特許 7683941 多臓器毒性を低減するための多塩基性薬剤の調製

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-19

(45)【発行日】2025-05-27

(54)【発明の名称】多臓器毒性を低減するための多塩基性薬剤の調製

(51)【国際特許分類】

   A61K 31/7036 20060101AFI20250520BHJP

   A61K 38/12 20060101ALI20250520BHJP

   A61K 47/61 20170101ALI20250520BHJP

   A61K 47/18 20170101ALI20250520BHJP

   A61K 47/22 20060101ALI20250520BHJP

   A61K 45/00 20060101ALI20250520BHJP

   A61P 31/04 20060101ALI20250520BHJP

   A61P 43/00 20060101ALI20250520BHJP

【ＦＩ】

A61K31/7036

A61K38/12

A61K47/61

A61K47/18

A61K47/22

A61K45/00

A61P31/04

A61P43/00 105

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022536594

(86)(22)【出願日】2020-12-13

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-21

(86)【国際出願番号】 IN2020051027

(87)【国際公開番号】W WO2021117065

(87)【国際公開日】2021-06-17

【審査請求日】2023-12-05

(31)【優先権主張番号】201911051914

(32)【優先日】2019-12-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IN

(73)【特許権者】

【識別番号】511066713

【氏名又は名称】チャウダリ，マヌ

【氏名又は名称原語表記】ＣＨＡＵＤＨＡＲＹ，Ｍａｎｕ

(74)【代理人】

【識別番号】110003487

【氏名又は名称】弁理士法人東海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チャウダリ，マヌ

【審査官】渡邉 潤也

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１２－５０２９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５０４３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００４－５２５１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第０３／０８０１０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２０９５３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０７３４４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１３－５０４５７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｋ

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ／ＭＥＤＬＩＮＥ／ＥＭＢＡＳＥ／ＢＩＯＳＩＳ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

化学架橋および共有結合無しで超分子カチオン性複合体を形成することにより、哺乳動物の多臓器毒性を低減された、多塩基性／カチオン性薬剤を含む組成物であって、
前記超分子カチオン性複合体は、
（ａ）アミノグリコシドまたはポリミキシン抗生物質の群から選択される前記多塩基性／カチオン性薬剤と、
（ｂ）エトキシル化アミン、第四級アンモニウム化合物、アミノ酸の群から選択されるカチオン性化合物であって、前記アミノ酸は、Ｌ－アルギニン、Ｌ－リジン、ヒスチジンから選択される、カチオン性化合物と、
（ｃ）足場ベースのための高分子と、を含み、
前記高分子は、化学修飾のない低分子量デキストランであり、
前記超分子カチオン性複合体は、カチオン性静電相互作用によって形成され、
前記多塩基性／カチオン性薬剤：前記カチオン性化合物：前記低分子量デキストランの重量比は、１：０．１：０．１から１：３：１であり、
（ｄ）前記超分子カチオン性複合体は、非経口経路によって必要とする対象に投与される、組成物。

【請求項2】

前記カチオン性化合物は、Ｌ－アルギニンである、請求項１に記載の組成物。

【請求項3】

前記低分子量デキストランは、デキストラン４０ＫＤａである、請求項１に記載の組成物。

【請求項4】

前記超分子カチオン性複合体は、いかなる共役、共有結合またはミセル形成も無く、静電相互作用により形成され、
前記多塩基性／カチオン性薬剤と前記高分子との重量比は、１：０．１から１：１であり、
前記カチオン性化合物と前記多塩基性／カチオン性薬剤との重量比は、０．１：１から３：１であり、
前記超分子カチオン性複合体は、哺乳動物に非経口的に投与されたときにホメオスタシスを維持して、多臓器毒性を低減する、請求項１に記載の組成物。

【請求項5】

前記多塩基性／カチオン性薬剤は、ポリミキシンＢまたはその医薬用塩であり、これは、物理的捕捉のための足場を提供するデキストラン４０ＫＤａとともにカチオン性アミノ酸Ｌ－アルギニンと静電的に組み合わされ、
前記多塩基性／カチオン性薬剤：前記カチオン性アミノ酸Ｌ－アルギニン：前記デキストラン４０ＫＤａの重量比は、１：１．４：０．２から１：２．５：０．５である、請求項１に記載の組成物。

