ES2217309T3

ES2217309T3 - Administracion por via pulmonar de alfa-1 antitripsina pulverulenta.

Info

Publication number: ES2217309T3
Application number: ES96911736T
Authority: ES
Inventors: Mohamed El Jamal; John S. Patton
Original assignee: Nektar Therapeutics
Current assignee: Nektar Therapeutics
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 2004-11-01
Anticipated expiration: 2016-04-11
Also published as: EP0866726B1; AU703491B2; KR100430125B1; DE69631786T2; KR19980703879A; EP0866726A4; CA2218208A1; DE69631786D1; MX9707854A; ES2217309T5; BR9609497A; EP0866726B2; WO1996032152A1; EP0866726A1; US5993783A; ATE260688T1; JPH10509738A; US5780014A; DE69631786T3; AU5482596A

Abstract

UN OBJETO GENERAL DE LA PRESENTE INVENCION ES SUMINISTRAR PROCEDIMIENTOS PARA ADMINISTRAR POLVO SECO DE AL 1 ANTITRIPSINA DE FORMA PULMONAR A UN PACIENTE. LOS PROCEDIMIENTOS DE LA PRESENTE INVENCION EN GENERAL SUMINISTRAN UNA PERSISTENCIA AUMENTADA DE LA AL 1 - ANTITRIPSINA EN TEJIDOS CRITICOS DEL TRA CTO RESPIRATORIO INFERIOR. ESTOS PROCEDIMIENTOS EN GENERAL RESULTAN UTILES EN EL TRATAMIENTO DE LA DEFICIENCIA DE AL 1 ANT ITRIPSINA Y LOS DESARREGLOS FUNCIONALES DEL ENFISEMA.

Description

Administración por vía pulmonar de \alpha-1 antitripsina pulverulenta.

La neutrofil elastasa es una proteasa de amplio espectro que es conocida por tener acceso a los tejidos del pulmón. Esta proteasa es capaz de degradar todos los componentes de proteína principales del intersticio alveolar. La acción no limitada de esta proteasa, con sus propiedades elastolíticas, puede conducir a la destrucción del tejido conectivo del pulmón y a los trastornos anatómicos y funcionales del enfisema pulmonar. Smith y col., J. Clin. Invest.

\hbox{84:1145-1154}

(1989).

La \alpha1-tripsina ("\alpha1AT") es un inhibidor de proteasa con actividad inhibitoria hacia la elastasa neutrófila. Una deficiencia de \alpha1-antitripsina en el tracto respiratorio inferior se ha encontrado que es el centro de la patogénesis del enfisema debido al papel crítico de \alpha1AT en la protección de las estructuras alveolares de la neutrofil elastasa. La deficiencia de \alpha1AT es un desorden genérico caracterizado por niveles bajos de plasma y pulmonar del inhibidor y el desarrollo del enfisema por la tercera a cuarta décadas.

Además de las deficiencias genéricas en \alpha1AT, se ha encontrado que los pulmones de los fumadores de cigarrillos están cargados con neutrófilos. En particular, los numerosos neutrófilos incrementados significativamente han sido encontrados en las suspensiones de células aisladas del fluido de lavado brocoalveolar y a partir de las biopsias de pulmón abierto tanto de fumadores normales como de cigarrillos sarcoides comparados con los no fumadores. Hunnighake and Crystal, Am. Rev. Respir. Dis. 128:833-838 (1983).

Los métodos de tratamiento para la deficiencia de \alpha1AT, o bien genética o adquirida, se han enfocado principalmente sobre la terapia de aumento, proporcionando una fuente exógena de \alpha1AT para pacientes que sufren de una deficiencia de este tipo. La administración intravenosa se ha empleado con éxito en esta terapia de aumento para proporcionar una fuente exógena de \alpha1AT. No obstante, con el fin de proporcionar las concentraciones efectivas del inhibidor en el tejido cuando sea necesario, por ejemplo, tejido de pulmón, los métodos intravenosos requieren la administración de grandes cantidades de \alpha1AT, por ejemplo, de 4 a 5 gramos/semana. Adicionalmente, esta administración intravenosa debe llevarse a cabo generalmente en un contexto de hospital.

Se han indicado resultados de éxito utilizando la administración de aerosol de formulaciones de \alpha1AT. La administración de aerosol proporciona el suministro local del inhibidor al tejido afectado del tracto respiratorio inferior, requiriendo de este modo dosis inferiores. Ver, Solicitud de Patente Europea Publicada, Nº 0 289 336, Smith y col., J. Clin. Invest. 84:1145-1154 (1989), Hubbard y col., J. Clin. Invest. 84: 1349-1354 (1989), Hubbard, y col., Lung Suppl. 565-578 (1990).

El documento US 5 093 316 describe la administración de \alpha1-antitripsina en forma de polvo seco microcristalino.

A pesar de las mejoras en la terapia de aumento de \alpha1AT, continúan todavía los problemas. En particular, los métodos de aerosol líquido indicados previamente proporcionan los niveles efectivos de \alpha1AT en el tejido de pulmón durante solamente periodos cortos, por ejemplo, sobre el orden de algunas horas, requiriendo así con frecuencia los tratamientos repetidos a niveles de dosis más altas, por ejemplo, > 200 mg/día. Por tanto, existe la necesidad de un método de administración de \alpha1AT para pacientes que proporcione beneficios a plazo más largo a partir de un solo tratamiento, requiriendo por tanto dosis menores y en menor cantidad. La presente invención cumple éstas y otras necesidades.

Resumen de la invención

Se describen métodos para la administración pulmonar de composiciones en polvo seco de \alpha1AT. Los métodos de aerosol líquido proporcionan generalmente la persistencia mejorada de la \alpha1-antitripsina en los tejidos críticos del tracto respiratorio inferior sobre los métodos de aerosol líquido descritos anteriormente.

Los métodos comprenden generalmente proporcionar la \alpha1-antitripsina como un polvo seco. La \alpha1-antitripsina de polvo seco es aplicada con aerosol y administrada pulmonarmente al paciente. Específicamente en su primer aspecto, la invención proporciona un método de preparación de una composición de \alpha1-antitripsina para la administración pulmonar a un paciente que comprende proporcionar \alpha1-antitripsina como una composición de polvo seco alojada en un envase de dosis unitaria. Los métodos son generalmente útiles en el tratamiento de individuos que sufren de una deficiencia de \alpha1-antitripsina, o bien genética o adquirida, y son particularmente útiles en el tratamiento de los trastornos funcionales del enfisema.

En la aplicación por aerosol del polvo seco \alpha1AT, la presente invención proporciona también un aparato para llevar a cabo la administración pulmonar de los polvos secos de \alpha1-antitripsina, cuyo dispositivo incluye generalmente un alojamiento que tiene una cámara dispuesta dentro, cuya cámara contiene una cantidad efectiva de una composición de polvo seco y substancialmente amorfo de 1\alpha-antitripsina. El dispositivo comprende adicionalmente una fuente de presión de gas conectada de forma fluida a la cámara para el suministro de una corriente de gas a la cámara para aplicar por aerosol la composición del polvo seco. Además, un sistema de suministro está incluido en el dispositivo para el suministro de la composición de polvo seco aplicado por aerosol para la inhalación por el paciente, conectada de forma fluida a la cámara.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra la concentración de la \alpha1-antitripsina en el tejido linfático a lo largo del tiempo, siguiendo la exposición de aerosol de polvo seco. Se sometieron a ensayo tres ovejas por los diferentes protocolos de exposición.

La figura 2 muestra la concentración de la \alpha1-antitripsina en tejido linfático a lo largo del tiempo, siguiendo la exposición de aerosol de polvo seco. Se llevaron a cabo con el tiempo las dos exposiciones a tiempo 0 y a 50 horas.

La figura 3 muestra los niveles de \alpha1AT recuperados del tejido linfático pulmonar de la oveja siguiendo las administraciones múltiples por inhalación. Las administraciones de aerosol son marcadas por las flechas.

La figura 4 muestra las configuraciones medias de linfa y plasma de la \alpha1AT en la oveja (n=3) siguiendo las múltiples administraciones. Las administraciones son marcadas por las flechas.

