ES2337892T3

ES2337892T3 - Toxina botulinica para tratar ulceras pepticas y la enfermedad de reflujo gastroesofagico.

Info

Publication number: ES2337892T3
Application number: ES03778117T
Authority: ES
Inventors: Richard L. Barron
Original assignee: Allergan Inc
Current assignee: Allergan Inc
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2003-11-03
Publication date: 2010-04-30
Anticipated expiration: 2023-11-03
Also published as: US7238357B2; US20040086531A1; AU2003286901A1; MXPA05004629A; NZ539170A; WO2004041303A1; EP1558279A1; KR101072179B1; JP4808404B2; EP1558279B1; CN100349613C; WO2004041303B1; DE60330889D1; CN1711103A; BR0315979A; CA2504932A1; AU2003286901B2; DK1558279T3; KR20050084657A; JP2006512316A

Abstract

Uso de una toxina botulínica para la fabricación de un medicamento para tratar una úlcera péptica, con la condición de que la toxina no sea toxina botulínica tipo C2.

Description

Toxina botulínica para tratar úlceras pépticas y la enfermedad de reflujo gastroesofágico.

Antecedentes

La presente invención se refiere al tratamiento de úlceras pépticas y la enfermedad de reflujo gastroesofágico con una toxina botulínica.

Más específicamente, la presente invención se refiere al uso de una toxina botulínica para la fabricación de un medicamento para tratar la úlcera péptica, con la condición de que la toxina no sea toxina botulínica tipo C_{2}. La presente invención también se refiere al uso de una toxina botulínica para la fabricación de un medicamento para tratar una enfermedad de reflujo gastroesofágico por ingestión oral del medicamento.

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Úlceras

Durante la digestión normal, la comida se mueve desde la boca bajando el esófago al interior del estómago. El estómago produce ácido clorhídrico y la enzima pepsina para digerir la comida. Desde el estómago, la comida pasa al interior de la parte superior del intestino delgado, el duodeno, donde continúa la digestión y la absorción de nu-
trientes.

Una úlcera es una llaga o lesión que se forma en el revestimiento del estómago o duodeno donde están presentes el ácido y la pepsina. Las úlceras en el estómago se llaman úlceras gástricas o estomacales. Las úlceras en el duodeno se llaman úlceras duodenales. Colectivamente, las úlceras en el estómago y el duodeno se llaman úlceras pépticas. Las úlceras raramente suceden en el esófago o en la primera parte del duodeno, el bulbo duodenal.

Aproximadamente 20 millones de americanos desarrollan al menos una úlcera durante su vida. Además, las úlceras afectan a aproximadamente 4 millones de personas y más de 40.000 personas cada año se someten a cirugía a causa de síntomas persistentes o problemas provocados por las úlceras y trágicamente, aproximadamente 6.000 personas mueren cada año por las úlceras o complicaciones relacionadas con las úlceras.

Las úlceras pueden desarrollarse a cualquier edad, pero son raras entre los adolescentes e incluso más raras en niños. Las úlceras duodenales suceden por primera vez habitualmente entre las edades de 30 y 50. Las úlceras estomacales más probablemente se desarrollan en personas con una edad por encima de los 60. Las úlceras duodenales suceden más frecuentemente en hombres que en mujeres, mientras que las úlceras estomacales se desarrollan más a menudo en mujeres que en hombres.

Se cree que tres factores, el estilo de vida, la acidez y la pepsina, y la bacteria Helicobacter pylori desempeñan una tarea en el desarrollo de úlceras. Por tanto, los factores del estilo de vida tales como el estrés y la dieta pueden contribuir a la formación de úlceras. Además, un desequilibrio entre los fluidos digestivos (ácido clorhídrico y pepsina) y la capacidad del estómago de defenderse a sí mismo contra estas potentes sustancias puede provocar úlceras. Finalmente, puede desarrollarse una úlcera como resultado de infección por H. pylori.

La incapacidad del estómago de defenderse a sí mismo contra los potentes fluidos digestivos, el ácido y la pepsina, contribuye a la formación de úlceras. Por tanto, fluidos digestivos excesivos, ácido y/o pepsina presentes en el estómago, o una cantidad normal de estas sustancias en un estómago comprometido pueden ser factores causantes en la formación de úlceras. El estómago se defiende a sí mismo de estos fluidos de varios modos. Un modo es produciendo mucus, un revestimiento tipo lubricante que protege los tejidos del estómago. Otro modo es produciendo bicarbonato que neutraliza y descompone los fluidos digestivos en sustancias menos dañinas para el tejido estomacal. Finalmente, la circulación sanguínea al revestimiento estomacal, la renovación celular, y la reparación celular también pueden ayudar a proteger el estómago.

La H. pylori es una bacteria con forma espiral encontrada en el estómago. Se ha demostrado que esta bacteria (junto con las secreciones ácidas) puede dañar el tejido del estómago y el duodeno, causando inflamación y úlceras.

La H. pylori sobrevive en el estómago porque produce la enzima ureasa. La ureasa genera sustancias que neutralizan el ácido del estómago, posibilitando de este modo que la bacteria sobreviva. A causa de su forma y el modo en que se mueve, H. pylori puede penetrar en el revestimiento mucoso protector del estómago. Aquí, puede producir sustancias que debilitan el mucus protector del estómago y hacer a las células del estómago más susceptibles a los efectos dañinos del ácido y la pepsina.

La bacteria también puede atacar a las células del estómago debilitando adicionalmente los mecanismos defensivos del estómago y produciendo inflamación local. Por razones no completamente entendidas, la H. pylori también puede estimular al estómago a producir más ácido.

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El exceso de ácido estomacal y otros factores irritantes puede causar inflamación del extremo superior del duodeno, el bulbo duodenal. En algunas personas, durante largos periodos de tiempo, esta inflamación provoca la producción de células tipo estomacales llamado metaplasia gástrica duodenal. La H. pylori después ataca a estas células causando daño tisular adicional e inflamación, que puede provocar una úlcera.

En semanas desde la infección por H. pylori, la mayoría de la gente desarrolla gastritis, una inflamación del revestimiento estomacal. Sin embargo, la mayoría de la gente nunca desarrollará síntomas o problemas relacionados con la infección. No se sabe qué es diferente en aquellas personas que desarrollan síntomas o úlceras relacionados con H. pylori. Factores hereditarios o ambientales pueden causar que algunos individuos desarrollen problemas. Como alternativa, los síntomas y úlceras pueden estar provocados por la infección con cepas más virulentas de la
bacteria.

El síntoma más común de úlcera es un dolor corrosivo o urente en el abdomen entre el esternón y el ombligo. El dolor a menudo sucede entre comidas y en las primeras horas de la mañana. Puede durar de unos pocos minutos a unas pocas horas y puede aliviarse comiendo o tomando antiácidos.

Los síntomas de úlcera menos comunes incluyen náuseas, vómitos, y pérdida de apetito y peso. Puede existir hemorragia de las úlceras en el estómago y el duodeno. A veces los pacientes ignoran que tienen una úlcera sangrante, porque la pérdida de sangre es lenta y la sangre puede no ser evidente en la deposición. Dichos pacientes pueden sentirse cansados y débiles. Si la hemorragia es fuerte, aparecerá sangre en el vómito o la deposición. La deposición que contiene sangre parece alquitranada o negra.

Las úlceras pueden diagnosticarse realizando exámenes endoscópicos y de rayos x, así como por ensayo de H. pylori. Puede usarse una serie GI superior para diagnosticar úlceras. Una serie GI superior implica tomar una radiografía del esófago, el estómago, y el duodeno para localizar una úlcera. Para hacer la úlcera visible en la radiografía, el paciente traga un líquido calcáreo llamado bario.

Un ensayo de diagnóstico alternativo es la endoscopia durante la cual el paciente está ligeramente sedado y el doctor inserta un pequeño instrumento flexible con una cámara en el extremo a través de la boca al interior del esófago, el estómago, y el duodeno. Con este procedimiento, puede verse el tracto GI superior completo. Las úlceras u otras afecciones pueden diagnosticarse y fotografiarse, y puede tomarse tejido para biopsia, si es necesario.

Las úlceras estomacales y duodenales pueden tratarse con bloqueantes H2, inhibidores de la bomba de ácido (de protones), y agentes protectores de la mucosa. Cuando se tratar H. pylori, estas medicaciones se usan en combinación con antibióticos.

Los bloqueantes H2 reducen la cantidad de ácido que el estómago produce bloqueando la histamina, un potente estimulante de la secreción de ácido. Desafortunadamente, los bloqueantes H2 requieren varias semanas para reducir significativamente el dolor de la úlcera. Además, el tratamiento con bloqueantes H2 dura de 6 a 8 semanas. La nizatidina (Axid®) está aprobada para el tratamiento de úlceras duodenales pero aún no está aprobada para el tratamiento de úlceras estomacales. Los bloqueantes H2 que están aprobados para tratar úlceras tanto estomacales como duodenales incluyen cimetidina (Tagamet®), ranitidina (Zantac®) y famotidina (Pepcid®).

Como los bloqueantes H2, los inhibidores de la bomba de ácido (de protones) modifican la producción estomacal de ácido. Sin embargo, los inhibidores de la bomba de ácido bloquean más completamente la producción estomacal de ácido deteniendo la bomba de ácido del estómago, la etapa final de la secreción de ácido. La FDA ha aprobado el uso de omeprazol para el tratamiento a corto plazo de la enfermedad de úlcera.

Las medicaciones protectoras de la mucosa protegen el revestimiento mucoso del estómago del ácido. A diferencia de los bloqueantes H2 y los inhibidores de la bomba de ácido, los agentes protectores no inhiben la liberación de ácido. Estas medicaciones protegen el revestimiento mucoso del estómago del daño del ácido. Dos agentes protectores habitualmente prescritos son:

Sucralfato (Carafate®). Esta medicación se adhiere a la úlcera, proporcionando una barrera protectora que permite que la úlcera se cure e inhibe el daño adicional por el ácido del estómago. El sucralfato está aprobado para el tratamiento a corto plazo de úlceras duodenales y para tratamiento de mantenimiento.

Misoprostol (Cytotec®). Esta prostaglandina sintética, una sustancia producida de forma natural por el cuerpo, protege el revestimiento del estómago aumentando la producción de mucus y bicarbonato y potenciando el flujo sanguíneo al estómago. Está aprobado solamente para la prevención de úlceras inducidas por AINE.

Dos medicaciones protectoras sin prescripción habituales son: Antiácidos. Los antiácidos pueden ofrecer alivio temporal del dolor de úlcera neutralizando el ácido estomacal. También pueden tener una tarea protectora de la mucosa. Están disponibles muchas marcas de antiácidos sin prescripción. Subsalicilato de bismuto. El subsalicilato de bismuto tiene tanto un efecto protector como un efecto antibacteriano contra H. pylori.

El descubrimiento de la relación entre úlceras y H. pylori ha producido una nueva opción de tratamiento. Ahora, además del tratamiento dirigido a disminuir la producción del ácido estomacal, los doctores pueden prescribir antibióticos para pacientes con H. pylori. Este tratamiento es un avance médico drástico porque eliminar H. pylori significa que la úlcera ahora se puede curar y muy probablemente no volverá.

Pueden usarse diversos regímenes de tratamiento, que duran de dos a ocho semanas. Por tanto se conoce el uso de una terapia triple de dos semanas. Este régimen puede erradicar la mayor parte de las bacterias H. pylori y puede reducir el riesgo de recurrencia de las úlceras duodenales. Los pacientes con úlceras estomacales que no están asociadas con AINE también pueden beneficiarse de la erradicación de la bacteria. Aunque la triple terapia es eficaz, a veces es difícil seguirla porque el paciente debe tomar tres medicaciones diferentes cuatro veces al día durante 2 semanas.

