removed and the carcasses are examined.
Les résultats sont regroupés dans le tableau suivant (la moyenne des taux de testostérone enregistrée pour le lot placebo est de 8,83 nmol/L) :The results are grouped in the following table (the average testosterone level recorded for the placebo lot is 8.83 nmol / L):
Jour O Jour 1 Jour 2 Jour 3 Jour 7 Jour 14 Jour 21 Jour 28Day O Day 1 Day 2 Day 3 Day 7 Day 14 Day 21 Day 28
GOOl m 9,5 12,3 4,1 4,4 8,5 14,0 11,3 10,0GOOD m 9.5 12.3 4.1 4.4 8.5 14.0 11.3 10.0
SEM 1,15 2,88 1,20 0,57 2,24 4,17 2,47 2,55SEM 1.15 2.88 1.20 0.57 2.24 4.17 2.47 2.55
Dosage de testostérone (nmol/L)Testosterone dosage (nmol / L)
Une castration chimique des rats est observée sur une période d'une semaine pour les animaux traités avec un phénomène de rebond après J 15 (voir Figure 3). Exemple 5 :Chemical castration of the rats is observed over a period of one week for animals treated with a rebound phenomenon after D (see Figure 3). Example 5
Essai de micro encapsulation extemporanée d'une résine SEPHADEX SP C50 non chargée en peptide (placebo) à l'aide d'un copolymère de l'acide lactique et glycolique de type PLGA 50/50Extemporaneous microencapsulation assay of a peptide-free SEPHADEX SP C50 resin (placebo) using a 50/50 PLGA lactic and glycolic acid copolymer
(1) Préparation d'une solution de PLGA 50/50, PCAS, lot : 33101N009 dans le PEG 400, ACROS ORGANICS, lot : A020487801 à une concentration de 10% (m/v). a. Pesée du PLGA 50/50 : 1,01g b. Dissolution du PLGA dans 10ml de PEG 400 à chaud sous agitation magnétique jusqu'à dissolution complète du PLGA 50/50 qui forme un liquide transparent et visqueux jaune clair. c. Temps d'agitation : 30 minutes, température inférieure à 1200C(1) Preparation of a solution of 50/50 PLGA, PCAS, lot: 33101N009 in PEG 400, ACROS ORGANICS, lot: A020487801 at a concentration of 10% (w / v). at. Weighing PLGA 50/50: 1.01g b. Dissolution of the PLGA in 10 ml of hot PEG 400 with magnetic stirring until complete dissolution of the PLGA 50/50 which forms a transparent and viscous clear yellow liquid. vs. Stirring time: 30 minutes, temperature below 120 0 C
(2) Préparation du gel hydraté de résine échangeuse d'ions de type SEPHADEX SP C50, ALDRICH CHEMICAL, lot 08402DF. a. Pesée de la résine : 0,046g b. Hydratation de la résine dans 4ml d'eau purifiée MILLIQ pour former une solution colloïdale homogène.(2) Preparation of SEPHADEX SP C50, ALDRICH CHEMICAL hydrated ion exchange resin gel, lot 08402DF. at. Weighing the resin: 0.046g b. Hydration of the resin in 4ml of MILLIQ purified water to form a homogeneous colloidal solution.
La quantité théorique de résine échangeuse d'ions sèche pour salifier un analogue de LHRH est au minimum de 4mg (hypothèse d'un taux de charge de la résine de 100% et une teneur en peptide dans le sel de 50%). La dose de peptide pur à injecter est de 4 mg pour un mois de traitement.The theoretical amount of dry ion exchange resin for salifying an LHRH analog is at least 4 mg (assuming a resin loading rate of 100% and a salt content of 50%). The dose of pure peptide to be injected is 4 mg for one month of treatment.
Trois essais de micro encapsulation placebo ont été réalisés avec deux volumes de gel hydraté différents avec ou sans surfactif :Three placebo microencapsulation trials were performed with two different volumes of hydrated gel with or without surfactant:
(1) Avec 0,4 ml de gel hydraté de résine ajouté à 2ml de la solution de PLGA 50/50 dans le PEG 400. Il y a foπnation d'un latex (petites particules en suspension dans le mélange d'aspect laiteux. Pas de précipité massif mais l'essai d'injectabilité avec une seringue et aiguille TERUMO 2OG xl, 0,9x25 est non satisfaisant. Au microscope optique, observation d'agglomérats plus ou moins importants.(1) With 0.4 ml of hydrated resin gel added to 2 ml of the 50/50 PLGA solution in PEG 400. There is foπnation of a latex (small particles suspended in the mixture of milky appearance. No massive precipitate but injection test with a syringe and needle TERUMO 2OG xl, 0,9x25 is no satisfactory. Under an optical microscope, observation of more or less important agglomerates.
(2) Avec 0,4 ml de gel hydraté de résine ajouté à 2ml de la solution de PLGA 50/50 dans le PEG 400 mélangé avec du polysorbate 80 (TWEEN 80). 11 y a formation d'un latex homogène et stable (très petites particules en suspension dans le mélange d'aspect laiteux. Pas de précipité massif. L'essai d'injectabilité avec une seringue et aiguille TERUMO 2OG xl, 0,9x25 est correct.(2) With 0.4 ml of hydrated resin gel added to 2 ml of 50/50 PLGA solution in PEG 400 mixed with polysorbate 80 (TWEEN 80). A homogeneous and stable latex is formed (very small particles in suspension in the milky mixture) No massive precipitate The injectability test with a syringe and needle TERUMO 2OG xl, 0,9x25 is correct .
(3) Avec 0,8 ml de gel hydraté de résine ajouté à 2ml de la solution de PLGA 50/50 dans le PEG 400. Il y a formation d'un latex (très petites particules en suspension dans le mélange d'aspect laiteux. Pas de précipité massif. L'essai d'injectabilité avec une seringue et aiguille TERUMO 2OG xl, 0,9x25 est bon mais plus difficile avec une aiguille TERUMO 21Gx2/0,8x50 plus fine. Le transfert du latex dans un bain d'eau MILLIQ et de TWEEN 80 (volume 20ml) aboutit à la formation des microbilles de résines enrobées de PLGA 50/50.(3) With 0.8 ml of hydrated resin gel added to 2 ml of the 50/50 PLGA solution in PEG 400. Latex is formed (very small particles suspended in the milky-looking mixture No massive precipitate The injection test with a syringe and needle TERUMO 2OG xl, 0.9x25 is good but more difficult with a needle TERUMO 21Gx2 / 0.8x50 finer.The transfer of the latex in a bath of water MILLIQ and TWEEN 80 (volume 20ml) results in the formation of microbeads of resins coated with PLGA 50/50.
Ces essais démontrent qu'il est possible de former des microcapsules de manière extemporanée directement dans le conditionnement final juste avant l'injection en SC ou IM. Le latex observé est du à une désolvatation du PLGA 50/50 à partir du PEG 400 qui forme un coacervat en suspension dans le mélange des deux solvants (le PEG 400 se mélange progressivement à l'eau purifiée). Les particules de résine sont entièrement enrobées par le coacervat de PLGA 50/50 (voir Figures 5A et 5B). Il est possible d'injecter directement le latex par voie SC ou IM. These tests demonstrate that it is possible to form microcapsules extemporaneously directly in the final packaging just before injection into SC or IM. The latex observed is due to a desolvation of PLGA 50/50 from PEG 400 which forms a coacervate suspended in the mixture of the two solvents (the PEG 400 gradually mixes with the purified water). The resin particles are fully coated with the 50/50 PLGA coacervate (see Figures 5A and 5B). It is possible to inject the latex directly SC or IM.
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