Настоящее изобретение раскрывает приоритет предварительной заявки № 60/489863, поданной 24 июля 2003, раскрытие которой включено сюда ссылкой.
Уровень техники
Запал является легочной болезнью лошадей. Запал наблюдается также у родственных видов, как например у мулов и ослов. Запал часто развивается неожиданно у лошадей и является болезнью, которая отличается от хронического обструктивного заболевания легких человека (COPD), которое развивается медленно в течение времени. Более того, запал, но не COPD, имеет сильный атопический компонент, который соответствует аллергическим реакциям на плесень в сене. Запал характеризуется сжатиями гладкой мускулатуры, воспалением и накоплением слизи в бронхах. Вероятно, что более чем 75% всех лошадей США страдают от запала. Лошади, страдающие от запала, как известно, имеют выраженный бронхостеноз во время нагрузки, и пригодность животного может быть существенно улучшена после назначения эффективного бронхорасширяющего лечения. Болезнь, называемая "запал", варьируется в различных областях мира, и в некоторых странах, как например в Новой Зеландии, болезнь может даже не называться запалом, хотя симптомы являются весьма подобными тем, которые наблюдаются у лошадей Америки, которые страдают от запала. В некоторых странах болезнь называют как "воспалительное заболевание дыхательных путей лошадей" или "аллергическое заболевание дыхательных путей", или "заболевание малых дыхательных путей". В действительности могут быть незначительные клинические различия в симптомах этой болезни в США/Канаде и в некоторых других странах. Предполагается, что различия в выраженности симптомов могут быть из-за различия пород лошадей и также из-за различия этиологии, как, например, различие типов плесени, которые вызывают атопическое сжатие (контрактуру) дыхательных путей лошадей.
Используемый здесь термин "запал" охватывает бронхостеноз лошадей, называемый запалом в США, и подобные запалу синдромы бронхостеноза у лошадей, хотя симптомы заболевания могут быть выражены различно у разных животных, как установлено выше. Данное изобретение охватывает запал у видов животных, родственных лошадям, как, например, у мулов и ослов.
Данное изобретение относится к новому лечению животных, в частности лошадей, страдающих от запала, с использованием агониста адренергического бета-рецептора, а именно оптически чистого R-энантиомера албутерола, имеющего химическую формулу:
Изобретение также относится к новым композициям, содержащим агонист бета-рецептора, а именно оптически чистый R(-)-абутерол, предназначенный для применения для лошадей, в частности для лошадей, страдающих от запала. Способ и составы обладают сильной продолжительной терапевтической активностью в организме животных, страдающих от запала, в то же время устраняя или снижая вредные эффекты, включающие, но не ограничивающиеся перечисленным, противовоспалительную активность, гиперактивность бронхиальной гладкой мускулатуры, мышечный тремор и тахикардию, а также устраняя или уменьшая развитие толерантности или гиперчувствительности при повторном назначении. Изобретение также обеспечивает неожиданно усовершенствованную оральную абсорбцию и длительность действия R(-)-албутерола на лошадей. Данное изобретение относится к способам лечения запала, бронхоспазмов лошадей, бронхоспазмов, вызванных нагрузкой, и других недомоганий лошадей с обструктивными нарушениями дыхательных путей или аллергическими расстройствами, такими как вызываемое запалом нарушение картины нормального сна, наряду с раскрытием противовоспалительной активности R(-)-албутерола, устраняющей вредные эффекты, свойственные S(+)-албутеролу, развитие толерантности при повторном введении или, в случае перорального введения, ограниченную картину бронхиального распределения, что имеет место, когда бронхорасширяющие средства вводят ингаляцией.
Активным соединением в составах и способах по данному изобретению является оптический изомер албутерола, который описан в патенте США № 6110974, раскрытие которого включено сюда ссылкой. Албутерол называют салбутамолом за пределами США. Химически R(-)-изомер албутерола, используемый здесь, относится к оптически чистому (-)-соединению, а именно сульфату (2:1) (соли) (R)-α1-[[(1,1-диметилэтил)амино]метил]-4-гидрокси-1,3-бензол-диметанола и к соответствующему основанию и любой другой биологически приемлемой форме или ее соли. Рацемическое соединение RS-албутерол является хорошо известным медикаментом против астмы у людей и продается под различными торговыми названиями, такими как, например, Proventil® (Schering) и Ventolin® (Glaxo). R(-)-албутерол также является медикаментом против астмы, продаваемым под торговым названием Xopenex® (Sepracor) в США. Применение R(-)-албутерола для лечения астмы у людей описано Balberich в патенте США 5362755. Применение R(-)-абутерола для ингибирования преждевременных сокращений (токолиз) матки при беременности у людей описано Pesterfield в патенте США 5708036 и применение R(-)-албутерола в качестве стимулятора роста крупного рогатого скота описано Alberg в патенте США 6110974.
Способы получения R(-)-албутерола описаны Hamied в WO 02/48090 А1, Gao в патенте США 5399765 и Ferrayoli и др. в Enantiomer, 2000, 5: 289-291. Оперативный поиск выявил, что рацемический албутерол включен в более чем 500 патентов США. R(-)-албутерол включен менее чем в дюжину патентов США.
Многие органические соединения существуют в оптически активных формах, т.е. они имеют способность вращать плоскость поляризованного света. При описании оптически активного соединения префиксы R и S используются для обозначения абсолютной конфигурации молекулы относительно ее хирального центра (центров). Префиксы (-) и (+) используются для обозначения знака вращения поляризованного в плоскости света соединением, (+) или 1 означают, что соединение является левовращающим. Для данной химической структуры пара энантиомеров является идентичной за исключением того, что они являются неналожимыми зеркальными отображениями друг друга. Конкретный стереоизомер может быть также назван как энантиомер, и смесь таких изомеров часто называют энантиомерной или рацемической смесью.
