CH650677A5 - Gegen diabetes mellitus wirksames pharmazeutisches mittel. - Google Patents

Description

Aufgabe der Erfindung ist nun die Bereitstellung eines pharmazeutischen Mittels, durch das sich die natürliche hormonale Homöostase in einem diabetischen Zustand besser angenähert erreichen und aufrechterhalten lässt als durch Verabreichung von Insulin.

Diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäss gelöst durch ein pharmazeutisches Mittel aus einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger und einem Wirkstoff, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es als Wirkstoff Human-Proinsulin enthält.

Die Verabreichung von Human-Proinsulin unter Verwendung eines erfindungsgemässen Mittels ergibt eine natürliche Verwertung von Glucose und eine bessere Steuerung des Blutzuckers, so dass die oben beschriebenen nachteiligen Diabeteskomplikationen gemildert werden.

Human-Proinsulin ist über eine Reihe verschiedener Wege zugänglich, beispielsweise durch organische Synthese, Isolierung aus der Bauchspeicheldrüse von Menschen und seit neuem auch durch Rekombinations-DNA-Methodologie.

Die bevorzugte Herstellung von Proinsulin unter Anwendung der Rekombinations-DNA-Methodologie erfordert die Bildung einer Sequenz einer DNA-Codierung für die Aminosäuresequenz von Human-Proinsulin, was sich entweder durch Isolierung, Konstruktion oder eine Kombination aus beidem erreichen lässt. Die Human-Proinsulin-DNA wird dann in Lesephase in einen geeigneten Clonierungs- und Expressionsträger eingesetzt. Der Träger dient zur Transformierung eines geeigneten Mikroorganismus, und der hierbei erhaltene transformierte Mikroorganismus wird dann Fermentationsbedingungen unterzogen, die (a) zur Bildung weiterer Kopien des proinsulingenhaltigen Vektors und (b) zur Expression von Proinsulin oder einem Proinsulinvorläufer führen.

Handelt es sich beim Expressionsprodukt um einen Proinsulinvorläufer, dann enthält ein solches Produkt im allgemeinen die Human-Proinsulinaminosäuresequenz, die an ihrer endständigen Aminogruppe an ein Bruchstück eines Proteins gebunden ist, das normalerweise bei der Gensequenz ausgedrückt wird, bei welcher das Proinsulin eingesetzt worden ist. Die Proinsulinaminosäuresequenz ist an das Proteinbruchstück über eine spezifisch spaltbare Stelle gebunden, bei der es sich normalerweise um Methionin handelt. Dieses Produkt wird gewöhnlich als verschmolzenes Genprodukt bezeichnet.

Die erhaltene Proinsulinaminosäuresequenz wird vom verschmolzenen Genprodukt mittels Cyanogenbromid abgespalten, worauf man die Cysteinsulfhydrylreste der Proinsulinaminosäuresequenz durch übliche Umwandlung in die entsprechenden S-Sulfonate stabilisiert.

Das erhaltene Proinsulin-S-sulfonat wird dann gereinigt, und im Anschluss daran überführt man das gereinigte Proin-sulin-S-sulfonat in Proinsulin, indem man die drei erforderlichen Disulfidbindungen an den geeigneten Stellen bildet. Hierauf wird das so gewonnene Proinsulin einer Reinigung unterzogen.

Das erfindungsgemässe Mittel zeichnet sich, wie bereits erwähnt, vor allem dadurch aus, dass sich mit ihm eine natürliche hormonale Homöostase besser erreichen lässt, so dass hierdurch die bekannten Komplikationen von Diabetes unterbunden, wesentlich vermindert oder verzögert werden können. Bestimmten Diabetikern lässt sich Insulin durch subkutane Injektion nicht wirksam verabreichen, da an der Injektionsstelle Proteasen zugegen sind, die das Insulin rasch zerstören, bevor es vom Blutstrom absorbiert und an die Empfängerstellen transportiert werden kann. Diesen Diabe-