La figura 5 ilustra una vista esquemática de las estructuras alveolares implicadas en el movimiento de la \alpha1AT desde el espacio de aire alveolar dentro del plasma.

Descripción detallada de la invención I. General

La presente invención proporciona generalmente los métodos y aparatos para permitir la administración de
\alpha1-antitripsina a un paciente. Típicamente, una administración de este tipo es útil en el tratamiento de pacientes que sufren de una deficiencia de \alpha1-antitripsina endógena. Por "deficiencia de \alpha1AT endógena" se entiende que los niveles endógenos de \alpha1AT son insuficientes para proporcionar protección contra los niveles de elastasa neutrófila que están presentes. Estas deficiencias pueden manifestarse como por debajo de los niveles normales de \alpha1AT o como niveles excesivos de elastasa neutrófilo en el tejido objetivo. Los métodos comprenden generalmente la administración del polvo seco de la \alpha1-antitripsina pulmonarmente al paciente, y generalmente, proporcionan la persistencia mejorada de la \alpha1-antitripsina dentro del tejido del pulmón comparado con los métodos de administración de aerosol líquido.

II. Formulación de polvo seco

La administración del aerosol de las composiciones farmacéuticas se ha indicado previamente en el tratamiento de un número de desórdenes. Por ejemplo, se ha descrito de forma detallada el suministro respiratorio de soluciones de insulina aplicadas por aerosol. Ver, por ejemplo, Laube, y col., J. Am. Med. Assoc. 269:2106-2109 (1993), Elliot y col., Aust. Pediat. J. 23: 293-297 (1987), Wiglet y col. Diabetes 20: 552-556 (1971), Corthorpe y col., Pharm. Res.
9: 764-768 (1992).

La administración pulmonar de los medicamentos de polvo seco, tales como insulina, en un vehículo portador de partículas grandes se describe en la Patente de los Estados Unidos Nº 5-254.330. Se describe un inhalador de dosis dosificado para el suministro de insulina cristalina suspendido en un propulsor en Lee, y co., J. Pharm. Sci

\hbox{65-567-572}

(1976).

La administración pulmonar del polvo seco \alpha1AT puede llevarse a cabo generalmente por los métodos de administración de polvo seco que son conocidos en la técnica. Por ejemplo, los métodos de administración de polvo que están adaptados particularmente para los métodos y usos de la presente invención se describen en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos Nº 08/423.515 (WO 96/32149), presentada el 14 de Abril de 1995.

La \alpha1-antitripsina ("\alpha1AR") para uso en los métodos de la presente invención pueden obtenerse generalmente a partir de una variedad de fuentes. Por ejemplo, tanto las formas recombinantes como naturales de la \alpha1AT están disponibles comercialmente, por ejemplo, de Cutter Laboratories, Berkeley CA, y Cooper Labs, Mountain View CA, respectivamente. Alternativamente, la \alpha1AT puede estar aislada de las fuentes humanas, por ejemplo derivadas de la fracción Cohn IV-I de plasma humano, o producido por los métodos recombinantes bien conocidos. Ver, la Patente de los Estados Unidos Nº 4.599.311.

La preparación de las formulaciones de 1\alphaAT de polvo seco se puede llevar a cabo utilizando los métodos bien conocidos incluyendo la liofilización, secado por pulverización, aglomeración, revestimiento con pulverización, procesos de extrusión y combinaciones de estos. En las formas de realización preferidas, la formulación I\alphaAT se prepara utilizando un proceso de secado/aglomeración por pulverización que produce un polvo substancialmente amorfo constitución homogénea que tiene un tamaño de partícula que es fácilmente respirable, tiene un contenido de baja humedad y tiene características de flujo que permiten la fácil aplicación por aerosoles.

Los métodos de preparación de las composiciones de polvo respirables, secadas por pulverización se describen, por ejemplo, en la Solicitud de los Estados Unidos Nº de Serie 08/423.515, (WO 96/32149), presentada el 14 de Abril, 1995. Típicamente, en el proceso de secado por pulverización, una solución acuosa homogénea de \alpha1AT, que puede o no incluir un portador adecuado, es introducida a través de una tobera, disco giratorio o dispositivo equivalente en una corriente de gas caliente para atomizar la solución para formar gotitas finas. Aunque se describe como una solución, la forma acuosa de la \alpha1AT puede estar en solución, suspensión, mezcla u otra forma líquida homogénea, pero está preferentemente en solución. El disolvente en el que se disuelve, se suspende o se mezcla rápidamente la \alpha1AT, se evapora desde las gotitas produciendo un polvo seco fino que tiene partículas principalmente de 1 a 5 \mum de diámetro. Preferentemente, el tamaño de partícula del polvo resultante es tal que más del aproximadamente 98% de la masa del polvo seco está en partículas que tienen un diámetro de aproximadamente 10 \mum o menos, con más de aproximadamente el 90% de la masa que está en las partículas que tienen un diámetro de menos de aproximadamente 5 \mum. Alternativamente, aproximadamente el 95% de la masa tendrá partículas de menos de aproximadamente el
10 \mum con aproximadamente el 80% de la masa que está en las partículas teniendo un diámetro de menos de o igual a aproximadamente 5 \mum.

El secado por pulverización puede llevarse a cabo utilizando el equipo de secado por pulverización convencional, disponible comercialmente, tal como el que está disponible de Buchi, Niro, Yamato Chemical Co., Okawara Kakoki Co, y similar, cuyo equipo es capaz generalmente de producir un producto de polvo amorfo. Típicamente, estas máquinas son capaces de funcionar a través de un amplio intervalo de parámetros. Por ejemplo, un secador por pulverización Buchi-190 puede utilizarse para preparar las composiciones de polvo seco que funcionan entre 5 y 20 ml/min., con una presión de atomización de 342,5 x 10^{3} N/m^{2} hasta 21,9 x 10^{3} N/m^{2} (50 a 120 psi), una velocidad de alimentación del aire de atomización de 20 a 80 lpm y una temperatura de secado de 50 a 200ºC.

Para el proceso de secado por pulverización, pueden utilizarse tales métodos de pulverización como atomización giratoria, atomización de presión y atomización de dos fluidos. Los ejemplos de los dispositivos utilizados en estos procesos incluyen el Parubisu Mini-Spray GA-32 y "Parubisu Spray Drier DL-41", fabricados por Yomato Chemical Co., o los secadores de pulverización de modelo CL-8, L-8, FL-12, FL-16, o FL-20 fabricados por Okawara Kakoki Co. Este equipo puede emplearse fácilmente para el secado por pulverización de las composiciones descritas aquí, incluyendo los métodos de secado por pulverización del atomizador de disco giratorio.

Los polvos secos descritos anteriormente se pueden utilizar fácilmente en los métodos descritos aquí. No obstante, en muchos aspectos, puede ser deseable proporcionar la formulación de polvo seco en una forma que posee mejores características de manipulación, por ejemplo, fluidez, baja capacidad para formar tortas y similares. La producción de composiciones de agregados o aglomerados se describe, por ejemplo, en la Solicitud de los Estados Unidos, Nº de Serie 08/483.467 (US-A-5 654007), presentada el 7 de Junio de 1995. En un aspecto particular, las formulaciones en polvo secas descritas aquí están previstas como agregados o aglomerados de las composiciones de polvo fino descritas anteriormente.

Generalmente, la aglomeración de las composiciones de polvo fino descritas anteriormente se lleva a cabo por la combinación del polvo de partículas finas con un líquido aglutinante para producir una masa humedecida. La masa humedecida es dividida entonces en pequeños volúmenes que son secados para eliminar el líquido aglutinante y producir unidades de aglomerado de polvo seco que tienen una primera distribución del tamaño. Esto se lleva a cabo típicamente por los métodos bien conocidos, por ejemplo, por extrusión. Los métodos de extrusión implican típicamente la extrusión de la masa o pasta humedecida a través de un tamiz que tiene agujeros que están en el intervalo de 40-650 \mum y más preferentemente, en el intervalo de aproximadamente 150-500 \mum. Los agujeros en el tamiz son de geometría típicamente circular, produciendo así un extrudato cilíndrico alargado. El extrudato es secado típicamente a una temperatura de aproximadamente 15ºC a aproximadamente 40ºC, dependiendo de la naturaleza del material que debe secarse. Típicamente, los secadores a vacío o los secadores por convección de aire forzado son utilizados en el secado del extrudato. Típicamente, los secadores de vacío someterán las partículas de agregados a una presión de aproximadamente 332,3 x 10^{2} N hasta aproximadamente 866,6 x 10^{2} N (250 a aproximadamente 650 mm de Hg).