Адренергические лекарства, подобные албутеролу, создают свой терапевтический эффект посредством воздействия на адренергические бета-рецепторы организма. Албутерол имеет высокое сродство к адренергическим бета-2-рецепторам в дыхательных путях животных и людей, которые активируются лекарством. Албутерол поэтому называют "адренергическим бета-2-агонистом". Так как S-албутерол имеет менее чем 1% от сродства R-албутерола к адренергическим бета-рецепторам, можно сделать вывод, что S-албутерол не имеет сколь-нибудь значительной адренергической бета-2 активности, и токсические эффекты S-абутерола являются неадренергическими по своей природе. Очень низкое сродство S-албутерола к адренергическим бета-рецепторам, вероятно, является результатом сродства оптических примесей, содержащих R-албутерол, в испытуемых образцах S-абутерола к рецептору. Однако, с научной точки зрения, возможность S-абутерола иметь очень слабое собственное сродство к адренергическим бета-рецепторам не может быть исключена.
ХИМИЯ
Химическая структура R(-)-албутерола:
Молекулярная формула R(-)-албутерола: C13H21NO3 .1/2 H2SO4
Молекулярная масса R(-)-албутерола: 288,31
ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Сульфат R(-)-албутерола и гидрохлорид R(-)-албутерола являются белыми кристаллическими порошками без запаха, которые легко растворимы в воде. Химическая и оптическая чистота всех партий, использованных для биологических исследований, была >98%. Оптическое вращение сульфата R(-)-албутерола, [α]20 d = -32 до -36 на сухой основе. Не было обнаружено никаких полиморфов.
На основе их воздействия на людей адренергические бета-2- агонисты обычно классифицируют как "краткодействующие" и "долгодействующие". Так, албутерол и тербуталин являются "краткодействующими бета-2 агонистами", тогда как салметерол и формотерол являются "долгодействующими бета-2 агонистами".
Албутерол обычно вводят ингаляцией, например, с помощью распылителей или дозирующих аэрозольных устройств, или он может быть введен пациентам людям как ингалируемые порошки, но лекарство, как известно, очень быстро подвергается метаболизму при пероральном введении, и поэтому более предпочтительным путем введения является ингаляция.
Обнаружено, что S-изомер албутерола вызывает значительные побочные эффекты. Так, вредные эффекты S-албутерола и рацемического албутерола включают, но без ограничения указанным, неадренергические эффекты, такие как, но не только, (а) влияния на центральную нервную систему (ЦНС-эффекты), такие как например нервозность, (b) сердечные эффекты, такие как например кардиодепрессия, (с) воздействия на репродуктивные органы, такие как, например, гиперактивность матки к окситоцину, (d) желудочно-кишечные побочные эффекты, такие как например повышенный аппетит, (е) респираторные побочные эффекты, такие как например гиперактивность бронхиальной гладкой мускулатуры, гиперактивность бронхиальной гладкой мускулатуры и легочные противовоспалительные эффекты, которые выражены как свистящее дыхание и кашель. В дополнение к указанному, рацемический албутерол может также вызывать (f) тератогенные побочные эффекты, которые, вероятно, связаны с S-изомером, так как введение чистого R-изомера албутерола не ассоциировалось с тератогенной активностью, когда проводились испытания на животных (патент США 5708036).
Симптомы запала включают воспаление легочных дыхательных путей лошади. Воспалительные медиаторы, которые высвобождаются из противовоспалительных клеток, вызывают воспаление легких при воспалении у лошадей, как во многих других формах воспаления. Были проведены исследования, которые продемонстрировали, что S-абутерол, но не R-албутерол, облегчает высвобождение воспалительных медиаторов из противовоспалительных клеток (Andersson et al., ATS Internat Conf. Seattle 1995, Abstr.).
Было также показано, что у животных развивается толерантность к бронхорасширяющему эффекту рацемического албутерола. Это относится к десенсибилизации, что является одним из наиболее значительных клинических явлений с вовлечением бета-адренергического рецептора. Это случается после повторного введения высоких концентраций агониста рецептора. Когда бета-рецептор делается нечувствительным к агонисту, будут необходимы более высокие дозы (концентрации) агониста, чтобы сохранить эквивалентную физиологическую реакцию. Проблема десенсибилизации является особенно значительной при повторном лечении заболеваний, приводящих к бронхоспазмам, таких как запал, и, веротно, это является следствием повторяющегося воздействия высоких концентраций агонистов адренергических бета-рецепторов на адренергические бета-рецепторы. Вероятность возникновения таких высоких концентраций агониста бета-рецептора у рецепторных участков больше во время ингаляции медикамента, чем во время системного (перорального) введения лекарства. Поэтому важно, что R(-)-албутерол, как обнаружено в настоящее время, не подвергается метаболизму фенолсульфотрансферазой М-формы в кишечнике или печени лошади, но хорошо абсорбируется после перорального введения лекарства лошадям и имеет длительный полупериод существования в плазме лошадей. Поэтому ингаляция R(-)-албутерола не является необходимой для лошадей, и развития толерантности можно избежать.
Термин COPD установлен для "хронического обструктивного заболевания легких" и относится к медицине человека. Термин вводит в заблуждение, когда он относится к лошадям, страдающим от запала, так как запал не является "лошадиным эквивалентом" COPD у людей. Так, у лошадей запал может развиваться быстро, тогда как у людей COPD развивается медленно и в течение времени. Предполагается, что запал вызывается плесенью в сене, когда лошадей содержат в конюшне в течение зимних месяцев, и запал не является главной проблемой в странах, где лошадей можно содержать на открытом воздухе круглый год. Сильный атопический компонент запала (аллергия к плесени из сена) не присутствует в COPD человека. Таким образом, запал не является такой же болезнью, как COPD человека.