【請求項6】

前記多塩基性／カチオン性薬剤は、ポリミキシンＥまたはその医薬用塩であり、これは、物理的捕捉のための足場を提供するデキストラン４０ＫＤａとともにカチオン性アミノ酸Ｌ－アルギニンと静電的に組み合わされ、
前記多塩基性／カチオン性薬剤：前記カチオン性アミノ酸Ｌ－アルギニン：前記デキストラン４０ＫＤａの重量比は、１：０．５：０．１から１：２：０．２５である、請求項１に記載の組成物。

【請求項7】

前記多塩基性／カチオン性薬剤は、アミカシンまたはその医薬用塩であり、これは、物理的捕捉のための足場を提供するデキストラン４０ＫＤａとともにカチオン性アミノ酸Ｌ－アルギニンと静電的に組み合わされ、
前記多塩基性／カチオン性薬剤：前記カチオン性アミノ酸Ｌ－アルギニン：前記デキストラン４０ＫＤａの重量比は、１：０．２：０．３から１：０．５：０．７５である、請求項１に記載の組成物。

【請求項8】

前記多塩基性／カチオン性薬剤は、アプラマイシンまたはその医薬用塩であり、これは、物理的捕捉のための足場を提供するデキストラン４０ＫＤａとともにカチオン性アミノ酸Ｌ－アルギニンと静電的に組み合わされ、
前記多塩基性／カチオン性薬剤：前記カチオン性アミノ酸Ｌ－アルギニン：前記デキストラン４０ＫＤａの重量比は、１：０．１：０．２から１：０．５：０．７５である、請求項１に記載の組成物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（発明の分野）
本発明は、超分子カチオン性複合体によって達成される多塩基性抗生物質薬剤によって引き起こされる多臓器毒性を低減するための組成物およびそれから作られた製剤に関する。そのような組成物の化合物およびそれから作られた製剤は、毒性を防ぐために多臓器でホメオスタシスを確立するために複数のメカニズムによって同時に作用する。特に、本発明は、腎毒性、神経毒性、および聴器毒性を防止するための多塩基性薬剤の製剤の最適化および送達方法に関する。

【0002】

一般に多塩基性薬剤として知られているアミノグリコシドおよびポリミキシンは、重篤な細菌感染症の治療に一般的に使用される広域抗生物質である。腎臓がアミノグリコシドおよびポリミキシンを排除できないと、薬剤の蓄積および／または治療用量であってもネフロンの他の部分で近位尿細管の血中濃度が高くなるか、細胞内薬剤濃度が高くなり、腎臓および前庭にさらなる損傷を引き起こし得る。多臓器毒性に関連する問題を回避するために、広範な研究が行われ、毒性を克服する化合物の構造を改善するために現在も進行中である。

【0003】

特許ＷＯ２０１３／１９１５５０ Ａ１では、アミノグリコシドを修飾するために、２－ＤＯＳ環のＣ３－アミン官能基の新規なワンステップ位置選択的化学的ジアゾ化が提示されている。特許ＵＳ２０１３／０３４５５４１１ Ａ１では、基本的な炭水化物ビルディングブロックの使用と、環ＩＩＩの１’’位と環ＩＩのＯ６との間のグリコシル化反応を含む多段階戦略により、新規アミノグリコシドアルベカシンを開発している。

【0004】

特許ＷＯ２０１１／１４３４９７ Ａ１において、ゲンタマイシンの１４０個の一官能性および二官能性誘導体は、そのＮ１および／またはＮ６’位を修飾することによって合成された。

【0005】

親アミノグリコシドの構造的修飾の範囲を拡大するために、特許ＷＯ２０１４／０１３４９５ Ａ１において、イオン相互作用を通じて細菌細胞壁に存在する負電荷のリポポリサッカライドを標的にする膨大な数の合成ステップを使用せずに、様々なアミノグリコシド薬剤のカチオン性の両親媒性誘導体を合成する作業が行われた。

【0006】

特許ＷＯ２０１１／０４４５０１ Ａ２において、新規抗生物質の開発プロセスを加速するために、様々なネオマイシン類似体を合成するための化学戦略が開発された。

【0007】

その後、特許ＷＯ２０１１／０４４５０１ Ａ２の新規プラゾミシンの誘導体が、Ａｃｈａｏｇｅｎにより合成された。プラゾミシン注射の健常対象における薬物動態評価および安全性監視は、ヒトにおける腎毒性及び聴器毒性がないことを示した。

