Применение комплексных соединений железа (iii)

Настоящее изобретение относится к области лекарственных средств, в частности к применению комплексных соединений железа (III) с углеводами или их производными для получения лекарственного средства для улучшения иммунной защиты и/или деятельности мозга у пациентов без вызываемой дефицитом железа анемии или дефицита железа, в котором комплексное соединение железа (III) является железо (III)-полимальтозным комплексным соединением или комплексным соединением железа (III) с продуктом окисления одного или нескольких мальтодекстринов. 6 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к новым терапевтическим применениям комплексных соединений железа (III) с углеводами или их производными, в частности с декстринами или продуктами окисления декстринов для изготовления предназначенных для улучшения иммунной защиты и/или деятельности мозга лекарственных средств.

Уровень техники

В мире дефицит железа является наиболее часто проявляющимся дефицитом микроэлементов. От него страдают не только дети, от новорожденных до подростков, в развивающихся странах, его отмечают и у большого числа детей в развитых, богатых странах. Например, в Канаде симптомы недостатка железа отмечены у 28% подростков.

Из WO 95/35113 известно применение оксида железа (III) в качестве действующего вещества для лечения болезней с проявлениями слабости иммунной системы, в частности СПИДа.

Из DE 1467980 известны пригодные для терапевтического применения инъекционные препараты железа и способы их получения.

Из US 3076798 известны способы получения железо (III)-полимальтозных комплексных соединений, которые пригодны для парентерального введения.

Из WO 2004037865 известно применение железо-углеводных комплексов для лечения или профилактики явлений недостатка железа.

Из WO 03/087164 известны комплексные соединения железа с гидрированными декстринами для лечения или профилактики явлений недостатка железа.

Из WO 02/46241 известны железо (III)-пуллулановые комплексные соединения и их применение для лечения или профилактики явлений недостатка железа.

Из статьи Baumgartner „New Aspects of Iron Therapy", Second Ferrum Meeting, Lissabon 1994 (Баумгартнер «Новые аспекты железотерапии». Второй симпозиум по железу, Лиссабон, 1994) известно, что как активность, так и когнитивная деятельность левого полушария мозга зависит от обеспеченности индивидуума железом. В статье Баумгартнер упоминает исследование Вальтера (Walter), из которого следует, что вызываемая недостатком железа анемия приводит к существенному ослаблению умственного и психомоторного развития детей. Применяемым в исследовании соединением был сульфат железа. По истечении 75 дней введения сульфата железа Вальтер, однако, не отметил какого бы то ни было улучшения умственного и психомоторного развития.

В других упомянутых Баумгартнером исследованиях отмечали существенное улучшение когнитивной деятельности при железотерапии.

Кроме того, Баумгартнер сообщает о клинических исследованиях, которые отражают влияние обеспеченности железом на иммунологические функции.

Сульфат железа известен тем, что он относительно часто вызывает неприятные зависящие от дозы побочные реакции, как например гастроинтестинальные нарушения или окрашивание зубов. Железо относящихся к солям железа соединений пассивно диффундирует с высвобождением свободных ионов железа. Железо может вовлекаться в кровообращение и в результате этого вызывать побочные реакции или отравление железом. Из-за этого показатель LD₅₀ для белых мышей, составляющий 230 мг/кг, относительно низок. Поэтому применение соединений железа в виде солей, в частности, при лечении детей, для развития мозга и иммунной системы которых железо имеет особенно большое значение, имеет отрицательные последствия.

Исследование Тукера (Tucker) „Iron status and brain function: serum ferritin levels associated with asymmetries of cortical electrophysiology and cognitive performance" (Обеспеченность железом и функционирование мозга: влияние уровня ферритина на асимметрию кортикальной электрофизиологии и когнитивную деятельность). Am. J. Nutr. 1984; 39: 105-113, также упомянутое в статье Баумгартнера, показывает, что деятельность мозга пропорциональна уровню ферритина.