В подавляющем большинстве случаев запал вызывается аллергической реакцией на споры плесени, обнаруживаемые в окружении лошади. Эти споры имеют размеры, делающие возможным их вдыхание, и достигают малых дыхательных путей в легких. Клинические признаки запала включают три хорошо известных компонента: бронхоспазм, бронхиальное воспаление и избыточное образование слизи. Однако могут быть дополнительные симптомы болезни, которые менее хорошо известны. Результирующее влияние указанных процессов - это сужение дыхательных путей и пониженная емкость для воздушного потока. Лошади, страдающие от запала, подвержены различным типам инфекций дыхательных путей и кашлю. Поэтому может быть полезным комбинированное лечение R(-)-абутеролом с медикаментом, который направлен против случаев воспаления легких и против легочных инфекций различными условно-патогенными микроорганизмами, и с лекарствами, подавляющими кашель.
Сущность изобретения
В настоящее время выявлено, что R-изомер албутерола является высоко эффективным средством против запала и вызываемого нагрузками бронхостеноза у животных, особенно у лошадей, и, в частности, против вызываемого нагрузками бронхостеноза у лошадей, страдающих от запала. Действительный механизм(ы) действия R(-)-албутерола в восстановлении нормальной функции легких у животных не известен, но противовоспалительная и бронхорасширяющая активности R(-)-албутерола, наряду с устранением всяких противовоспалительных эффектов и гиперактивности S-албутерола, представляются наиболее важными.
Известно, что R(-)-албутерол плохо и изменчиво абсорбируется после перорального введения, потому что лекарство метаболизируется в желудочно-кишечном тракте и в печени ферментом, называемым фенолсульфотрансферазой М-формы (M-PST). Этот фермент, как известно, стереоселективно метаболизирует R-абутерол (Hartman A.P. et al. Chirality 1998, 10:800-803). Однако в настоящее время неожиданно обнаружено, что M-PST не экспрессируется в организме лошади. Поэтому R-албутерол не подвергается пресистемному метаболизму в кишечнике лошади, но R-абутерол хорошо абсорбируется в организме лошади после перорального введения. Обнаружено также, что R-албутерол имеет неожиданно продолжительный фармакокинетический полупериод существования в организме лошади после перорального введения. Так, химические анализы проб венозной крови, взятых у лошадей после перорального введения R-албутерола, демонстрируют хорошую абсорбцию и показывают, что R-албутерол остается в организме лошади в течение неожиданно продолжительного периода времени после перорального введения лекарства. Более того, тогда как R-абутерол может превращаться в S-албутерол у людей (Boulton et al. Clin Pharmacokinet., 2001, 40: 23-40), неожиданно было обнаружено, что у лошадей такого превращения не происходит.
Бронхиальная гиперактивность из-за RS- и S-албутерола ранее была убедительно продемонстрирована только в изолированной бронхиальной гладкой мышце морской свинки. Исследования на людях были недостаточными, чтобы убедительно подтвердить бронхиальную гиперактивность из-за рацемического албутерола (Boulton et al. Clin Pharmacokinet., 2001, 40: 23-40). В настоящее время обнаружено, что именно S-албутерол, а не R-албутерол, вызывает гиперактивность в лошадиной бронхиальной гладкой мускулатуре, что может объяснить неожиданно сильную активность чистого R-эантиомера албутерола на бронхиальную гладкую мускулатуру лошадей.
Подробное описание изобретения
Данное изобретение относится к способу вызывания терапевтических эффектов у животных, страдающих от запала, который содержит введение таким животным эффективного количества R-албутерола при устранении сопутствующей помехи вредных эффектов, повышенной токсичности, высвобождения воспалительных медиаторов и развития бронхиальной гиперактивности, которые вызываются S-албутеролом. Более того, можно избежать развития толерантности при введении ингаляцией лошадям, так как в настоящее время неожиданно обнаружено, что не происходит никакого пресистемного метаболизма R-албутерола ферментом M-PST у этих видов. Таким образом, полезные терапевтические эффекты, включая бронхорасширяющие эффекты при нагрузке у лошадей, страдающих от бронхостеноза и бронхиального воспаления при запале, достигаются применением чистого агониста адренергического бета-рецептора, а именно R(-)-албутерола, при существенном ограничении или полном устранении вредных эффектов, повышенной токсичности и легочных побочных эффектов соответствующего дистомера. Развитие толерантности может быть уменьшено или исключено, так как R-албутерол, что очень неожиданно, не подвергается пресистемному метаболизму в кишечнике, и лекарство может быть поэтому - и предпочтительно - введено перорально лошадям.
Данное изобретение также относится к бронхорасширяющей композиции для лечения животного, особенно лошади, при необходимости бронхорасширяющей терапии, которая содержит введение R(-)-албутерола в количестве, которое достаточно для облегчения бронхоспазмов, но недостаточно для того, чтобы вызвать вредные эффекты, повышенную токсичность или развитие толерантности. Бронхоспазмы могут наблюдаться у лошадей, страдающих от запала, бронхита и эмфиземы, и бронхоспазмы могут быть индуцированы у лошадей нагрузкой, особенно если лошади страдают от уже существующих легочных расстройств, таких как, например, запал.
Так как R(-)-албутерол, как теперь показано, неожиданно хорошо абсорбируется после перорального введения, этот путь введения является подходящим для лошадей, страдающих от запала, так как это более удобно, чем назначение ингаляционной терапии, и так как после ингаляции происходит ограниченное распределение лекарства в легких лошадей, страдающих от запала и других легочных состояний, которые охватывают бронхостеноз и/или накопление слизи в дыхательных путях.