Además, el tratamiento habitualmente causa efectos secundarios tales como infección por levaduras en mujeres, molestias estomacales, náuseas, vómitos, mal sabor, evacuaciones intestinales sueltas o duras, y mareos. La terapia triple de 2 semanas combina dos antibióticos, tetraciclina (por ejemplo, Achromycin® o Sumycin®) y metronidazol (por ejemplo, Flagyl®) con subsalicilato de bismuto (Pepto-Bismol®). Algunos doctores pueden añadir un fármaco supresor del ácido para aliviar el dolor de úlcera y promover la curación de la úlcera. En algunos casos, los doctores puede sustituir la tetraciclina por amoxicilina (por ejemplo, Amoxil® o Trimox®) o si esperan resistencia bacteriana a metronidazol, otros antibióticos tales como claritromicina (Biaxin®).

Como alternativa a la terapia triple, también se conocen las terapias dobles de dos semanas. La terapia doble es más simple de seguir para los pacientes y causa menos efectos secundarios. Una terapia doble puede incluir un antibiótico, tal como amoxicilina o claritromicina, con omeprazol, un fármaco que detiene la producción de ácido. Desafortunadamente, puede requerir de dos a ocho semanas (es decir, usando bismuto, metronidazol, tetraciclina) o incluso más (es decir, usando inhibidor H2 o de la bomba de protones) para tratar de forma eficaz una úlcera péptica con terapias actuales.

En la mayoría de los casos, las medicinas anti-úlceras curan las úlceras rápidamente y de forma eficaz. La erradicación de H. pylori evita que la recurrencia de la mayoría de las úlceras. Sin embargo, los pacientes que no responden a la medicación o que desarrollan complicaciones pueden requerir cirugía. Aunque la cirugía habitualmente es exitosa en la curación de las úlceras y la prevención de su recurrencia y futuras complicaciones, a veces puede provocar problemas.

Actualmente, se realiza cirugía abierta convencional para tratar las úlceras. En el futuro, los cirujanos podrán usar procedimientos laparoscópicos. Un laparoscopio es un instrumento tubular largo con una cámara que permite al cirujano operar a través de pequeñas incisiones mientras observa un monitor de video. Los tipos comunes de cirugía para las úlceras son vagotomía, piloroplastia, y antrectomía.

Una vagotomía implica cortar el nervio vago, un nervio que transmite mensajes desde el cerebro hasta el estómago. La interrupción de los mensajes enviados a través del nervio vago reduce la secreción de ácido. Sin embargo, la cirugía también puede impedir el vaciado estomacal. La variación más nueva de la cirugía implica cortar solamente partes del nervio que controlan las células secretoras de ácido del estómago, evitando de este modo las partes que influyen en el vaciado estomacal.

En una antrectomía se retira la parte inferior del estómago (antro), que produce una hormona que estimula al estómago para secretar jugos digestivos. A veces un cirujano también puede retirar una parte adyacente del estómago que secreta pepsina y ácido. Una vagotomía se hace habitualmente junto con una antrectomía.

La piloroplastia es otro procedimiento quirúrgico que puede realizarse junto con una vagotomía. La piloroplastia dilata la abertura en el duodeno y el intestino delgado (píloro), posibilitando que los contenidos pasen más libremente desde el estómago.

Las complicaciones de las úlceras pueden incluir hemorragia, perforación de las paredes del órgano, y estrechamiento y obstrucción de los pasos del tracto digestivo. Según una úlcera corroe los músculos de la pared del estómago o el duodeno, los vasos sanguíneos pueden dañarse, lo que causa hemorragia. Si los vasos sanguíneos afectados son pequeños, la sangre puede filtrarse lentamente en el tracto digestivo. Durante un largo periodo de tiempo, una persona puede quedarse anémica y sentirse débil, mareada, o cansada. Si un vaso sanguíneo dañado es grande, la hemorragia es peligrosa y requiere rápida atención médica. Los síntomas incluyen sensación de debilidad y mareo cuando se está de pie, vómito de sangre, o desvanecimiento. La deposición puede volverse de color negro alquitranado por la sangre. La mayoría de las úlceras sangrantes pueden tratarse por vía endoscópica. La úlcera se localiza y se cauteriza el vaso sanguíneo con un dispositivo de calentamiento o se le inyecta material para detener la hemorragia. Si el tratamiento endoscópico es inexitoso, puede requerirse cirugía.

A veces una úlcera corroe un orificio en la pared del estómago o el duodeno. Las bacterias y la comida parcialmente digerida pueden extenderse a través de la abertura al interior de la cavidad abdominal estéril (peritoneo). Esto causa peritonitis, una inflamación de la cavidad y la pared abdominal. Una úlcera perforada que puede causar dolor repentino, agudo y severo habitualmente requiere hospitalización y cirugía inmediatas.

Las úlceras localizadas en el extremo del estómago donde se une el duodeno, pueden causar hinchazón y cicatrización, lo que puede estrechar o cerrar la abertura intestinal. Esta obstrucción puede evitar que la comida abandone el estómago y entre en el intestino delgado. Como resultado, una persona puede vomitar los contenidos del estómago. Puede realizarse dilatación con globo endoscópico, un procedimiento que usar un balón para forzar la apertura de un paso estrecho. Si la dilatación no alivia el problema, entonces puede ser necesaria la cirugía.

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Enfermedad de reflujo gastroesofágico

La enfermedad de reflujo gastroesofágico (ERGE) (también llamada esofagitis péptica y esofagitis por reflujo) es una inflamación del esófago como resultado de la regurgitación de los contenidos gástricos al interior del esófago. Algo de reflujo gastroesofágico es una afección normal que a menudo sucede sin síntomas después de las comidas. Sin embargo, el reflujo puede volverse más importante cuando se debe a un esfínter esofágico inferior incompetente (debilitado), una banda de fibras musculares que aísla el esófago del estómago. Cuando esto sucede, los contenidos gástricos ácidos o alcalinos del estómago pueden volver al esófago a través del esfínter esofágico inferior y causar los síntomas de ERGE. Las afecciones que pueden causar un esfínter esofágico incompetente con ERGE resultante incluyen embarazo, hernia de hiato, obesidad, vómitos recurrentes o persistentes, y tubos nasogástricos. La ERGE es también un factor de riesgo de cirugía esofágica y constricción esofágica.

Los síntomas de ERGE incluyen acidez gástrica, flatulencia, regurgitación de comida, náuseas, vómitos, ronquera, dolor de garganta, dificultad al tragar y tos. El diagnóstico de ERGE es hemoglobina en heces, control del pH esofágico continuo que muestra reflujo, endoscopia que muestra esofagitis o ulceración, manometría esofágica que muestra presión anormal del esfínter, papilla de bario que muestra reflujo, y un ensayo de Bernstein positivo para reflujo ácido gástrico.

Medidas de tratamiento para la ERGE incluyen reducción del peso, evitación de tumbarse después de las comidas, dormir con la cabeza de la cama elevada, tomar medicación con abundante agua, evitar en la dieta grasas, chocolate, cafeína, pimienta (estos pueden causar menor presión esofágica), evitar el alcohol y el tabaco. Las medicaciones que pueden aliviar los síntomas de ERGE incluyen antiácidos después de las comidas y al acostarse, bloqueantes del receptor de histamina H2, agentes de promotilidad, inhibidores de la bomba de protones. Además, pueden estar indicadas operaciones anti-reflujo (funfuplicatura de Nissen) para pacientes con ERGE intratable farmacológicamente. La ERGE no tratada puede provocar esofagitis, úlcera esofágica, broncoespasmo, enfermedad pulmonar crónica y esófago de Barrett, siendo lo último un cambio en el revestimiento del esófago que puede aumentar el riesgo de cáncer.

Por tanto, hay numerosas deficiencias e inconvenientes asociados con las terapias actuales tanto para úlceras pépticas como para la enfermedad de reflujo gastroesofágico.

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Toxina botulínica

El género Clostridium tiene más de ciento veintisiete especies, agrupadas de acuerdo con su morfología y funciones. La bacteria anaeróbica, gram positiva Clostridium botulinum produce una potente neurotoxina polipeptídica, la toxina botulínica, que causa una enfermedad neuroparalítica en seres humanos y animales llamada botulismo. Las esporas de Clostridium botulinum se encuentra en la tierra y pueden crecer en envases de alimentos inapropiadamente esterilizados y sellados de conservas caseras, que son la causa de muchos de los casos de botulismo. Los efectos del botulismo típicamente aparecen de 18 a 36 horas después de comer los productos alimenticios infectados con un cultivo o esporas de Clostridium botulinum. La toxina botulínica puede pasar aparentemente sin atenuar a través del revestimiento del intestino y atacar a las neuronas motoras periféricas. Los síntomas de intoxicación con toxina botulínica pueden progresar desde dificultad al caminar, tragar, y hablar hasta parálisis de los músculos respiratorios y muerte.

La toxina botulínica tipo A es el agente biológico natural más letal conocido para el hombre. Aproximadamente 50 picogramos de una toxina botulínica tipo A disponible en el mercado (complejo de neurotoxina purificada)^{1} es una DL_{50} en ratones (es decir, 1 unidad). Una unidad de BOTOX® contiene aproximadamente 50 picogramos (aproximadamente 56 attomoles) de complejo de toxina botulínica tipo A. De forma interesante, en una base molar, la toxina botulínica tipo A es aproximadamente 1,8 mil millones de veces más letal que la difteria, aproximadamente 600 millones de veces más letal que el cianuro sódico, aproximadamente 30 millones de veces más letal que la toxina de la cobra y aproximadamente 12 millones de veces más letal que el cólera. Singh, Critical Aspects of Bacterial Protein Toxins, páginas 63-84 (capítulo 4) de Natural Toxins II, editado por B.R. Singh y col., Plenum Press, Nueva York (1996) (donde la DL_{50} indicada de toxina botulínica tipo A de 0,3 ng igual a 1 U está corregida por el hecho de que aproximadamente 0,05 ng de BOTOX® es igual a 1 unidad). Una unidad (U) de toxina botulínica se define como la DL_{50} después de inyección intraperitoneal en ratones hembra Swiss Webster que pesan de 18 a 20 gramos
cada uno.

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Se han caracterizado siete neurotoxinas botulínicas inmunológicamente distintas, siendo estas respectivamente las neurotoxinas botulínicas serotipos A, B, C_{1}, D, E, F y G, cada una de las cuales se distingue por neutralización con anticuerpos específicos de tipo. Los diferentes serotipos de toxina botulínica varían en la especie animal a la que afectan y en la gravedad y duración de la parálisis que provocan. Por ejemplo, se ha determinado que la toxina botulínica tipo A es 500 veces más potente, medida por la tasa de parálisis producida en la rata, que la toxina botulínica tipo B. Además, se ha determinado que la toxina botulínica tipo B es no tóxica en primates a una dosis de 480 U/kg que es aproximadamente 12 veces la DL_{50} de primate para la toxina botulínica tipo A. Moyer E y col., Botulinum Toxin Type B: Experimental and Clinical Experience, que es el capítulo 6, páginas 71-85 de "Therapy With Botulinum Toxin", editado por Jankovic, J. y col. (1994), Marcel Dekker, Inc. La toxina botulínica aparentemente se une con elevada afi-
nidad a las neuronas motoras colinérgicas, se desplaza al interior de la neurona y bloquea la liberación de acetilcolina.

Independientemente del serotipo, el mecanismo molecular de la intoxicación por la toxina parece ser similar y parece implicar al menos tres etapas o fases. En la primera etapa del proceso, la toxina se une a la membrana presináptica de la neurona diana a través de una interacción específica entre la cadena pesada, la cadena H, y un receptor de superficie celular; se cree que el receptor es diferente para cada tipo de toxina botulínica y para la toxina del tétanos. El segmento final carboxilo de la cadena H, H_{c}, parece que es importante para dirigir la toxina a la superficie celular.