Оски (Osky) в работе „Effect of Iron Therapy on Behavior Performance in Nonannemic, Iron-Deficient Infants" (Влияние железотерапии на поведенческую активность неанемичных испытывающих дефицит железа новорожденных) PEDIATRICS 1983; Band 71; 877-880 применял декстран железа. Парентеральное введение декстрана железа имеет отрицательные последствия, так как может наступить индуцированный декстраном анафилактический шок.

Раскрытие изобретения

Поэтому изобретатели поставили перед собой задачу получить хорошо переносимые соединения железа, которые пригодны для улучшения мозговой деятельности и иммунной защиты, в частности у детей, включая новорожденных и подростков.

В одном из исследований они смогли установить, что комплексные соединения железа (III) с углеводами, в особенности с полимальтозой (мальтодекстрином), в наибольшей степени переносимы, характеризуются высокой степенью приемлемости пациентами и приводят к существенному улучшению иммунной защиты и/или деятельности мозга. Неожиданным при этом оказалось и то, что проявляется раннее существенное улучшение иммунной защиты и/или деятельности мозга, хотя железо (III)-полимальтозные комплексные соединения и приводили лишь к медленному повышению уровней ферритина. Руководствуясь этими результатами, они доработали настоящее изобретение. Объектом настоящего изобретения является, поэтому, применение комплексных соединений железа (III) с углеводами или их производными для изготовления лекарственного средства для улучшения иммунной защиты и/или деятельности мозга.

Улучшение иммунной защиты в смысле настоящего изобретения означает существенное улучшение иммунных ответов, заключающееся, например, в существенном улучшении лимфоцитного ответа на фитогеммаглютинин при использовании МТТ-метода, в улучшении результатов теста с нитро-синим тетразолием (МВТ) при использовании нейтрофилов, в улучшении измеряемой турбидиметрическим методом бактерицидной емкости нейтрофилов (РСА), в улучшении результатов подсчета моноклональных антител, например CD3, CD4, CD8 и CD56, например, с помощью BD-проточного цитометра с использованием простого окрашивания и/или в антительном ответе на корь, Н-грипп и столбняк.

Улучшение деятельности мозга в смысле настоящего изобретения заключается, в частности, в улучшении когнитивных функций и эмоционального поведения и выражается, например, в улучшении результатов теста на краткосрочную память (STM), теста на долгосрочную память (LTM), теста прогрессивных матриц по Равену, теста по Вехслеровской шкале интеллекта для взрослых (WAIS) и/или коэффициенте эмоциональности (тест EQ-I, YV по Барону, молодежная версия).

К применяемым в соответствии с изобретением комплексным соединениям железа (III) с углеводами относятся предпочтительно те, для которых углеводы выбирают из группы, включающей в себя декстраны и их производные, декстрины и их производные, а также пуллулан, его олигомеры и/или производные. Особенно предпочтительны комплексные соединения железа (III) с декстринами или продуктами их окисления. Примеры получения соответствующих изобретению комплексных соединений железа (III) содержатся, например, в уже упомянутых описаниях патентов DE 14679800, WO 04037865 A1, US 3076798, WO 03/087164, а также WO 02/46241, описательная часть которых, в частности, относящаяся к способам получения, по сути полностью включена в настоящий документ. Предпочтительно применяемый в связи с изобретением термин «декстрины» является сборным понятием для различных с меньшей или большей молекулярной массой полимеров из остатков D-глюкозы, которые образуются при неполном гидролизе крахмала. Их можно получать также путем полимеризации сахаров (например, WO 02083739 А2, US 20030044513 A1, US 3766165). К декстринам относятся мальтодекстрины или полимальтозы, которые получают путем ферментного расщепления кукурузного или картофельного крахмала альфа-амилазой и которые характеризуются степенью гидролиза, выражаемой DE-показателем (декстрозным эквивалентом). Полимальтозы можно в соответствии с изобретением получить также путем кислого гидролиза декстринов. Получение применяемых согласно изобретению комплексных соединений железа (III) происходит в принципе путем проведения реакции обмена солей железа (II или III), в частности хлорида железа (III), с декстринами, в частности полимальтозой, или продуктами окисления декстринов в водном щелочном растворе (рН>7) и последующего разделения. Получение удается также в слабокислом диапазоне рН. Предпочтительны, однако, значения рН щелочного диапазона, например, >10.