Картины сна лошадей очень отличаются от картин сна людей, но подобно людям лошади необходим минимум сна, который может быть разным для разных лошадей и который может также изменяться в течение жизни, молодые лошади спят больше, чем более старые лошади. Картины сна лошадей также изменяются с изменениями погоды, сезона и факторов окружающей среды. Однако, если лошадь не получает необходимого минимума сна, она становится пассивной, так что кажется, что она глубоко спит, стоя, и она сгибается в коленях. (Pascoe, E., Practical Horseman, сентябрь 2000). В настоящее время замечено, что лошади, страдающие от запала, имеют картины сна, на которые нежелательно воздействует их бронхиальное расстройство, и поэтому лошади не получают того типа и количества сна, которые отвечали бы их минимальным требованиям. Введение R(-)-албутерола лошади, страдающей от запала, будет нормализовать картину сна, и лошадь будет получать тип и количество сна, которые отвечают ее требованиям.
Кроме того, хотя и есть некоторая изменчивость от одного пациента-лошади к другому, обычно наблюдается, что введением эффективного количества R-изомера албутерола может быть осуществлена более "направленная" терапия. Более "направленная" терапия означает, что при использовании единственного R-изомера терапевтическая активность соединения может быть использована выгодно без последствий фармакологических побочных эффектов S-изомера, которые могут возникать при введении рацемической смеси.
Данное изобретение относится к способу, применяемому для лечения воспалительного заболевания дыхательных путей лошадей, в особенности для воздействия на запал и достижения бронходилатации. Изобретение также может обеспечивать профилактическую терапию в некоторых случаях, как например, когда R(-)-албутерол вводят лошади, чтобы предотвратить вызываемый нагрузками бронхоспазм. Доктрина данного изобретения применима в терапии также других воспалительных или обструктивных заболеваний дыхательных путей лошадей, в частности, какой-либо такой болезни, при которой обычно практикуется лекарственная терапия рацемическим агонистом адренергического бета-рецептора, например кистозного фиброза, эмфиземы и хронического бронхита, вызываемого нагрузкой бронхоспазма, астмы и, главным образом, атопического бронхостеноза при запале.
Данное изобретение устраняет вредные побочные эффекты, описанные здесь ранее и часто наблюдаемые у лошадей после обычного клинического применения адренергических бета-2 лекарств в виде рацемических смесей. Конкретнее, изобретение обеспечивает средства для устранения, облегчения или ограничения вредных побочных эффектов, например системных побочных эффектов, таких как повышенная системная токсичность, и побочных эффектов, опасных для дыхательных путей, таких как бронхостеноз и противовоспалительные эффекты. Благодаря неожиданно благоприятному метаболизму R-албутерола, который в настоящее время выявлен у лошадей, может быть применено пероральное введение лекарства, при котором будет уменьшаться излишняя доступность легочных бета-рецепторов для лекарства, имеющая место после ингаляции лекарства, и поэтому будет уменьшено или исключено развитие толерантности к лекарству.
Так, изобретение обеспечивает средства для предотвращения, устранения, облегчения или ограничения обострения болезненного состояния и не будет непреднамеренно подрывать нормальную функцию легких или вызывать другой побочный эффект, сопутствующий обычному клиническому применению рацемических бета-2 агонистов, например "аномальный", "возвратный" или "парадоксальный" бронхоспазм и, особенно, усиление обструкции дыхательных путей, обострение "поздней реакции" или неспецифическую бронхиальную реактивность или артериальную гипоксемию.
Без ограничения данного изобретения какой-либо конкретной теорией или образом действий данное изобретение, в частности, следует понимать как обеспечивающее средства для устранения, облегчения или ограничения обострения сжатия гладкой мускулатуры дыхательных путей и/или воспаления или другого случая, связанного с воспалительным или обструктивным заболеванием дыхательных путей или являющегося этиологическим компонентом такого заболевания животных, таких как лошади, например, запала. Такие случаи следует рассматривать как включающие, например, гиперактивность и гиперреактивность бронхиальной гладкой мускулатуры, высвобождение воспалительных медиаторов из противовоспалительных клеток, воспалительную клеточную инфильтрацию легких или дыхательных путей, отложение соединительной ткани или гиперплазию гладких мышц внутри легких или дыхательных путей или другие морфологические изменения, связанные с запалом.
Данное изобретение относится также к средствам для предотвращения или уменьшения заболеваемости, например заболеваемости запалом, которую можно приписать обычному применению, например, в высоких дозах или в течение продолжительного времени рацемических лекарств, а именно агонистов адренергических бета-рецепторов.
Данное изобретение применимо для лечения бронхиального стеноза какого-то ни было типа или происхождения у лошадей, такого как, например, аллергический и неаллергический бронхостеноз лошадей. Оно особенно применимо для лечения аллергических или атопических форм запала, а также вызываемого нагрузкой проявления бронхостеноза.
Лечение запала также следует рассматривать как комплексное лечение лошадей, страдающих от симптомов, связанных с каскадом легочных событий, сопровождающих высвобождение легочных воспалительных медиаторов.
Термин "вредные эффекты" включает, но не ограничивается указанным, мышечный тремор, нервозность, повышенную частоту сердечных сокращений, бронхостеноз, одышку, кашель, избыточное образование бронхиальной слизи, явную боль в грудной клетке, явный дискомфорт в грудной клетке, сухость или раздражение ротовой части глотки и свистящее дыхание. В термин "вредные эффекты" включены также усталость, тошнота, рвота, потение, мышечные судороги, слабость и ангина.
Используемый здесь термин "по существу не содержащий S-абутерола" означает, что состав содержит по меньшей мере около 90% по массе R(-)-албутерола и 10% или менее по массе S(+)-албутерола. В более предпочтительном варианте состав содержит по меньшей мере 98% по массе R(-)-албутерола и 2% или менее S(+)-албутерола. В наиболее предпочтительном варианте состав содержит более чем 99% по массе R(-)-албутерола и менее чем 1% по массе S(+)-албутерола.
Термин "вызывание бронхорасширяющего эффекта" означает освобождение от симптомов, связанных с обструктивным заболеванием дыхательных путей, которые включают, но не ограничиваются указанным, симптомы, подобные респираторному дистрессу, свистящему дыханию, кашелю, одышке или давлению в грудной клетке и тому подобное.