En la segunda etapa, la toxina cruza la membrana plasmática de la célula envenenada. La toxina primero se engulle por la célula a través de endocitosis mediada por receptor, y se forma un endosoma que contiene la toxina. La toxina después escapa del endosoma al interior del citoplasma de la célula. Se cree que esta etapa está mediada por el segmento final amino de la cadena H, H_{N}, que desencadena un cambio conformacional de la toxina en respuesta a un pH de aproximadamente 5,5 o inferior. Se sabe que los endosomas tienen una bomba de protones que disminuye el pH intra-endosómico. El cambio conformacional expone los restos hidrófobos de la toxina, lo que permite que la toxina se incorpore a sí misma en la membrana endosómica. La toxina (o como mínimo la cadena ligera) después se desplaza a través de la membrana endosómica al interior del citoplasma.

La última etapa del mecanismo de la actividad de la toxina botulínica parece implicar la reducción del puente disulfuro que une la cadena pesada, cadena H, y la cadena ligera, cadena L. La actividad tóxica completa de las toxinas botulínica y tetánica está contenida en la cadena L de la holotoxina; la cadena L es una endopeptidasa de zinc (Zn++) que escinde selectivamente proteínas esenciales para el reconocimiento y el acoplamiento de vesículas que contienen neurotransmisores con la superficie citoplasmática de la membrana plasmática, y la fusión de las vesículas con la membrana plasmática. La neurotoxina tetánica, la toxina botulínica tipos B, D, F, y G causan degradación de la sinaptobrevina (también llamada proteína de membrana asociada a vesículas (VAMP)), una proteína de membrana sinaptosómica. La mayoría de las VAMP presentes en la superficie citoplasmática de la vesícula sináptica se elimina como resultado de uno cualquier de estos acontecimientos de escisión. La toxina botulínica serotipo A y E escinde SNAP-25. La toxina botulínica serotipo C_{1} originalmente se creía que escindía la sintaxina, pero se descubrió que escinde la sintaxina y SNAP-25. Cada una de las toxinas botulínicas escinde específicamente un enlace diferente, excepto la toxina botulínica tipo B (y la toxina del tétanos) que escinden el mismo enlace.

Aunque todos los serotipos de toxina botulínica inhiben aparentemente la liberación del neurotransmisor acetilcolina en la unión neuromuscular, lo hace afectando a diferentes proteínas neurosecretoras y/o escindiendo estas proteínas en diferentes sitios. Por ejemplo, la botulina tipos A y E escinden ambas la proteína asociada al sinaptosoma de 25 kiloDalton (kD) (SNAP-25), pero están dirigidas a diferentes secuencias aminoacídicas dentro de esta proteína. La toxina botulínica tipos B, D, F y G actúan sobre la proteína asociada a vesículas (VAMP, también llamada sinaptobrevina), escindiendo cada serotipo la proteína en un sitio diferente. Finalmente, se ha demostrado que la toxina botulínica tipo C_{1} escinde tanto la sintaxina como SNAP-25. Estas diferencias en el mecanismo de acción pueden afectar a la potencia y/o duración relativas de acción de los diversos serotipos de toxina botulínica. Aparentemente, un sustrato para una toxina botulínica puede hallarse en una diversidad de diferentes tipos celulares. Véase, por ejemplo, Gonelle-Gispert, C., y col., SNAP-25a and -25b isoforms are both expressed in insulin-secreting cells and can function in insulin secretion, Biochem J. 1; 339 (pt 1): 159-65:1999, y Boyd R.S. y col., The effect of botulinum neurotoxin-B on insulin release from a \mathit{\exists}-cell line, y Boyd R.S. y col., The insulin secreting \mathit{\exists}-cell line, HIT-15, contains SNAP-25 which is a target for botulinum neurotoxin-A, ambos publicados en Mov Disord, 10(3):376:1995 (las células B de los islotes pancreáticos contienen al menos SNAP-25 y sinaptobrevina).

El peso molecular de la molécula proteica toxina botulínica, para los siete serotipos de toxina botulínica conocidos, es de aproximadamente 150 kD. De forma interesante, las toxinas botulínicas se liberan por la bacteria Clostridial en forma de complejos que comprenden la molécula proteica toxina botulínica de 150 kD junto con proteínas no toxinas asociadas. Por tanto, el complejo de la toxina botulínica tipo A puede producirse por la bacteria Clostridial como formas de 900 kD, 500 kD y 300 kD. La toxina botulínica tipos B y Ci se produce aparentemente solamente como un complejo de 700 kD o 500 kD. La toxina botulínica tipo D se produce como complejos tanto de 300 kD como de 500 kD. Finalmente, la toxina botulínica tipos E y F se producen solamente como complejos de aproximadamente 300 kD. Se cree que los complejos (es decir, de peso molecular mayor de aproximadamente 150 kD) contienen una proteína hemaglutinina no toxina y una proteína no hemaglutinina no toxina y no tóxica. Estas dos proteínas no toxinas (que junto con la molécula de toxina botulínica comprende el complejo de neurotoxina relevante) pueden actuar proporcionando estabilidad frente a la desnaturalización a la molécula de toxina botulínica y protección contra los ácidos digestivos cuando se ingiere la toxina. Además, es posible que los complejos de toxina botulínica más grandes (mayores de aproximadamente 150 kD de peso molecular) puedan provocar una velocidad más lenta de difusión de la toxina botulínica desde un sitio de inyección intramuscular de un complejo de toxina botulínica.

Todos los serotipos de toxina botulínica son producidos por la bacteria Clostridium botulinum como proteínas de cadena sencilla inactivas que deben escindirse o mellarse por proteasas para llegar a ser neuroactivas. Las cepas bacterianas que producen las toxinas botulínicas serotipos A y G tienen proteasas endógenas y los serotipos A y G por lo tanto pueden recuperarse de cultivos bacterianos en su forma predominantemente activa. En contraste, la toxina botulínica serotipos C_{1}, D, y E se sintetizan por cepas no proteolíticas y por lo tanto están típicamente inactivadas cuando se recuperan del cultivo. Los serotipos B y F se producen por cepas tanto proteolíticas como no proteolíticas y por lo tanto pueden recuperarse en forma activa o inactiva. Sin embargo, incluso las cepas proteolíticas que producen, por ejemplo, el serotipo de toxina botulínica tipo B, solamente escinden una parte de la toxina producida. La proporción exacta de moléculas melladas a no melladas depende del tiempo de incubación y la temperatura del cultivo. Por lo tanto, es probable que un cierto porcentaje de cualquier preparación de, por ejemplo, la toxina botulínica tipo B esté inactivo, posiblemente justificando una menor potencia de la toxina botulínica tipo B en comparación con la toxina botulínica tipo A. La presencia de moléculas inactivas de toxina botulínica en una preparación clínica contribuirá a la carga global de proteína de la preparación, que se ha relacionado con una antigenicidad aumentada, sin contribuir a su eficacia clínica.

Las toxinas botulínicas y los complejos de toxina puede obtenerse de, por ejemplo, List Biological Laboratories, Inc., Campbell, California; el Centre for Applied Microbiology and Research, Porton Down, R.U.; Wako (Osaka, Japón), así como de Sigma Chemicals de St Louis, Missouri. Las composiciones farmacéuticas que contienen toxina botulínica disponibles en el mercado incluyen BOTOX® (complejo de neurotoxina de toxina botulínica tipo A con albúmina sérica humana y cloruro sódico) disponible en Allergan, Inc., de Irvine, California en viales de 100 unidades en forma de un polvo liofilizado a reconstituir con cloruro sódico al 0,9% antes de su uso), Dysport® (complejo de hemaglutinina de toxina de Clostridium botulinum tipo A con albúmina sérica humana y lactosa en la formulación), disponible en Ipsen Limited, Berkshire, R.U. en forma de un polvo a reconstituir con cloruro sódico al 0,9% antes de su uso), y MyoBloc^{TM} (una solución inyectable que comprende toxina botulínica tipo B, albúmina sérica humana, succinato sódico, y cloruro sódico a aproximadamente pH 5,6, disponible en Elan Corporation, Dublin, Irlanda).

El éxito de la toxina botulínica tipo A para tratar una diversidad de afecciones clínicas ha conducido a interesarse en otros serotipos de toxina botulínica. Además, se ha usado toxina botulínica pura para tratar a seres humanos. Véase, por ejemplo Kohl A., y col., Comparison of the effect of botulinum toxin A (Botox (R)) with the highiy-purified neurotoxin (NT 201) in the extensor digitorum brevis muscle test, Mov Disord 2000; 15 (Supl. 3):165. Por tanto, puede prepararse una composición farmacéutica usando una toxina botulínica pura.

Se sabe que la toxina botulínica tipo A es soluble en soluciones acuosas diluidas a pH 4-6,8. A pH por encima de aproximadamente 7, las proteínas no tóxicas de estabilización se disocian de la neurotoxina, provocando una pérdida gradual de la toxicidad, particularmente según se elevan el pH y la temperatura. Schantz E.J., y col. Preparation and characterization of botulinum toxin type A for human treatment (en particular las páginas 44-45), que es el capítulo 3 de Jankovic, J., y col., Therapy with Botulinum Toxin, Marcel Dekker, Inc (1994).

La molécula de toxina botulínica (aproximadamente 150 kDa), así como los complejos de toxina botulínica (aproximadamente 300-900 kDa), tal como el complejo de toxina tipo A también son extremadamente susceptibles a la desnaturalización debida a la desnaturalización superficial, el calor, y las condiciones alcalinas. La toxina inactivada forma proteínas toxoides que pueden ser inmunogénicas. Los anticuerpos resultantes pueden volver a un paciente refractario a la inyección de toxina.

Estudios in vitro han indicado que la toxina botulínica inhibe la liberación inducida por el catión potasio tanto de acetilcolina como de norepinefrina a partir de cultivos celulares primario de tejido del tronco cerebral. Además, se ha informado de que la toxina botulínica inhibe la liberación provocada tanto de glicina como de glutamato en cultivos primarios de neuronas de la médula espinal y que en preparaciones de sinaptosoma cerebral la toxina botulínica inhibe la liberación de cada uno de los neurotransmisores acetilcolina, dopamina, norepinefrina (Habermann E., y col., Tetanus Toxin and Botulinum A and C Neurotoxins Inhibit Noradrenaline Release From Cultured Mouse Brain, J Neurochem 51(2); 522-527: 1988) CGRP, sustancia P y glutamato (Sanchez-Prieto, J., y col., Botulinum Toxin A Blocks Glutamate Exocytosis From Guinea Pig Cerebral Cortical Synaptosomes, Eur J. Biochem 165; 675-681:1987. Por tanto, cuando se usan concentraciones adecuadas, la liberación provocada por un estímulo de la mayoría de los neurotransmisores se bloquea por la toxina botulínica. Véase, por ejemplo, Pearce, L.B., Pharmacologic Characterization of Botulinum Toxin For Basic Science and Medicine, Toxicon 35(9); 1373-1412 en 1393; Bigalke H., y col., Botulinum A Neurotoxin Inhibits Non-Cholinergic Synaptic Transmission in Mouse Spinal Cord Neurons in Culture, Brain Research 360; 318-324:1985; Habermann E., Inhibition by Tetanus and Botulinum A Toxin of the release of [^{3}H]Noradrenaline and [^{3}H]GABA From Rat Brain Homogenate, Experientia 44; 224-226:1988, Bigalke H., y col., Tetanus Toxin and Botulinum A Toxin Inhibit Release and Uptake of Various Transmitters, as Studied with Particulate Preparations From Rat Brain and Spinal Cord, Naunyn-Schmiedeberg's Arch Pharmacol 316; 244-251:1981, y; Jankovic J. y col., Therapy With Botulinum Toxin, Marcel Dekker, Inc., (1994), página 5.