Los líquidos aglutinantes pueden incluir una variedad de líquidos compatibles con las composiciones farmacéuticas que se preparan, por ejemplo, agua, solución salina, y similares. Adicionalmente, en muchos aspectos, el líquido aglutinante es un disolvente no acuoso, por ejemplo, fluorocarbono, tolueno, xileno, benceno, acetona, hexano, octano, cloroformo, y cloruro de metileno. El uso de los disolventes no acuosos como líquidos aglutinantes es generalmente ventajoso como carbohidratos y proteínas que están incluidos generalmente en las composiciones de aglomerados descritas aquí, tienen típicamente baja solubilidad en estos líquidos, reduciendo al mínimo así el potencial para la formación de puentes cristalinos entre las partículas de polvo finas en el aglomerado. Adicionalmente, la mayoría de los disolventes no acuosos tienen una tensión superficial baja que permiten que partículas de aglomerado más grandes se descompongan cuando sea necesario.

Los ejemplos de los disolventes no acuosos preferidos incluyen líquidos de fluorocarbono, tales como perfluorodecalina y bromuro de perfluorooctilo. Los líquidos de fluorocarbono son típicamente preferidos debido a su naturaleza hidrófoba y lipofóbica que no disuelven o interactúan de otro modo con las proteínas y los carbohidratos. La presión de alto vapor de los líquidos de fluorocarbono es útil también en la eliminación del líquido procedente de la partícula de aglomerados. Estos líquidos de fluorocarbono son, además, generalmente biocompatibles en la mayoría de las composiciones farmacéuticas, y están disponibles comercialmente generalmente a partir de una variedad de proveedores comerciales, por ejemplo, PCR, Inc. (Gainesville, FL), Sigma Chemical Co., (St Louis, MO) y Aldrich Chemical CO. (Milwaukee, WI).

La cantidad de líquido aglutinante añadido a la composición de polvo seco está basada generalmente en el área superficial de las partículas finas. Por ejemplo, donde se utilice un líquido aglutinante de fluorocarbono con las partículas finas de las composiciones de polvo seco inicial, por ejemplo, éstas que tienen un intervalo de tamaño de 1-5 \mum, el líquido es añadido al polvo en el intervalo de aproximadamente 0,5 g a 5,0 g (0,5 gramos a 5 gramos) de líquido por gramo de polvo.

Los aglomerados de polvo seco producidos en esta primera serie de etapas son ajustados entonces para tener una segunda distribución del tamaño, caracterizados por un índice de friabilidad desde aproximadamente 10 a aproximadamente 60. Cuando se ajustan, las partículas de agregados serán típicamente lo suficientemente duraderas para resistir la ruptura durante los procedimientos de manipulación y dosificación normales. Al mismo tiempo, las partículas son típicamente lo suficientemente friables para permitir que los agregados se rompan cuando sea necesario, es decir, durante la administración. Los índices de friabilidad son calculados generalmente colocando una pequeña muestra, por ejemplo, 0,4 a 0,5 g, de la composición del agregado sobre un tamiz de 1000 \mum. El tamiz es vibrado a una amplitud de aproximadamente 1 cm y una frecuencia de aproximadamente 5 Hz durante 20 minutos. Después de 20 minutos, los agregados que permanecen sobre el tamiz de 1000 \mum son pesados, y este peso es dividido entonces por el peso inicial. El porcentaje de agregados que no se han descompuesto a través del tamiz de 1000 \mum es el índice de friabilidad.

El ajuste de la composición de partículas de agregados con respecto a la segunda distribución del tamaño se lleva a cabo generalmente por el tamizado de la composición de aglomerados a través de una serie de tamices o cribas que tienen un intervalo de tamaño de tamiz deseado. Por ejemplo, donde se desee una distribución de intervalo de tamaño de aproximadamente 150-500 \mum, las partículas de agregados son colocadas sobre un conjunto de tamices apilados. El tamiz superior tendrá un paso de aproximadamente 500 \mum, mientras que el tamiz inferior tendrá un paso de

\hbox{150  \mu m.}

Las partículas de agregados están colocadas sobre el tamiz superior y son tamizadas, es decir, por vibración y/o aterrajado. Todas las partículas que exceden el límite de 500 \mum de tamaño son retenidas en el tamiz superior desde el que pueden descartarse o someterse a re-procesamiento. Las partículas más pequeñas de 500 \mum pasarán hasta el tamiz inferior donde las partículas que exceden 150 \mum serán retenidas. Estas partículas que pasan el segundo tamiz son recogidas, es decir, en una bandeja por debajo del segundo tamiz, desde el que pueden descartarse o reprocesarse.

Típicamente, la segunda distribución de tamaño tendrá un tamaño medio de partícula entre aproximadamente

\hbox{50  \mu m}

y aproximadamente 600 \mum, preferentemente entre aproximadamente 150 \mum a aproximadamente 500 \mum, y más preferentemente entre aproximadamente 200 \mum y 500 \mum. Los aglomerados son formados/seleccionados típicamente, de forma que más del 90% de la composición de aglomerados cae dentro de un intervalo de tamaño que es \pm 250 \mum, y preferentemente dentro de un intervalo de \pm 150 y más preferentemente dentro de un intervalo

\hbox{de  \pm  100  \mu m.}

Los aglomerados de polvo seco pueden ser esferoidizados, es decir, dando una geometría esférica, por los métodos bien conocidos, por ejemplo, los métodos de laminación, tales como los utilizados comúnmente en las operaciones de revestimiento de sartenes. Esto implica típicamente la laminación de partículas en un envase para dar lugar a que se produzca una partícula esférica.

Las composiciones de aglomerados pueden ser preparadas también en aparatos de secado de lecho fluido. Típicamente, esto implica en primer lugar la fluidización de la composición de polvo seco en una corriente de aire caliente. El líquido aglutinante es pulverizado entonces en el polvo fluidizado a través de una tobera. La humectación de las partículas individuales permite la aglomeración de otras partículas. El secado concurrente de la corriente de aire caliente previene la formación de aglomerados que tienen baja friabilidad. Los secados de lecho de fluido están disponibles también comercialmente de, por ejemplo, Glatt Aire Techniques, Inc.

Las composiciones de polvo seco pueden prepararse también utilizando otros procesos de secado, tales como procesos de aglomeración, extrusión revestimiento por pulverización y liofilización, y procesos de molienda por chorro. Los procesos de liofilización/molienda con chorro para la preparación de formulaciones de polipéptido de polvo seco se describen, por ejemplo, en la Solicitud PCT Publicada Nº WO91/16038.

En los aspectos preferidos, las composiciones de \alpha1AT de polvo seco para uso en los métodos descritos aquí serán substancialmente puras. Por substancialmente puras se entiende que dentro de la formulación de polvo seco,
la \alpha1AT formará el componente predominante sobre una base de peso/peso. Típicamente, por ejemplo, la formulación de polvo seco será mayor que aproximadamente el 30% en peso de \alpha1AT. En los aspectos preferidos, la formulación de polvo seco será mayor que aproximadamente el 70% de \alpha1AT en peso, más preferentemente, mayor de aproximadamente el 80% en peso de \alpha1AT. Todavía en aspectos más preferidos, la formulación de polvo seco será mayor que aproximadamente el 90% de \alpha1AT. En aspectos todavía más preferidos, la formulación de polvo seco será mayor que aproximadamente el 90% de \alpha1AT en peso con formulaciones de polvo seco mayores de aproximadamente 95% \alpha1AT y mayores que aproximadamente 99% que son más preferidas. El cálculo del porcentaje en peso de \alpha1AT puede llevarse a cabo por cualquiera de una variedad de métodos bien conocidos, por ejemplo, los ensayos inmunoabsorbentes, ensayos basados en actividad, y similares.