Термин "развитие толерантности" означает, что, когда лекарство вводят повторяющимися и высокими дозами или в течение периода времени, количество даваемого пациенту-лошади лекарства следует увеличивать для достижения того же терапевтического эффекта, что имело место при более низком дозировании в более раннее время.
Термин "ограниченная картина бронхиального распределения при введении ингаляцией" означает, что терапевтически эффективные количества не могут проникать в более мелкие бронхиолы из-за бронхостеноза, воспаления или накопления слизи в дыхательных путях.
Способы химического синтеза оптически чистых адренергических бета-агонистов легко осуществимы методами, известными специалистам в этой области, например, синтезом из оптически чистого промежуточного соединения или разделением рацемического соединения на оптически чистые изомеры. Способы разделения рацемического албутерола на оптически чистые изомеры описано Ferrayoili et al. в Enantiomer, 2000, 5: 289-291, Gao et al. в патенте США 5399765 и Hamied et al. в WO 02/48090, содержание которых включено сюда ссылкой.
Величина терапевтической дозы R(-)-албутерола, чтобы справиться с болезнью, будет изменяться с тяжестью состояния, требующего лечения, и с дозой лекарства. Доза R(-)-албутерола, используемая для лечения лошадей с запалом, будет предлагать количество, достаточное для облегчения бронхоспазмов, но недостаточное, чтобы вызвать вредные эффекты. Доза, необходимая для достижения оптимального терапевтического эффекта, будет изменяться и будет зависеть от частоты доз и будет также изменяться в соответствии с возрастом, массой тела и ответной реакцией отдельной лошади. Как правило, пределы суммарной суточной дозы при введении ингаляцией для состояний, описанных здесь, от около 1 микрограмма до около 200 микрограмм на килограмм массы тела за два или четыре приема в день. Предпочтительно, пределы суточной дозы для перорального введения должны быть от 2 миллиграмм до 200 миллиграмм от двух до четырех раз в день, все дозы должны быть титрованы согласно тяжести симптомов, как хорошо известно обслуживающему ветеринарному персоналу. Таблетка с регулируемым высвобождением может быть более удобной, чем таблетка с немедленным высвобождением, и может содержать приблизительно двойное количество R(-)-абутерола по сравнению с таблеткой с немедленным высвобождением или между 4 и 400 мг R(-)-албутерола, что соответствует 4,8 и 480 мг сульфата R(-)-албутерола. Часть дозы R(-)-албутерола в таблетке с регулируемым высвобождением может содержаться в покрытии таблетки для немедленного высвобождения, и остальная доза R(-)-албутерола может быть заключена в сердцевине таблетки для высвобождения позднее. Таблетки с регулируемым высвобождением можно давать лошади один или два раза в день, тогда как таблетки с немедленным высвобождением следует давать лошади вплоть до 4 или более раз в день. При уходе за лошадью, страдающей от запала или от другого бронхиального недомогания, которое включает стеноз или гиперактивность бронхиальной гладкой мускулатуры, терапия должна начинаться при более низкой дозе, возможно с дозирования от около 4 миллиграмм до около 12 миллиграмм дважды в день и повышаться вплоть до около 10 миллиграмм или выше дважды в день в зависимости от общей реакции лошади. Дополнительно рекомендуется, чтобы более старые лошади и лошади с недостаточной почечной или печеночной функцией первоначально получали низкие дозы и чтобы они были титрованы на основе индивидуальной реакции (реакций) и содержания в крови. Может быть необходимым применять дозы, выходящие за указанные пределы, как должно быть очевидно специалисту в этой области. Кроме того, следует отметить, что лечащий ветеринар должен знать, как и когда прервать, скорректировать или прекратить терапию в связи с индивидуальной реакцией лошади. Аналогичные дозировки и формы дозирования применяют для других животных.
Термин "количество, достаточное для облегчения бронхоспазмов, но недостаточное, чтобы вызвать вредные эффекты" охватывается описанным выше перечнем количеств дозирования и частоты доз.
Любой подходящий путь введения может быть использован для снабжения лошади эффективной дозой R(-)-албутерола. Например, могут быть использованы пероральная, назальная, ректальная, парентеральная (подкожная, внутримышечная, внутривенная и т.п.), чрескожная и тому подобные формы введения. Дозированные формы включают таблетки, пилюли, дисперсии, суспензии, растворы, капсулы, пластыри и тому подобное.
Фармацевтические композиции по данному изобретению содержат R(-)-албутерол в качестве активного ингредиента или его фармацевтически приемлемую соль и могут также содержать фармацевтически приемлемый носитель и необязательно другие терапевтические ингредиенты.
Термин "фармацевтически приемлемые соли" или "его фармацевтически приемлемая соль" относится к солям, полученным из фармацевтически приемлемых нетоксичных кислот, включая неорганические кислоты и органические кислоты. Подходящие фармацевтически приемлемые кислотные аддитивные соли соединения по данному изобретению включают соли уксусной, бензолсульфоновой (безилат) бензойной, камфорсульфоновой, лимонной, этансульфоновой, фумаровой, глюконовой, глутамовой, бромистоводородной, хлористоводородной, молочной, изетионовой, малеиновой, яблочной, миндальной, метансульфоновой, слизевой, азотной, памовой, пантотеновой, фосфорной, янтарной, серной, винной, п-толуолсульфоновой и тому подобных кислот. Соли серной кислоты и хлористоводородной кислоты являются особенно предпочтительными.