La toxina botulínica tipo A puede obtenerse estableciendo y cultivando cultivos de Clostridium botulinum en un fermentador y después recogiendo y purificando la mezcla fermentada de acuerdo con procedimientos conocidos. Todos los serotipos de toxina botulínica se sintetizan inicialmente en forma de proteínas de cadena sencilla inactivas que deben escindirse o mellarse por proteasas para llegar a ser neuroactivas. Las cepas bacterianas que producen toxina botulínica serotipos A y G tienen proteasas endógenas y los serotipos A y G por lo tanto pueden recuperarse de los cultivos bacterianos en su forma predominantemente activa. En contraste, la toxina botulínica serotipos C_{1}, D y E se sintetizan por cepas no proteolíticas y por lo tanto están típicamente inactivadas cuando se recupera del cultivo. Los serotipos B y F se producen por cepas tanto proteolíticas como no proteolíticas y por lo tanto pueden recuperarse en forma activa o inactiva. Sin embargo, incluso las cepas proteolíticas que producen, por ejemplo, el serotipo de toxina botulínica tipo B solamente escinden una parte de la toxina producida. La proporción exacta de molécula mellada a no mellada depende del tiempo de incubación y la temperatura del cultivo. Por lo tanto, es probable que un cierto porcentaje de cualquier preparación de, por ejemplo, la toxina botulínica tipo B esté inactivo, posiblemente justificando la potencia significativamente inferior conocida de la toxina botulínica tipo B en comparación con la toxina botulínica tipo A. La presencia de moléculas inactivas de toxina botulínica en una preparación clínica contribuirá a la carga global de proteína de la preparación, que se ha relacionado con antigenicidad aumentada, sin contribuir a su eficacia clínica. Además, se sabe que la toxina botulínica tipo B tiene, después de inyección intramuscular, un duración más corta de la actividad y también es menos potente que la toxina botulínica tipo A al mismo nivel de dosis.

Puede producirse toxina botulínica tipo A cristalina de elevada calidad a partir de la cepa Hall A de Clostridium botulinum con características de \geq3 x 10^{7} U/mg, una A_{260}/A_{278} de menos de 0,60 y un patrón bien definido de bandas en electroforesis en gel. Puede usarse el procedimiento de Schantz conocido para obtener toxina botulínica tipo A cristalina, como se expone en Schantz, E.J., y col., Properties and use of Botulinum Toxin and Other Microbial Neurotoxins in Medicine, Microbiol Rev. 56; 80-99:1992. Generalmente, el complejo de toxina botulínica tipo A puede aislarse y purificarse de una fermentación anaeróbica por cultivo de Clostridium botulinum tipo A en un medio adecuado. El procedimiento conocido también puede usarse, después de separación de las proteínas no toxinas, para obtener toxinas botulínicas puras, tales como, por ejemplo: toxina botulínica tipo A purificada con un peso molecular de aproximadamente 150 kD con una potencia específica de 1-2 x 10^{8} DL_{50} U/mg o mayor; toxina botulínica tipo B purificada con un peso molecular de aproximadamente 156 kD con una potencia específica de 1-2 x 10^{8} DL_{50} U/mg o mayor, y; toxina botulínica tipo F purificada con un peso molecular de aproximadamente 155 kD con una potencia específica de 1-2 x 10^{7} DL_{50} U/mg o mayor.

Puede usarse la toxina botulínica pura (es decir, la molécula de toxina botulínica de 150 kilo-dalton) o el complejo de toxina para preparar una composición farmacéutica. Tanto la molécula como el complejo son susceptibles a desnaturalización debida a desnaturalización superficial, calor, y condiciones alcalinas. La toxina inactivada forma proteínas toxoides que pueden ser inmunógenas. Los anticuerpos resultantes pueden volver a un paciente refractario a la inyección de toxina.

Como con enzimas en líneas generales, las actividades biológicas de las toxinas botulínicas (que son peptidasas intracelulares) dependen, al menos en parte, de su conformación tridimensional. Por tanto, la toxina botulínica tipo A se destoxifica por calor, diversos agentes químicos, dilatación superficial y secado superficial. Además, se sabe que la dilución del complejo de toxina obtenido por el cultivo, fermentación y purificación conocidos a concentraciones de toxina muy inferiores usadas para la formulación de la composición farmacéutica provoca una rápida destoxificación de la toxina salvo que esté presente un agente estabilizador adecuado. La dilución de la toxina de cantidades de miligramos en una solución que contiene nanogramos por mililitro presenta dificultades significativas a causa de la rápida pérdida de toxicidad específica después de dicha enorme dilución. Como la toxina puede usarse meses o años después de que se formule la composición farmacéutica que contiene la toxina, la toxina puede estabilizarse con un agente estabilizador tal como albúmina y gelatina.

Una composición farmacéutica que contiene toxina botulínica disponible en el mercado se vende con el nombre comercial BOTOX® (disponible en Allergan, Inc., de Irvine, California). BOTOX® consta de un complejo de toxina botulínica tipo A purificada, albúmina y cloruro sódico envasado en forma estéril, secada al vacío. La toxina botulínica tipo A se prepara a partir de un cultivo de la cepa Hall de Clostridium botulinum cultivada en un medio que contiene N-Z amina y extracto de levaduras. El complejo de toxina botulínica tipo A se purifica de la solución de cultivo por una serie de precipitaciones en ácido a un complejo cristalino que consta de la proteína toxina de elevado peso molecular activa y una proteína hemaglutinina asociada. El complejo cristalino se vuelve a disolver en una solución que contiene solución salina y albúmina y se filtra a esterilidad (0,2 micrómetros) antes del secado al vacío. El producto secado al vacío se almacena en un congelador a o por debajo de -5ºC. BOTOX® puede reconstituirse con solución salina estéril, no conservada antes de la inyección intramuscular. Cada vial de BOTOX® contiene aproximadamente 100 unidades (U) de complejo de neurotoxina purificada de toxina de Clostridium botulinum tipo A, 0,5 miligramos de albúmina sérica humana y 0,9 miligramos de cloruro sódico en una forma estéril, secada al vacío son un conservante.

Para reconstituir el BOTOX® secado al vacío, se usa solución salina normal estéril sin un conservante (inyección de cloruro sódico al 0,9%) preparando la cantidad apropiada de diluyente en la jeringa de tamaño apropiado. Como el BOTOX® puede desnaturalizarse por burbujeo o agitación violenta similar, el diluyente se inyecta con cuidado en el vial. Por razones de esterilidad, BOTOX® se administra preferiblemente en las cuatro horas después de retirar el vial del congelador y reconstituirlo. Durante estas cuatro horas, el BOTOX® reconstituido puede almacenarse en un refrigerador de aproximadamente 2ºC a aproximadamente 8ºC. Se ha informado de el BOTOX® refrigerado, reconstituido retiene su potencia durante al menos aproximadamente dos semanas. Neurology, 48:249-53:1997.

Las toxinas botulínicas se han usado en entornos clínicos para el tratamiento de trastornos neuromusculares caracterizados por músculos esqueléticos hiperactivos. La toxina botulínica tipo A (Botox®) se aprobó por la Administración de Fármacos y Alimentos de Estados Unidos en 1989 para el tratamiento de blefarospasmo esencial, estrabismo y espasmo hemifacial en pacientes con una edad de más de doce. En 2000 la FDA aprobó las preparaciones comerciales de los serotipos de toxina botulínica tipo A (Botox®) y tipo B (MyoBloc^{TM}) para el tratamiento de distonía cervical, y en 2002 la FDA aprobó una toxina botulínica tipo A (Botox®) para el tratamiento cosmético de ciertas arrugas faciales hipercinéticas (entrecejo). Los efectos clínicos de la toxina botulínica tipo A intramuscular periférica habitualmente se observan en una semana desde la inyección y a veces en unas pocas horas. La duración típica del alivio sintomático (es decir, parálisis muscular flácida) de una única inyección intramuscular de toxina botulínica tipo A puede ser de aproximadamente tres meses, aunque se ha informado de que en algunos casos los efectos de una toxina botulínica inducía desnervación de una glándula, tal como una glándula salivar, que duraba varios años. Por ejemplo, se sabe que la toxina botulínica tipo A puede tener una eficacia de hasta 12 meses (Naumann M, y col., Botulinum toxin type A in the trearment of focal, axillary and palmar hiperhidrosis and other hiperhidrotic conditions, European J. Neurology 6 (Sup. 4): S111 -S115:1999), y en algunas circunstancias de tanto como 27 meses. Ragona, R.M., y col., Management of parotid sialocele with botulinum toxin, The Laryngoscope 109: 1344-1346:1999. Sin embargo, la duración habitual de una inyección intramuscular de Botox® es típicamente de aproximadamente 3 a 4 meses.

Se ha informado de que una toxina botulínica tipo A se ha usado en diversos entornos clínicos, incluyendo, por ejemplo, los siguientes:

(1) aproximadamente 75-125 unidades de BOTOX® por inyección intramuscular (múltiples músculos) para tratar la distonía cervical;

(2) 5-10 unidades de BOTOX® por inyección intramuscular para tratar las líneas del entrecejo (surcos de la frente) (5 unidades inyectadas por vía intramuscular en el músculo prócero y 10 unidades inyectadas por vía intramuscular en cada músculo corrugador superciliar);

(3) aproximadamente 30-80 unidades de BOTOX® para tratar el estreñimiento por inyección intraesfínter del músculo puborrectal;

(4) aproximadamente 1-5 unidades por músculo de BOTOX® inyectado por vía intramuscular para tratar el blefarospasmo inyectando en el músculo orbicularis oculi pretarsal lateral del párpado superior y el orbicularis oculi pretarsal lateral del párpado inferior;

(5) para tratar el estrabismo, se ha inyectado en los músculos extraoculares por vía intramuscular entre aproximadamente 1-5 unidades de BOTOX®, variando la cantidad inyectada en base tanto al tamaño del músculo a inyectar como al grado de parálisis muscular deseado (es decir, la cantidad de corrección de corrección de dioptrías deseada);

(6) para tratar la espasticidad de una extremidad superior después de apoplejía por inyecciones intramusculares de BOTOX® en cinco músculos flexores diferentes de la extremidad superior, del siguiente modo:

(a): flexor digitorum profundus: 7,5 U a 30 U

(b): flexor digitorum sublimus: 7,5 U a 30 U

(c): flexor carpi ulnaris: 10 U a 40 U

(d): flexor carpi radialis: 15 U a 60 U

(e): biceps brachii: 50 U a 200 U. A cada uno de los cinco músculos indicados se le ha inyectado en la misma sesión de tratamiento, de modo que el paciente recibe de 90 U a 360 U de BOTOX® en el músculo flexor de la extremidad superior por inyección intramuscular en cada sesión de tratamiento;

(7) para tratar la migraña, la inyección pericraneal (inyectada simétricamente en los músculo glabelar, frontal y temporal) de 25 U de BOTOX® ha mostrado un beneficio significativo como tratamiento profiláctico de la migraña en comparación con el vehículo medido por medidas disminuidas de la frecuencia de la migraña, la gravedad máxima, los vómitos asociados y el uso de medicación aguda durante el periodo de tres meses después de la inyección de 25 U.

Además, la toxina botulínica intramuscular se ha usado en el tratamiento de los temblores en pacientes con enfermedad de Parkinson, aunque se ha informado de que los resultados no han sido impresionantes. Marjama-Lyons, J., y col., Tremor-Predominant Parkinson's Disease, Drugs & Aging 16(4); 273-278: 2000.

Se conoce el tratamiento de ciertos trastornos gastrointestinales y de los músculos lisos con una toxina botulínica. Véanse, por ejemplo, las patentes de Estados Unidos 5.427.291 y 5.674.205 (Pasricha). Además, se conoce la inyección transuretral de una toxina botulínica en un esfínter de la vejiga para tratar un trastorno de la micción (véase, por ejemplo, Dykstra, D.D., y col., Treatment of detrusor-sphincter dyssynergia with botulinum A toxin: A double-blind study, Arch Phys Med Rehabil, enero de 1990; 71:24-6), que es la inyección de una toxina botulínica en la próstata para tratar la hiperplasia prostática. Véase, por ejemplo, la patente de Estados Unidos 6.365.164 (Schmidt).