【0008】

特許ＷＯ２０１４／１４５４７１３ Ａ２では、抗菌活性を維持しながらアミノグリコシドの聴器毒性を緩和するためのシソマイシンの類似体を開発するために、新規化学合成アプローチが使用された。最近のエビデンスでは、ミトコンドリアタンパク質合成がアミノグリコシドの聴器毒性における重要な要素として示唆されており、ミトコンドリア機能の欠陥は、聴器毒性をもたらす活性酸素種（ＲＯＳ）の発生につながる。

【0009】

特許ＷＯ２０１３／１７０９８５ Ａ１では、様々な薬剤、特にアプラマイシンの活性と聴器毒性が開示される。特許ＷＯ２０１１／１２４９８６ Ａ２では、アミノグリコシド－脂質共役体への添加が提示される。

【0010】

特許ＷＯ２０１２／０９７４５４ Ａ１において、アミノグリコシドの６’－アミンと共役したパンテテインから構成されたアセチルトランスフェラーゼ（ＡＡＣ）阻害剤のクラスが研究されている。特許ＵＳ２０１４／０３５７５９０ Ａ１では、擬似三糖の環Ｉ、環ＩＩ、および環ＩＩＩを修飾することにより、より新しい類縁体が合成された。

【0011】

特許ＵＳ２０１４／０２４３２８０ Ａ１で使用される別のアプローチは、オリゴヌクレオチドに基づくシングルステップの修飾のための新しい魅力的な視点を提供するホスト－ゲスト相互作用に基づく超分子保護基（ＳＰＧ）の新規クラスの使用である。

【0012】

行われる別の努力は、毒性を防ぐために腎臓から分泌される物質としてのアンプロリウムの使用である。ＵＳ５，６９１，３０４は、デキストランがアミン結合を介してポリミキシンＢに共有結合するポリミキシンＢ／デキストラン共役体を調製するための改善されたプロセスを列挙している。

【0013】

アミノグリコシドとポリミキシンは、内耳内でフリーラジカルを生成し、その後、感覚細胞とニューロンに永続的な損傷を与え、永続的な難聴を引き起こすようである。アミノグリコシドおよびポリミキシンによって誘発される腎毒性は、臨床的に非乏尿性腎不全として現れ、数日間の治療後に血清クレアチニンのゆっくりとした上昇と低浸透圧尿量の発生を伴う。アミノグリコシドは、糸球体濾過後に近位尿細管のＳ１およびＳ２セグメントを覆う上皮細胞に、投与量のわずかではあるがかなりの割合（≒５％）が保持されるため、腎毒性を示す。

【0014】

現在、２つのアプローチが用いられる。成功に導くであろう多塩基性薬剤の腎毒性を低減するための最も簡単で根本的なアプローチの１つは、臓器部位への薬剤の蓄積を減少させるか防止することである。アミノグリコシド／ポリミキシンの蓄積は、その取り込みを阻害することによって、またはその放出を促進することによって減少され得る。取り込みの低減は、２つの戦略によって得られている。

【0015】

第一は、多塩基性薬剤を共役化することにより細胞外で複合体化することを目的とするが、共役化により薬剤がより重くなり、排泄が少なくなり腎臓への毒性も生じる。

【0016】

第二は、薬剤の刷子縁膜への結合を競合させる、または減少させることを目的とするが、腎尿細管細胞への取り込みは飽和するため、いくつかの多塩基性薬剤はそれ自体が競合となり得、課題が残る。

【0017】

このような場合、内腔を通過する薬剤はその濃度が高すぎると再吸収されないため、そのような薬剤の投与する投与頻度を減らすことで毒性が低減され、これは、これらの多塩基性薬剤の投与サイクルを１日３回または２回から１日１回に減らすという結論に至り、毒性を減らす唯一のアプローチになるだろう。

【0018】

毒性低減の問題は、かなりの範囲で対処されていないままであった。そのため、本発明研究は、複数のメカニズムと、共役無し、共有結合の形成無し、ミセルの生成を伴わない超分子カチオン性複合体形成の新しいアプローチに取り組むために取り上げられた。

【0019】

（発明の目的）
本発明の主な目的の１つは、多臓器毒性を低減するのを助けることができ、そして複数のメカニズムによって作用することができる化合物を同定することである。

