ES2264713T3

ES2264713T3 - Formulaciones de insulina estables.

Info

Publication number: ES2264713T3
Application number: ES02022956T
Authority: ES
Inventors: Michael Rosario Defelippis; Michael Allen Dobbins; Bruce Hill Frank; Shun Li; Dawn Marie Rebhun
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 2007-01-16
Anticipated expiration: 2018-06-12
Also published as: CO4750643A1; HUP0002877A3; CZ445199A3; CA2295140C; BR9810116A; TR199903036T2; SV1998000065A; PL194244B1; AU734781B2; KR20010013700A; US20030104983A1; DE69808695T2; BR9810116B1; ZA984697B; ES2185113T3; DE69834956T2; ID24310A; TW577753B; PT884053E; EP0884053A1

Abstract

Una formulación de disolución estable para administración parenteral que comprende: un tampón fisiológicamente tolerado seleccionado de TRIS y arginina; un análogo de insulina monomérico seleccionado;: cinc y un conservante fenólico.

Description

Formulaciones de insulina estables.

La presente invención se refiere al campo de la medicina humana, particularmente al tratamiento de la diabetes e hiperglucemia mediante la administración de análogos monoméricos de la insulina. Más específicamente, la presente invenciones se refiere a formulaciones de análogos monoméricos de la insulina que tienen una estabilidad física a largo plazo superior cuando se exponen a una alta entrada de energía mecánica y a alta temperatura.

Particularmente son necesarias formulaciones estables de agentes terapéuticos para usar en los dispositivos de administración que exponen estos agentes a elevadas temperaturas y/o tensión mecánica. Por ejemplo, se requieren formulaciones estables de insulina para usar en sistemas de infusión en continuo y en dispositivos de administración de pluma. Las formulaciones actuales solamente proporcionan una estabilidad limitada en estos tipos de dispositivos de administración.

En los sistemas de infusión en continuo, un fluido que contiene un agente terapéutico se bombea desde un reservorio, usualmente a un depósito subcutáneo, intravenoso o intraperitoneal. El reservorio, que se puede rellenar periódicamente, se une o se implanta en el cuerpo del paciente. En cualquier caso, el calor del cuerpo del paciente y el movimiento del cuerpo, más la turbulencia en el tubo y bomba imparten una cantidad de energía termomecánica relativamente alta a la formulación. Con el propósito de minimizar la frecuencia con la que se rellena el reservorio, y minimizar el tamaño del reservorio, las formulaciones que tienen una concentración relativamente alta del agente terapéutico son altamente ventajosas.

Massey y Sheliga, en la Patente U. S. Nº 4.839.341 (Eli Lilly and Company, 1989) se refieren a los desafíos implicados en proporcionar formulaciones estables de insulina para la infusión en continuo, y presentan una revisión minuciosa de la técnica en 1984. Actualmente los desafíos son incluso mayores porque ahora se demandan formulaciones de insulina que sean estables durante 1 a 3 meses.

Se han desarrollado también plumas de inyección para ayudar a los diabéticos a medir y administrar una dosis precisa y controlada de insulina. Generalmente, estas plumas se aseguran en un cartucho que tiene una cantidad particular de medicación líquida sellada en su interior. El cartucho comprende un pistón y un mecanismo para desplazar el pistón en el cartucho de tal manera que dispense la medicación. Las plumas de inyección pueden ser reutilizables o desechables. En las plumas reutilizables, un usuario puede cambiar un cartucho gastado y reajustar el husillo de la parte trasera de la pluma a su posición inicial. En una pluma desechable, el cartucho está permanentemente sujeto en la pluma, que se elimina después de que el contenido del cartucho se ha acabado. Las formulaciones de insulina utilizadas en estas plumas se exponen a una tensión física y generalmente presentan una estabilidad limitada.

Con la introducción de nuevos análogos de insulina monoméricos para el tratamiento de la diabetes, es necesario utilizar estos compuestos en pautas de tratamiento que puedan comprometer la estabilidad inherente de las formulaciones. Las insulinas de acción rápida, conocidas como análogos de insulina monoméricos, se conocen bien en la técnica, y se describen en Chance, y colaboradores, Patente de los Estados Unidos Nº.: 5.514.646, expedida el 7 de mayo de 1996; Brems y colaboradores, Protein Engineering, 6: 527-533 (1992); Brange y colaboradores, publicación EPO Nº.: 214.826 (publicada el 18 de marzo de 1987); y Brange y colaboradores, Current Opinion in Structural Biology 1: 934-940 (1991). Los análogos de insulina monoméricos se absorben mucho más rápido que la insulina, y se adaptan idealmente para el control postprandial de los niveles de glucosa en sangre en pacientes con necesidad del mismo. También se adaptan especialmente bien para la administración por infusión en continuo, tanto de control prandial como del basal, de los niveles de glucosa en sangre por su rápida absorción desde el lugar de la administración.

Desgraciadamente, las formulaciones de los análogos de insulina monoméricos son propensas a agregarse y se hacen inestables cuando se exponen a una tensión termomecánica [Bakaysa y colaboradores, Patente de los Estados Unidos Nº.: 5.474.978, expedida el 12 de diciembre de 1995]. Incluso la agregación puede manifestarse como una precipitación de formas de insulina de mayor estructura. De esta manera, la agregación puede impedir la administración reproducible de las dosis terapéuticas efectivas de los análogos de insulina monoméricos, y también puede provocar irritación en el lugar de la administración o una respuesta inmunológica más sistémica. Son deseables formulaciones de los análogos de insulina estabilizadas contra la agregación.

Las formulaciones de análogos de insulina monoméricos para usar en sistemas de infusión en continuo deben permanecer solubles y sustancialmente exentas de agregación, incluso aunque se las someta al calor y movimiento del cuerpo del paciente durante períodos que varían de unos pocos días a varios meses. La inestabilidad se favorece por una concentración de proteínas mayor que la que se desea en los sistemas de infusión en continuo y por la tensión termomecánica a las que se exponen las formulaciones en los sistemas de infusión en continuo. Por lo tanto, se necesita urgentemente una mejora de la estabilidad física y química de las formulaciones de los análogos de insulina concentrada para permitirlas usarse con éxito en los sistemas de infusión en continuo. Es también beneficiosa la mejora en las formulaciones de los análogos de insulina monoméricos para usos distintos de la infusión en continuo.