La Patente de Estados Unidos 5.766.605 (Sanders) propone el tratamiento de diversos trastornos neurovegetativos, tales como la hipersalivación y la rinitis, con una toxina botulínica. Además, se sabe que la hipersecreción nasal está predominantemente causada por la actividad excesiva de las glándulas nasales, que están principalmente bajo control colinérgico y se ha demostrado que la aplicación de toxina botulínica tipo A al tejido mucoso nasal de mamíferos de los cornetes del seno maxilar puede inducir una apoptosis temporal en las glándulas nasales. Rohrbach S., y col., Botulinum toxin type A induces apoptosis in nasal glands of guinea pigs, Ann Otol Rhinol Laryngol, noviembre de 2001; 110(11): 1045-50. Además, la aplicación local de toxina botulínica A a un paciente mujer con rinitis intrínseca provocó una disminución clara de la hipersecreción nasal en cinco días. Rohrbach S., y col., Minimally invasive application of botulinum toxin type A in nasal hipersecretion, J Oto-Rhino- Laryngol, noviembre-diciembre de 2001; 63(6):382-4.

Diversas afecciones, tales como hiperhidrosis y cefalea, tratables con una toxina botulínica, se analizan en el documento WO 95/17904 (PCT/US94/14717) (Aoki). El documento EP 0 605 501 B1 (Graham) analiza el tratamiento de parálisis cerebral con una toxina botulínica y la patente de Estados Unidos 6.063.768 (First) analiza el tratamiento de inflamación neurogénica con una toxina botulínica.

Además de tener acciones farmacológicas en una localización periférica, las toxinas botulínicas también pueden tener efectos inhibidores en el sistema nervioso central. El trabajo de Weigand y col. (^{125}I-labelled botulinum A neurotoxin: pharmacokinetics in cats after intramuscular injection, Nauny-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol. 1976; 292, 161-165), y Habermann (^{125}I-labelled Neurotoxin from Clostridium botulinum A: preparation, binding to synaptosomes and ascent to the spinal cord, Nauny-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol. 1974; 281, 47-56) mostró que la toxina botulínica es capaz de ascender hasta el área medular por transporte retrógrado. Por tanto, una toxina botulínica inyectada en una localización periférica, por ejemplo, por vía intramuscular, puede transportarse de forma retrógrada hasta la médula espinal.

Estudios in vitro han indicado que la toxina botulínica inhibe la liberación inducida por el catión potasio tanto de acetilcolina como de norepinefrina de cultivos celulares primarios de tejido del tronco cerebral. Además, se ha informado de que la toxina botulínica inhibe la liberación provocada tanto de glicina como de glutamato en cultivos primarios de neuronas de la médula espinal y que en preparaciones de sinaptosoma cerebral la toxina botulínica inhibe cada uno de los neurotransmisores acetilcolina, dopamina, norepinefrina, CGRP y glutamato.

La Patente de Estados Unidos Nº 5.989.545 describe que puede usarse una neurotoxina clostridial modificada o un fragmento de la misma, preferiblemente una toxina botulínica, conjugada químicamente o fusionada de forma recombinante con un resto de dirección particular para tratar el dolor por administración del agente a la médula espinal.

También se ha propuesto una toxina botulínica para el tratamiento de hiperhidrosis (sudoración excesiva, patente de Estados Unidos 5.766.605), cefalea (patente de Estados Unidos 6.458.365, cefalea migrañosa (patente de Estados Unidos 5.714.468), dolor post- operatorio y dolor visceral (patente de Estados Unidos 6.464.986), dolor por administración intramedular (patente de Estados Unidos 6.113.915), enfermedad de Parkinson por administración intracraneal (patente de Estados Unidos 6.306.403), crecimiento del cabello y retención del cabello (patente de Estados Unidos 6.299.893), psoriasis y dermatitis (patente de Estados Unidos 5.670.484), músculos lesionados (patente de Estados Unidos 6.423.319), diversos cánceres (patente de Estados Unidos 6.139.845), trastornos pancreáticos (patente de Estados Unidos 6.143.306), trastornos de músculos lisos (patente de Estados Unidos 5.437.291, incluyendo inyección de una toxina botulínica en los esfínteres esofágicos superior e inferior, pilórico y anal), trastornos de la próstata (patente de Estados Unidos 6.365.164), inflamación, artritis y gota (patente de Estados Unidos 6.063.768), parálisis cerebral juvenil (patente de Estados Unidos 6.395.277), trastornos del oído interno (patente de Estados Unidos 6.265.379), trastornos de la tiroides (patente de Estados Unidos 6.358.513), trastornos de la paratiroides (patente de Estados Unidos 6.328.977). Además, se conocen implantes de toxina de liberación controlada (patentes de Estados Unidos 6.306.423 y 6.312.708).

Se ha informado de que la inyección intravenosa de una toxina botulínica causa una disminución de la secreción de ácido y pepsina estimulada por pentagastrina en ratas. Kondo T., y col., Modification of the action of pentagastrin on acid secretion by botulinum toxin, Experientia 1977; 33:750-1. Además, se ha especulado que una toxina botulínica puede usarse para reducir una secreción gastrointestinal, tal como una secreción gástrica. Véanse las páginas 16-17 del documento WO 95/17904. Además, se ha propuesto una toxina botulínica para el tratamiento de trastornos del músculo gastrointestinal en el trastorno del sistema nervioso entérico (patente de Estados Unidos 5.437.291) así como para tratar diversos trastornos autonómicos (patente de Estados Unidos 5.766.605). La toxina botulínica se ha inyectado en el fondo del estómago de perros. Wang Z., y col., Effects of botulinum toxin on gastric myoelectrical and vagal activities in dogs, Gastroenterology, abril de 2001; 120 (5 Supl. 1): A-718. Además, se ha propuesto la inyección intramuscular de una toxina botulínica en el antro gástrico como tratamiento para la obesidad. Véase, por ejemplo, Gui D., y col., Effects of botulinum toxin on gastric emptying and digestive secretions. A possible tool for correction of obesity?, Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol, junio de 2002; 365 (Supl. 2): R22; Albanese A., y col., The use of botulinum toxin on smooth muscles, Eur J Neurol, noviembre de 1995; 2 (Sup. 3):29-33, y; Gui D., y col., Botulinum toxin injected in the gastric wall reduces body weight and food intake in rats, Aliment Pharmacol Ther, junio de 2000;14(6): 829-834. Además, la toxina botulínica tipo A se ha propuesto como aplicación terapéutica para el control de la secreción en el estómago. Rossi S., y col., Immunohistochemical localization of SNAP-25 protein in the stomach of rat, Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 2002; 365 (Supl. 2):R37.

De forma significativa, se ha informado de que la inyección de una toxina botulínica en el esfínter esofágico inferior para el tratamiento de la acalasia provoca la formación de úlceras en el esófago. Eaker, E.Y., y col., Untoward effects of esophageal botulinum toxin injection in the treatment of achalasia, Dig Dis Sci, abril de 1997; 42(4):724-7. Se sabe inyectar una toxina botulínica en un esfínter pilórico espástico de un paciente con una úlcera prepilórica para permitir que el músculo pilórico se abra. Wiesel P.H. y col., Botulinum toxin for refractory postoperative pyloric spasm, Endoscopy 1997; 29(2): 132.

La toxina tetánica, así como derivados (es decir, con un resto de dirección no nativo), fragmentos, híbridos y quimeras de la misma también puede tener utilidad terapéutica. La toxina tetánica alberga muchas similitudes con las toxinas botulínicas. Por tanto, tanto la toxina tetánica como las toxinas botulínicas son polipéptidos producidos por especies muy relacionadas de Clostridium (Clostridium tetani y Clostridium botulinum, respectivamente). Además, tanto al toxina tetánica como las toxinas botulínicas son proteínas de dos cadenas compuestas por una cadena ligera (pero molecular de aproximadamente 50 kD) covalentemente unida por un único enlace disulfuro con una cadena pesada (pero molecular de aproximadamente 100 kD). Por tanto, el peso molecular de la toxina tetánica y de cada una de las siete toxinas botulínicas (no complejadas) es de aproximadamente 150 kD. Además, tanto para la toxina tetánica como para las toxinas botulínicas, la cadena libera alberga el dominio que muestra actividad biológica (proteasa) intracelular, mientras que la cadena pesada comprende los dominios de unión al receptor (inmunogénico) y de desplazamiento de membrana celular.

Además, tanto la toxina tetánica como las toxinas botulínicas muestran una elevada afinidad específica por receptores gangliosídicos sobre la superficie de neuronas colinérgicas presinápticas. La endocitosis mediada por receptor de la toxina tetánica por neuronas colinérgicas periféricas provoca el transporte axonal retrógrado, que bloquea la liberación de neurotransmisores inhibidores desde las sinapsis centrales y una parálisis espástica. Por el contrario, la endocitosis mediada por receptor de la toxina botulínica por neuronas colinérgicas periféricas provoca poco, si lo hay, transporte retrógrado, inhibición de la exocitosis de acetilcolina desde las neuronas motoras periféricas intoxicadas y una parálisis flácida.

Finalmente, la toxina tetánica y las toxinas botulínicas se parecen entre sí tanto en la biosíntesis como en la arquitectura y molecular. Por tanto, hay una identidad global del 34% entre las secuencias proteicas de la toxina tetánica y la toxina botulínica tipo A, y una identidad de secuencia tan elevada como del 62% para algunos dominios funcionales. Binz T. y col., The Complete Sequence of Botulinum Neurotoxin. Type A and Comparison with Other Clostridial Neurotoxins, J Biological Chemistry 265(16); 9153-9158:1990.

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Acetilcolina

Típicamente se libera solamente un único tipo de neurotransmisor de molécula pequeña por cada tipo de neurona en el sistema nervioso de mamíferos. El neurotransmisor acetilcolina se secreta por neuronas de muchas áreas del cerebro, pero específicamente por las células piramidales grandes de la corteza motora, por varias neuronas diferentes de los ganglios basales, por las neuronas motores que inervan los músculos esqueléticos, por las neuronas preganglionares del sistema nervioso autónomo (tanto simpático como para simpático), por las neuronas postganglionares del sistema nerviosos parasimpático, y por algunas de las neuronas postganglionares del sistema nervioso simpático. Esencialmente, solamente las fibras nerviosas simpáticas postganglionares para las glándulas sudoríparas, los músculos piloerectores y unos pocos vasos sanguíneos son colinérgicos ya que la mayoría de las neuronas postganglionares del sistema nervioso simpático secretan el neurotransmisor norepinefrina. En la mayoría de los casos, la acetilcolina tiene un efecto excitador. Sin embargo, se sabe que la acetilcolina tiene efectos inhibidores en algunas terminaciones nerviosas parasimpáticas periféricas, tal como la inhibición del ritmo cardiaco por el nervio vago.

Las señales eferentes del sistema nervioso autónomo se transmiten al cuerpo a través del sistema nervioso simpático o del sistema nervioso parasimpático. Las neuronas preganglionares del sistema nervioso simpático se extienden desde los cuerpos celulares de las neuronas simpáticas preganglionares localizados en cuero intermedio-lateral de la médula espinal. Las fibras nerviosas simpáticas preganglionares, que se extienden desde el cuerpo celular, forman sinapsis con las neuronas postganglionares localizadas en un ganglio simpático paravertebral o en un ganglio prevertebral. Como las neuronas preganglionares del sistema nervioso tanto simpático como parasimpático son colinérgicas, la aplicación de acetilcolina a los ganglios excitará las neuronas postganglionares tanto simpáticas como parasimpáticas.