Композиции по данному изобретению включают композиции, такие как суспензии, растворы и эликсиры; аэрозоли; аэрозоли из жидких частиц; или носители, такие как крахмалы, сахара, микрокристаллическая целлюлоза, разбавители, гранулирующие агенты, смазки, связующие, дезинтегрирующие агенты и тому подобное. Композиции включают композиции, подходящие для перорального, ректального, парентерального (включая подкожное, чрескожное, внутримышечное и внутривенное) введения и для ингаляции, хотя наиболее подходящий путь введения в каждом конкретном случае будет зависеть от состояния, требующего лечения, и характера и тяжести этого состояния. Наиболее предпочтительными путями по данному изобретению являются пероральный прием таблеток или капсул, ингаляция и парентеральный путь, с созданием подкожного или внутримышечного депо. Дозы R(-)-албутерола могут быть удобно представлены в единичной дозированной форме и приготовлены любыми методами, хорошо известными в фармации.
В дополнение к общепринятым дозированным формам, установленным выше, соединения по данному изобретению могут быть также введены средствами с регулируемым высвобождением и/или устройствами доставки, такими как например те, которые описаны в патенте США № 3845770, 3916899, 3536809, 3598123 и 4008719, содержание которых включено сюда ссылкой.
Несколько тысяч научных публикаций описывают различные аспекты преклинической и клинической фармакологии рацемического албутерола. Возрастающее число публикаций касается in vitro и in vivo эффектов R- и S-албутерола.
Изобретение дополнительно поясняется ссылкой на следующие примеры, описывающие подробно фармакологическую характеристику соединения и получения композиций по данному изобретению. Специалисту должно быть ясно, что многие модификации как материалов, так и способов, могут быть осуществлены без отказа от цели и задач данного изобретения.
Пример 1. Сродство к адренергическим бета-рецепторам.
R(-)-албутерол является агонистом адренергического бета-рецептора со сродством к адренергическим рецепторам как β-1, так и β-2. Как показано в следующей таблице, R(-)-албутерол вдвое активнее, чем соответствующий рацемат, тогда как S(+)-изомер практически неактивен.
Сравнение величин сродства к адренергическим рецепторам β-1 и β-2 человека
β-2 (нМ)
β-1 (нМ)
Выводы: R(-)-албутерол, но не S(+)-албутерол, имеет сродство к адренергическому бета-2 рецептору.
Вероятно, очень слабое сродство к бета-рецепторам S(+)-абутерола является результатом оптических примесей R(-)-абутерола, так как испытуемые образцы S(+)-албутерола, использованные в этих исследованиях, имели оптическую чистоту в пределах от 97% до >99%.
Пример 2. Влияние на продуцирование сАМР
Стимуляция адренергических β-2 рецепторов приводит к повышенной внутриклеточной концентрации циклического монофосфата аднозина (сАМР).
Результаты: Продуцирование сАМР в клетках РС3 человека было исследовано и величины ЕС50 для продуцирования сАМР рассчитаны как 207 нМ для RS-албутерола, 100 нМ для R(-)-албутерола и 14000 нМ для S(+)-албутерола.
Выводы: R(-)-албутерол, но не S(+)-албутерол, увеличивает продуцирование внутриклеточного сАМР.
Очень слабая активность S(+)-албутерола в этом исследовании, вероятно, является результатом оптических примесей R(-)-абутерола и/или собственной слабой активности S(+)-иомера.
Пример 3. Влияние на сжатие гладких мышц дыхательных путей
Следующее исследование проводят in vitro, используя изолированные трахеи морских свинок. Сжатие гладкомышечных тканей дыхательных путей вызывают карбахолом или овальбумином, или гистамином. Ингибирующие эффекты R(-)- и S(+)-албутерола рассчитывают.
Результаты: Величины pD2 энантиомеров албутерола
Выводы: R(-)-албутерол, но не S(+)-албутерол, демонстрирует сильное расслабляющее гладкую мускулатуру дыхательных путей действие. Очень слабая активность S(+)-албутерола в этом исследовании, вероятно, является результатом оптических примесей R(-)-албутерола и/или собственной слабой активности S(+)-абутерола.
Пример 4. Гиперактивность под действием S-албутерола трахеальной гладкой мышцы лошади.
В этом исследовании сегменты бронхиальной гладкой мышцы лошади монтируют на специальных держателях и погружают в физиологический раствор, содержащий глюкозу и аэрируемый 95% О2 и 5% СО2 при 37оС. Изометрическое натяжение измеряют динамометрическими датчиками и регистрируют электронной аппаратурой. Исследуют воздействия R-. RS- и S-албутерола на вызванные карбахолом сокращения.
Результаты: Все полученные на данный момент результаты показывают, что S-албутерол вызывает бронхиальную гиперактивность бронхиальной гладкой мышцы лошади, тогда как R-албутерол вызывает бронхорелаксацию.
Пример 5. Противовоспалительные эффекты: Ингибирование высвобождения медиатора
В этом исследовании гистамин является соединением-маркером для воспалительных медиаторов, которые высвобождаются из противовоспалительных клеток. Оценивают ингибирование стимулированного гистамином высвобождения из изолированных лейкоцитов человека (светлый слой кровяного сгустка) объектами испытания. Метод является модификацией методологии, описанной Nolte et al. (1988). Лейкоциты получают от здоровых добровольцев и высвобождение воспалительного медиатора индуцируют инкубированием (20 мин/37°С) с Са-ионофором А23187 (5 мкМ) в присутствии предмета испытания или без него. Гистамин анализируют иммуноферментным анализом (E.I.A.), используя коммерчески доступные наборы и микропланшетный ридер (MRX, Dynatech). Объекты испытания оценивают в каждом анализе при пяти концентрациях в пределах от 4 × 10-4 М до 10-6 М в двух повторностях. В том же эксперименте референсное соединение испытывают в двух повторностях при восьми концентрациях, чтобы получить кривую ингибирования для подтверждения результатов эксперимента (здесь не показано).
Результаты: Ни R(-)-албутерол, ни S(+)-албутерол не ингибируют высвобождение маркированного воспалительного медиатора в этом исследовании. Однако S(+)-албутерол значительно и независимо от дозы повышает высвобождение гистамина-маркера воспалительного медиатора из лейкоцитов при концентрациях 10 мкМ и выше.