Donde la composición de polvo seco contenga elementos diferentes a \alpha1AT, la fracción restante de la composición puede comprender generalmente uno o más de un número de otros elementos. Por ejemplo, la composición de polvo seco puede contener productos del proceso de secado por pulverización, es decir, especies de \alpha1At inactiva, u otros componentes macromoleculares que permanecen desde la preparación de la \alpha1AT. No obstante, en los aspectos particularmente preferidos, el \alpha1AT puro o casi puro es utilizado para formular las composiciones de polvo seco. En particular, las composiciones de \alpha1AT que son mayores que el 90% y más preferentemente, mayores que el 95% puro, son utilizadas para formular las composiciones de polvo seco.

Además de los elementos adicionales descritos anteriormente, puede añadirse una variedad de suplementos a la formulación de polvo seco, o bien durante el proceso de secado por pulverización o después del proceso de secado por pulverización por la adición de un componente seco a través los métodos de mezcla de polvo seco. Por ejemplo, en muchos aspectos, puede ser deseable combinar la \alpha1AT con uno o más portadores farmacéuticos o excipientes que son adecuados para la administración respiratoria o pulmonar. Tales portadores pueden servir como agentes de carga, por ejemplo, cuando es deseable reducir la concentración del \alpha1AT suministrada al paciente en una dosis individual, o puede servir para mejorar la eficacia de la formulación, o bien como un agente estabilizante para la composición de polvo seco, un agente de dispersión para mejorar las propiedades de manipulación de la formulación, un adyuvante que mejora la actividad de la \alpha1AT dentro del tejido del pulmón, por ejemplo, agentes de tampón y similares. Ejemplos de excipientes aceptables adecuados farmacéuticamente o agentes de carga incluyen carbohidratos, polipéptidos, aminoácidos o sus combinaciones. Los carbohidratos adecuados incluyen, por ejemplo, monosacáridos tales como galactosa, D-manosa, sorbosa, y similares, disacáridos, tales como lactosa, trehalosa, y similares, ciclodextrinas, tales como 2-hidroxipropil-\beta-ciclodextrina, y polisacáridos, tales como rafinosa, maltodextrinas, dextranos y similares, alditoles, tales como manitol, xilitol y similares. Los carbohidratos preferidos incluyen lactosa, trehalosa, rafinosa, maltodextrinas y manitol. Los polipéptidos adecuados incluyen, por ejemplo, aspartamo y similares, mientras que los aminoácidos adecuados incluyen, por ejemplo, alanina y glicina.

Los materiales de portador pueden estar combinados con la \alpha1AT antes del secado por pulverización, por ejemplo, añadiendo el portador a la solución de \alpha1AT. Esto asegura que el portador es secado simultáneamente con la \alpha1AT para producir un polvo seco homogéneo. Alternativamente, los portadores pueden secarse de forma separada u obtenerse como un polvo seco, y mezclarse con el polvo \alpha1AT. Los portadores de polvo seco para la mezcla con polvos secos de \alpha1AT son típicamente cristalinos (para reducir la absorción de agua), pero pueden ser también amorfos. El tamaño del portador puede seleccionarse generalmente para mejorar la fluidez del polvo \alpha1AT, típicamente en el intervalo de aproximadamente 25 \mum hasta aproximadamente 100 \mum. La lactosa cristalina es un portador de polvo seco particularmente preferido.

Aunque es posible administrar el ingrediente de \alpha1AT en forma pura, es decir, sin añadir ingredientes, es con frecuencia deseable incluir componentes adicionales con la \alpha1AT, por ejemplo, proporcionar la \alpha1AT como parte de una formulación farmacéutica. Estas formulaciones comprenden la \alpha1AT en una dosis efectiva desde el punto de vista terapéutico o farmacéutico junto con uno o más portadores aceptables farmacéutica o terapéuticamente y opcionalmente, otros ingredientes terapéuticos. Se describen varias consideraciones, por ejemplo, en Gilman y col. (eds) (1990) Goodman y Gilman's: The Pharmacological Bases of Therapeutics, 8th Ed. Pergamon Press; Novel Druge Delivery Systems, 2ª Ed., Norris (ed.) Marcel Dekker Inc. (1989), y Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th, Ed. (Mack Publishing Co. 1990). Los ejemplos específicos de los componentes de adición en las formulaciones de \alpha1AT descritas aquí incluyen, por ejemplo, agentes de carga, tampones y otros agentes farmacéuticos para la co-administración con la \alpha1AT, tales como portadores de carbohidratos y similares.

III. Administración

En un aspecto particular, se describe un método de administración pulmonar de polvo seco de \alpha1AT a un paciente. Tales métodos son particularmente útiles en el tratamiento de pacientes que sufren de desórdenes, caracterizado por una deficiencia de \alpha1AT dentro de los tejidos del pulmón. Estos trastornos pueden ser un resultado de una deficiencia genética o una consecuencia de influencias externas, por ejemplo, fumador crónico, etc. Mediante la administración pulmonar de \alpha1AT, como una composición de polvo seco, se obtiene una persistencia mejorada de \alpha1AT en los tejidos del pulmón.

Por "administración pulmonar" o "administrando pulmonarmente" se entiende una ruta de administración que suministra una cantidad efectiva del compuesto así administrado a los tejidos del tracto respiratorio inferior. Tal administración conlleva generalmente la inhalación del compuesto objeto por el paciente, aspirando de este modo el compuesto a pleno pulmón.

El suministro de los medicamentos en polvo a los pulmones es alcanzado típicamente por el uso de un dispositivo de inhalación que fluidiza el medicamento en polvo en una corriente de aire que puede ser inhalada entonces por el paciente para suministrar el medicamento a los pulmones del paciente. Proporcionando las partículas agregadas que tienen un índice de friabilidad deseado, como se describe previamente, las partículas agregadas pueden descomponerse en forma de polvo dentro del inhalador. De este modo, los medicamentos en polvo pueden permanecer en forma de aglomerado para medición y manipulación hasta que es necesario el suministro pulmonar por el inhalador.

Las partículas agregadas son suministradas generalmente al inhalador en recipientes de dosis unitaria, referido comúnmente como envases o cartuchos de ampollas. La fabricación de los envases de ampollas se lleva a cabo típicamente por métodos que son bien conocidos generalmente en la técnica del empaquetado. Para extraer las partículas agregadas desde el recipiente, una pared del recipiente es perforada cuando el recipiente está insertado en el inhalador, o mientras está dentro del inhalador. Con el recipiente abierto, las partículas agregadas son extraídas dentro de una corriente de gas que tiene suficiente fuerza disruptiva, es decir, fuerza de cizallamiento, para descomponer las partículas agregadas en sus elementos en polvo fino constituyentes. Típicamente, las fuerzas disruptivas adecuadas son suministradas por una corriente de gas que tiene una velocidad sónica. En los aspectos alternativos, el envase o recipiente de ampollas puede estar sometido a energía vibratoria antes de la perforación del recipiente para descomponer las partículas de agregados en el polvo fino sustituyente.

Típicamente, las partículas de agregados se descompondrán substancialmente en sus elementos de polvo fino sustituyente antes de la inhalación. Por ejemplo, típicamente se descompondrán más del 30% de las partículas de agregado sometidas a las fuerzas disruptivas de la corriente de gas. Preferentemente, se descompondrán al menos aproximadamente el 50% de las partículas de agregados y más preferentemente, más de aproximadamente el 70% de las partículas de agregados se descompondrán cuando se someten a la corriente de gas, etc., antes de la inhalación por el paciente. Por "descomposición" se entiende la desintegración de las partículas de agregado más grandes, como se describe anteriormente a partículas de polvo fino más pequeñas, descrito también anteriormente, por ejemplo, las partículas de polvo fino que tienen un diámetro de aproximadamente 1 \mum a 5 \mum.

Cuando las partículas de agregado están dentro del intervalo de tamaño deseado de 200-500 \mum, se puede obtener la retirada substancialmente completa de las partículas de agregado desde el recipiente, a medida que los agregados de tamaño más grande pueden atraparse detrás de las paredes perforadas del recipiente. Por "retirada substancialmente completa" se entiende más de aproximadamente el 55%, preferentemente, mayor de aproximadamente el 70%, y más preferentemente, mayor de aproximadamente el 90% en peso.