Se conocen las formulaciones estabilizadas de los análogos de insulina monoméricos que son de actuación rápida. Bakaysa y colaboradores, en la Patente de los Estados Unidos Nº.: 5.474.978, describen y reivindican un complejo de análogo de insulina humana que comprende seis moléculas del análogo de insulina humana (complejo hexamérico), dos átomos de cinc y al menos tres moléculas de un conservante fenólico, formulaciones que comprenden el complejo hexamérico y procedimientos de tratamiento de la diabetes mellitus mediante la administración de la formulación. Bakaysa y colaboradores también reivindican las formulaciones del complejo hexamérico que comprenden adicionalmente un agente de isotonicidad y un tampón fisiológicamente tolerado.

La memoria descriptiva de la Patente de los Estados Unidos Nº.: 5.474.978 describe que los complejos de cinc de análogos de insulina monoméricos pueden formularse en presencia de un "tampón fisiológicamente tolerado". Entre los mencionados tampones para uso en las formulaciones se encuentran el fosfato sódico, acetato sódico, el citrato sódico y el TRIS. Los ejemplos de la Patente de los Estados Unidos Nº.: 5.474.978 solamente describen las formulaciones en las que el tampón es fosfato sódico, y solamente el tampón fosfato sódico se requiere en una reivindicación (Reivindicación 5). Ninguno de los ejemplos de la Patente de los Estados Unidos Nº.: 5.474.978 describen específicamente el uso del tampón TRIS en las formulaciones de los complejos de cinc de análogos de insulina monoméricos.

Las formulaciones de los análogos de insulina monoméricos que contienen protamina se han desarrollado también para producir, según el uso, una duración de acción intermedia. Las formulaciones de protamina-análogos de insulina monoméricos se describen en la Patente U. S. Nº 5.461.031. Se conocen en la técnica los procedimientos para la cristalización de análogos de insulina monoméricos con la protamina peptídica básica para producir una suspensión de protamina neutra. Además, pueden prepararse las mezclas bifásicas que contienen una disolución de análogos de insulina monoméricos y una suspensión de análogos de insulina monoméricos-protamina. Estas mezclas tienen las propiedades óptimas de tiempo de acción del análogo en combinación con la actividad basal. Las mezclas de análogos de insulina monoméricos se describen también en la Patente de los Estados Unidos Nº.: 5.461.031.

Las formulaciones de la suspensión de análogos de insulina monoméricos-protamina y las mezclas bifásicas son adecuadas para usar en las presentaciones de recipiente de cartucho. Sin embargo, dado que estos dispositivos requieren una frecuente manipulación del paciente, resulta una tensión elevada para la preparación. En particular, las formulaciones de la sal de protamina tienen una estabilidad limitada cuando se exponen a una tensión termomecánica. Por tanto, es necesario desarrollar productos intermedios estables que actúen en las formulaciones de análogos de insulina monoméricos-protamina así como en las formulaciones de las mezclas bifásicas.

Ahora los autores han descubierto que cuando se emplean ciertos tampones fisiológicamente tolerados diferentes del fosfato en las formulaciones de complejos de cinc-análogos de insulina monoméricos, las formulaciones de la sal de protamina, o mezclas bifásicas de análogos de insulina monoméricos, la estabilidad física de las formulaciones es inesperadamente y considerablemente mayor que cuando se utiliza el tampón fosfato. Lo mas ventajoso es el descubrimiento de los autores de que, considerando que las formulaciones solubles de los complejos de cinc-análogos de insulina monoméricos con un tampón fosfato, tales como aquellos ejemplificados específicamente en la Patente de los Estados Unidos Nº.: 5.474.978, no son lo suficientemente físicamente estables para la administración a largo plazo que usa sistemas de bombeo de infusión en continuo, las formulaciones solubles proporcionadas por la presente invención son suficientemente estables para usarse con seguridad en las infusiones de insulina a largo plazo. Los autores también han descubierto que la adición de arginina a las formulaciones de la sal de protamina de análogos de insulina
monoméricos supone unas mejoras espectaculares de la formulación tanto en la estabilidad química como en la física.

Por consiguiente, la presente invención proporciona una formulación de una disolución que comprende un tampón fisiológicamente tolerado seleccionado del grupo constituido por TRIS y arginina; un análogo de insulina monomérico; cinc; y un conservante fenólico.

La invención también comprende una formulación de análogos de insulina que comprende un análogo de insulina monomérico; cinc; un conservante fenólico; protamina; y un tampón seleccionado del grupo constituido por TRIS y arginina.

Adicionalmente, la invención proporciona el uso de formulaciones de análogos de insulina como medicamento en el tratamiento de la diabetes y de la hiperglucemia en un paciente con necesidad del mismo.

Para los propósitos de la presente invención, como se describe y reivindica en el presente documento, los términos y reivindicaciones siguientes tienen el siguiente significado.

El término "administrar" significa introducir una formulación de la presente invención dentro del cuerpo de un paciente con necesidad de la misma para tratar una enfermedad o afección.

Las diversas formas del verbo "agregar" se refieren a un procedimiento en el que las moléculas individuales o complejos se asocian para formar agregados. Un agregado es un conjunto polimérico que comprende moléculas o complejos de análogos de insulina monoméricos. Como propósito de la presente invención, el hexámero de los análogos de insulina monoméricos no es un agregado, sino un complejo. Los análogos de insulina monoméricos y sus complejos hexaméricos, tienen una propensión a agregarse cuando se exponen a una tensión termomecánica. La agregación puede continuar hasta el punto de formar un precipitado visible.

El término "arginina" se refiere al aminoácido y comprende los enantiómeros D- y L- así como las mezclas de los mismos. El término también incluye sales farmacéuticamente aceptables del mismo. La arginina también se conoce en la técnica como ácido 1-amino-4-guanidinovalérico. La arginina forma fácilmente sales, tales como la sal clorhidrato.

El término "complejo" significa un compuesto en el cual un metal de transición se une a al menos un ligando. Los ligandos comprenden moléculas que contienen nitrógeno, tales como proteínas, péptidos, aminoácidos y TRIS, entre muchos otros compuestos. Los análogos de insulina monoméricos pueden ser un ligando de iones divalentes de cinc.