La acetilcolina activa dos tipos de receptores, los receptores muscarínicos y nicotínicos. Los receptores muscarínicos se encuentran en todas las células efectoras estimuladas por las neuronas postganglionares del sistema nervioso parasimpático así como en aquellas estimuladas por las neuronas colinérgicas postganglionares del sistema nervioso simpático. Los receptores nicotínicos se encuentran en la médula suprarrenal, así como en los ganglios autonómicos, es decir, sobre la superficie celular de la neurona postganglionar en la sinapsis entre las neuronas preganglionares y postganglionares de los sistemas tanto simpático como para simpático. Los receptores nicotínicos también se encuentran en muchas terminaciones nerviosas no autónomas, por ejemplo, en las membranas de fibras musculares esqueléticas en la unión neuromuscular.

La acetilcolina se libera de neuronas colinérgicas cuando las vesículas pequeñas, transparentes, intracelulares se fusionan con la membrana celular neuronal presináptica. Una amplia diversidad de células secretoras no neuronales, tales como, la médula suprarrenal (así como la línea celular PC12) y las células de los islotes pancreáticos liberan catecolaminas y la hormona paratiroidea, respectivamente, desde vesículas de núcleo denso, grandes. La línea celular PC12 es un clon de las células de feocromocitoma usadas extensivamente como modelo de cultivo tisular para estudios del desarrollo simpatoadrenal. La toxina botulínica inhibe la liberación de ambos tipos de compuestos desde ambos tipos de células in vitro, permeabilizadas (como por electroporación) o por inyección directa de la toxina en la célula desnervada. También se sabe que la toxina botulínica bloquea la liberación del neurotransmisor glutamato desde cultivos celulares de sinaptosomas corticales.

Una unión neuromuscular se forma en el músculo esquelético por la proximidad de axones a las células musculares. Una señal transmitida a través del sistema nervioso provoca un potencial de acción en el axón terminal, con la activación de los canales de iones y provocando la liberación del neurotransmisor acetilcolina desde las vesículas sinápticas intraneuronales, por ejemplo en la placa final motora de la unión neuromuscular. La acetilcolina cruza el espacio extracelular para unirse con proteínas receptoras de acetilcolina sobre la superficie de la placa final muscular. Una vez ha sucedido suficiente unión, un potencial de acción de la célula muscular causa cambios en el canal de iones de membrana específicos, provocando la contracción de la célula muscular. La acetilcolina después se libera desde las células musculares y se metaboliza por las colinesterasas en el espacio extracelular. Los metabolitos se reciclan de nuevo en el axón terminal para su reprocesamiento en acetilcolina adicional.

Por lo tanto, lo que se necesita son procedimientos para tratar las úlceras pépticas y para tratar la enfermedad de reflujo gastroesofágico con una toxina botulínica.

Sumario

La presente invención cumple esta necesidad y proporciona procedimientos para tratar las úlceras pépticas y para tratar la enfermedad de reflujo gastroesofágico con una toxina botulínica. La presente invención excluye la inyección intramuscular o subcutánea de una toxina botulínica para tratar una úlcera o para tratar la enfermedad de reflujo gastroesofágico porque dichos procedimientos son invasivos (es decir, por endoscopia) e inadecuados para los pacientes.

De acuerdo con la presente invención, la toxina botulínica se compone en forma de una formulación oral para la liberación del ingrediente activo de toxina en el estómago o el duodeno de un paciente con una úlcera péptica. La preparación de una formulación oral de una toxina botulínica puede conseguirse fácilmente mezclando un polvo de toxina botulínica liofilizada o secada por congelación con un vehículo tal como harina, azúcar o gelatina y después comprimiendo la mezcla para producir un comprimido ingerible. El vehículo y la cantidad de compresión se eligen de modo que el comprimido resultante (o como alternativa puede formularse una cápsula o cápsula de gel que contiene una cantidad terapéutica de la toxina mezclada con o sin un vehículo) se pretenda tragar y el vehículo y las características del vehículo son tales que el vehículo se disuelve rápidamente en el estómago, liberando el ingrediente activo de toxina botulínica.

La toxina botulínica es una de los tipos de toxina botulínica A, B, C_{1}, D, E, F y G y es preferiblemente toxina botulínica tipo A. La toxina botulínica puede asociarse con el vehículo en una cantidad entre aproximadamente 1 unidad y aproximadamente 10.000 unidades de la toxina botulínica. Preferiblemente, la cantidad de la toxina botulínica asociada con el vehículo está entre aproximadamente 5 unidades y aproximadamente 500 unidades de una toxina botulínica tipo A. Cuando la toxina botulínica es toxina botulínica tipo B, preferiblemente, la cantidad de la toxina botulínica asociada con el vehículo puede estar entre aproximadamente 250 unidades y aproximadamente 25.000 unidades de una toxina botulínica tipo B.

Una realización detallada de la presente invención puede comprender una formulación oral que comprende un polímero o sustancia natural (es decir harina, azúcar o gelatina) rápidamente biodegradable y entre aproximadamente 5 unidades y aproximadamente 25.000 unidades de una toxina botulínica encapsulada por el vehículo, formando de este modo un sistema de liberación controlada, en el que las cantidades terapéuticas de la toxina botulínica pueden liberarse desde el vehículo al interior del sistema gastrointestinal de un paciente humano con una úlcera péptica.

Un procedimiento para fabricar un comprimido o cápsula ingerible de toxina botulínica dentro del alcance de la presente invención puede tener las etapas de: mezclar o dispersar una toxina botulínica en un vehículo adecuado para formar una mezcla de vehículo-toxina botulínica, y; comprimir la mezcla de vehículo-toxina botulínica en un comprimido o cargar la mezcla en una cápsula.

Una realización alternativa de la presente invención puede ser un vehículo que comprende un polímero seleccionado entre el grupo de polímero constituido por polilactidas y poliglicolidas rápidamente biodegradables y una toxina botulínica estabilizada asociada con el vehículo, formando de este modo un sistema de suministro de toxina botulínica, en el que las cantidades terapéuticas de la toxina botulínica pueden liberarse desde el vehículo al interior del sistema GI de los pacientes después de ingestión oral. El vehículo puede comprender una pluralidad de microesferas que incorporan toxina botulínica.

La toxina botulínica usada para preparar una formulación oral de acuerdo con la presente invención puede comprender: un primer elemento que comprende un elemento de unión capaz de unirse específicamente a un receptor de superficie celular neuronal en condiciones fisiológicas, un segundo elemento que comprende un elemento de desplazamiento capaz de facilitar la transferencia de un polipéptido a través de una membrana celular neuronal, y un tercer elemento que comprende un elemento terapéutico capaz, cuando está presente en el citoplasma de una neurona, de inhibir la exocitosis de acetilcolina desde la neurona. El elemento terapéutico puede escindir la proteína SNARE, inhibiendo de este modo la exocitosis de acetilcolina desde la neurona y la proteína SNARE se puede seleccionar entre el grupo constituido por sintaxina, SNAP-25 y VAMP. Generalmente, la neurona afectada por la toxina botulínica es una neurona colinérgica presináptica que inerva, por ejemplo, un músculo del tracto GI (músculo GI liso, estriado o liso y estriado mixto) o un tejido glandular secretor del tracto GI. Aunque una neurona colinérgica puede mostrar elevada afinidad por una toxina botulínica (es decir, a través de un receptor para la toxina), las células musculares y las células glandulares puede captar directamente la toxina a través de un mecanismo de baja afinidad (es decir pinocitosis). Por tanto, tanto las neuronas como las células no neuronales pueden ser dianas para la toxina botulínica.

La cantidad de una toxina botulínica administrada por una formulación oral dentro del alcance de la presente invención durante un periodo dado puede estar entre aproximadamente 10^{-3} U/kg y aproximadamente 35 U/kg para una toxina botulínica tipo A y de hasta aproximadamente 2000 U/kg para otras toxinas botulínicas, tales como una toxina botulínica tipo B. El límite superior es 35 U/kg o 2000 U/kg porque se acerca a la dosis letal de ciertas neurotoxinas, tales como la toxina botulínica tipo A o la toxina botulínica tipo B, respectivamente. Por tanto, se ha informado de que aproximadamente 2000 unidades/kg de una preparación disponible en el mercado de toxina botulínica tipo B se acerca a la dosis letal para primates de la toxina botulínica tipo B. Meyer K.E. y col., A Comparative Systemic Toxicity Study of Neurobloc in Adult Juvenile Cynomolgus Monkeys, Mov. Disord 15 (Supl. 2); 54; 2000.

Preferiblemente, la cantidad de una toxina botulínica tipo A administrada por una formulación oral está entre aproximadamente 10^{-2} U/kg y aproximadamente 25 U/kg. Preferiblemente, la cantidad de una toxina botulínica tipo B administrada por una formulación oral durante un periodo dado está entre aproximadamente 10^{-2} U/kg y aproximadamente 1000 U/kg, ya que se ha informado de que menos de aproximadamente 1000 U/kg de toxina botulínica tipo B puede administrarse por vía intramuscular a un primate sin efecto sistémico. Ibid. Más preferiblemente, la toxina botulínica tipo A se administra en una cantidad entre aproximadamente 10^{-1} U/kg y aproximadamente 15 U/kg. Más preferiblemente, la toxina botulínica tipo A se administra en una cantidad entre aproximadamente 1 U/kg y aproximadamente 10 U/kg. En muchos casos, una administración de aproximadamente 1 unidades a aproximadamente 500 unidades de una toxina botulínica tipo A, proporciona alivio terapéutico eficaz y de larga duración. Más preferiblemente, puede usarse de aproximadamente 5 unidades a aproximadamente 300 unidades de una toxina botulínica, tal como una toxina botulínica tipo A, y mucho más preferiblemente, puede administrarse de forma local de aproximadamente 10 unidades a aproximadamente 200 unidades de una neurotoxina, tal como una toxina botulínica tipo A, en un tejido diana con resultados eficaces. En una realización particularmente preferida de la presente invención, puede administrarse de forma local de aproximadamente 1 unidad a aproximadamente 100 unidades de una toxina botulínica, tal como toxina botulínica tipo A, en un tejido diana con resultados terapéuticamente eficaces.

La toxina botulínica puede producirse por Clostridium botulinum. Además, la toxina botulínica puede ser una toxina botulínica modificada, es decir, una toxina botulínica que tiene al menos uno de sus aminoácidos delecionado, modificado o remplazado, en comparación con la toxina botulínica nativa o de tipo silvestre. Además, la toxina botulínica puede ser una toxina botulínica producida de forma recombinante o un derivado o fragmento de la misma.

De forma significativa, la toxina botulínica puede administrarse por ingestión oral (es decir, tragando el comprimido o cápsula) por un paciente con una úlcera péptica colocando una formulación oral de toxina botulínica. Cuando al toxina botulínica es toxina botulínica tipo A, la cantidad de toxina botulínica administrada por vía oral puede estar entre aproximadamente 1 unidad y aproximadamente 500 unidades, preferiblemente entre 10 y 300 unidades y mucho más preferiblemente entre 50 y 200 unidades de toxina botulínica tipo A.

En particular, se ha informado de que un tejido glandular tratado por una toxina botulínica puede mostrar una actividad secretora reducida durante tanto tiempo como 27 meses después de la inyección de la toxina. Laryngoscope 1999; 109: 1344-1346, Laryngoscope 1998; 108:381-384.

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Definiciones

Las siguientes definiciones se aplican en este documento.

"Aproximadamente" significa más o menos el diez por ciento del valor así calificado.

"Biocompatible" significa que hay una respuesta inflamatoria poco significativa al uso de la formulación oral.

"Compuesto biológicamente activo" significa un compuesto que puede realizar un cambio beneficioso en el sujeto al que se administra. Por ejemplo, "compuestos biológicamente activos" incluyen neurotoxinas.

