Лечение диабета типа 2 ингибиторами дипептидилпептидазы iv
Изобретение относится к медицине и касается профилактики или лечения сахарного диабета 2 типа. Для замедления возникновения заболевания или для лечения пациента на ранней стадии заболевания выбирают такие ингибиторы дипептидилпептидазы IV, которые обеспечивают оптимальную константу ингибирования. Для этого используют (2S)-1-((2'S)-2'-амино-3',3'-диметилбутаноил)пирролидин-2-карбонитрил или его фармацевтически приемлемую соль, или (2S)-1-((2'S)-2'-амино-5'-пиразинкарбониламинопентаноил)пирролидин-2-карбонитрил или его фармацевтически приемлемую соль. Изобретение обеспечивает улучшенную профилактику диабета типа 2 и его осложнений за счет более эффективного снижения уровня глюкозы, липидов и массы тела. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу замедления возникновения диабета Типа 2 и облегчения физиологических последствий диабета Типа 2.
Предшествующий уровень техники
Сахарный диабет затрагивает около 5% населения, из них диабет Типа 2, также известный как инсулинонезависимый сахарный диабет, охватывает более чем 80% всех зарегистрированных случаев. В частности, диабет Типа 2 особенно распространен среди тучных людей в возрасте свыше 40 лет. Осложнения диабета Типа 2 включают ретинопатию и нефропатию, и диабетики в большей степени подвержены риску возникновения заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Имеется целый ряд лекарственных средств для лечения диабета Типа 2, однако все же существует потребность в разработке новых лекарственных средств, особенно тех, которые действуют по новым механизмам. Один такой класс перспективных терапевтических средств включает ингибиторы дипептидилпептидазы IV (DP-IV, ЕС.3.4.14.5). Вышеуказанные соединения действуют по крайней мере частично, путем блокирования инактивации эндогенных инкретинов, таких как GLP-1 и GIP, что приводит к повышению чувствительности к инсулину и снижению возникающей после приема пищи гипергликемии. На сегодняшний день, однако, эти соединения были исследованы только как способ регулирования уровней глюкозы в крови на острой стадии. Применения для длительного лечения вышеупомянутыми соединениями не рассматривались.
Сущность изобретения
Заявителями было обнаружено, что постоянное лечение ингибиторами DP-IV в обычной животной модели диабета Типа 2 приводит к замедлению развития заболевания. В соответствии с этим, одним аспектом настоящего изобретения является способ лечения индивидуумов с повышенным риском развития диабета Типа 2 или на ранних стадиях его с тем, чтобы предотвратить развитие заболевания, и этот способ заключается во введении указанному индивидууму многократных доз фармацевтической композиции, содержащей ингибитор DP-IV. Другим аспектом данного изобретения является фармацевтическая композиция для применения в вышеупомянутом лечении. Третий аспект настоящего изобретения состоит в применении ингибиторов DP-IV для получения вышеуказанных композиций.
Детальное описание изобретения
Заявителями было исследовано постоянное лечение диабетических тучных крыс линии Zucker (ZDF) ингибиторами DP-IV. SDF крыса является общеизвестной моделью человеческого диабета Типа 2. ZDF крысы склонны к повышенному потреблению пищи, и при содержании их на диете с повышенным содержанием жира они становятся диабетическими, о чем свидетельствуют показатели гипергликемии, гипертриглицеридемии, полидипсии и увеличение содержания циркулирующих в крови свободных жирных кислот. Возникновение болезни наблюдается приблизительно через 8 недель и животные становятся полностью диабетическими к возрасту 11 недель. Заявителями было обнаружено, что постоянное лечение ZDF крыс ингибиторами DP-IV приводит к существенному замедлению наступления диабетического состояния, что указывает на то, что такое постоянное лечение может быть полезным для людей с повышенным риском развития диабета Типа 2 или на ранних стадиях заболевания.
Соответственно, первым аспектом настоящего изобретения является разработка способа лечения индивидуума с повышенным риском развития диабета Типа 2 или на ранних стадиях его с тем, чтобы замедлить возникновение и прогрессирование заболевания. Лечение включает введение указанному индивидууму многократных доз ингибитора DP-IV.
Оценка того, что индивидуум является субъектом с повышенным риском развития диабета Типа 2, обычно может быть сделана квалифицированным врачом, с учетом таких факторов, как возраст и масса тела (и, в частности, индекс массы тела, BMI) индивидуума, а также любая констатация диабета в истории болезни родственников индивидуума и другие факторы риска. Подобным же образом диагноз диабета Типа 2 на ранней стадии развития может быть поставлен квалифицированным врачом исходя из результатов ряда стандартных анализов и тестов.