Se ha descrito previamente una variedad de dispositivos de inhalación para administración por aerosol. Ver, por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos Nºs 4.137.914, 4.174.712, 4.524.769, 4.667.688, y la Solicitud PCT Publicada Nºs PCT/SE93/00389 (WO93/21980), PCT(SE93/01053 (WO 04/13271) PCT/DK90 (00004 (WO90/07351) y la Solicitud de Patente de los Estados Unidos Nº de Serie 08/309.691 (US-A-5785049), presentado el 21 de Septiembre de 1994. Un inhalador de polvo seco particularmente preferido es el descrito en la Patente de los Estados Unidos Nº 08/487.184 (US-A-5740794). Generalmente, este dispositivo inhalador es particularmente adecuado para el suministro de las composiciones de polvo seco que están formadas a partir de partículas de polvo fino discreto que oscila en tamaño desde 1-5 \mum. El dispositivo preferido emplea generalmente una técnica de dispersión de dos etapas para alcanzar la dispersión óptima de la composición de polvo seco. Típicamente, la composición de polvo, por ejemplo, composición de agregados o aglomerados, es fluidizada dentro de un recipiente de dosis unitaria, tal como un envase de ampollas. Las partículas de aglomerado fluidizado son dispersadas entonces en la corriente de gas a alta velocidad bajo condiciones que romperán tales partículas aglomeradas en sus elementos de polvo constituyente. Tal dispersión completa puede alcanzarse con volúmenes muy bajos de aire de alta velocidad y que tienen concentraciones de partícula relativamente altas. Este aparato es capaz también de uso con composiciones que contienen cantidades más grandes de diluyentes, pro ejemplo, agentes de carga, y similares.

El dispositivo incorpora generalmente un tubo de alimentación que tiene un extremo de entrada de polvo que está insertado dentro del recipiente, es decir, a través de una penetración en la tapa o superficie de acceso del recipiente. Una corriente de aire a alta velocidad fluye pasado el extremo de salida del tubo de alimentación, aspirando el polvo desde el recipiente en la corriente de aire para formar el aerosol deseado. La velocidad de la corriente de aire, como se describe anteriormente, es típicamente sónica, para permitir la ruptura de las partículas de aglomerado. Típicamente, está prevista también una segunda penetración en el recipiente para permitir que una corriente separada de aire de fluidización entre en el recipiente y barra el polvo aplicado por aerosol, asegurando la máxima recuperación del polvo desde el recipiente.

La corriente de gas de alta presión es generada típicamente por la liberación brusca de una carga de gas presurizado a través de una trayectoria de flujo que corta con el extremo de salida del tubo de alimentación a un ángulo seleccionado tanto para (1) inducir a flujo de aire de fluidización suficiente a través del tubo de alimentación para fluidizar y transportar el polvo en el recipiente, como (2) romper los aglomerados de polvo que permanecen a medida que el polvo sale del extremo de salida del tubo de alimentación. La presión del gas antes de la liberación estará normalmente al menos a aproximadamente 102,7 x 10^{3} N/m^{2} (15 psig) (para alcanzar la velocidad sónica), siendo preferentemente al menos 137,0 x 10^{3} N/m^{2} (20 psig), y estando normalmente en el intervalo de 274,0 x 10^{3} N/m^{2} a 548,0 x 10^{3} N/m^{2} (de 40 a 80 psig). El volumen expandido del gas (medido a temperatura y presión estándar ("STP") de 14,7 psig y 20ºC) estará normalmente en el intervalo de 2 ml a 25 ml, y preferentemente de 4 ml a 15 ml. La liberación del gas de alta presión puede efectuarse por un activador manual u opcionalmente por la presión negativa de detección provocada por la inhalación de un paciente (es decir, activado por respiración).

El polvo aplicado por aerosol será capturado típicamente también dentro de una cámara de captura adicional, antes de la inhalación por el paciente, para evitar las dificultades asociadas con el suministro de una dosis de alta presión directamente al paciente. El polvo aplicado por aerosol dentro de la cámara adicional es inhalado entonces por el paciente de forma concurrente con, y/o seguido por la respiración de aire ambiente, es decir, a través de una entrada separada en la cámara adicional, que ayuda en el barrido de la dosis completa del polvo desde la cámara adicional y forzando el polvo a pleno pulmón.

IV. Aplicaciones terapéuticas

Los métodos descritos aquí son particularmente aplicables en las aplicaciones terapéuticas para el tratamiento de los pacientes que son deficientes en, o podrían beneficiarse de otro modo del aumento de niveles incrementados de \alpha1AT en los tejidos del pulmón. Como se describe anteriormente, los ejemplos de tales pacientes incluyen los trastornos genéticos caracterizados por bajos niveles de plasma y pulmonares del inhibidor \alpha1AT y los desequilibrios funcionales del enfisema pulmonar.

Por "paciente" se entiende generalmente un paciente mamífero para el que se busca el tratamiento. Aunque los métodos descritos aquí pueden ser aplicables generalmente a una variedad de especies de mamíferos, preferentemente, como se utiliza aquí, el término paciente será referido generalmente a pacientes humanos.

Por "tratamiento de un paciente" se entiende el espectro completo de los tratamientos terapéuticos para un trastorno particular que oscila desde un alivio parcial de los síntomas hasta una cura completa el trastorno particular. El tratamiento es efectuado típicamente por la administración pulmonar de una cantidad terapéuticamente efectiva
de \alpha1AT de polvo seco. Por "cantidad terapéuticamente efectiva " se entiende una cantidad de \alpha1AT que es suficiente para realizar el tratamiento del trastorno particular para el que se busca tratamiento, es decir, el aumento suficiente de los niveles de \alpha1AT en el tracto respiratorio inferior. Típicamente, tales cantidades terapéuticamente efectivas serán suficientes para proporcionar una cantidad de \alpha1AT dentro del tejido del tracto respiratorio inferior que es similar al de los individuales no deficientes.

Típicamente, el tratamiento de los trastornos descritos anteriormente será realizado por la administración de dosis de polvo seco de \alpha1AT, este total en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 80 mg de \alpha1-antitripsina diariamente. Preferentemente, una cantidad efectiva terapéuticamente oscilará desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 25 mg de \alpha1-antitripsina diariamente, y más preferentemente, desde aproximadamente 10 a aproximadamente 20 mg de \alpha1-antitripsina diariamente. En los aspectos preferidos particularmente, los métodos de la presente invención y como se describe anteriormente, pueden utilizarse en el tratamiento de los pacientes que sufren del enfisema pulmonar. Para alcanzar la cantidad terapéutica deseada, puede ser deseable proporcionar las administraciones repetidas, es decir, las inhalaciones individuales repetidas de una dosis medida. Las administraciones individuales son repetidas hasta que se consigue la dosis diaria deseada.

Como se describe anteriormente, los métodos de administración de la \alpha1AT de polvo seco al paciente incluye generalmente proporcionar la \alpha1AT como un polvo seco, aplicando por aerosol este polvo, y presentándose a un paciente para inhalación. Esto se lleva a cabo generalmente utilizando los métodos y aparatos que se describen substancialmente con anterioridad.

La presente invención es ilustrada adicionalmente por los siguientes ejemplos. Estos ejemplos son simplemente ilustrativos de los aspectos de la presente invención y no están destinados como limitaciones de esta invención.

V. Ejemplos Ejemplo 1 Secado por pulverización de \alpha1AT

Se suministró plasma humano purificado \alpha1AT por Armour Pharmaceutical Co., Kankakee, IL. La \alpha1AT fue formulada en tampón citrato. La \alpha1AT tamponada fue secada por pulverización en una composición de polvo seco fino. El secado por pulverización se llevó a cabo utilizando un secador por pulverización Buchi-190 con una velocidad de alimentación de 5 ml/min., una presión de atomización de 822 x 10^{3} N/m^{2} (120 psi), una velocidad de alimentación de atomización de 80 lpm y una temperatura de secado de 80ºC. La mayoría de la masa de la composición tenía un tamaño de partícula respirable (diámetro aerodinámico menor de 5 \mum). La composición de polvo seco contenía aproximadamente 73% de \alpha1AT, 3,7% de humedad y 16,9% de agente de carga. La actividad de inhibición específica del polvo fue determinada sometiendo a ensayo la actividad de inhibición del polvo con respecto a la tripsina. El polvo se sometió a ensayo a aproximadamente la misma actividad específica que la proteína antes del secado.