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tikern muss Insulin durch intravenöse Injektion gegeben werden, wenn sie überhaupt mit Insulin behandelt werden können. Die Hierzu erforderlichen wiederholten intravenösen Injektionen sind infolge der damit verbundenen Schädigung der Venen des Empfängers und der hierdurch verursachten Infektionen unerwünscht. Überraschenderweise wurde demgegenüber nun gefunden, dass Human-Proinsulin von diesen Insulin abbauenden Proteasen nicht abgebaut wird, so dass sich dieses durch subkutane Injektion verabreichen lässt. Seine Stabilität und die hierdurch bedingte gute Verfügbarkeit tragen zur Erzielung einer natürlichen hormonalen Homöostase bei.

Neuere Untersuchungen (Diabetes 31, Suppl. 2,126A (1982)) haben ferner zu der Erkenntnis geführt, dass Human-Proinsulin in Zielgewebe, beispielsweise in Fettzellen, eingebaut wird. Seine besondere intrazelluläre Wirkung auf molekularem Massstab ist zwar bis jetzt noch unbekannt, doch wird hierdurch die Erkenntnis weiter gestützt, dass Hu-man-Proinsulin eine aktive Rolle bei der Erzielung einer natürlichen hormonalen Homöostase spielt und hierfür notwendig ist.

In Diabetes 31, Suppl. 2,135A (1982) werden Untersuchungen beschrieben, die zeigen, dass die Human-Insulinre-zeptorbindung durch die Anwesenheit von Human-Proinsulin verbessert wird. Auch durch diese Ergebnisse wird die Erkenntnis wiederum weiter gestützt, dass die Verfügbarkeit und Anwesenheit von Human-Proinsulin zu einer Verbesserung oder Wiederherstellung der natürlichen hormonalen Homöostase führt.

Die zur Aufrechterhaltung einer natürlichen hormonalen Homöostase oder zur Erzielung eines Zustands, der der natürlichen hormonalen Homöostase beim Diabetiker stärker angenähert ist, erforderliche Menge an erfindunsgemässem Mittel ist natürlich abhängig von der Schwere des diabetischen Zustands. Die zu verabreichende Menge hängt auch vom jeweiligen Verabreichungsweg ab. Letztendlich ist die Menge an zu verabreichendem Mittel und die Häufigkeit einer solchen Verabreichung der Entscheidung des jeweiligen Arztes überlassen. Da 1 mg Human-Proinsulin eine Aktivität von etwa 3,5 Einheiten Human-Insulin ergibt, wird im allgemeinen ein Dosierungsbereich an Proinsulin gewählt, der für etwa 0,02 bis etwa 5 Einheiten an Human-Insulin pro kg Körpergewicht und pro Tag sorgt und der vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 1 Einheit an Human-Insulin pro kg Körpergewicht und pro Tag ergibt.

Das erfmdungsgemässe Mittel kann parenteral verabreicht werden, beispielsweise subkutan, intramuskulär oder intravenös. Das Mittel enthält den Wirkstoff, nämlich Human-Proinsulin, zusammen mit einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger hierfür und gegebenenfalls auch noch zusammen mit anderen therapeutischen Bestandteilen. Die Gesamtmenge an im erfindungsgemässen Mittel vorhandenem Wirkstoff macht bevorzugt etwa 99,99 bis etwa 0,01 Gew.-% aus. Der vorhandene Träger muss mit den anderen Bestandteilen des Mittels verträglich sein und darf natürlich auch zu keiner Beeinträchtigung des Patienten führen.