Выводы: в этом исследовании ни R(-)-албутерол, ни S(+)-албутерол не демонстрируют противовоспалительной активности за счет ингибирования высвобождения воспалительных медиаторов. Однако в этом исследовании S(+)-албутерол демонстрирует противовоспалительные эффекты.
Пример 6. Противовоспалительные эффекты: Ингибирование пролиферации Т-клеток
Метод: Антиген-специфические линии Т-клеток создают в присутствии рекомбинантного IL-2 человека и tetanus (тетанотоксина) с различными концентрациями R(-)-албутерола и S(+)-албутерола отдельно или в сочетании или без них. Параллельные линии формируют в присутствии пропранола. Оценивают пролиферацию, апоптоз и секрецию цитокина клетками.
Результаты: R(-)-албутерол значительно ингибирует пролиферацию Т-клеток (77,0% ± 9,7% от контроля при 10(-8) моль/л и 61,1% ± 9,0% при 10(-7) моль/л). С одним S(+)-албутеролом никакого влияния не наблюдается. Однако добавление S(+)-албутерола к R(-)-албутеролу способствует зависимому от дозы усилению пролиферации. При эквивалентных концентрациях двух изомеров пролиферация не изменяется по сравнению с контролем, тогда как при 10(-6) моль/л S(+)-албутерола пролиферация усиливается. Как ингибирующие эффекты одного R(-)-албутерола, так и стимулирующее влияние R(-)-албутерола вместе S(+)-абутеролом блокируются при дополнительном присутствии пропранола. R(-)-албутерол при 10(-8) моль/л ингибирует продуцирование IL-2 и IFN-гамма. Рацемический албутерол (10(-8) моль/л каждого) не оказывает влияния на продуцирование цитокина, однако, сочетание 10(-8) моль/л R(-)-албутерола с 10(-6) моль/л S(+)-албутерола стимулирует продуцирование IL-2 и IL-13. Не наблюдается никакого влияния на апоптоз или жизнеспособность клеток.
Выводы: Исследование подтверждает специфические по отношению к бета-адренергическому рецептору противовоспалительные эффекты R(-)-албутерола. Рацемат имеет минимальное влияние на пролиферацию или продуцирование цитокина. Присутствие избыточного S(+)-албутерола имеет результатом противовоспалительные влияния.
Пример 7. Исследования метаболизма.
Метод: Печени недавно забитых лошадей гомогенизируют и готовят цитозоль дифференциальным центрифугированием. Концентрацию белка в цитозольном препарате определяют методом Лоури (Lowry O.H. et al.: Protein measurement with the foline phenol reagent. J. Biol.Chem. 1951, 193: 265-275). Цитозоль (2 мг/мл белка) подвергают анализу на активность сульфотрансферазы путем инкубирования при 37оС в течение 50 минут с адренергическим бета-2 агонистом, а именно R(-)-албутеролом, и с 3'фосфоаденозин-5'-фосфосульфатом (0,1 мМ) в присутствии 50 мМ фосфатного буфера (рН 7,4) и 5 мМ MgCl2. Цитозоль из печени инкубируют при 15°С. После удаления этилацетатом неметаболизированного бета-2 агониста свободное лекарство высвобождают из конъюгата с помощью сульфатазы. Концентрации бета-2 агонистов-энантиомеров анализируют хиральной ЖХВР.
Результаты: Полученные на данный момент результаты испытаний неожиданно показывают, что печень лошади не экспрессирует M-PST. Результаты испытаний со слизистой кишечника дают такие же неожиданные результаты.
Пример 8. Влияние на дыхание лошадей.
Методы: Респираторная механика основана на главных принципах физики, где давление, необходимое для перемещения объекта, основано на массе объекта, скорости перемещения, сопротивлении системы и т.д. Воздух перемещается через воздушные пути вниз к легким за счет изменений давления в грудной клетке, вызываемых смещением стенок грудной клетки в результате движения дыхательных мышц. Во время вдоха полость грудной клетки расширяется, создавая отрицательное давление в грудной клетке, что влечет воздух внутрь. Во время выдоха полость грудной клетки сжимается, вызывая обратное движение воздуха.
Техника измерения респираторной механики требует определения давления внутри грудной клетки и потока воздуха, входящего и выходящего из дыхательной системы. Чтобы измерить давление внутри грудной клетки в пищеводе лошади размещают трубку и на конце трубки устанавливают датчик давления. Трубка мала, и лошади легко переносят ее размещение. Пневмотахограф размещают на лицевой маске и измеряют поток воздуха. Эти два сигнала позволяют рассчитывать различные респираторные параметры, такие как дыхательный объем (количество вдыхаемого воздуха во время вдоха), минутный объем легочной вентилляции (объем воздуха, вдыхаемого за минуту), сопротивление дыхательных путей (у лошадей, страдающих запалом, имеется обструкция дыхательных путей, которая ослабляет поток воздуха), изменение объема легких при колебаниях давления (измерения эластичности легких; также аномальное у лошадей с запалом) и коэффициент инерции. Расчет коэффициента инерции дает информацию об эластичности легких.
Пример 9. Композиции
Композиции для перорального введения
Обнаружено, что лошадь вопреки ожиданиям не экспрессирует фенолсульфотрансферазу М-формы (M-PST), которая является причиной плохой доступности при пероральном введении и короткой продолжительности действия R-албутерола в организме человека (пример 7 выше). Обнаружение этого факта позволяет создавать композиции R(-)-албутерола для перорального введения, которые не метаболизируются в кишечнике или в печени указанным ферментом, но хорошо усваиваются и проявляют продолжительную терапевтическую активность.