Los envases de ampollas fueron rellenados con 5 mg de la composición de polvo bajo las condiciones controladas y fueron almacenados en bolsas secas a temperatura ambiente hasta que se utilizan. El análisis de estabilidad de la \alpha1AT en el aerosol de polvo seco a lo largo del tiempo de los experimentos confirmaron que no existió pérdida detectable de la actividad medido por el ensayo de inhibición de la tripsina.

La estabilidad física del polvo seco de \alpha1AT se caracterizó por los siguientes parámetros: (1) Diámetro aerodinámico medio de masa (MMAD), determinado por un dispositivo de impacto en cascada de California Instrument que funciona a 12,5 lmp; (2) fracción respirable (masa que tiene un tamaño de partícula aerodinámica de menos de 5 \mum); y (3) capacidad de dispersión medida por recogida de filtros en la boquilla de los dispositivos de aplicación por aerosol a 30 lpm durante 2,5 segundos (ver Tabla I).

TABLA I

Tiempo	Capacidad Dispersión (STD)	MMAD	Fracc. Resp. % < 5 \mum
Inicial	63,6	1,3	90
	(3,5)
Pre-estudio	72,6	1,3	90
(3 mos.)	(9,3)
Post-estudio	72,5	1,2	92
(6 mos.)	(6,3)

Ejemplo 2 Evaluación de la exposición del aerosol de \alpha1AT en modelos de oveja

Se utilizaron ovejas de razas mixtas (36 \pm 3 kg) para determinar los métodos de administración óptima para la composición de \alpha1AT de polvo seco. Se estudió una oveja cada vez. Los dos días antes a la exposición del aerosol, el conducto linfático eferente de caudal, la arteria carótida y la vena yugular de la oveja fueron canuladas bajo anestesia general (cánula de conducto linfático: 0,30 x 0,50 tubo Tygon, Fisher Scientific Co., cánula de arteria y vena: tubo Extensión, Baxter-Pharmaceal, Nº CAT K751L). En el día de la exposición, la oveja que debía estudiarse fue anestesiada con 500 mg de pentotal administrado de forma intravenosa (tipental sodio, Abbott Labs, IL) y se intubó con un tubo endotraqueal ID de tamaño 10.

Se examinaron las tres técnicas de exposición diferentes (Ver, Tabla II), dos técnicas de ventilación de presión positiva y una técnica de respiración espontánea. En los modelos de inhalación de presión positiva, se evaluaron los dos modos de ventilación en dos ovejas separadas (oveja #1 y #3). La oveja #1 fue ventilada 15 respiraciones/minuto a 400 ml/respiración con oxígeno de calidad-respiración que contiene 1% de Halotano (Halocarbón, HJ) utilizando un ventilador Harvard canalizado a través de un dispositivo de inhalación de polvo seco. La oveja #3 fue inyectada con 60 mg i.v. de sucinilcolina, un relajante muscular, y fue ventilada 10 respiraciones/minuto a 600 ml/respiración con oxígeno que contiene 1% de Halotano. En el modelo de respiración espontáneo, la Oveja #2 fue inyectada con Ketamina para proporcionar anestesia, 25 mg/kg i.v. (Ketaset, Fort Dodge Lab, Inc. IA), y se permitió respirar el aire ambiente a través del dispositivo de inhalación de polvo seco.

Se midió la distribución del tamaño aerodinámico utilizando el dispositivo de impactos en cascada de California Measurements. El diámetro aerodinámico medio de masa de aerosol y la fracción respirable (fracción de masa que tiene menos de 5 \mum de tamaño de partícula aerodinámico) fueron 1,3 \pm 0,1 \mum y 90%, respectivamente. Esta formulación tenía una capacidad de dispersión de 63 \pm 3% en el dispositivo utilizado.

La evaluación de las tres técnicas de exposición implicaron la medición de (1) la porción del aerosol disponible para la inhalación (% de aerosol disponible en las boquillas del dispositivo de inhalación) y (2) niveles linfáticos y de plasma de \alpha1AT.

La evaluación de la eficiente del dispositivo, por ejemplo, la capacidad para suministrar el aerosol al tubo endotraqueal se midió por ser 23 \pm 1%, 32 \pm 4% y 31 \pm 1%, para el modelo de inhalación de presión positiva sin el relajante muscular ("PPI") (15 respiraciones/minuto, 400 ml/respiración), la presión positiva con relajante muscular ("PPIMR") (10 respiraciones/minuto, 600 ml/respiración) y el modelo de respiración espontáneo (100-200 ml/respiración), respectivamente.

Antes de la exposición, se sometieron a ensayo la linfa y la sangre para establecer los niveles de fondo de la \alpha1AT. Cada animal fue expuesto a 100 mg de aerosol de polvo seco de \alpha1AT envasado. Las muestras de linfa y sangre fueron tomadas cada 30-60 minutos durante 6 horas y después, a 24-26 y 48-50 horas, post-dosificación. La oveja #2, el animal de respiración espontánea fue expuesto de nuevo al aerosol \alpha1AT a 50 horas después de la primera exposición y se lavó 5 horas después.

Al final de cada estudio, la sangre fue drenada mientras que los pulmones se mantuvieron ventilados para prevenirlos de colapso, después, cada pulmón fue lavado completamente. Esto se llevó a cabo exponiendo quirúrgicamente el cuello y el pecho, y lavando un pulmón cada vez, sujetando el cierre del otro pulmón, e inyectando lavados de solución de salina isotónica de 6 x 200 ml a través de un tubo Tygon conectado a la jeringuilla de 50 ml. Los lavados recuperados desde cada pulmón fueron agrupados juntos para dar una muestra de lavado total. Todas las muestras, de linfa y de sangre, fueron colocadas sobre hielo hasta que fueron centrifugadas durante 3 minutos a 3000 rpm. Se mantuvieron congeladas a -70ºC, hasta que fueron analizadas por ELISA.

La Tabla II muestra la eficiencia de los dispositivos utilizados para el suministro de aerosol de la \alpha1AT a la entrada del tubo endotraqueal (mostrado como % Respirable) para los varios métodos de suministro. Se muestra también el nivel de linfa máximo de \alpha1AT.

TABLA II

Oveja#	Modelo Inhalación	% Respirable	Nivel Linfa de Pico de \alpha1AT (nM)
1	Presión positiva:	23 \pm 1	5,8
	15 respirac./min.;
	400 ml/respir.
2	Respiración espont.:	32 \pm 4	12,2
	100-200 ml/respir.
3	Presión positiva:	31 \pm 1	29,4
	10 respir./min.;
	600 ml/respir.
	Animal paralizado

El aerosol en polvo seco de \alpha1AT administrado pulmonarmente a la oveja, como se describe anteriormente, incrementó los niveles de \alpha1AT en la linfa desde 0,3 nM (0,014 \mug/ml) hasta 5,8 nM (0,29 \mug/ml), 12,2 nM (0,61 \mug/ml) y 29,4 nM (1,47 \mug/mL) y niveles de \alpha1AT de sangre incrementados desde 0,6 nM (0,03 \mug/ml) hasta 1,9 nM (0,093 \mug/ml), 4,3 nM (0,217 \mug/ml) y 7,6 nM (0,38 \mug/ml) a 48 horas post-exposición en la Oveja #1, 2 y 3, respectivamente. Ver figura 1.

En la oveja #2, que fue expuesta inicialmente a aerosol de \alpha1AT por el método de respiración espontánea, descrito anteriormente, y de nuevo después de 50 horas por la inhalación de presión positiva (600 ml/respiración, sin relajante), el nivel linfático de la \alpha1AT después de la segunda exposición se elevó de 0,61 \mug/ml dentro de 5 horas después de la segunda exposición.