El término "sistema de infusión en continuo" se refiere a un dispositivo para administrar en continuo por vía parenteral un fluido a un paciente durante un período de tiempo extenso o para la administración intermitente por vía parenteral de un fluido a un paciente durante un período de tiempo extenso sin tener que establecer un nuevo lugar de administración cada vez que se administra el fluido. El fluido contiene un agente o agentes terapéuticos. El dispositivo comprende un depósito para almacenar el fluido antes de que se infunda, una bomba, un catéter u otros tubos para conectar el depósito al lugar de administración mediante la bomba y elementos de control para regular la bomba. El dispositivo se puede construir para implantación, normalmente subcutánea. En tal caso, el depósito de insulina se adaptará usualmente para un relleno percutáneo. Obviamente, cuando el dispositivo se implanta, el contenido del depósito estará a temperatura corporal y sujeto al movimiento del cuerpo del paciente.

Un "agente de isotonicidad" es un compuesto que se tolera fisiológicamente y confiere una tonicidad adecuada a una formulación para impedir el flujo neto del agua a través de las membranas celulares que están en contacto con la formulación. Los compuestos, tales como la glicerina, se usan comúnmente para tales propósitos a concentraciones conocidas. Otros posibles agentes isotónicos incluyen sales, por ejemplo, cloruro sódico, dextrosa y lactosa.

Los términos "análogo de insulina humana monomérico", "análogo de insulina monomérico" y "análogo de insulina humana" se conocen bien en la técnica, y se refieren generalmente a los análogos de actuación rápida de insulina humana, que incluyen:

insulina humana, en la que la Prolina en la posición B28 se sustituye por Aspártico, Lisina, Leucina, Valina o Alanina, y en la que la posición B29 es Lisina o se sustituye por Prolina;

Insulina humana- AlaB26

Insulina humana des(B28-B30); e

Insulina humana des(B27).

Tales análogos de insulina monoméricos se describen en Chance y colaboradores, Patente U. S. Nº 5.514.646, expedida el 7 de mayo de 1996; Chance y colaboradores, Solicitud de patente U. S., Nº de serie 08/255.297; Brems y colaboradores, Protein Engineering, 6: 527-533 (1992); Brange y colaboradores, publicación EPO Nº 214.826 (publicada el 18 de marzo de 1987); y Brange y colaboradores, Current Opinion in Structural Biology 1: 934-940 (1991). Los análogos de insulina monoméricos empleados en las presentes formulaciones se reticulan adecuadamente. Un análogo de insulina adecuadamente reticulado contiene tres puentes disulfuro: uno entre la posición 7 de la cadena A y la posición 7 de la cadena B, un segundo entre la posición 20 de la cadena A y la posición 19 de la cadena B, y un tercero entre las posiciones 6 y 11 de la cadena A.

El término "conservante fenólico" como se usa aquí se refiere al clorocresol, al m-cresol, al fenol o a las mezclas de los mismos.

Como se usa aquí, el nombre "estabilidad" se refiere a la estabilidad física de las formulaciones de análogos de insulina monoméricos. La inestabilidad física de una formulación proteínica puede causarse por agregación de las moléculas proteínicas para formar polímeros de orden superior o incluso precipitados. Una formulación "estable" es una en la que el grado de agregación de proteínas en ella se controla aceptablemente y no aumenta de manera inaceptable con el tiempo. Las formulaciones de los análogos de insulina monoméricos son propensos a agregarse cuando se exponen a una tensión termomecánica. La estabilidad física puede valorarse por procedimientos bien conocidos en la técnica, incluyendo la medida de atenuación aparente de la luz de la muestra (absorbancia o densidad óptica). Tal medida de atenuación luminosa se vincula con la turbidez de una formulación. La turbidez se produce en la formulación mediante la agregación o precipitación de proteínas o complejos. Otros procedimientos para valorar la estabilidad física se conocen bien en la técnica.

El término "tratamiento" se refiere a la dirección y cuidado de un paciente que tiene diabetes o hiperglucemia, u otra afección para el que se indica la administración de insulina con el propósito de combatir o aliviar los síntomas y complicaciones de esas afecciones. El tratamiento incluye la administración de una formulación de la presente invención para impedir la aparición de los síntomas o complicaciones, aliviando los síntomas o complicaciones, o eliminando la enfermedad, afección o trastorno.

El término "TRIS" se refiere al 2-amino-2-hidroximetil-1,3,-propanodiol, y a cualquier sal farmacéuticamente aceptable del mismo. La base libre y la forma clorhidrato son dos formas comunes de TRIS. El TRIS se conoce también en la técnica como trimetilol aminometano, trometamina y tris(hidroximetil)aminometano.

El que la presente invención proporcione formulaciones de análogos de insulina monoméricos que tienen una estabilidad física grandemente incrementada en relación a las conocidas en la técnica se apreciará fácilmente a partir de los siguientes datos.

Las formulaciones que comprenden un análogo de insulina monomérico, el análogo de insulina humana - Lis^{B28}
Pro^{B29}, y el TRIS, preparados esencialmente como se describe en el ejemplo 3 en el presente documento, se sometieron a pruebas de estabilidad acelerada como se describe más adelante. Las muestras de las formulaciones preparadas se colocaron en viales de automuestra de HPLC de vidrio, prelimpiados, de 2 ml de capacidad. Cada vial contenía tres bolas de Teflón® de aproximadamente 0,47 cm de diámetro. Se desplazó completamente el aire del vial mediante la muestra de la formulación. Después del sellado, los viales se agitaron continuamente a 40 Hz (20 x g, aceleración lineal promedio) con una amplitud entre picos de 12 mm, y a 37ºC para conseguir un nivel relativamente alto de entrada de energía mecánica a las formulaciones a una temperatura que favorezca la agregación e inestabilidad física. Se colocaron los viales en el agitador de tal forma que su dimensión longitudinal (es decir, de arriba a abajo) se orientó paralelamente a la dirección de la aceleración lineal -es decir, yacían sobre sus lados sobre la superficie del agitador. Se ha mostrado que para las formulaciones de insulina la estabilidad aumentada en las condiciones aceleradas descritas anteriormente se correlaciona con la estabilidad grandemente incrementada al usarse.