【0020】

別の目的は、目標を達成するために、予め定義された比率でそのような各化合物の濃度最適化を確立することである。

【0021】

さらに別の目的は、ｉｎ ｖｉｖｏで毒性が最小または全く観察されないようにホメオスタシス条件を確立するために製剤プロセスの最適化を行うことである。

【0022】

さらに別の目的は、多塩基性薬剤の投与方法を確立することである。

【0023】

本発明のさらなる目的は、共役無し、共有結合形成無し、ミセルの生成を伴わない、哺乳動物である必要とする対象における多臓器毒性を低減するための、多塩基性薬剤の親水性製剤を提供することである。

【発明の概要】

【0024】

この要約は、以下の「詳細な説明」のセクションでさらに説明される、簡略化された形式での概念の選択を紹介するために提供される。この要約は、主張された主題の主要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図しておらず、主張された主題の範囲を決定する際の補助として使用されることも意図していない。

【0025】

本発明の態様の１つは、超分子カチオン性複合体を作製することにより、多塩基性薬剤に関連する多臓器毒性を低減するための組成物および製剤を提供することである。本発明の組成物および製剤は、多塩基性薬剤に関連する聴器毒性、神経毒性、および腎毒性を低減している。

【0026】

本発明の別の態様は、以下、ＳＭＣＣ組成物および製剤と呼ばれる、前記超分子カチオン性複合体の調製のためのプロセスに関する。本発明のＳＭＣＣ親水性組成物および製剤は、投与された場合に哺乳動物における多塩基性／カチオン性薬剤に関連する多臓器毒性を低減するために有用に使用される。

【0027】

本発明の別の態様では、前記超分子カチオン性複合体は、アミノグリコシドまたはポリミキシン抗生物質の群から選択される多塩基性／カチオン性薬剤を含む。

【0028】

本発明の別の態様では、カチオン性化合物は、エトキシル化アミン、第四級アンモニウム化合物、アミノ酸ｌ－アルギニン、ｌ－リジン、ヒスチジンから選択される。

【0029】

本発明の別の態様では、天然多糖が超分子カチオン性複合体の足場ベースとして使用される。

【0030】

本開示の別の態様では、本発明の調製には、多塩基性／カチオン性薬剤対カチオン性化合物対天然多糖が、１：０．１：０．１から１：３：１の比で必要とされる。

【0031】

本発明の別の態様では、多塩基性薬剤の超分子カチオン性複合体は、特定の電荷分子量関係により、静電相互作用を介した任意の化学架橋無しに形成される。

【0032】

本発明の主題の様々な目的、特徴、態様および利点は、添付の図面および図とともに、好ましい実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0033】

本明細書の実施形態は、様々な試験結果を示す図を参照する以下の詳細な説明から、それらの特性および有効性に関してよりよく理解されるであろう。

【図1】組織病理学的研究を通じた、通常の薬剤誘発性毒性とＳＭＣＣ製剤ベースの毒性の減少との差異を示す。

【0034】

【図2】本発明の実施形態による、実験ラットモデル血漿における様々な製剤に対する対照の１日３回投与後のベースラインから２日目までのＫｉｍ－１値（腎毒性を示すバイオマーカー）の比較の変化率％のグラフ表示である。

【0035】

【図3】本発明の実施形態による、実験ラットモデル血漿における様々な製剤に対する対照の１日３回投与後のベースラインから２日目までのシスタチン－Ｃ値（腎毒性を示すバイオマーカー）の比較の変化率％のグラフ表示である。

【0036】

【図4】本発明の実施形態による、実験ラットモデル血漿における様々な製剤に対する対照の１日３回投与後のベースラインから２日目までのＢＵＮ値（腎毒性を示す生化学的パラメーター）の比較の変化率％のグラフ表示である。

【0037】

【図5】本発明の実施形態による、実験ラットモデル血漿における様々な製剤に対する対照の１日３回投与後のベースラインから２日目までのクレアチニン値（腎毒性を示す生化学的パラメーター）の比較の変化率％のグラフ表示である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

（発明の詳細な説明）
本明細書の実施形態ならびにその様々な特徴および有利な詳細は、添付の図および表に示され、以下の説明に詳述される非限定的な実施形態を参照して、より完全に説明される。周知の構成要素および処理技術の説明は、本明細書の実施形態を不必要に不明瞭にしないために省略されている。本明細書で使用される例は、単に、本明細書の実施形態を実施できる方法の理解を容易にし、さらに当業者が本明細書の実施形態を実施できるようにすることを意図している。したがって、実施例は、本明細書の実施形態の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