Los niveles de \alpha1AT en el fluido de revestimiento epitelial ("ELF") fueron 0,4 \muM en la Oveja #1 (lavado 50 horas post-exposición) y 1,3 \muM en la oveja #3 (lavado 72 horas post-exposición). En la oveja #2, que fue expuesta una segunda vez a 50 horas después de la exposición inicial, los niveles de \alpha1AT en el ELF fueron 2,9 \muM (lavado 5 horas después de la segunda exposición). Estos valores fueron calculados a partir de los lavados de lavado suponiendo 20 ml de ELF.

La técnica PPIMR utilizada en la Oveja #3 ofreció los niveles linfáticos más altos de \alpha1AT y fue seleccionada para uso en los siguientes ejemplos.

Ejemplo 3 Determinación de la dosis depositada en oveja

Se administraron pulmonarmente las tres ovejas con polvo seco \alpha1AT de acuerdo con el primer método PPIMR descrito anteriormente. Los pulmones fueron lavados inmediatamente siguiendo la administración de aerosol. La dosis medio depositada fue calculada multiplicando la concentración de \alpha1AT en el lavado por el volumen de lavado. La dosis media depositada fue calculada a 7,2 \pm 3,1 mg. Esto se tradujo a una eficiencia de deposición de aproximadamente 8% para este sistema de exposición de oveja. Los datos para cada oveja se muestran en la Tabla III, siguiente.

TABLA III

1

La adsorción pulmonar de la \alpha1T de polvo seco administrado pulmonarmente fue sometida a ensayo utilizando la técnica PPIMR descrita anteriormente. De nuevo, tres ovejas fueron administradas con aerosol de polvo seco \alpha1AT en tres dosis cada una, en el instante 0, a 24 horas y a 48 horas. Los niveles de \alpha1AT, fueron medidos en la linfa, plasma y en el fluido de revestimiento epitelial "fin de estudio" (ELF).

El polvo seco de \alpha1AT depositado en los pulmones de la oveja incrementó los niveles de linfa de \alpha1AT exógeno a un nivel máximo medio de 142 \pm 73 nM (7,4 \pm 3,8 \mug/ml). La figura 3 muestra los perfiles de linfa de cada oveja individual, siendo el perfil medio mostrado en la figura 4(o). Las curvas de concentración/tiempo mostraron un perfil de absorción prolongado (Figura 3 y 4). La cantidad total de la \alpha1AT liberada por la linfa fue calculada multiplicando el área bajo la curva (AUC) del perfil de concentración por la velocidad de flujo media linfática (Ver Tabla IV).

Los niveles de \alpha1AT exógena en plasma fueron incrementados también a un nivel medio de 36,2 nM (1,9 \pm 0,1 \mug/ml). Los niveles medios de plasma de \alpha1AT en el tiempo se muestran en la Figura 4 (\cdot). La cantidad de \alpha1AT absorbida desde los pulmones en la circulación es la concentración de pico multiplicada por el volumen de distribución del plasma (volumen de estado continuo de distribución de plasma de oveja es 109 \pm 16 ml/kg de peso corporal medido por las inyecciones IV de \alpha1AT radio-etiquetado, Smith y col., J. Clin. Invest. 84:1145-1154 (1989). Las cantidades de \alpha1AT encontradas en el plasma se muestran también en la Tabla IV.

La adición de las contribuciones tanto de niveles de plasma como de linfa ofrece la recuperación total de

\hbox{12,0  \pm  2,9}

mg que es igual a 55 \pm 13% de la dosis depositada (Ver, Tabla 4). TABLA IV

2

El volumen del fluido de revestimiento epitelial (ELF) fue medido por Peterson, y col., Am. Rev. Respir. Dis. 141:314-320 (1990) que es 11,4 ml en una oveja de 38 kg. Para medir los niveles de ELF de \alpha1AT, se utilizó la oveja que tiene un peso medio de 29 kg. En una oveja de 29 kg, el volumen de LEF se asumió por ser aproximadamente de 10 ml, o 5 ml/pulmón. Los niveles de \alpha1AT en ELF se determinaron como las cantidades recuperadas por lavado desde cada pulmón, dividido por 5 ml.

La Tabla 5 hace una lista del número de dosis de aerosol, tiempo de lavado después de la última dosis y los niveles de ELF calculados de \alpha1AT en cada pulmón. Los niveles protectores de \alpha1AT en ELF (1,7 \muM) fueron alcanzados fácilmente en todas las ovejas estudiadas en los experimentos de absorción, incluso cuando se lavaron 3 días después de la dosis final. Adicionalmente, las cantidades de \alpha1AT recuperaron en el lavado de las tres ovejas utilizadas en el estudio de adsorción (Oveja 4, 6 y 7) fueron medidas a 13,4 \pm 7,3 mg o aproximadamente el 62% de la dosis depositada.

Aunque la eficiencia de deposición en estos modelos es bastante baja (8%), esto parece ser atribuible a la ineficiencia del dispositivo de aplicación por aerosol cuando se conecta al ventilador. En particular, las pérdidas debido a los conductos que conducen al tubo endotraqueal y al bajo volumen de inhalación utilizando el ventilador explican una gran cantidad de material perdido. Adicionalmente, la formación de mucosa alrededor del tubo endotraqueal da lugar a una deposición incrementada dentro de los conductos y el dispositivo como resultado de la traquea estrechada y patrones de flujo de aire alterado.

TABLA V

3

Ejemplo 4 Estimación de \alpha1AT intersticial

Los experimentos descritos anteriormente ilustran que \alpha1AT de polvo seco administrada como un aerosol es absorbida desde la superficie alveolar en el pulmón. Una vez en el intersticio, la \alpha1AT puede o bien ser absorbida directamente en la sangre o puede difundirse en los linfáticos (Ver Figura 5).

En los experimentos anteriores, la mayoría de la \alpha1AT inhalada atraviesa directamente a través del intersticio en la sangre. El resto fue transportada en la circulación por la filtración linfática. Staub y col., J. Surg. Res. 19:315 (1975). En este modelo de oveja, la cantidad media de \alpha1AT liberada en 24 horas por la linfa siguiendo una administración de aerosol fue aproximadamente 1/6 de la cantidad que fue introducida en el plasma (Ver Tabla VI). En un modelo de oveja similar, Smith y col. (J. Clin. Invest. 84:1145-1154 (1989)) calculó el porcentaje de liberación de \alpha1AT fuera de los pulmones a 16,1 \pm 10,4% de la velocidad total de \alpha1AT transportada fuera del pulmón. Esto está de acuerdo con los resultados inmediatos (Ver Tabla VI). Los niveles de plasma y linfa mostraron un perfil similar (Ver Figura 4). Por tanto, puede suponerse que para cada molécula de \alpha1AT liberada por la linfa, son trasportadas 6 moléculas a través de la barrera endotelial en la corriente sanguínea. Teniendo en cuenta la no liberación de linfa, la concentración de \alpha1AT en el fluido intersticial debería ser aproximadamente 7 veces la medida en la linfa (Ver Figura 5).

TABLA VI

# Oveja	Linfa (\mug)	Plasma (\mug)	Plasma/Linfa
1	32,4	239	7,4
2	73,2	631	8,6
3	144,6	752	5,2
4	278	2200	7,9
6	757	3100	4,1
7	489	1300	2,7
		Media	6,0 \pm 2,4

Además del fluido intersticial alveolar, los linfáticos contienen una cantidad significativa de filtrados extraseptales procedentes de los vasos fuera de las paredes alveolares. Esto se ilustró por Nicolaysen y col., Micarvasc. Res.