La densidad óptica de las formulaciones de muestra y de las formulaciones de control a 450 nm se midió periódicamente utilizando un espectrofotómetro Shimadzu 1201. Las formulaciones de control se prepararon de la misma forma que las formulaciones de muestra, pero se almacenaron a 4ºC sin agitación. Se calculó la densidad óptica neta para una muestra sustrayendo la densidad óptica del control de la densidad óptica de la muestra. Los valores de la Tabla 1 son la densidad óptica neta promedio y la desviación estándar del número de muestras (n) dadas. Las formulaciones de la muestra y del control que contienen fosfato como tampón (pH 7,4 \pm 0,1) se prepararon fundamentalmente como se describe en el ejemplo 4.

TABLA 1 Efectos del Tampón y el Tiempo de Exposición a una Entrada de Energía Mecánica Alta a 37ºC sobre la Turbidez (Densidad óptica a 450 nm) de las Formulaciones de Análogo de Insulina Humana - Lis^{B28}Pro^{B29}

	Densidad Óptica a 450 nm
	16 horas	70 horas	100 horas	500 horas
Ejemplo 3	0,02 \pm	0,03 \pm	0,01 \pm	0,04 \pm
(TRIS)	0,01	0,02	0,01	0,01
	n = 5	n = 5	n = 5	n = 4

Ejemplo 4	0,81 \pm	S. D.	S. D.	S. D.
(Fosfato)	0,71
	n = 5
S. D. = sin determinar

Bajo las condiciones descritas anteriormente, la turbidez en las formulaciones que tienen un tampón fosfato llegó a niveles muy altos, e inaceptables a las 16 horas (Tabla 1, Ejemplo 4) comparadas con las formulaciones de control que contienen fosfato que se almacenaron a 4ºC sin agitación. Por otro lado, la densidad óptica de las formulaciones que tienen el TRIS como tampón permaneció virtualmente con la misma densidad óptica que el control durante 500 horas en las formulaciones que contenían el TRIS (Ejemplo 3). Los datos de la Tabla 1 demuestran claramente que la sustitución del tampón fosfato con el tampón TRIS en las formulaciones de análogo de insulina humana - Lis^{B28}Pro^{B29} incrementa drásticamente la estabilidad de las formulaciones. En base a observaciones con otras formulaciones de insulina, se cree que la estabilidad sorprendente y significativa de las formulaciones de análogos de insulina monoméricos en tampón TRIS en la prueba acelerada se traducirá en una estabilidad "en uso" más allá de 500 horas porque la entrada de energía es mayor en la prueba acelerada que durante los usos esperados.

Las formulaciones que comprenden un análogo de insulina monomérico, análogo de insulina humana - Lis^{B28}Pro^{B29} y cualquier TRIS, fosfato o L-arginina como tampones se prepararon esencialmente como se describe en los ejemplos 3, 4 y 5, respectivamente. Se utilizaron tres lotes de análogo de insulina humana - Lis^{B28}Pro^{B29} para preparar las formulaciones. Para cada combinación de lote de análogo y de tampón, se sometieron seis muestras a pruebas de estabilidad como se describe anteriormente. Se utilizaron cuatro agitadores diferentes para impartir energía mecánica a los viales. Cada agitador tenía al menos una muestra de cada combinación de lote y tampón. La estabilidad de las formulaciones se valoró periódicamente mediante la medida de la densidad óptica de las muestras y de los controles como se ha descrito anteriormente. Los resultados están en la Tabla 2. Los valores de la Tabla 2 son la densidad óptica neta promedio y la desviación estándar de seis muestras para cada lote y tampón.

TABLA 2 Efectos del Tampón, Lote de Análogo, y Tiempo de Exposición a una Entrada de Energía Mecánica Elevada a 37ºC sobre la Turbidez (Densidad óptica a 450 nm) de las Formulaciones de Análogos de Insulina Humana - Lis^{B28}Pro^{B29}

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Bajo las condiciones descritas anteriormente, la turbidez en las formulaciones que tienen un tampón fosfato alcanzó niveles muy altos, e inaceptables a las 23 horas, independientemente del lote de análogo de insulina utilizado (Tabla 2). Por el contrario, la turbidez en las formulaciones que tienen TRIS como tampón permaneció esencialmente sin cambios durante 139 horas, independientemente del lote de insulina utilizado. Las formulaciones que contienen tampón de L-arginina demostraron mejor estabilidad física comparadas con las formulaciones que contenían fosfato, y la duración de su estabilidad dependió en algún modo del lote del análogo de insulina utilizado. Los datos de la Tabla 2 demostraron claramente que las formulaciones de análogo de insulina humana - Lis^{B28}Pro^{B29} que comprenden tampón TRIS o tampón L-arginina a pH 7,4 permanecen estables frente a la agregación durante períodos de tiempo marcadamente más largos que lo hacen las formulaciones que comprenden un tampón fosfato. De nuevo, se cree que la sorprendente y significativa estabilidad de las formulaciones de análogos de insulina monoméricos en tampones TRIS y L-arginina se traducirá en una estabilidad "en uso" más allá de la observada en la prueba acelerada porque la entrada de energía es mayor en la prueba acelerada que durante los usos esperados.

La susceptibilidad a los cambios en la morfología y apariencia en las formulaciones de suspensiones de Lis^{B28}Pro^{B29} se evaluaron por la Prueba de Tensión de Estabilidad Física (PSST). En este procedimiento termomecánico, las preparaciones se sellaron sin espacio libre en la parte superior en un recipiente de volumen fijo con una cuenta de vidrio. El recipiente se colocó en una cámara a temperatura elevada (37 grados centígrados aproximadamente), se giró a una velocidad fija (30 rpm aproximadamente) durante un tiempo definido (4 horas aproximadamente) y después se mantuvo inactivo durante un período de 24 horas restante. Los recipientes se valoraron para comprobar los cambios y se retiraron de la prueba cuando se determinó que se había producido una agregación (agrupamiento). Los períodos más largos en la prueba sin un fallo, así como un mayor número de recipientes que permanecen en la prueba, se equipararon con un aumento de estabilidad física.