【0039】

本明細書におけるすべての刊行物は、個々の刊行物または特許出願が参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示されている場合と同じ程度に参照により組み込まれる。組み込まれた参考文献における用語の定義または使用が、本明細書に規定されるその用語の定義と矛盾するまたは反する場合、本明細書に規定されるその用語の定義が適用され、その参考文献におけるその用語の定義は適用されない。

【0040】

本明細書で使用される様々な用語を以下に示す。請求項に使用される用語が以下に定義されていない限り、それは、出願時に印刷された刊行物および発行済み特許に反映されているように、関連技術分野の人がその用語に与えた最も広い定義が与えられるべきである。組み込まれた参考文献における用語の定義または使用が、本明細書に規定されるその用語の定義と矛盾するまたは反する場合、本明細書に規定されるその用語の定義が適用され、その参考文献におけるその用語の定義は適用されない。

【0041】

本開示は、組成物、製剤、処理方法または調製方法としてなど、多数の方法で実施され得ることも理解されるべきである。本明細書では、これらの実施態様、または本発明が取り得る他の形態は、組成物および製剤と呼ばれ得る。一般に、組成物または製剤は、本発明の範囲内で変更され得る。

【0042】

本発明の目的のために、「多臓器毒性」という用語は、多塩基性薬剤による毒性による、急性腎障害（ＡＫＩ）につながる腎臓系などの１または複数の臓器への損傷、細胞死および腎不全（腎毒性）、神経毒性（ポリミキシン／アミノグリコシドによって誘発される神経筋遮断、末梢神経障害、知覚障害および脳症）、聴覚障害（聴器毒性）に関する全身毒性と理解されるべきである。

【0043】

本明細書で使用される場合、「超分子カチオン性複合体（ＳＭＣＣ）」という用語は、静電相互作用による同電荷の会合が行われる複合体の作製プロセスを指し、それにより、カチオン性化合物／薬剤は、それらの特性を塩基性から酸性に変えることによって、またはカチオン－π相互作用および高分子足場上に形成されるような複合体の同時の物理的捕捉によって、同様の電荷分子と複合体化される。

【0044】

ここで、ＳＭＣＣは超分子構造体とは全く関係がないということを述べるのが重要であり、それは、より小さな分子をグループ化したり結合させたりして形成される大きな分子であり、所望の形状または官能性の分子を開発できることが多いので、ナノサイエンスの領域に属する。

【0045】

本明細書で使用される場合、「高分子」という用語は、多糖、脂質、タンパク質、核酸など、モノマー単位からなる大型の有機分子を指す。

【0046】

本明細書で使用される場合、「多塩基性／カチオン性」という用語は、置換可能な水素の２つ以上の原子を有する抗生物質カチオン性薬剤化合物、限定されないが、ゲンタマイシン、トブラマイシン、アミカシン、プラゾマイシン、ストレプトマイシン、ネオマイシン、パロモマイシン、リボスタマイシン、アルベカシン、ジベカシン、ゲンタマイシン、カナマイシンＡおよびＢ、アプロチニン、アリストロキア酸、トリコサンチン、エチミシン、ネチルミシン、シソマイシンならびにアプラマイシンなどポリミキシンｂやコリスチンならびにアミノグリコシドと呼ばれるアミノ修飾グリコシド（糖）を分子の一部として含む薬剤を含む、限定されないが、ポリミキシンＡからＥのような例えば非リボソーム環状リポペプチド抗生物質ポリミキシンを指す。

【0047】

本明細書で使用される場合、「薬剤有害反応（ＡＤＲ）」という用語は、ヒトにおける薬剤の使用に関連する任意の不都合な医学的事象であり、薬剤の服用によって引き起こされる障害、毒性、組織または細胞の損傷、有害反応となり得るものである。ＡＤＲは、薬剤の単回投与または長期投与により発生し、臓器特異的な毒性に関連し、また多臓器にわたる可能性がある。ここで、聴器毒性とは、耳の細胞における毒性および聴覚障害などの関連症状を指し、神経毒性とは、神経細胞の損傷および関連症状を指し、腎毒性とは、腎臓および腎臓系の細胞損傷および腎臓系障害を指す。