Таблетки:
API (активный фармацевтический ингредиент, R-албутерол) смешивают с лактозой до образования однородной смеси. Небольшое количество кукурузного крахмала смешивают с водой, чтобы получить в результате пасту кукурузного крахмала. Затем это смешивают с указанной однородной смесью до образования однородной влажной массы. Остальной крахмал добавляют к полученной влажной массе и смешивают до образования однородных гранул. Гранулы затем сортируют с помощью подходящей размалывающей машины, используя 1/4-дюймовое сито из нержавеющей стали. Размолотые гранулы затем сушат в подходящей сушильной печи до достижения желательного содержания влаги. Высушенные гранулы затем снова пропускают через подходящую размалывающую машину, используя сито 1/4 меш из нержавеющей стали. Затем примешивают стеарат магния и полученную смесь прессуют в таблетки желательного размера, толщины, твердости и степени дезинтеграции.
Композиции для ингаляции
Стерильные растворы для применения в распылителях поставляют в пузырьках из полиэтилена низкого давления (LDPE) на одну дозу в виде прозрачного бесцветного стерильного, не содержащего консерванта, водного раствора, содержащего различные дозы R(-)-абутерола (0,63 мг, 1,25 мг, 5 мг и т.д.). 5,0 мг R(-)-абутерола соответствует 6,0 мг сульфата R(-)-албутерола. Концентрации, показанные здесь, являются только примерами. Другие концентрации для использования могут быть приготовлены обслуживающим ветеринарным персоналом.
Дозирующие раздаточные устройства могут содержать API (R-албутерол) в виде раствора или в виде микронизированной суспензии.
емкости на 7,5 мл (10,5 г) дозирующего раздаточного устройства
Каждое использование (нажатие) высвобождает 90 мкг R(-)-абутерола, соответствующие 108 микрограмм сульфата R(-)-абутерола. Многократные использования будут обеспечивать для лошади активное лечение обструкции дыхательных путей. Дозирующие раздаточные устройства могут также выдавать API в виде сухого порошка, как это хорошо известно специалистам.
Парентеральные композиции
Стерильные растворы для парентерального применения поставляют в пузырьках на одну дозу в виде прозрачного бесцветного стерильного, не содержащего консерванта водного раствора R(-)-албутерола различной крепости (1,25 мг, 5 мг, 20 мг и т.д.). 5,0 мг R(-)-албутерола соответствует 6,0 мг сульфата R(-)-албутерола. Дозы, показанные здесь, являются только примерами. Другие пузырьки с различными дозами растворов R(-)-абутерола могут быть приготовлены для использования ветеринарным персоналом для внутривенных, подкожных или внутримышечных инъекций или вливаний.
Эквиваленты
Специалисты должны знать или быть способными установить путем не более чем рутинного экспериментирования многие эквиваленты конкретных вариантов изобретения, описанных здесь. Такие эквиваленты включают активные изомеры также всех бета-адренергических агонистов иных чем албутерол, таких как например кленбутерол, салметерол, тербуталин, формотерол, фенотерол, рактопамин, гексопреналин, изопреналин, ринитерол, изоэтарин, метапротеренол, репротеренол, циматерол, прокатерол, карбутерол, тулобутерол, пибутерол, мабутерол, битолтерол и бамбутерол должны быть охвачены сферой действия следующей формулы изобретения. В частности, эутомерные изомеры салметерола, формотерола и рактопамина включены в данное изобретение. Соединения с более чем одним хиральным центром имеют четыре или более изомеров, и один или более изомеров являются терапевтически активными. Специалисты должны осознавать, что существует много фармацевтически приемлемых солевых форм лекарств по изобретению, таких как, например, гидрохлорид, сульфат, фумарат, гидробромид, дигидрохлорид, метансульфонат, гидроксинафтоат, или, где свойственно, те или иные их гидратные формы, смотри Merck Index 11th edition (1989) items 9089, 209, 3927, 4628, 8223, 5053, 5836, 8142, 2347, 7765, 1840, 9720, 7461, 1317, 4159 и 963 и ссылки, цитированные там и в Am. Rev. Resp. Dis. 1988, 137:(4;2/2)32.
Специалисты должны представлять себе, что обычное превентивное лечение лошадей от запала не предлагается для здоровых лошадей, но превентивное лечение может быть необходимо в конкретных обстоятельствах, таких как, например, предотвращение вызываемых нагрузкой бронхоспазмов.
SAD (заболевание малых дыхательных путей) лошади рассматривается как форма запала, где малые дыхательные пути блокированы. Лечение SAD охватывается данным изобретением. Лечение R(-)-албутеролом других обструктивных болезней или симптомов дыхательных путей у лошади также охватывается данным изобретением.
Специалисты должны представлять себе, что повторное введение агониста адренергического бета-рецептора, включая R(-)-албутерол, лошадям будет увеличивать мышечную массу, уменьшать содержание жира в теле и улучшать эффективность кормления. Лечение лошадей R(-)-албутеролом для одной или нескольких таких целей охватывается данным изобретением.
Специалисты должны учитывать, что R-албутерол может быть введен лошадям перорально путем введения пищевой композиции, содержащей смесь с пищевыми материалами указанного оптически активного эутомера албутерола лошадям, страдающим от запала.
Группа изобретений относится к ветеринарии. Способ лечения животных, страдающих от запала включает введение им эффективного количества адренергического бета-2 агониста, а именно R(-)-албутерола или его фармацевтически приемлемой соли или сольвата. Способ облегчения симптомов запала у животных включает введение животному эффективного количества адренергического бета-2 агониста. При этом в качестве адренергического бета-2 агониста животным вводят албутерол, в котором соотношение R(-)-албутерола к S-албутеролу составляет по меньшей мере 98 к 2 по массе. Способы обладают высокой эффективностью, 2 с. и 13 з.п. ф-лы.
| RASH B.R | |||
| et al | |||
| Прибор, замыкающий сигнальную цепь при повышении температуры | 1918 |
|
SU99A1 |
| US 5399765 A, 21.03.1995 | |||
| US 5362755 A, 08.10.1994 | |||
| US 5708036 A1, 13.01.1998. | |||