Se probaron dos mezclas diferentes que contienen cristales de Lis^{B28}Pro^{B29} y de protamina - Lis^{B28}Pro^{B29}. La relación de la Lis^{B28}Pro^{B29} a la protamina - Lis^{B28}Pro^{B29} para la mezcla baja fue de 25:75 y para la mezcla alta fue 75:25. Las mezclas se prepararon como se describe en los ejemplos 6 y 7. Cuando la mezcla baja se ensayó utilizando el procedimiento de PSST, solamente las formulaciones que contienen arginina tuvieron recipientes que permanecían después de 18 días. Dos de las muestras del ensayo tuvieron recipientes que quedaron fuera a los 44 días. La PSST en las mezclas altas mostró resultados similares con las formulaciones que contienen arginina teniendo aproximadamente un 50% de los recipientes permaneciendo después de 36 días del ensayo mientras las formulaciones del control que contienen tampón fosfato tuvieron del 0 a 5% de los recipientes permaneciendo después de 36 días.

Los análogos de insulina monoméricos preferidos para uso en las formulaciones de la presente invención son insulina humana - Lis^{B28}Pro^{B29}, insulina humana - Asp^{B28} e insulina humana - Ala^{B26}.

La concentración de análogos de insulina monoméricos en las formulaciones presentes varía entre 1,2 mg/ml y 50 mg/ml. Un intervalo preferido de la concentración de análogos es de aproximadamente 3,0 mg/ml a aproximadamente 35 mg/ml. Las concentraciones más preferidas son aproximadamente 3,5 mg/ml, aproximadamente 7 mg/ml, aproximadamente 14 mg/ml, aproximadamente 17,5 mg/ml y aproximadamente 35 mg/ml que corresponden aproximadamente a las formulaciones que tienen aproximadamente 100 unidades, aproximadamente 200 unidades, aproximadamente 400 unidades, aproximadamente 500 unidades y aproximadamente 1000 unidades de actividad de insulina por ml, respectivamente.

La concentración de cinc en las formulaciones varía de aproximadamente 4,5 mg/ml a aproximadamente 370 mg/ml, y debe ser tal que al menos dos átomos de cinc estén disponibles para formar complejos con las seis moléculas de insulina en cada hexámero. La relación del cinc total (cinc formando complejos más cinc sin formar complejos) frente a hexámero de análogos de insulina debería estar entre 2 y 4. Se prefiere una relación de aproximadamente 3 a aproximadamente 4 átomos de cinc total por complejo hexamérico de análogos de insulina.

La concentración mínima de conservante fenólico que se requiere una concentración mínima de conservante fenólico para formar el hexámero de análogos de insulina monoméricos en las presentes formulaciones. Para algunos propósitos, tales como para reunir los requerimientos de efectividad de los conservantes en compendio en las formulaciones multiuso, la concentración de conservante fenólico en las presentes formulaciones puede incrementarse por encima de lo requerido para formar hexámeros hasta una cantidad necesaria que mantiene la efectividad del conservante. La concentración del conservante necesaria para una conservación eficaz depende del conservante utilizado, del pH de la formulación y de si las sustancias que unen o secuestran el conservante están también presentes. Generalmente, la cantidad necesaria puede encontrarse en, por ejemplo, WALLHAUSER, K. DH., DEVELOP. BIOL. STANDARD. 24, pp. 9-28 (Basel, S. Krager, 1974). Cuando se formula, el complejo hexamérico de los análogos de insulina utilizados en la presente formulación une como mucho siete grupos fenólicos, aunque generalmente, solamente se unen seis grupos fenólicos al hexámero. Se requiere un mínimo de aproximadamente tres grupos fenólicos para la formación de un hexámero. Cuando se requiere conservante para la efectividad antimicrobiana, la concentración de grupos fenólicos preferida es de aproximadamente 23 mM a aproximadamente 35 mM. El M-cresol y el fenol, bien separados o bien en mezcla son conservantes preferidos.

Opcionalmente las formulaciones pueden contener un agente de isotonicidad. Preferiblemente las formulaciones contienen un agente de isotonicidad, y la glicerina es el agente de isotonicidad más preferido. La concentración de glicerina, cuando se usa, está en el intervalo conocido en la técnica para las formulaciones de insulina, preferiblemente aproximadamente 16 mg/ml.

El pH de las formulaciones se controla por un agente tamponador, tal como TRIS o L-arginina. La concentración de los tampones no es suficiente para jugar un papel crítico en la obtención del objeto de la invención, y debe ser tal que proporcione tamponación adecuada del pH durante el almacenamiento para mantener el pH a una unidad de pH diana de pH \pm 0,1. El pH preferido está entre alrededor de 7 y alrededor de 8, cuando se mide a una temperatura de aproximadamente 22ºC.

Otros aditivos, tal como los solubilizantes farmacéuticamente aceptables similares al Tween 20® (monolaurato de sorbitán polioxietileno (20)), Tween 40® (monopalmitato de sorbitán polioxietileno (20)), Tween 80® (monooleato de sorbitán polioxietileno (20)), Pluronic F68® (copolímeros de bloque polioxipropileno polioxietileno) y PEG (polietilenglicol) pueden añadirse opcionalmente a la formulación. Estos aditivos no se requieren para lograr la gran ventaja de la presente invención, pero pueden ser útiles si las formulaciones se ponen en contacto con materiales plásticos.

La presente invención también comprende las preparaciones de sales de protamina con proporciones variables de fracciones solubles de los análogos de insulina monoméricos. No se requiere ninguno de los requerimientos de conformación específicos de la molécula de insulina para estabilizar la formulación con arginina, aunque los excipientes como el cinc y los conservantes que normalmente se añaden a las formulaciones de insulina (discutidos anteriormente) pueden trabajar en coordinación con la arginina para aumentar la estabilización. Las concentraciones de arginina varían entre 1 y 100 mM en las formulaciones que contienen la protamina. La más preferida es una concentración de arginina en el intervalo de 5 a 25 mM. La arginina puede añadirse como suplemento a las disoluciones o suspensiones precipitadas que ya contienen iones de cinc y conservantes fenólicos.