Увеличивают рН, предпочтительно, медленно или постепенно, чего можно добиться в результате того, что сначала добавляют слабое основание, например при рН около 3; далее нейтрализацию можно проводить более сильным основанием. В качестве слабого основания подходят, например, карбонаты и бикарбонаты щелочных или щелочноземельных металлов, например, карбонат калия, и карбонат калия или бикарбонат натрия и бикарбонат калия, или же аммиак. Сильными основаниями являются, например, гидроксиды щелочных или щелочноземельных металлов типа гидроксида натрия, калия, кальция или магния.

Улучшить условия протекания реакции обмена можно с помощью нагревания. Например, можно применять температуры в диапазоне от 15°С до температуры кипения. Предпочтительно постепенное повышение температуры. Так, например, можно сначала провести нагревание до примерно 15-70°С, а затем постепенно повышать температуру до точки кипения.

Продолжительность реакции находится, например, в диапазоне от 15 минут до нескольких часов, например, от 20 минут до 4 часов, например, от 25 до 70 минут, например, от 30 до 60 минут.

По завершении реакции обмена полученный раствор, например, охлаждается до комнатной температуры и при необходимости разбавляется, а также при необходимости фильтруется. После охлаждения показатель рН можно путем добавления кислоты или основания довести до соответствующего нейтральной реакции уровня или несколько ниже, например до рН 5-7. В качестве оснований можно использовать, например, выше названные в связи с реакцией обмена основания. В качестве кислот можно, например, использовать соляную кислоту и серную кислоту. Полученные растворы подвергают очистке и их можно использовать непосредственно для получения лекарственных средств. Но можно также и выделить комплексные соединения железа (III) из раствора, например, путем осаждения спиртом типа алканола, например, этанолом. Выделение можно также произвести путем сушки распылением. Очистка может осуществляться обычным способом, в частности, с целью удаления солей. Это может, например, происходить путем обратного осмоса, причем такой обратный осмос проводится, например, перед сушкой распылением или перед непосредственным использованием при получении лекарственных средств.

Полученные комплексные соединения железа (III) содержат, например, железа от 10 до 40% в массо-массовом выражении, в частности, от 20 до 35% в массо-массовом выражении. Из них можно получить нейтральные водные растворы с концентрацией, например, от 1% до 20% в массо-объемном выражении. Эти растворы можно стерилизовать термическим способом.

Что касается получения железо (III)-полимальтозных комплексных соединений, то можно сослаться также на US 3076798.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения применяют гидроксид железа (III)-полимальтозное комплексное соединение. Предпочтительно молекулярная масса этого железо (III)-полимальтозного комплексного соединения находится в диапазоне от 20000 до 500000, в предпочтительном варианте осуществления изобретения от 30000 до 80000 дальтон (определение методом гельпроникающей хроматографии, описанным, например, Гейссером и др. (Geisser et al.) в Arzneim. Forsch/Drug Res. 42 (11), 12, 1439-1452 (1992), абзац 2.2.5.)). Особенно предпочтительное гидроксид железа (III)-нолимальтозное комплексное соединение представляет собой имеющееся в торговой сети вещество Maltofer® фирмы Vifor AG, Швейцария. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения комплексное соединение железа (III) применяется с одним из продуктов окисления одного или нескольких мальтодекстринов. Его можно получить, например, из раствора соли железа ((III) и водного раствора продукта окисления одного или нескольких мальтодекстринов с водным раствором гипохлорита при показателе рН, находящемся в щелочном диапазоне, причем при использовании одного мальтодекстрина его декстрозный эквивалент составляет от 5 до 37, а при использовании смеси из нескольких мальтодекстринов декстрозный эквивалент составляющих смесь отдельных мальтодекстринов составляет от 2 до 40. Средневзвешенная молекулярная масса Mw полученного таким образом комплекса составляет, например, от 30 до 500 кДа, предпочтительно от 80 до 350 кДа, наиболее предпочтительно до 300 кДа (определение методом гельпроникающей хроматографии, описанным, например, Гейссером и др. (Geisser et al) в Arzneim. Forsch/Drug Res. 42 (11), 12, 1439-1452 (1992), абзац 2.2.5.)). Относительно этого можно, например, сослаться на WO 2004037865 A1, объем раскрытия которой практически полностью включен в настоящую заявку.