"Cantidad eficaz" aplicada al compuesto biológicamente activo significa la cantidad del compuesto que es generalmente suficiente para realizar un cambio deseado en el sujeto. Por ejemplo, cuando el efecto deseado es la curación de una úlcera péptica, una cantidad eficaz del compuesto es esa cantidad que causa al menos una curación sustancial de la úlcera, y sin provocar una reacción de toxicidad sistémica significativa.

"Cantidad eficaz" aplicada a un constituyente de ingrediente no activo de una formulación oral (tal como un vehículo usado para mezclarlo con una toxina botulínica) se refiere a la cantidad del constituyente de ingrediente no activo que es suficiente para influir de forma positiva en la liberación de un agente biológicamente activo a una tasa deseada durante un periodo de tiempo deseado en el tracto GI. Esta "cantidad eficaz" puede determinarse en base a los contenidos de esta memoria descriptiva y el conocimiento general en la técnica.

"Neurotoxina" significa un agente que puede interrumpir la transmisión de impulsos nerviosos a través de la unión neuromuscular o neuroglandular, bloquear o reducir la exocitosis neuronal de un neurotransmisor o alterar el potencial de acción en entrada de voltaje de canal de sodio de una neurona. Ejemplos de neurotoxinas incluyen toxinas botulínicas, toxinas tetánicas, saxitoxinas, y tetrodotoxina.

"Tratamiento" significa cualquier tratamiento de una enfermedad en un mamífero, e incluye: (i) prevenir que suceda la enfermedad o; (ii) inhibir la enfermedad, es decir, detener su desarrollo; (iii) aliviar la enfermedad, es decir, reducir la incidencia de los síntomas de o causar la regresión de la enfermedad.

Un procedimiento para usar una formulación oral dentro del alcance de la presente invención puede comprender proporcionar un nivel terapéuticamente eficaz en el tracto GI de neurotoxina biológicamente activa en un paciente después de la ingestión de una formulación oral de toxina botulínica por el paciente.

En líneas generales, la presente invención incluye un procedimiento para tratar una úlcera péptica administrando una toxina botulínica para tratar de este modo una úlcera gástrica. La toxina botulínica puede seleccionarse entre el grupo constituido por los tipos de toxina botulínica A, B, C, D, E, F y G y la úlcera péptica puede ser una úlcera gástrica o una úlcera duodenal.

La administración de la toxina es por ingestión oral de la toxina botulínica para un paciente con una úlcera péptica y la toxina botulínica se administra en una cantidad terapéuticamente eficaz. Una realización destallada de la presente invención puede incluir el tratamiento de una úlcera péptica por ingestión oral por un paciente con una úlcera péptica de una cantidad terapéuticamente eficaz de una toxina botulínica tipo A. La presente invención también incluye tratar una enfermedad de reflujo gastroesofágico por ingestión oral por un paciente con un trastorno de reflujo ácido gástrico de una toxina botulínica.

Una formulación oral de toxina botulínica dentro del alcance de la presente invención puede comprender una toxina botulínica y un vehículo asociado con la toxina botulínica, formando de este modo una formulación oral de toxina botulínica, en la que el vehículo está formulado para liberar cantidades terapéuticas de la toxina botulínica en el tracto gastrointestinal de un paciente con un úlcera gástrica sin una respuesta significativa del sistema inmune. En ésta preferiblemente, no tienen que transformarse cantidades sustanciales de la toxina botulínica en un toxoide botulínico antes de la asociación de la toxina botulínica con el vehículo. Por tanto, las cantidades significativas de la toxina botulínica asociadas con el vehículo tienen una toxicidad que es sustancialmente invariable con relación a la toxicidad de la toxina botulínica antes de la asociación de la toxina botulínica con el vehículo.

Además, en dicha formulación oral, el vehículo puede comprender una sustancia biocompatible, biodegradable seleccionada entre el grupo constituido por harina, azúcar y gelatina. La toxina botulínica asociada con el vehículo puede estar entre aproximadamente 1 unidad y aproximadamente 10.000 unidades de la toxina botulínica.

Una formulación oral detallada dentro del alcance de la presente invención puede comprender una toxina botulínica que tiene: un primer elemento que comprende un elemento de unión capaz de unirse específicamente a un receptor de superficie celular neuronal en condiciones fisiológicas; un segundo elemento que comprende un elemento de desplazamiento capaz de facilitar la transferencia de un polipéptido a través de una membrana celular neuronal, y; un tercer elemento que comprende un elemento terapéutico capaz, cuando está presente en el citoplasma de una neurona, de inhibir la exocitosis de acetilcolina de la neurona.

Una realización alternativa dentro del alcance de la presente invención puede comprender una toxina botulínica tipo A y un vehículo asociado con la toxina botulínica tipo A, formando de este modo una formulación oral de toxina botulínica, en la que el vehículo está formulado para liberar cantidades terapéuticas de la toxina botulínica tipo A en el tracto gastrointestinal de un paciente con una úlcera gástrica sin una respuesta significativa del sistema inmune, y en la que el vehículo comprende una sustancia biocompatible, biodegradable seleccionada entre el grupo constituido por harina, azúcar y gelatina.

Descripción

La presente invención se basa en el descubrimiento de que una úlcera péptica puede tratarse exitosamente con una formulación oral de una toxina botulínica. La presente invención también se basa en el descubrimiento de que la enfermedad de reflujo gastroesofágico puede tratarse con una formulación oral de una toxina botulínica. Por tanto, se ha descubierto que la ingestión de una toxina botulínica, tal como una toxina botulínica tipo A, mezclada con un vehículo adecuado que se disuelve en el estómago o el intestino superior permite el suministro de cantidades terapéuticas de una toxina botulínica bioactiva a y en las cercanías de una úlcera péptica. Esto permite una reducción de las secreciones excesivas o dañinas de y desde las cercanías de la úlcera péptica. Típicamente, en unos pocos días después de ellos la úlcera muestra signos inconfundibles de curación (remisión de la úlcera) y la úlcera puede curarse completamente en unas pocas semanas después de la administración de la formulación oral de toxina botulínica. Además, se ha descubierto que en unos pocos días después de la administración oral de toxina, los síntomas de ERGE remiten debido a una reducción de secreciones gástricas debida a la toxina botulínica administrada por vía oral. Los efectos secundarios pueden incluir una motilidad reducida de los músculos gastrointestinales y pérdida de peso transitoria.

El descubrimiento de que una toxina botulínica administrada por vía oral puede usarse para tratar una úlcera péptica y/o ERGE es sorprendente porque se ha informado de que la inyección de una toxina botulínica en el esfínter esofágico inferior para el tratamiento de la acalasia puede provocar realmente la formación de úlceras en el esófago (Eaker, E.Y., y col., Untoward effects of esophageal botulinum toxin injection in the treatment of achalasia, Dig Dis Sci, abril de 1997; 42 (4):724-7).

La dosis terapéutica de toxina botulínica administrada por vía oral es tal que existen efectos sistémicos nominales o poco significativos debido a cualquier toxina botulínica que se absorba a través del revestimiento intestinal en el sistema circulatorio. Por tanto, pueden inyectarse 200 unidades de toxina botulínica en el esfínter pilórico (estómago inferior) de pacientes con gastroparesis diabética sin que suceda ninguna toxicidad sistémica. Crowell, M.D., y col., Botulinum toxin reduces pyloric dysfunction in patients with diabetic gastroparesis, Gastroenterology, abril de 2002; 122 (4 Sup. 1):A451-A452. Aunque no existen evidencias de un efecto teratogénico por una toxina botulínica, los procedimientos dentro del alcance de la presente invención descrita en este documento no se pretenden para su aplicación a o por una paciente que esté embarazada, en lactación o que pretenda llegar a estar embarazada durante el periodo de tratamiento.

Sin el deseo de limitarse por la teoría, puede proponerse un mecanismo fisiológico para la eficacia de la presente invención. Por tanto, es bien sabido que la toxina botulínica actúa sobre los nervios colinérgicos, incluyendo aquellos del tracto gastrointestinal responsables de la motilidad de los músculos GI. Pasricha, P.J., Botulinum toxina for spastic gastrointestinal disorders, Bailliere's Clin Gastroenterol 1999; 13(1):131-143. Además, la secreción de gastrina y la producción de HCl por las células parietales gástricas dependen en gran medida de la actividad colinérgica de las fibras vagales y mientéricas que actúan sobre las uniones neuroglandulares en el tracto gastrointestinal. Rossi S., y col., Immunohistochemical localization of SNAP-25 protein in the stomach of rat, Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 2002; 365 (Supl. 2):R37. Además, el sustrato intracelular (SNAP-25) para la toxina botulínica tipo A BTX-A está presente en células de la pared estomacal. Gui D., y col., Effects of botulinum toxin on gastric emptying and digestive secretions. A possible tool for correction of obesity?, Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol, junio de 2002; 365 (Supl. 2):R22. Finalmente, es bien sabido que la formación de úlceras se debe a o se contribuye a ella por una secreción excesiva de gastrina por las células de la pared estomacal y la de toxina botulínica. Por tanto, una formulación oral de una toxina botulínica puede usarse para tratar una úlcera péptica regulando negativamente las secreciones excesivas de ácido del estómago y permitiendo de este modo que una úlcera se cure.

Parece claro que una toxina botulínica administrada por vía oral puede permanecer bioactiva en el entorno riguroso del tracto GI. Por tanto, la toxina botulínica se secreta por una bacteria Clostridial en forma de un complejo que comprende la molécula de toxina de cadena sencilla de aproximadamente 150 kDa rodeada por varias moléculas de proteína no toxina. Significativamente, las proteínas no toxina actúan protegiendo la toxina de la hidrólisis ácida y la degradación enzimática durante el paso del complejo a través del tracto GI, de modo que el complejo de toxina es capaz de sobrevivir a las condiciones rigurosas extremas de pH y enzimas proteolíticas y aún funcionar como una neurotoxina altamente potente. Se ha demostrado que las proteínas no toxinas que se complejan con la molécula de toxina botulínica actúan protegiendo la molécula de toxina de 150 kDa en el tracto gastrointestinal de los ácidos digestivos. Hanson, M.A. y col., Structural view of botulinum neurotoxin in numerous functional states, que es el capítulo 2, páginas 11-27 de Brin M.F. y col., editors, Scientific and therapeutic aspects of botulinum toxin, Lippincott, Williams & Wilkins (2002).

Un sistema de suministro de toxina botulínica dentro del alcance de la presente invención es capaz de liberar una cantidad terapéutica de una toxina botulínica en el tracto GI de un paciente con una úlcera péptica. La cantidad de toxina botulínica liberada puede comprender (para una toxina botulínica tipo A) tan poco como aproximadamente 10 unidades (es decir, para tratar una úlcera pequeña en un bebé) hasta tanto como 500 unidades (es decir, para tratar múltiples úlceras pépticas en un adulto grande). La cantidad de toxina botulínica necesaria para la eficacia terapéutica puede variarse de acuerdo con la potencia clínica conocida de diferentes serotipos de toxina botulínica. Por ejemplo, típicamente son necesarias unidades de varios órdenes de magnitud más de una toxina botulínica tipo B para conseguir un efecto fisiológico comparable con el conseguido del uso de una toxina botulínica tipo A.

La toxina botulínica liberada en una cantidad terapéuticamente eficaz por una formulación oral dentro del alcance de la presente invención es preferiblemente, toxina botulínica sustancialmente activa biológicamente. En otras palabras, la toxina botulínica liberada por la formulación oral descrita en el tracto GI de un paciente es capaz de unirse con elevada afinidad a una neurona colinérgica, que se desplaza, al menos en parte, a través de la membrana neuronal, y a través de su actividad en el citosol de la neurona de inhibir la exocitosis de acetilcolina desde la neurona. El propósito de la presente invención es permitir la liberación en el tracto GI de una toxina botulínica desde una formulación oral para inhibir la exocitosis in vivo y conseguir de este modo un efecto terapéutico deseado, que es la curación de una úlcera.