La administración puede ser por medio de cualquier vía conocida por ser efectiva por el médico de habilidad normal. Se prefiere la administración parenteral. Se entiende comúnmente la administración parenteral como administración por una vía distinta a la vía gastrointestinal. Las vías parenterales preferidas para la administración de las formulaciones de la presente invención incluyen las vías intravenosa, intramuscular, subcutánea, intraperitoneal, intraarterial, nasal, pulmonar y bucal. Las vías de administración de los compuestos usados en la presente invención intravenosa, intraperitoneal, intramuscular y subcutánea son las vías de administración parenterales más preferidas. Se prefieren aún más altamente las vías de administración de las formulaciones de la presente invención intravenosa, intraperitoneal y subcutánea.

La administración por medio de ciertas vías parenterales puede implicar la introducción de formulaciones de la presente invención en el cuerpo de un paciente a través de una aguja o un catéter, impulsadas por una jeringuilla estéril o algún otro dispositivo mecánico tal como un sistema de infusión continua. Se puede administrar una formulación proporcionada por la presente invención utilizando una jeringuilla, un inyector, una bomba o cualquier otro dispositivo reconocido en la técnica para la administración parenteral. Una formulación de la presente invención también puede administrarse como un aerosol para absorción en el pulmón o la cavidad nasal. Las formulaciones también pueden administrarse por absorción a través de las membranas mucosas, tal como en la administración bucal.

La cantidad de una formulación de la presente invención que se administra para tratar la diabetes o la hiperglucemia depende de un número de factores, entre los cuales se incluyen, sin limitación, el sexo, peso y edad del paciente, las causas subyacentes de la afección o la enfermedad a tratar, la vía de administración y la biodisponibilidad, la persistencia del análogo de insulina monomérico en el cuerpo, la formulación, y la potencia del análogo de insulina monomérico. Donde la administración es intermitente, la cantidad por administración también debería tener en cuenta el intervalo entre dosis, y la biodisponibilidad del análogo de insulina monomérico a partir de la formulación. La administración de la formulación de la presente invención podría ser continua. Está dentro de la habilidad del médico ordinario el valorar la dosis y tasa de infusión o la frecuencia de la administración de la formulación de la presente invención para lograr el resultado clínico deseado.

Los análogos de insulina monoméricos utilizados en la presente invención pueden prepararse mediante cualquier variedad de las técnicas de síntesis peptídica reconocidas incluyendo los procedimientos clásicos de disolución, procedimientos de fase sólida, procedimientos semisintéticos y procedimientos de recombinación de DNA. Chance y colaboradores, Patente U. S. Nº 5.514.646, expedida el 7 de mayo de 1996, describen la preparación de diversos análogos de insulina monoméricos con suficiente detalle para permitir a un experto en la técnica preparar cualquiera de los análogos de insulina monoméricos utilizados en la presente invención.

Tanto el cinc como el conservante fenólico son esenciales para lograr un complejo que es estable y capaz de rápida disociación y aparición de actuación. El complejo hexámerico consta de dos iones de cinc por hexámero de análogo de insulina monomérico, y al menos tres moléculas de un conservante fenólico seleccionado de grupo constituido por el clorocresol, el m-cresol, el fenol y mezclas de los mismos.

El análogo de insulina monomérico soluble se convierte en el complejo hexámerico disolviendo el análogo de insulina monomérico en un disolvente que contenga el conservante fenólico en las cantidades apropiadas a un pH de aproximadamente 7 a aproximadamente 8 y después añadiendo cinc. El cinc preferiblemente se añade en forma de sal de cinc, tal como, sin limitación, acetato de cinc, bromuro de cinc, cloruro de cinc, fluoruro de cinc, yoduro de cinc y sulfato de cinc. El técnico experto reconocerá que hay otras muchas sales de cinc que también pueden utilizarse para preparar los complejos monoméricos de insulina que son parte de la presente invención. Preferiblemente, el acetato de cinc, el óxido de cinc o el cloruro de cinc se usan porque estos compuestos no añaden nuevos iones químicos a los procedimientos comercialmente aceptados.

La disolución del análogo de insulina monomérico puede acidificarse por lo que comúnmente se conoce como "disolución ácida". Para la disolución ácida, el pH del disolvente acuoso se reduce hasta aproximadamente 3,0 a 3,5 con un ácido fisiológicamente tolerado, preferiblemente HCl, para ayudar a la disolución del análogo monomérico. Otros ácidos fisiológicamente tolerados incluyen, sin limitación, ácido acético, ácido cítrico y ácido sulfúrico. Preferiblemente el ácido fosfórico no se utiliza para ajustar el pH cuando se preparan las formulaciones de la presente invención. Por tanto el pH se ajusta con una base fisiológicamente tolerada, preferiblemente hidróxido sódico, hasta pH aproximadamente de 7,3 a 7,5. Otras bases fisiológicamente toleradas incluyen, sin limitación, hidróxido potásico e hidróxido amónico. Después se añade el conservante fenólico y el cinc.

Las formulaciones parenterales de la presente invención pueden prepararse utilizando procedimientos convencionales de disolución y de mezcla. Por ejemplo, para preparar una formulación apropiada, se combina una cantidad medida de un análogo de insulina monomérico en agua con el conservante deseado, un compuesto de cinc, y un agente tampón, en agua en cantidades suficientes para preparar el complejo hexamérico. La formulación se filtra para esterilizarla generalmente antes de su administración. Podrían reconocerse variaciones de este proceso por alguien de habilidad normal en la técnica. Por ejemplo, el orden en que se añaden los componentes, el orden en que se ajusta el pH, si es el caso, la temperatura y fuerza iónica a las cuales se prepara la formulación, pueden optimizarse por la concentración y medios de administración utilizados.

Los siguientes ejemplos y preparaciones tienen se proporcionan meramente para ilustrar adicionalmente la preparación de las formulaciones de la invención.