Ингибитором DP-IV может быть любое соединение, которое ингибирует ферментативную активность DP-IV при фармакологически релевантных дозах. Подходящие соединения могут быть идентифицированы как соединения, которые существенно ингибируют ферментативную активность DP-IV в in vitro испытании при концентрациях ниже 10 мкМ. Особенно подходящими соединениями являются соединения, которые ингибируют ферментативную активность DP-IV при концентрациях ниже 0,1 мкМ. Вышеуказанная активность легко может быть определена специалистом в данной области, используя один из опубликованных методов анализа. Кроме того, предпочтительно, чтобы подходящие соединения были селективными, т.е. они не должны существенно ингибировать другие неродственные ферменты при концентрации, равной концентрации, при которой они ингибируют DP-IV, и более предпочтительно, они не должны ингибировать неродственные ферменты при концентрации в десять раз больше, еще более предпочтительно при концентрации в 100 раз больше, чем концентрация, при которой они существенно ингибируют DP-IV.
Объем настоящего изобретения распространяется на применение пролекарств ингибиторов DP-IV. Пролекарства хорошо известны в данной области. Пролекарство представляет соединение, которое обычно само по себе неактивно, но которое подвергается химической или метаболической модификации после введения, и эта модификация вызывает высвобождение активного фармацевтического средства. Пролекарства обычно используют для увеличения пероральной биологической доступности или для пролонгирования продолжительности действия соединения.
Примеры подходящих соединений и способы их получения раскрываются, например, в международных патентных заявках WO 91/16339, WO 93/08259, WO 95/15309, WO 98/19998, WO 99/46272, WO 99/61431, WO 99/67278, WO 99/67279 и WO 01/14318; патентах США 5462928, 5543396, 5939560, 6011155, 6107317, 6110949, 6124305, 6166063 и 6201132; европейских патентных заявках 0528858, 0610317, 0731789, 1043328, 1050540 и 1082314. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, ингибитор DP-IV представляет α-аминоацилпирролидид, α-аминоацилтиазолидид, α-аминоацилпирролидиннитрил или α-аминоацилтиазолидиннитрил. В более предпочтительном варианте осуществления, ингибитором DP-IV является соединение, представленное общей формулой 1 или общей формулой 2, или фармацевтически приемлемая соль любого из вышеупомянутых соединений.
В этих общих формулах Х выбран из метиленовой группы СН2 и атома серы S; R1 выбран из C1-С6 алкильных групп, включая разветвленные и циклические алкильные группы и (CH2)nR3; R2 выбран из атома водорода Н и нитрильной группы CN; R3 выбран из NH-Het и NHCO-Het; Het представляет пиридильную, пиримидильную или пиразинильную группу, которая необязательно замещена вплоть до двумя группами, независимо выбранными из метила, Cl, F, CN и CF3; и n равно 2, 3, 4 или 5.
Соединения, представленные общими формулами 1 и 2, имеют, по крайней мере, один основный атом азота и поэтому способны образовывать аддитивные соли с протонными кислотами. Примеры указанных кислот включают хлористоводородную кислоту, серную кислоту, фосфорную кислоту, уксусную кислоту, трифторуксусную кислоту, фумаровую кислоту, малеиновую кислоту, лимонную кислоту, бензойную кислоту, памовую кислоту и метансульфокислоту. Поскольку вышеупомянутые кислоты являются фармацевтически приемлемыми, соли указанных кислот входят в объем охраны настоящего изобретения.
Соединения, представленные общей формулой 1, имеют стереогенный центр (асимметричный атом углерода) в аминоацильной группе. Когда R2 представляет нитрил, соединения, представленные обеими общими формулами, имеют стереогенный центр в пятичленном кольце. Соответственно, вышеуказанные соединения могут существовать в виде оптических изомеров, таких как энантиомеры и диастереомеры. Все указанные изомеры включены в объем охраны настоящего изобретения. Предпочтительной стереохимией является стереохимия, иллюстрируемая общими формулами 3 и 4.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, ингибитор представляет соединение, представленное общей формулой 1. Более предпочтительно, ингибитором является соединение, представленное общей формулой 1, где R1 представляет С4 разветвленную алкильную группу, такую как втор-бутил или трет-бутил. Наиболее предпочтительно такое соединение, где Х представляет CH2 и R2 представляет нитрил, или Х представляет S и R2 представляет Н.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, ингибитор представляет соединение, представленное общей формулой 2. Более предпочтительно, ингибитором является соединение, представленное общей формулой 2, где R1 представляет (CH2)nR3, n равно 2 и R3 представляет NH-Het. Наиболее предпочтительно это соединение, где Х представляет СН2 и R2 представляет нитрил, и Het представляет 5-циано-2-пиридил.