【0048】

本発明は、投与後の哺乳動物における多臓器毒性を低減するための多塩基性薬剤のＳＭＣＣ製剤の全身送達に関する。アミノグリコシド、ポリミキシンＡからＥのようないくつかの多塩基性抗生物質薬剤の全身使用は、腎毒性、神経毒性および聴器毒性のリスクと関連する。毒性の兆候は、投与スケジュールに関係なく、高用量投与直後または薬剤投与後２４時間以内に現れる。頻繁な投与は、特に敗血症またはＩＣＵ患者のような重症の場合に、より多くの毒性を引き起こし、より重篤なＡＤＲが現れる。毒性を低減する方法を見つけるために多くの研究が行われているが、成功は限られており、現在使用されている多塩基性抗生物質製品（以下、参照品と呼ぶ）には、今日でも毒性の兆候があると報告され、以前に採用された方法が十分であったか、または市場に到達できない他のいくつかの課題があったことを示している。毒性低減の解決策が不完全に成功する主な理由は、複数のメカニズムの存在であり、単一のアプローチでは毒性の低減に対応できないことが現在確立されている。したがって、本発明は、その病因に関与する単一のメカニズムに焦点を合わせるのではなく、細胞メカニズムのオーケストラに対応するように設計されている。

【0049】

本発明の開示は、急性腎障害（ＡＫＩ）を引き起こすことが知られている多塩基性抗生物質薬剤の腎毒性の低減を含む多臓器毒性の低減に関連する。より具体的には、本発明は、重症患者または哺乳動物における聴器毒性、神経毒性および腎毒性のより安全な管理のための、組成物およびそれから作られた製剤に関する。

【0050】

一実施形態によれば、多臓器毒性低減における重要な課題の１つは、例えば腎毒性低減のための臓器内への薬剤蓄積の防止であり、腎臓細胞内への薬剤の蓄積の防止が達成されるべきである。

【0051】

ポリミキシンおよびアミノグリコシド腎毒性の主な原因の１つは、腎臓の近位尿細管または内耳の蝸牛の頂端ブッシュ境界膜に存在するメガリンおよびキュビリン受容体とのそれらの結合へと解明される。上で定義したように、多塩基性薬剤はメガリンに対して高い結合親和性を有し、虚血および細胞死につながる薬剤蓄積の原因となる。本質的に基本的なこれらの薬剤は、腎臓／耳／神経細胞の沈着に対する親和性が知られています。薬剤は排泄の過程で腎臓を通過する際に、これらの受容体に結合し、上皮細胞に内在化され、そこに沈着する。

【0052】

腎近位尿細管のエンドサイトーシス受容体であるメガリンは、腎臓におけるアミノグリコシド／ポリミキシンの蓄積の主要な経路であり、腎毒性物質の尿細管取り込みを媒介することにより、腎毒性急性腎障害（ＡＫＩ）の発症に関与している。リソソームにおけるアミノグリコシドおよびポリミキシンの蓄積とそれに続く小胞の破裂は、動物およびヒトに腎毒性を引き起こす主なメカニズムと考えられる。尿細管の変化は、腎機能に明らかな変化を伴わない広範な尿細管および傍尿細管細胞の増殖とともに、尿細管上皮における限局性壊死およびアポトーシスの発生に関連する。これらの毒性の兆候は、ＢＵＮおよびクレアチニンなどの血液生化学的パラメーター、ＫＩＭ－１およびＣｕｓｔａｔｉｎ－Ｃなどのバイオマーカーを測定し、関連する身体部分の組織病理学を行うことで測定され得る。図１は、本発明の製剤による腎尿細管細胞の損傷が非常に少ない（正常に近い）状態を示す組織病理学的研究を明確に強調する。

【0053】

図１（Ａ）：刷子縁の喪失を伴う腎尿細管細胞の斑状またはびまん性の露出である急性尿細管壊死を示す。尿細管拡張、尿細管内キャスト形成、空胞化（丸を有する矢印端）、うっ血（線を有する矢印端）、好酸球性細胞質による腎尿細管細胞の平坦化が見られる（正方形を有する矢印端）。対照ポリミキシン処理ラット腎臓の、間質性単核細胞浸潤（ＩＭ）、小さな核濃縮核（矢じり）は大きな損傷を示している。

【0054】

図１（Ｂ）：正常な糸球体および尿細管の組織像を示す。管状上皮内層（線を有する矢印端）、小さな濃縮した核（丸を有する矢印端）の軽度の変化。尿細管は、Ｆ３０製剤で処理されたラット腎臓で再生する変化（四角を有する矢印端）を示し、わずかな毒性を示す。

【0055】

図１（Ｃ）：正常な糸球体の組織像を示す。軽度の尿細管上皮細胞の消失、軽度のうっ血（丸を有する矢印）。Ｆ１０８製剤で処理したラットの腎臓では、尿細管が再生する変化（線を有する矢印）を示し、毒性が非常に低いことを示す。