Ejemplo 1

Preparación de una Formulación Soluble U100 que Contiene el Análogo de Insulina Humana - Lis^{B28}Pro^{B29} y TRIS

Una cantidad de cristales de análogo de insulina humana - Lis^{B28}Pro^{B29} - cinc calculada para producir 100 unidades de actividad insulínica por mililitro en la formulación final se suspendió en una disolución acuosa que contenía 0,715 mg/ml de fenol, 1,76 mg/ml de m-cresol, 16 mg/ml de glicerina y óxido de cinc. Los cristales de análogo de insulina-cinc contenían aproximadamente 0,36% de cinc en base al peso. La concentración de óxido de cinc en el disolvente acuoso fue tal como para complementar la concentración iónica de cinc final de la formulación hasta aproximadamente 0,025 mg por cada 100 unidades de actividad insulínica. Se añadió un volumen de ácido clorhídrico al 10% ajustando el pH entre 2,8 y 3,0. Después de agitar disolviendo los cristales, se añadieron cuidadosamente alícuotas de disolución de hidróxido sódico al 10% ajustando el pH entre 7,4 y 7,7. Se añadió a la disolución del análogo de insulina un volumen de disolución madre de TRIS (50 mg/ml, pH 7,4, medida a temperatura ambiente, es decir, alrededor de 22ºC) calculado para dar una concentración de TRIS de 2 mg/ml en la formulación final. Se añadió agua diluyendo la formulación hasta el volumen final. La formulación se esterilizó por filtración usando un filtro de 0,2
micrómetros.

Ejemplo 2

Preparación de una Formulación Soluble U100 que Contiene el Análogo de Insulina Humana - Lis^{B28}Pro^{B29} y L-Arginina

Se siguió el procedimiento descrito en el ejemplo 1 hasta la adición del tampón. Seguidamente, en lugar de añadir un volumen de una disolución madre de TRIS, se añadió a la disolución del análogo de insulina un volumen de una disolución madre de L-arginina (200 mM, pH 7,4), calculado para dar una concentración de L-arginina de 20 mM en la formulación final. Se añadió agua diluyendo la formulación hasta el volumen final. La formulación se esterilizó por filtración usando un filtro de 0,2 micrómetros.

Ejemplo 3

Una cantidad de cristales de análogo de insulina humana - Lis^{B28}Pro^{B29} - cinc calculada para producir 400 unidades de actividad insulínica por mililitro en la formulación final se suspendió en una disolución acuosa que contenía 0,715 mg/ml de fenol, 1,76 mg/ml de m-cresol, 16 mg/ml de glicerina y óxido de cinc. Los cristales de análogo de insulina-cinc contenían aproximadamente 0,36% de cinc en base al peso. La concentración de óxido de cinc en el disolvente acuoso fue tal como para suplementar la concentración iónica de cinc final de la formulación hasta aproximadamente 0,025 mg por cada 100 unidades de actividad insulínica. Se añadió un volumen de ácido clorhídrico al 10% ajustando el pH entre 2,8 y 3,0. Después de agitar disolviendo los cristales, se añadieron cuidadosamente alícuotas de disolución de hidróxido sódico al 10% ajustando el pH entre 7,4 y 7,7. Se añadió a la disolución del análogo de insulina un volumen de disolución madre de TRIS (50 mg/ml, pH 7,4, medida a temperatura ambiente, es decir, aproximadamente 22ºC) calculado dando una concentración de TRIS de 2 mg/ml en la formulación final. Se añadió agua diluyendo la formulación hasta el volumen final. La formulación se esterilizó por filtración usando un filtro de 0,2
micrómetros.

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Ejemplo 4

Preparación de una Formulación Soluble U100 que Contiene el Análogo de Insulina Humana - Lis^{B28}Pro^{B29} y Fosfato

Una cantidad de cristales del análogo de insulina humana - Lis^{B28}Pro^{B29} y cinc calculada para producir 400 unidades de actividad insulínica por mililitro en la formulación final se suspendieron en una disolución acuosa que contenía 0,715 mg/ml de fenol, 1,76 mg/ml de m-cresol, 16 mg/ml de glicerina y óxido de cinc. Los cristales de análogo de insulina-cinc contenían aproximadamente 0,36% de cinc en base al peso. La concentración de óxido de cinc en el disolvente acuoso fue tal como para suplementar la concentración iónica de cinc final de la formulación hasta aproximadamente 0,025 mg por 100 unidades de actividad insulínica. Se añadió un volumen de ácido clorhídrico al 10% ajustando el pH entre 2,8 y 3,0. Después de agitar disolviendo los cristales, se añadieron cuidadosamente alícuotas de disolución de hidróxido sódico al 10% ajustando el pH entre 7,4 y 7,7. Se añadió a la disolución del análogo de insulina un volumen de disolución madre de fosfato sódico dibásico calculado para dar una concentración de fosfato sódico dibásico de 3,78 mg/ml, pH 7,4 \pm 0,1 en la formulación final. Se añadió agua diluyendo la formulación hasta el volumen final. La formulación se esterilizó por filtración usando un filtro de 0,2 micrómetros.

Ejemplo 5

Se siguió el procedimiento descrito en el ejemplo 3 hasta la adición del tampón. Seguidamente, en lugar de añadir un volumen de una disolución madre de TRIS, se añadió a la disolución del análogo de insulina un volumen de una disolución madre de L-arginina (200 mM, pH 7,4), calculado para dar una concentración de L-arginina de 20 mM en la formulación final. Se añadió agua diluyendo la formulación hasta el volumen final. La formulación se esterilizó por filtración a usando un filtro de 0,2 micrómetros.

Ejemplo 6

Preparación de una Formulación de Mezcla Alta de Análogo de Insulina Humana - Lis^{B28}Pro^{B29} U100 (soluble 75% v/v, protamina Lis^{B28}Pro^{B29} neutra25% v/v) que Contiene L-Arginina A. Preparación de Protamina Lis^{B28}Pro^{B29} Neutra

Una cantidad calculada para contener 200 U/ml de cristales de insulina y cinc Lis^{B28}Pro^{B29} se suspendió en una disolución acuosa que contenía 0,715 mg/ml de fenol, 1,76 mg/ml de m-cresol, 16 mg/ml de glicerina y óxido de cinc acidificado con ácido clorhídrico para suplementar la concentración iónica de cinc final de la formulación hasta aproximadamente 0,025 mg/100 U. Se añadió un volumen de ácido clorhídrico al 10% ajustando el pH entre 2,8 y 3,0. Después de agitar disolviendo, se añadieron cuidadosamente alícuotas de disolución de hidróxido sódico al 10% ajustando el pH entre 7,4 y 7,7. Se añadió un equivalente de volumen de una disolución de 75,6 mg/ml fosfato sódico dibásico a pH 7,2 hasta una concentración final de la formulación de 3,78 mg/ml. Después de la disolución de los sólidos precipitados y de la valoración para mantener un pH de 7,4, se añadió agua diluyendo la formulación hasta el volumen final, después de lo cual la disolución se filtró.