В способе лечения согласно настоящему изобретению, ингибитор DP-IV может вводиться индивидууму в виде фармацевтической композиции, такой как, например, таблетка, капсула, порошок, суппозиторий, раствор или суспензия. Общие принципы получения указанных составов общеизвестны в данной области. Состав может дополнительно включать такие фармацевтически приемлемые вспомогательные вещества как наполнители, связующие, консерванты, растворители, ароматизаторы и т.п. Кроме того, такой состав может включать один или несколько дополнительных фармакологически активных средств, таких как противодиабетические средства, однако предпочтительно, когда ингибитор DP-IV является единственным активным средством.
Состав может быть введен любым подходящим путем, включая пероральное, буккальное, сублингвальное, ректальное, интравагинальное и трансдермальное введение, а также внутривенную, подкожную и внутримышечную инъекцию. Предпочтительно состав вводят перорально в виде таблетки или капсулы.
Доза может быть установлена наблюдающим врачом, принимая во внимание все существенные факторы. Обычно разовая доза может включать от 1 мг до 1000 мг, предпочтительно от 5 мг до 250 мг. Дозу можно давать один раз в день или более часто, например два или три раза в день. Лечение может продолжаться в течение длительного периода времени, например в течение нескольких недель, месяцев или даже лет.
Альтернативно, состав может вводиться в виде депо, которое высвобождает активное соединение на протяжении периода времени от одной недели до трех месяцев. Такие составы контролируемого высвобождения известны в данной области и обычно включают фармацевтически активную разновидность, связанную с биосовместимым полимером. Полимер может просто инкапсуливать активное средство, создавая физический барьер для его высвобождения в общий кровоток, или может иметь место химическое связывание, такое как ковалентное или ионное взаимодействие между полимером и активным средством. Вышеупомянутые составы обычно вводят путем внутримышечной или подкожной инъекции. В этом случае введение можно осуществлять многократно через интервалы времени от одной недели до трех месяцев с тем, чтобы поддерживать лечение на протяжении длительного периода времени.
Вторым аспектом настоящего изобретения является фармацевтическая композиция для лечения человека с повышенным риском развития диабета Типа 2 или на ранних стадиях его с тем, чтобы замедлить или предотвратить развитие болезни. Композиция включает ингибитор DP-IV, описанный выше, подходящим образом объединенный в состав, вместе с инструкциями для многократного дозирования.
Третьим аспектом настоящего изобретения является использование ингибитора DP-IV для получения фармацевтической композиции для лечения человека с повышенным риском развития диабета Типа 2 или на ранних стадиях его с тем, чтобы замедлить или предотвратить развитие болезни.
ПРИМЕРЫ
Пример 1 - Получение ингибиторов DP-IV
Ингибиторы DP-IV можно получить в соответствии с опубликованными способами.
Пример 1А - Гидрохлорид (2S)-1((2'S)-2'-амино-3',3'-диметилбутаноил)пирролидин-2-карбонитрила
Указанное в заголовке соединение получают способами WO 95/15309 и, в частности, приведенном там примере 18. Кратко, ВОС-защищенный трет-бутилглицин сочетают с пролинамидом, функцию первичного амида дегидратируют ангидридом трифторуксусной кислоты с получением нитрила и ВОС-группу удаляют при помощи HCl в диоксане.
Пример 1В - Трифторацетат (2S)-1-((2'S)-2'-амино-5'-пиразинкарбониламинопентаноил)пирролидин-2-карбонитрила
Указанное в заголовке соединение получают способом Примера 1А, упомянутым выше. Кратко, №α-ВОС-защищенный №ω-пиразинкарбонилорнитин сочетают с пролинамидом, функцию первичного амида дегидратируют ангидридом трифторуксусной кислоты, получая нитрил, и ВОС-группу удаляют с помощью трифторуксусной кислоты.
Пример 1C - Гидрохлорид N-изолейцилтиазолидина
Указанное в заголовке соединение получают стандартными способами. Кратко, ВОС-защищенный изолейцин сочетают с тиазолидином и ВОС-группу удаляют с помощью HCl в диоксане.
Пример 1D - (2S)-1-((2'-(5''-Циано-2''-пиридиламино)-этиламино)ацетил)пирролидин-2-карбонитрил
Указанное в заголовке соединение получают способами WO 98/19998 и, в частности, приведенном там примере 3. Кратко, бромацетилбромид подвергают взаимодействию с пролинамидом и продукт дегидратируют ангидридом трифторуксусной кислоты, получая N-бромацетилпирролидин-2-карбонитрил. Последний обрабатывают 2-(5-циано-2-пиридиламино)этиламином с получением продукта.