Erfmdungsgemässe Mittel, die sich für die parenterale Verabreichung eignen, sind am besten sterile wässrige Lösungen und/oder Suspensionen der pharmazeutisch wirksamen Bestandteile, und diese Lösungen oder Suspenionen sind vorzugsweise mit dem Blut des Empfangers isotonisch gemacht, was sich im allgemeinen unter Verwendung von Natriumchlorid, Glycerin, Clucose, Mannit, Sorbit und ähnlichen bekannten Mitteln erreichen lässt. Zusätzlich können die Mittel auch noch irgendeine Anzahl von Hilfsstoffen enthalten, wie Puffer, Konservierungsmittel, Dispergierungs-mittel, Mittel zur Förderung eines raschen Wirkungsbeginns, Mittel zur Förderung einer verlängerten Wirkungs650 677

dauer oder andere bekannte Mittel. Typische Konservierungsmittel sind beispielsweise Phenol, m-Kresol oder Me-thyl-p-hydroxybenzoat. Beispiele für typische Puffer sind Natriumphosphat, Natriumacetat oder Natriumeitrat.

Ferner können auch entsprechende Mittel zur geeigneten Einstellung des pH-Werts vorhanden sein, beispielsweise Säuren, wie Chlorwasserstoffsäure, oder Basen, wie Natriumhydroxid. Der pH-Wert entsprechender wässriger Mittel liegt im allgemeinen zwischen etwa 2 und 8, vorzugsweise etwa 6,8 bis 8,0.

Andere geeignete Zusätze sind beispielsweise zweiwertige Zinkionen, die, falls überhaupt vorhanden, im allgemeinen in einer Menge von etwa 0,2 bis 3 mg/100 Einheiten HumanProinsulin anwesend sind, ober Protaminsalze, beispielsweise in Form des Sulfats, die, falls überhaupt, im allgemeinen in einer Menge von etwa 0,5 bis 20 mg/100 Einheiten Humanproinsulin vorliegen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen weiter erläutert.

Beispiel 1

Formulierung von neutralem regulärem Human-Proinsulin (40 Einheiten Human-Proinsulin pro ml)

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Proinsulin (3,5 E/mg) 114 mg (400 E)

Phenol, destilliert 20 mg

Glycerin 160 mg

Wasser und entweder 100%-ige Chlorwasserstoffsäure oder 10%-iges Natriumhydroxid in solcher Menge miteinander, dass sich eine Zusammensetzung mit einem Volumen von 10 ml und einem End-pH-Wert von 7,0 bis 7,8 ergibt.

Beispiel 2

Formulierung von Protamin und Human-Zinkproinsulin (40 Einheiten Human-Proinsulin pro ml)

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Proinsulin (3,5 E/mg) 114 mg (400 E) Phenol, destilliert 25 mg

Zinkoxid 0,95 bis 3,8 mg

Glycerin 160 mg

Protaminsulfat 32 bis 64 mg

Natriumphosphat, Kristalle 38 mg

Wasser und entweder 10%-ige Chlorwasserstoffsäure oder 10%-iges Natriumhydroxid in solcher Menge miteinander, dass sich eine Zusammensetzung mit einem Volumen von 10 ml und einem End-pH-Wert von 7,1 bis 7,4 ergibt.

Beispiel 3

Formulierung aus Isophanprotamin und Human-Proinsulin (40 Einheiten Human-Proinsulin pro ml)

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Proinsulin (3,5 E/mg) 114 mg (400 E) m-Kresol, destilliert 16 mg

Phenol, destilliert 6,5 mg

Glycerin 160 mg

Protaminsulfat 9,6 bis 19,2 mg

Natriumphosphat, Kristalle 38 mg

Wasser und entweder 10%-ige Chlorwasserstoffsäure oder 10%-iges Natriumhydroxid in solcher Menge miteinander, dass sich eine Zusammensetzung mit einem Volumen von 10 ml und einem End-pH-Wert von 7,1 bis 7,4 ergibt.

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Beispiel 4

Formulierung aus Zink-Humanproinsulin (40 Einheiten Human-Proinsulin pro ml)

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Proinsulin (3,5 E/mg) 114 mg (400 E)

Natriumacetat, wasserfrei 16 mg

Natriumchlorid, Granulat 70 mg

Methyl-p-hydroxybenzoat 10 mg

Zinkoxid 1 bis 8 mg

Wasser und entweder 10%-ige Chlorwasserstoffsäure oder 10%-iges Natriumhydroxid in solcher Menge miteinander, dass sich eine Zusammensetzung mit einem Volumen von 10 ml und einem End-pH-Wert von 7,2 bis 7,5 ergibt.