Что касается получения комплексных соединений железа с гидрированными декстринами, то можно сослаться на WO 03/087164.

Что касается получения железо (III)-пуллулановых комплексных соединений, то можно сослаться на WO 02/46241.

Применяемые в соответствии с изобретением комплексные соединения гидроксида железа (III) вводят предпочтительно орально. В принципе, их можно также вводить как парентерально, так и внутривенно, а также и внутримышечно. Суточная доза при оральном введении составляет, например, от 10 до 500 мг железа в расчете на сутки периода применения. Введение может продолжаться без опасений на протяжении нескольких месяцев до улучшения обеспеченности пациентов железом, выражающейся показателем гемоглобина, насыщенностью трансферрина, показателем ферритина. Оральное введение осуществляется преимущественно в форме таблетки, капсулы, водных раствора или эмульсии, в виде гранулята, капсул, геля или в виде саше. Применение растворов или эмульсий предпочтительно, особенно для детей, в форме сиропов или соков, капель и т.д. Для этого гидроксид железа (III)-декстриновые комплексные соединения можно включать в соответствующие формы введения с обычными фармацевтическими наполнителями или вспомогательными веществами. Для этого можно использовать обычные связующие вещества или придающие скользкость вещества, разбавители, дезинтегрирующие вещества и т.д.

Соответствующее изобретению применение возможно для детей, подростков и взрослых. Предпочтительно оно осуществляется при производстве лекарственных средств для лечения детей. К детям относят при этом новорожденных и подростков или молодежь.

Соответствующее изобретению применение приводит, в частности, к улучшению уровня нейтрофилов, уровня антител и/или функции лимфоцитов, выражающейся, например, в реакции лимфоцитов на фитогемагглютинин.

Соответствующее изобретению применение возможно при лечении пациентов с железодефицитной анемией, с дефицитом железа без проявления анемии, а также пациентов без железодефицитной анемии или дефицита железа. Это применение зависит от возраста и пола пациента и может также варьировать индивидуально. Назначение может, например, проводиться на основании показателя гемоглобина и показателя насыщения (%) трансферрина. Эталонные показатели гемоглобина, определенные методом проточной цитометрии (фотометрически): циангемоглобиновым методом приведены, например, клиникой Шарите, Институт лабораторной медицины и патобиохимии (http://www.charite.de/ilp/routine/parameter.html). Насыщение трансферрина у пациентов без дефицита железа, как правило, >16%.

Согласно М.Wick, W.Pinggera, P.Lehmann. Eisenstoffwechsel-Diagnostik und Therapien der Anamien (Диагностика метаболизма железа и лечение анемии), 4., erw. Aufl. Springer Verlag Wien 1998, все формы дефицита железа можно диагностировать с помощью клинико-химических исследований. При этом, как правило, пониженная концентрация ферритина сочетается с компенсаторно повышенным трансферрином и низким насыщением трансферрина.

Неожиданно на основе изобретения было достигнуто также улучшение иммунной защиты и/или деятельности мозга у пациентов с нормальным гематологическим состоянием в отношении степени обеспеченности железом.

Осуществление изобретения

Принцип действия изобретения излагается и подтверждается следующим примером.

Пример

Применяя таблетку в пленочной оболочке (масса одной таблетки 620 мг), в которой содержание гидроксид железа (III)-полимальтозного комплексного соединения (Maltofer®) составляет 357,0 мг, что соответствует 100 мг железа, провели в едином центре исследование по оральному обогащению железом организма подростков, испытывающих дефицит железа с проявлением и без проявления анемии, в сравнении с плацебо-группой.