【0056】

図１（Ｄ）：正常な糸球体の組織像を示す。軽度の尿細管上皮細胞の消失、不規則な内腔の拡張（丸を有する矢印端）。Ｆ５７で処理されたラットの腎臓では、尿細管が再生する変化（線を有する矢印端）を示し、毒性はごくわずかであることを示す。

【0057】

図１（Ｅ）：刷子縁の喪失を伴う糸球体および急性尿細管壊死の拡大を示す。対照アミカシン処理ラット腎臓の尿細管拡張による腎尿細管細胞の平坦化（丸を有する矢印端）、尿細管内キャスト形成（正方形を有する矢印端）、尿細管の空胞化（Ｖを有する矢印端）、うっ血（線を有する矢印端）は、損傷した臓器を示す。本発明の新しい製剤（Ｂ：ポリミキシンＦ３０、Ｃ：コリスチンＦ１０８およびＤ：アミカシンＦ５７）で処理された３つの薬剤群はすべて、それぞれの対照（参照）製剤と比較した場合、ＴＩＤ投与でも最小の毒性を示した。

【0058】

本発明の実施形態の１つは、競合的結合を与え、臓器部位での多塩基性薬剤の蓄積を制限することができる化合物を同定することである。

【0059】

別の課題は、感覚および運動機能障害を含む異常な神経行動の変化を引き起こす神経毒性の管理である。神経毒性は、ポリミキシン誘発性の神経損傷によって引き起こされ、酸化ストレスとミトコンドリア機能障害に主に関連する、ポリミキシン療法に関連する１つの主要な望ましくない副作用（ＡＤＲ）である。中枢神経系は、その義務的な高酸素需要のために、酸化的損傷に非常に敏感である。ミトコンドリアは、エネルギー代謝、ＡＴＰ産生などの基本的な細胞機能を維持するために不可欠である。したがって、本発明は、必要な対象におけるＳＭＣＣ投与によるミトコンドリア機能障害を軽減することを細心の注意を払って管理した。

【0060】

アポトーシスは、薬剤誘発性毒性に応答して脳のホメオスタシスを維持する上で重要な役割を果たす。オートファジーは、栄養欠乏、低酸素、酸化ストレス、およびＤＮＡ損傷を含むさまざまなストレスに直面して細胞のホメオスタシスを維持するために、オートファゴソームに飲み込まれ、リソソームで消化され、そしてリサイクルされる細胞タンパク質および細胞小器官を含む。オートファジーは、特に薬剤誘発性の酸化ストレスとミトコンドリア機能障害に応答して、ニューロンのホメオスタシスの維持に関与することが知られている。ＮＯＸとＮＯＳという２つの酵素ファミリーは、一酸化窒素（・ＮＯ）の過剰生成による活性酸素種（ＲＯＳ）／活性窒素種（ＲＮＳ）／ニトロソ化ストレスの主要供給源であり、ホメオスタシスが乱れると共に作用して細胞を傷つける。したがって、酸化ストレスの低減は、ホメオスタシスを維持するＳＭＣＣを製剤化することによって本発明によって管理される別の重要な要因である。ＮＯ産生を調節することができる適切な高分子の使用は、本発明の別の重要な特徴であった。

【0061】

カタラーゼ、スーパーオキシドジスムターゼおよび血漿の第二鉄還元能力は、ラットモデルで研究された既知の酸化ストレスマーカーである。対照群の負の値へのシフトは、酸化ストレスの上昇を示す。試験されたとき、本発明の組成物およびそれから作られた製剤は、実施例に示されるように、試験された３つのパラメーターの抗酸化レベルの有意な上昇を示した。

【0062】

さらに別の課題は、病因に関係なく神経毒性および慢性腎臓病組織で検出可能であり、以下を含む構造的および機能的変化の組み合わせから生じると考えられる低酸素誘導因子の主要な活性化因子としての相対的細胞低酸素の管理である：糸球体損傷に関連する尿細管周囲血流の減少、毛細血管の希薄化、血管収縮、アテローム性動脈硬化症の血管の管腔狭窄、過濾過および尿細管肥大からの酸素需要の増加、細胞外マトリックスの拡張の結果としての酸素拡散の制限、および腎性貧血。