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Claims (8)

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1. Gegen Diabetes mellitus wirksames pharmazeutisches Mittel aus einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger und einem Wirkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass es als Wirkstoff Human-Proinsulin enthält.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zweiwertige Zinkionen enthält.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Protaminsalz enthält.

Diabetes mellitus ist eine Stoffwechselstörung, die sich darin äussert, dass das Körpergewebe Kohlenhydrate nicht mehr im normalen Ausmass oxidieren kann. Sein wichtigster Faktor ist ein Mangel an Insulin. Seit etwa 60 Jahren werden Diabetiker durch Verabreichung bestimmter Mengen an Insulin behandelt. Das hierzu benötigte Insulin wird aus der Bauchspeicheldrüse von Tieren isoliert, und zwar im allgemeinen von Rindern oder Schweinen. Sowohl Rinderinsulin als auch Schweineinsulin unterscheiden sich in ihrer Struktur vom Insulin, das von der Bauchspeicheldrüse des Menschen gebildet wird. Seit kurzem lässt sich durch Rekombinations-DNA-Methodologie auch Insulin erzeugen, das mit dem von der Bauchspeicheldrüse des Menschen gebildeten Insulin identisch ist. Die Verwendung eines solchen Insulins ermöglicht dem Diabetiker eine engere Nachahmung des natürlichen Systems als unter Einsatz der anderen Insuline.

Unabhängig davon ist seit langem bekannt, dass eine Verabreichung von Insulin an einen Diabetiker allein nicht ausreicht, um den normalen Stoffwechselzustand wieder herzustellen und/oder aufrechtzuerhalten. Insulin beeinflusst zwar eindeutig den Metabolismus von Kohlenhydraten,

doch sind mit Diabetes mellitus weitere Störungen verbunden, die grossteils oder überhaupt insgesamt von der Struktur und Funktion der Blutgefässe abhängen. Die zu diesen Störungen führenden Mängel lassen sich nur selten durch herkömmliche Behandlung mit Insulin vollständig korrigieren.

Die in Verbindung mit Diabetes auftretenden Gefassab-normitäten werden häufig als Komplikationen von Diabetes bezeichnet. Sie bestehen im allgemeinen in mikroangiopathi-schen Veränderungen, die zu Schädigungen der Retina und der Niere führen. Neuropathie ist eine weitere Diabeteskomplikation, die mit den beobachteten mikroangiopathischen Veränderungen direkt oder indirekt in Beziehung stehen kann oder auch nicht. Zu Beispielen für spezifische Erscheinungsformen von Diabeteskomplikationen gehören (1) Augenerkrankungen unter Einschluss von Retinopathie, Kataraktbildung, Glaukom und extraocularen Muskellähmungen, (2) Munderkrankungen unter Einschluss von Zahnfleischentzündungen, erhöhtem Zahnkariesbefall, periodon-taler Erkrankungen und erhöhter Resorption des Alveolar-knochens, (3) motorische, sensorische und autonome Neuropathie,

(4) Erkrankung grosser Blutgefässe,

(5) Mikroangiopathie,

(6) Erkrankungen der Haut unter Einschluss von Xanthoma diabeticorum, Necrobiosis lipoidica diabetico-rum, Furunkulose, Mykosen und Hautjucken,

(7) Erkrankungen der Nieren unter Einschluss diabetischer Glomerulosklerose, arteriolarer Nephrosklerose und Pyelonephiritis und

(8) Probleme während der Schwangerschaft unter Einschluss der Zunahme der Bildung zu grosser Kinder, der Totgeburten, der Fehlgeburten, des Neugeborenensterbens und der angeborenen Defekte.

Manche und möglicherweise sogar alle diabetischen Komplikationen sind eine Folge des Fehlens von Insulin allein, so dass der Körper sein natürliches hormonelles Gleichgewicht nicht mehr bilden kann.