Целью сравнительного изучения было изучение влияния орально введенного гидроксид железа (III)-полимальтозного комплекса (100 мг железа в сутки и плацебо в течение 6 дней в неделю на протяжении 8 месяцев) на иммунные ответы, гематологические параметры, когнитивные функции и поведенческие функции в четырех группах подростков - с вызываемой дефицитом железа анемией, с дефицитом железа, без дефицита железа и анемии (обогащение организма железом) и в еще одной группе без дефицита железа и анемии (плацебо-группа).

Для этого были выбраны в случайном порядке 500 внешне здоровых подростков обоих полов в возрасте 15-18 лет и объединены по нескольким гематологическим параметрам в следующие группы.

Группа	Гемоглобин (г/дл)	Насыщение трансферрина (%)
А: вызываемая дефицитом железа анемия (IDA)	Мальчики: 7 - <11,5	<16
Девочки: 7 - <10,5	<16
В: дефицит железа (ID)	Мальчики: ≥11,5	<16
Девочки: ≥10,5	<16
С: отсутствие дефицита железа, анемии, нормальное обогащение (NS)	Мальчики: ≥11,5	≥16
Девочки: ≥10,5	≥16
D: плацебо, отсутствие анемии, нормальное плацебо (NP)	Мальчики: ≥11,5	≥16
Девочки: ≥10,5	≥16

Каждая группа состояла из 30 тестируемых, а всего было 120 тестируемых, которые были объединены в выше упомянутые четыре группы (NP, NS, ID и IDA).

Методика тестирования

Гематологическая оценка

Венозную кровь отбирали у всех 120 тестируемых вакуумными тестовыми трубочками и в кровяном тесте Sysmax определяли общие параметры крови. Сыворотки выделяли из крови и хранили при -20°С. В пробах сывороток определяли SFe и TIBC стандартными методами (NIN-Руководство, 1983). TS определяли расчетным способом, исходя из SFe и TIBC, и выражали как процентное отношение. Анализ сыворотки на ферритин проводили методом «анализа с использованием связанного с ферментом иммуносорбента» (ELISA).

Фолат сыворотки и цианакобаламин (В 12) определяли стандартными методами.

Иммунные реакции

Из свежих проб крови всех 120 тестируемых выделяли нейтрофилы и лимфоциты методом «одноступенчатого двойного градиента» и подвергали следующим иммунологическим анализам:

лимфоцитный ответ на фитогемагглютинин с использованием МТТ-метода,

тест с нитро-синим тетразолием (МВТ) с использованием нейтрофилов,

бактерицидная емкость нейтрофилов (РСА) с использованием турбодиметрического метода.

В свежих проба цельной крови подсчитывали моноклональные антитела CD3, CD4, CD8 и CD56 с помощью BD-проточного цитометра с использованием метода отдельного окрашивания и выражали в виде процентного отношения для всех 120 субъектов.

Пробы сыворотки всех 120 тестируемых подвергали следующим тестам:

Антительные ответы на корь, вирусы гриппа и столбняк.

С-реактивный белок с применением полуколичественного метода.

Когнитивные функции и эмоциональное поведение

Когнитивные функции и эмоциональное поведение 120 испытуемых определяли с использованием наиболее часто применяемых тестов и отработанных методик:

1. Тест на краткосрочную память (STM)

2. Тест на долгосрочную память (LTM)

3. Тест прогрессивных матриц по Равену (RPM)

4. Вехслеровская шкала интеллекта для взрослых (WAIS)

5. Коэффициент эмоциональности (тест EQ-I, YV по Барону, молодежная версия)

Оценка способности к обучению

Способность к обучению оценивали у 120 испытуемых индивидуально с использованием теста на способность к обучению.

Антропометрические оценки, физические исследования, анализы мочи и кала проводили стандартными методами.