Пример 2 - Ингибирование DP-IV in vitro
In vitro ингибирующее действие соединений определяют флуориметрическим анализом. Человеческую DP-IV инкубируют со стандартным субстратом Ala-Pro-AFC в присутствии различных концентраций ингибитора. За протеканием реакции наблюдают, измеряя увеличение флуоресценции, обусловленное продуктом реакции AFC. Используя обычные приемы, определяют константу ингибирования Ki. Типичные результаты приводятся ниже.
| Соединение Примера № | Ki (нМ) |
| 1А | 1,0 |
| 1В | 0,4 |
| 1C | 33,0 |
| 1D | 5,0 |
Пример 3 - Эффект длительного ингибирования DP-IV у крыс линии ZDF
Крысам-самцам ZDF, возраста 6,5 недель на начало исследования (день 0), дают соединение Примера 1 А (10 мг/кг перорально) один или два раза в день в течение четырех недель. Контрольным животным дают наполнитель. В качестве сравнения используют группу из тощих крыс, которых не подвергают лечению. На протяжении исследования контролируют гликемию, инсулинемию, массу тела, поглощение пищи и воды и уровни триглицеридов и свободных жирных кислот в плазме.
Пример 3 А - Гликемия
В начале исследования гликемия (наличие глюкозы в крови) у тучных животных в сравнении с тощими крысами существенно не различалась. На день 8, у контрольной группы тучных крыс развивается гипергликемия, которая возрастает и достигает плато на день 19. У животных, обрабатываемых один раз в день ингибитором, существенная гипергликемия не развивается до дня 15, а у животных, обрабатываемых ингибитором дважды в день, существенная гипергликемия не развивается до дня 24. Результаты представлены на Фиг.1.
Пример 3 В - Инсулинемия
Все три группы тучных животных демонстрируют повышенные концентрации инсулина в плазме в начале периода исследования. У контрольной группы тучных животных концентрация инсулина возрастает быстро, достигая пика на день 8 до ее уменьшения, по мере того, как умирают β-клетки островка Лангерганса. У группы, обрабатываемой один раз в день ингибитором, наблюдается аналогичная картина, однако, пиковый уровень инсулина достигается только на день 11. У группы, обрабатываемой дважды в день ингибитором, концентрация инсулина не достигает такого же высокого уровня, и имеется доказательство выживания β-клеток в конце периода исследования. Результаты представлены на Фиг.2.
Пример 3 С - Прирост массы тела
Все три группы тучных животных набирают массу тела быстрее, чем группа тощих животных, однако группа, обрабатываемая ингибитором дважды в день, набирает меньшую массу, чем контрольная группа из тучных животных и группа, обрабатываемая ингибитором один раз в день. Результаты представлены на Фиг.3.
Пример 3 D - Потребление пищи и воды
Все три группы тучных животных едят больше, чем группы тощих животных, однако, начиная с дня 17, потребление пищи для группы, обрабатываемой дважды в день ингибитором, существенно меньше, чем потребление пищи для контрольной группы из тучных животных и для группы, обрабатываемой ингибитором один раз в день. Начиная со дня 10, контрольная группа и группа, обрабатываемая один раз в день, демонстрируют увеличение в потреблении ими воды, однако группа, обрабатываемая дважды в день, сохраняет нормальный уровень потребления воды. Результаты представлены на Фиг.4 и 5.
Пример 3 Е - Уровни свободных жирных кислот и триглицеридов в плазме
Уровни свободных жирных кислот и триглицеридов в плазме существенно повышены у тучных животных на день 0, и у контрольных тучных животных вышеуказанные уровни растут на протяжении всего периода исследования. Обработка один раз в день и особенно дважды в день ослабляет это увеличение. Результаты представлены на Фиг.6 и 7.
Результаты, представленные выше, четко указывают на то, что длительное ингибирование DP-IV является эффективным для замедления возникновения диабетических симптомов у крыс ZDF, и, следовательно, ингибиторы DP-IV должны быть полезными в качестве профилактических средств для людей с повышенным риском развития диабета Типа 2 и в качестве лечения для людей на ранних стадиях заболевания, способствуя замедлению развития диабетических осложнений.
1. Применение ингибитора дипептидилпептидазы IV, который выбран из (2S)-1-((2'S)-2'-амино-3',3'-диметилбутаноил)пирролидин-2-карбонитрила или его фармацевтически приемлемой соли, и (2S)-1-((2'S)-2'-амино-5'-пиразинкарбониламинопентаноил)пирролидин-2-карбонитрил или его фармацевтически приемлемой соли, для получения фармацевтической композиции, которая представляет депо, для лечения индивидуума с повышенным риском развития диабета Типа 2, с тем, чтобы замедлить возникновение заболевания, или для лечения индивидуума на ранней стадии диабета Типа 2, с тем, чтобы замедлить развитие диабетических осложнений.
2. Применение по п.1, где фармацевтическая композиция высвобождает ингибитор дипептидилпептидазы IV на протяжении периода времени между одной неделей и тремя месяцами.
3. Применение по п.1 или 2, где индивидуумом является человек.