La formulación oral se prepara de modo que la toxina botulínica se disperse de forma sustancialmente uniforme en un vehículo biodegradable. El espesor de la formulación oral puede usarse para controlar la absorción de agua por, y por tanto la velocidad de liberación de una neurotoxina desde, una composición de la invención, liberando comprimidos o cápsulas más gruesos el polipéptido más lentamente que los más delgados. El vehículo está compuesto preferiblemente de un material no tóxico, no inmunológico, biocompatible.

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Liberar neurotoxina biológicamente activa desde una formulación oral de la presente invención resulta terapéuticamente eficaz, con niveles séricos insignificantes, de neurotoxina biológicamente activa. Preferiblemente, la liberación de neurotoxina biológicamente activa in vivo en el tracto GI no provoca una respuesta significativa del sistema inmune.

La formulación oral de neurotoxina de esta invención puede conformarse en muchas formas tales como una película, un gránulo, un cilindro o disco.

La dosificación específica por formulación oral apropiada para su administración la determinan fácilmente los especialistas en la técnica de acuerdo con los factores analizados anteriormente. La dosificación también puede depender del tamaño de la masa tisular a tratar o desnervar, y la preparación comercial de la toxina. Además, las estimaciones para dosificaciones apropiadas en seres humanos pueden extrapolarse de determinaciones de las cantidades de botulina necesarias para las desnervación eficaz de otros tejidos. Por tanto, la cantidad de botulina A a inyectar es proporcionar a la masa y nivel de actividad del tejido a tratar. Generalmente, puede liberarse entre aproximadamente 0,01 unidades por kilogramo y aproximadamente 35 unidades por kg de peso del paciente de una toxina botulínica, tal como toxina botulínica tipo A, por la presente formulación oral para conseguir de forma eficaz la curación deseada de una úlcera. Menos de aproximadamente 0,01 U/kg de una toxina botulínica no tiene efecto terapéutico significativo en un músculo, mientras que más de aproximadamente 35 U/kg de una toxina botulínica se acerca a la dosis tóxica de una neurotoxina, tal como una toxina botulínica tipo A. La preparación cuidadosa de la formulación oral evita que cantidades significativas de una toxina botulínica aparezcan sistémicamente. Un intervalo de dosis más preferido es de aproximadamente 0,01 U/kg a aproximadamente 25 U/kg de una toxina botulínica, tal como la formulada como BOTOX®. La cantidad real de U/kg de una toxina botulínica a administrar depende de factores tales como la extensión (masa) y nivel de actividad del tejido a tratar y la vía de administración elegida. La toxina botulínica tipo A es un serotipo preferido de toxina botulínica para su uso en los procedimientos de la presente invención.

Preferiblemente, una neurotoxina usada para poner el práctica un procedimiento dentro del alcance de la presente invención es una toxina botulínica, tal como una del serotipo A, B, C, D, E, F o G de toxinas botulínicas. Preferiblemente, la toxina botulínica usada es toxina botulínica tipo A, a causa de su elevada potencia en seres humanos, fácil disponibilidad, y uso seguro y eficaz conocido para el tratamiento de trastornos del músculo esquelético y el músculo liso cuando se administra de forma local por inyección intramuscular.

La presente invención incluye dentro de su alcance el uso de cualquier neurotoxina que tenga un efecto terapéutico de larga duración cuando se usa para tratar una úlcera péptica. Por ejemplo, pueden usarse neurotoxinas producidas por cualquiera de las especias de bacterias Clostridium productoras de toxinas, tales como Clostridium botulinum, Clostridium butyricum, y Clostridium beratti o adaptarse para su uso en los procedimientos de la presente invención. Además, todos los serotipos de botulina A, B, C, D, E, F y G pueden usarse ventajosamente en la práctica de la presente invención, aunque el tipo A es el serotipo más preferido, como se ha explicado anteriormente. La práctica de la presente invención por el procedimiento descrito en este documento puede causar que se cure y desaparezca una úlcera péptica.

La presente invención incluye dentro de su alcance: (a) complejo de neurotoxina así como neurotoxina pura obtenida o procesada por cultivo bacteriano, extracción de toxina, concentración, conservación, liofilización y/o reconstitución; (b) neurotoxina modificada o recombinante, que es neurotoxina que tiene uno o más aminoácidos o secuencias de aminoácidos deliberadamente delecionados, modificados o remplazados por procedimientos conocidos de modificación química/bioquímica de aminoácidos o por el uso de tecnologías recombinantes conocidas de célula huésped/vector recombinante, así como derivados o fragmentos de neurotoxinas producidas de este modo, e incluye neurotoxinas con uno o más restos de dirección unidos para un receptor de superficie celular presente en una célula.

Las toxinas botulínicas para su uso de acuerdo con la presente invención pueden almacenarse en forma liofilizada o secada al vacío en recipientes a presión de vacío. Antes de la liofilización, la toxina botulínica puede combinarse con excipientes, estabilizadores y/o vehículos farmacéuticamente aceptables, tales como albúmina. El material liofilizado o secado al vacío puede reconstituirse con solución salina o agua.

Los procedimientos para determinar la dosificación apropiada se determinan generalmente en una base caso por caso por el médico que esté tratando. Dichas determinaciones son rutinarias para un especialista en la técnica (véase, por ejemplo, Harrison's Principles of Internal Medicine (1998), editado por Anthony Fauci y col., 14a edición, publicado por McGraw Hill).

También dentro del alcance de la presente invención se incluye una formulación oral en forma de una suspensión para su ingestión preparada suspendiendo las microesferas encapsuladas de neurotoxina en un líquido adecuado, tal como solución salina fisiológica.

Ejemplos

Los siguientes ejemplos exponen composiciones específicas y procedimientos incluidos por la presente invención y no pretenden limitar el alcance de la presente invención.

Ejemplo 1 Procedimiento para Producir un Comprimido de Toxina botulínica para Ingestión Oral

Una toxina botulínica puede componerse en forma de una formulación oral para liberación del ingrediente activo de toxina en el estómago o duodeno. Esto se consigue fácilmente mezclando con un mortero y mano de mortero (a temperatura ambiente sin adición de nada de agua o solución salina) 50 unidades de un polvo de toxina botulínica liofilizada disponible en el mercado, tal como BOTOX® no reconstituido (o 200 unidades de polvo DYSPORT®) con un vehículo biodegradable tal como harina o azúcar. Como alternativa, la toxina botulínica puede mezclarse por homogenización o sonicación para formar una dispersión fina de la toxina en polvo en el vehículo. La mezcla después puede comprimirse con una máquina de producción de comprimidos (tal como la prensa de comprimidos disponible en Scheu & Kniss, 1500 W. Ormsby Ave, Louisville, KY 40210) para producir un comprimidos ingerible. Como alternativa, la toxina puede formularse con gelatina por metodologías bien conocidas para producir un comprimido de gelatina ingerible.

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Ejemplo 2 Procedimiento para Tratar una Úlcera Péptica

Un hombre de 52 años de edad presenta un dolor urente en el abdomen entre el esternón y el ombligo y refiere que el dolor a menudo sucede entre las comidas y en las primeras horas de la mañana. El paciente también se queja de náuseas y pérdida de apetito. La endoscopia, suplementada por rayos X con bario, confirma la presencia de una úlcera gástrica. La úlcera resulta intratable con bloqueantes H2 así como antibióticos contra H. pylori. El paciente se trata por administración de la formulación oral de toxina botulínica del Ejemplo 1. Por tanto, el paciente traga un comprimido de 50 unidades de A durante cada uno de cuatro días. En dos semanas los síntomas de la úlcera péptica han desaparecido y la endoscopia revela ausencia de rastros de la úlcera.

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Ejemplo 3 Procedimiento para Tratar la Enfermedad de Reflujo Gastroesofágico

Una mujer obesa de 62 años de edad se admite con síntomas de acidez gástrica, flatulencia casi continua, regurgitación, dolor de garganta, dificultad al tragar y tos. El tratamiento indica esofagitis y la manometría esofágica apunta a baja presión del esfínter esofágico inferior (EET). El ensayo de Bernstein para reflujo ácido gástrico es positivo. Por tanto, se hace un diagnóstico de ERGE. La paciente no ha tenido éxito en diversos programas de pérdida de peso e ingiere regularmente chocolates, y fuma mucho. Los antiácidos y los bloqueantes de histamina H2 han sido ineficaces. La paciente se trata por administración de la formulación oral de toxina botulínica del Ejemplo 1. Por tanto, la paciente traga un comprimido de 2000 unidades de tipo B durante cada uno de cuatro días. En dos semanas los síntomas de de ERGE han desaparecido o se han reducido sustancialmente.

Las composiciones y procedimientos de acuerdo con la invención descrita en este documento tienen muchas ventajas, incluyendo las siguientes:

1. puede usarse una formulación oral de toxina botulínica para proporcionar tratamiento terapéuticamente eficaz de una úlcera péptica.

2. necesidad reducida de cuidados de seguimiento del paciente.

3. comodidad aumentada del paciente debido a la eliminación de la necesidad de cualquier inyección.

4. cumplimiento mejorado del paciente.

Una ventaja de las presentes formulaciones orales para neurotoxinas incluye la remisión de la úlcera a largo plazo.

Aunque la presente invención se ha descrito con detalle con respecto a ciertos procedimientos preferidos, son posibles otras realizaciones, versiones, y modificaciones dentro del alcance de la presente invención. Por ejemplo, puede usarse de forma eficaz una amplia diversidad de neurotoxinas en los procedimientos de la presente invención. Además, la presente invención incluye formulaciones orales en las que se administran dos o más neurotoxinas, tales como dos o más toxinas botulínicas, de forma concurrente o consecutiva. Por ejemplo, la toxina botulínica tipo A puede administrarse por una formulación oral hasta la pérdida de respuesta clínica o desarrollo de anticuerpos neutralizantes, seguido de la administración mediante formulación oral de una toxina botulínica tipo B o E. Como alternativa, puede administrarse de forma local una combinación de dos cualesquiera o más de los serotipos de botulina A-G para controlar la aparición y duración del resultado terapéutico deseado. Además, pueden administrarse compuestos no neurotoxina antes de, de forma concurrente con o después de la administración de la formulación oral de neurotoxina para proporcionar un efecto adyuvante tal como aparición potenciada o más rápida de las desnervación antes de que la neurotoxina, tal como una toxina botulínica, comience a ejercer su efecto terapéutico.

La presente invención también incluye dentro de su alcance el uso de una neurotoxina, tal como una toxina botulínica, en la preparación de un medicamento en forma de una formulación oral para el tratamiento de una úlcera péptica.

Por consiguiente, el alcance de las siguientes reivindicaciones no debe limitarse a las descripciones de las realizaciones preferidas expuestas anteriormente.

Claims

1. Uso de una toxina botulínica para la fabricación de un medicamento para tratar una úlcera péptica, con la condición de que la toxina no sea toxina botulínica tipo C_{2}.

2. El uso de la reivindicación 1, en el que la toxina botulínica se selecciona entre el grupo constituido por las toxinas botulínicas tipos A, B, C, D, E, F y G.

3. El uso de la reivindicación 1, en el que la úlcera péptica es una úlcera gástrica.

4. El uso de la reivindicación 1, en el que la úlcera péptica es una úlcera duodenal.

5. El uso de la reivindicación 1, en el que la toxina botulínica es una toxina botulínica tipo A.

6. El uso de la reivindicación 1, en el que el medicamento es para tratar una úlcera péptica por ingestión oral del medicamento.

7. Uso de una toxina botulínica para la fabricación de un medicamento para tratar la enfermedad de reflujo gastroesofágico por ingestión oral del medicamento.