\hbox{9:29-37}

(1975) que inyectó albúmina marcada con azul Evans y siguió la aparición del tinte en el intersticio del pulmón. El tinte apareció en los linfáticos en 10 minutos, mientras que la apariencia del tinte entro del intersticio empleó aproximadamente el doble de tiempo, indicando la presencia de filtración no alveolar. Se estimó por Gropper y col., Federation Proc. 43:1032 (1984) que un mínimo de 40% de la filtración de linfa de pulmón total fue de origen no alveolar. Por tanto, para representar la dilución no alveolar de la linfa, la concentración en el fluido intersticial es multiplicada por 1,7. La Tabla VII hace una lista de los niveles intersticiales calculados de \alpha1AT mientras se representa 40% contribución extraseptal y 83% de liberación de plasma. TABLA VII

# Oveja	Niveles Intersticiales de Pico Calculados
4	1,3
6	1,5
7	3,2
Media	2,0 \pm 1,0

Ejemplo 5 Estimación de la dosis humana a partir de los datos de oveja

Los resultados de los experimentos de dosis depositada de \alpha1AT y los experimentos de absorción, descritos anteriormente, indican que puede alcanzarse un nivel protector para humanos de la \alpha1AT en el fluido intersticial (aproximadamente 6M o 324g/ml) en humanos que utilizan administración pulmonar de polvo seco de \alpha1AT. En particular, la extrapolación de los datos de oveja para humanos sugiere que con el fin de aumentar los niveles intersticiales
de \alpha1AT en individuos deficientes hasta un nivel protector (es decir, aproximadamente 6M desde 3,4 M en individuos deficientes) a un humano de 70 kg necesitaría inhalar aproximadamente de 20 a 60 mg de \alpha1AT por día durante tres días. Después de la terapia de tres días, la patente sería capaz de inhalar de 10 a 20 mg por día para sustituir la \alpha1AT transportada fuera de los pulmones y mantener los niveles de protección. Esto se reduce substancialmente a partir de las dosis proyectadas para formas de aerosol líquido de 200 mg por día (ver, Hubbar y Crystal,

\hbox{Lung
Suppl:565-578}

(1990). Estas dosis estimadas son aproximadas, basadas en los datos de media. Las dosis adecuadas variarían probablemente de individuo a individuo dependiendo de la naturaleza de la deficiencia de \alpha1AT, es decir, adquirida o genética, así como del nivel de base del individuo.

Claims

1. Un método para la preparación de una composición de \alpha1-antitripsina para la administración pulmonar a un paciente, que comprende:

alojar \alpha1-antitripsina como una composición de polvo seca y substancialmente amorfa en un recipiente de dosis unitario.

2. El método como se indica en la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

dispersar una cantidad de composición de polvo de \alpha1-antitripsina en una corriente de gas para formar un

\hbox{aerosol, y}

capturar el aerosol en una cámara para la posterior inhalación de la composición de polvo por el paciente.

3. El método como se indica en la reivindicación 1 o reivindicación 2, donde dicha composición tiene una concentración de \alpha1-antitripsina mayor de aproximadamente 30% en peso.

4. El método como se indica en la reivindicación 3, donde dicha composición tiene una concentración de
\alpha1-antitripsina mayor de aproximadamente 50% en peso.

5. El método como se indica en la reivindicación 3 o reivindicación 4, donde dicha composición tiene una concentración de \alpha1-antitripsina mayor de aproximadamente 90% en peso.

6. El método como se indica en cualquiera de las reivindicaciones 3, 4 ó 5, donde dicha composición tiene una concentración de \alpha1-antitripsina mayor de aproximadamente el 95% en peso.

7. El método como se indica en cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, donde dicha composición tiene una concentración de \alpha1-antitripsina mayor de aproximadamente 99% en peso.

8. El método como se indica en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, donde dicha etapa de aplicación por aerosoles es efectiva para producir una composición de polvo aplicado por aerosol.

9. El método como se indica en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, donde dicha corriente de gas comprende una corriente de aire.

10. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha composición de polvo seco de
\alpha1-antitripsina está en forma de agregados de partículas finas, donde dichas partículas finas tienen un tamaño medio de partícula de aproximadamente 1 \mum y dichos agregados tienen un tamaño medio de aproximadamente

\hbox{50
 \mu m}

a aproximadamente 600 \mum, y donde dichos agregados tienen un índice de friabilidad de aproximadamente 10 a aproximadamente 60.

11. El método de la reivindicación 10, donde dichos agregados son de configuración esférica.

12. El método de la reivindicación 10 o la reivindicación 11, donde dichos agregados están formados con un líquido de adhesión disolvente no acuoso.

13. El método de la reivindicación 12, donde dicho líquido de adhesión disolvente no acuoso comprende un líquido de fluorocarbono.

14. El método de la reivindicación 13, donde dicho líquido de fluorocarbono es o bien bromuro de perfluorodecalin o bromuro de perfluorooctilo.

15. El método como se indica en cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, donde dicha composición de polvo de la \alpha1-antitripsina comprende desde aproximadamente 70% hasta aproximadamente 90% en peso de la \alpha1-antitripsina.

16. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde dicha composición tiene como la mayoría de la masa de la composición partículas de un diámetro aerodinámico de menos de 5 micras.

17. El método de la reivindicación 2 o la reivindicación 3, donde la composición aplicada por aerosol formada en dicha etapa de aplicación por aerosoles tiene una capacidad de dispersión de 63 \pm 3%.

18. El método de la reivindicación 1, donde dicha composición está preparada por secado por pulverización de una solución acuosa que comprende \alpha1-antitripsina para proporcionar una composición de polvo de \alpha1-antitripsina seca y substancialmente amorfa que comprende más de aproximadamente el 30% en peso de la \alpha1-antitripsina.

19. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el recipiente de la dosis unitaria es un envase de ampollas.

20. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, donde el recipiente de la dosis unitaria es un cartucho.

21. Una composición de polvo seco y substancialmente amorfo de \alpha1-antitripsina en una forma para administración pulmonar, donde dicha composición está alojada en un recipiente de dosis unitaria.

22. La composición de la reivindicación 21, que comprende más de aproximadamente el 30% en peso de la
\alpha1-antitripsina.

23. La composición de las reivindicaciones 21 ó 22, que comprende más de aproximadamente el 50% en peso de la \alpha1-antitripsina.

24. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, que comprende más de aproximadamente 90% en peso de la \alpha1-antitripsina.

25. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24, que comprende más de aproximadamente el 95% en peso de la \alpha1-antitripsina.

26. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25, que comprende más de aproximadamente el 99% en peso de la \alpha1-antitripsina.

27. La composición de la reivindicación 21, que comprende agregados de partículas finas, donde: (i) dichas partículas finas tienen un tamaño medio de partícula de aproximadamente 1 \mum a aproximadamente 5 \mum, (ii) dichos agregados tienen un tamaño medio de aproximadamente 50 \mum a aproximadamente 600 \mum, y (iii) dichos agregados tienen un índice de friabilidad de aproximadamente 10 a aproximadamente 60.

28. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 26, que comprende partículas donde la mayoría de la masa de las partículas en la composición tienen un diámetro aerodinámico de menos de 5 micras.

29. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 26, que tiene una capacidad de dispersión de

\hbox{63  \pm  3%.}

30. La composición de la reivindicación 21 alojada en un recipiente de dosis unitaria donde se ha secado por pulverización dicha composición de polvo seco y substancialmente amorfo de \alpha1-antitripsina.

31. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 30, donde el recipiente de dosis unitaria es un envase de ampollas.

32. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 30, donde el recipiente de la dosis unitaria es un cartucho.

33. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 22 a 27, que comprende partículas que tienen un diámetro en el intervalo de 1 \mum a 5 \mum.

34. Uso de una composición como se indica en cualquiera de las reivindicaciones 21 a 33, en la fabricación de un medicamento que comprende dicha composición alojada en un recipiente de dosis unitaria para el tratamiento de enfisema.

35. Un aparato para la administración de la \alpha1-antitripsina para un paciente, comprendiendo el aparato:

una carcasa que tiene una cámara dispuesta dentro, conteniendo dicha cámara una cantidad de una composición de polvo seco y substancialmente amorfo de \alpha1-antitripsina adecuada para la administración pulmonar y alojada en un recipiente de dosis unitaria;

una fuente de presión de gas conectada de forma fluida a dicha cámara, para suministrar una corriente de gas a dicha cámara para aplicar por aerosoles dicha composición de polvo seco; y

medios para el suministro de dicha composición de polvo aplicado por aerosol para la inhalación por dicho paciente, estando conectados de forma fluida dichos medios para el suministro a dicha cámara.

36. El aparato de la reivindicación 35, donde, el recipiente de dosis unitaria es un envase de ampollas.

37. El aparato de la reivindicación 35, donde el recipiente de dosis unitaria es un cartucho.