El sulfato de protamina sólido, calculado para contener 0,6 mg/100 U de base de protamina, se disolvió en una disolución acuosa que contenía 0,715 mg/ml de fenol, 1,76 mg/ml de m-cresol y 16 mg/ml de glicerina. Se añadió fosfato sódico dibásico sólido de manera que la concentración de la disolución fuera 3,78 mg/ml. La disolución se ajustó hasta pH 7,4 con ácido clorhídrico al 10%, se diluyó hasta el volumen final con agua y se filtró.

Tanto la disolución de Lis^{B28}Pro^{B29} de 200 unidades como la disolución de protamina se equilibraron a 15ºC. La disolución de protamina se añadió a la disolución de Lis^{B28}Pro^{B29} y la suspensión resultante se incubó a 15ºC durante 24 horas en reposo.

B. Preparación de la Mezcla Alta de Lis^{B28}Pro^{B29}

Una cantidad de una disolución de 100 unidades de Lis^{B28}Pro^{B29} que contenía L-arginina preparada en el ejemplo 2 correspondiente al 75% del volumen final se añadió a un volumen calculado de protamina Lis^{B28}Pro^{B29} neutra de 100 U/ml. La suspensión se agitó a temperatura ambiente.

Ejemplo 7

Preparación de una Formulación de Mezcla Baja de Análogo de Insulina Humana - Lis^{B28}Pro^{B29} U100 (soluble 25% v/v, protamina Lis^{B28}Pro^{B29} neutra 75% v/v) que Contiene L-Arginina A. Preparación de Protamina Lis^{B28}Pro^{B29} Neutra

Una cantidad calculada para contener 200 U/ml de cristales de insulina - cinc Lis^{B28}Pro^{B29} se suspendieron en una disolución acuosa que contenía 0,715 mg/ml de fenol, 1,76 mg/ml de m-cresol, 16 mg/ml de glicerina y óxido de cinc acidificado con ácido clorhídrico tal como para suplementar la concentración iónica de cinc final de la formulación hasta aproximadamente 0,025 mg/100 U. Se añadió un volumen de ácido clorhídrico al 10% ajustando el pH entre 2,8 y 3,0. Después de agitar disolviendo, se añadió disolución de hidróxido sódico al 10% para ajustar la disolución a pH entre 7,4 y 7,7. Se añadió un equivalente de volumen de una disolución de 75,6 mg/ml fosfato sódico dibásico a pH 7,2 hasta una concentración de la formulación de 3,78 mg/ml final. Después de la disolución de los sólidos precipitados y de la valoración manteniendo un pH de 7,4, se añadió agua diluyendo la formulación hasta el volumen final, después de lo cual la disolución se filtró.

El sulfato de protamina sólido, calculado para contener 0,6 mg/100 U de base de protamina, se disolvió en una disolución acuosa que contenía 0,715 mg/ml de fenol, 1,76 mg/ml de m-cresol y 16 mg/ml de glicerina. Se añadió fosfato sódico dibásico sólido de manera que la concentración de la disolución fuera 3,78 mg/ml. La disolución se ajustó a pH 7,4 con ácido clorhídrico al 10%, se diluyó hasta el volumen final con agua y se filtró.

Tanto la disolución de Lis^{B28}Pro^{B29} U200 como la disolución de protamina se equilibraron a 15ºC. La disolución de protamina se añadió a la disolución de Lis^{B28}Pro^{B29} y la suspensión resultante se incubó a 15ºC durante 24 horas en reposo.

B. Preparación de la mezcla baja de Lis^{B28}Pro^{B29}

Una cantidad de una disolución de Lis^{B28}Pro^{B29} U100 que contenía L-arginina preparada en el ejemplo 2 correspondiente al 25% del volumen final se añadió a un volumen calculado de 100 U/ml de protamina Lis^{B28}Pro^{B29} neutra. Se agitó la suspensión a temperatura ambiente.

Claims

1. Una formulación de disolución estable para administración parenteral que comprende:

un tampón fisiológicamente tolerado seleccionado de TRIS y arginina; un análogo de insulina monomérico seleccionado;: cinc y un conservante fenólico.

2. La formulación de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente un agente de isotonicidad y en la que el pH de la formulación está entre pH 7,0 y pH 8,0 cuando se mide a una temperatura de 22ºC.

3. La formulación de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que la concentración de análogo de insulina monomérico varía de 1,2 mg/ml a 50 mg/ml.

4. La formulación de la reivindicación 3, en la que la concentración de análogo de insulina monomérico es de 3,0 mg/ml a 35 mg/ml.

5. La formulación de la reivindicación 4, en la que la concentración de análogo de insulina monomérico se selecciona de aproximadamente 3,5 mg/ml, aproximadamente 7 mg/ml, aproximadamente 14 mg/ml, aproximadamente 17,5 mg/ml y aproximadamente 35 mg/ml.

6. La formulación de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que TRIS está presente a una concentración de aproximadamente 2 mg/ml; el glicerol es el agente de isotonicidad y está presente en una concentración de aproximadamente 16 mg/ml; y el m-cresol está presente a una concentración de aproximadamente 1,76 mg/ml y el fenol está presente a una concentración de aproximadamente 0,715 mg/ml.

7. La formulación de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para usar como un medicamento.

8. La formulación de la reivindicación 7 para usar en un sistema de infusión continua.

9. La formulación de la reivindicación 7 para usar como un medicamento para el tratamiento de diabetes.

10. La formulación de la reivindicación 7 para usar como un medicamento para el tratamiento de hiperglucemia.

11. Uso de una formulación de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para la fabricación de un medicamento para el tratamiento de diabetes o hiperglucemia.

12. Un procedimiento para preparar una formulación de análogo de insulina monomérico como se describe en cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 6 que comprende las etapas de mezclar el tampón con el análogo de insulina monomérico, cinc, y el conservante fenólico.