Статистическая оценка

Сравнение средних значений параметров для следующих друг за другом периодов времени позволило получить картину действия терапии. Естественно для оценки потребовалась «схема эксперимента с повторными измерениями». Измерения каждого параметра проводили в трех повторениях, между всеми определили корреляцию. Следовательно, «тест повторных измерений» является пригодным средством, и статистический анализ был проведен с помощью SPSS-компьютерной программы. Метод оценивает достоверность значений параметров для продолжительности терапии (даты измерений) между группами и, при наличии таковой, взаимодействие между продолжительностью терапии и группой. Многократные сравнения между различными группами проводились автоматически «тестированием повторных измерений» на основе определения LSD (наименьшей существенной разности).

Результаты

Все проведенные тесты выявили положительное влияние, а именно в отношении гематологического состояния, иммунного состояния, когнитивной функции и эмоционального поведения.

Существенные прибавки отмечены для всех находящихся в зависимости от железа гематологических параметров, начиная от базисной линии, на протяжении четырех месяцев и снова после четырех месяцев до восьми месяцев терапии во всех тех группах, в которых применяли препарат железа, а именно в группе с дефицитом железа и проявлением анемии (IDA) или без проявления анемии (ID), а также в группе (NS) с нормальной гематологией, в которой повышали обеспеченность железом.

Отмечено существенное усиление лимфоцитного ответа на фитогемагглютинин, гибели бактерий в тесте с использованием нейтрофилов, показателя теста с нитро-синим тетразолием и повышение уровня антител в ответ на корь и Hamophilus-грипп в трех принимавших лекарственное средство группах (IDA, ID, NS) в периоды терапии 0-4 месяца и 4-8 месяцев. По ответным на столбняк антителам для этих трех групп отмечены существенные различия между базовой линией и 8 месяцами.

Когнитивная деятельность улучшалась от базовой линии до четырех месяцев и от 4 до 8 месяцев по данным всех тестов, в т.ч. SAT, за исключением EQ.

Эти улучшения гематологических, иммунологических и когнитивных функций имеют большое клиническое значение. Путем регулярного введения гидроксид железа (III)-полимальтозного комплекса можно улучшить иммунную защиту и деятельность мозга с громадными преимуществами для общества.

1. Применение комплексных соединений железа (III) с углеводами или их производными для получения лекарственного средства для улучшения иммунной защиты и/или деятельности мозга у пациентов без вызываемой дефицитом железа анемии или дефицита железа, в котором комплексное соединение железа (III) является железо (III)-полимальтозным комплексным соединением или комплексным соединением железа (III) с продуктом окисления одного или нескольких мальтодекстринов.

2. Применение по п.1, в котором железо (III)-полимальтозное комплексное соединение имеет молекулярную массу в диапазоне от 20000 до 500000 Да.

3. Применение по п.1, в котором комплексное соединение железа (III) с продуктом окисления одного или нескольких мальтодекстринов является растворимым в воде железоуглеводным комплексом, состоящим из водного раствора соли железа (III) и водного раствора продукта окисления одного или нескольких мальтодекстринов с водным раствором гипохлорита при находящемся в щелочном диапазоне показателе рН, причем при использовании одного мальтодекстрина его декстрозный эквивалент составляет от 5 до 37, при использовании смеси из нескольких мальтодекстринов декстрозный эквивалент смеси составляет от 5 до 37, а декстрозный эквивалент составляющих смесь отдельных мальтодекстринов составляет от 2 до 40.

4. Применение по любому из пп.1-3 для получения лекарственного средства для орального или парентерального введения.

5. Применение по п.1 для получения лекарственного средства для лечения детей, подростков или взрослых.

6. Применение по п.1, в котором лекарственное средство представлено в форме таблетки, водных раствора или эмульсии, в виде гранулята, капсулы, геля или саше.

7. Применение по п.1 для улучшения уровня нейтрофилов, уровня антител и/или функции лимфоцитов, характеризующейся реакцией лимфоцитов на фитогемагглютинин.