【0063】

低酸素症は、嫌気性代謝の直接的な影響として、血中乳酸の有意な増加と重度の全身性アシドーシスを伴う。したがって、定期的な酸素供給による低酸素症の効果的な管理も、ＳＭＣＣの形成と必要とする対象の投与という本技術によって革新的に管理される。

【0064】

本発明の別の課題は、腎毒性多塩基性／カチオン性薬剤と製剤化された場合に、傷害または細胞損傷を大幅に防止し、ホメオスタシスを維持することができる化合物の適切なバランスを特定することである。

【0065】

本発明の好ましい実施形態によれば、競合阻害を成功させるために、カチオン性化合物は、ポリミキシンおよびアミノグリコシドのような塩基性薬剤と対になるように選択される。ここで、カチオン性化合物は、エトキシル化アミン、第四級アンモニウム化合物、アミノ酸ｌ－アルギニン、ｌ－リジン、ヒスチジンを含む群から選択される。本発明の好ましい実施形態によれば、前記カチオン性化合物はアミノ酸である。

【0066】

本発明において革新的に克服される別の課題は、薬剤化合物および競合阻害化合物の両方が本質的にカチオン性であるため、同様の荷電分子の複合体形成である。この課題は、双性イオンの性質により、溶液のｐＨを実験的に変更して、カチオン性アミノ酸をアニオン性にすることで克服された。アミノ酸は、本質的に正、負、中性、または極性であり得る。それらのｐＩより低いｐＨでは、それらは正味の正電荷を帯びる。それらのｐＩを超えると、それらは正味の負電荷を帯びる。したがって、ｐＨを変更することにより、双性イオン性アミノ酸の性質が変更され得る。

【0067】

あるいは、複合体形成はカチオン－π相互作用を使用して行われる。ｉｎ ｖｉｖｏでホメオスタシスを維持しながら製剤を安定化させてＡＫＩ、神経毒性および聴器毒性を低減する最良のペアを見つけるために、いくつかの実験が行われた。実施されたさまざまなクオリティ・バイ・デザイン（ＱＢＤ）試験のうち、カチオン性アミノ酸としてのｌ－アルギニンが複合体形成のために選択された。

【0068】

別の実施形態によれば、Ｌアルギニンは、リジンおよびヒスチジンよりも好ましい。Ｌ－リジンを含まない製剤は、安定化に失敗したか、毒性があることが証明された。さらに、ＬアルギニンのＰｋａ_３およびｐＩ値は、３つのアミノ酸の中で最も高く、アルギニンは最も高い電荷のために最高の競合阻害を提供できることに注意することが重要です。

【表1】

【0069】

さらに別の好ましい実施形態によれば、ｌ－アルギニンおよびｌ－リジンの両方がメガリンとの競合的結合を提供するが、ｌ－アルギニンが好ましい。アルギニンはＮＯ産生にも関与し、これを調節する必要があるため、ＮＯ分泌を最適化しながら競合的結合を達成することは、本発明によって巧みに管理される別の課題であった。アミノ酸の濃度最適化は重要であり、わずかな変動が毒性を低減するための完全なバランスを取るために必要なホメオスタシスを乱す。

【0070】

好ましい実施形態によれば、前記アルギニンと前記薬剤との比は、０．１：１から３：１である。

【0071】

超分子カチオン性複合体を作製するための好ましい実施形態によれば、高分子は、足場ベースとして天然多糖の群から選択される。多糖を選択する理由は、それらが継続的なエネルギー源を提供するからである。多糖の選択は、電荷の中性に基づいていた。したがって、天然多糖の選択は意思決定において重要な役割を果たした。

【0072】

別の実施形態によれば、天然多糖は、デキストラン、ポリシアル酸、プルラン、デキストリン、ヒアルロン酸、キトサン、およびヘパリンを含む群から選択される。代替的に使用され得る他の天然多糖剤は、グアーガム、アラビアガム、トラガカンスガム、カラマツゴム、カラヤゴム、ローカストビーンガム、寒天、アルギネート、カラゲナン、ペクチン、デンプン、ｃ－デンプン、キサンタンガム、スクシノグルカン、アクリル酸グラフトコポリマーなどである。

【0073】

本発明のさらに別の好ましい実施形態によれば、ＳＭＣＣ形成のために選択される高分子は、電荷中性の普通の低分子量デキストランであり、これは、α結合ｄ－グルコピラノシル繰り返し単位の線形骨格を有する。低分子量デキストランとは、特に、分子量が６０ＫＤａ未満のデキストランを指す。従来技術では、選択されたデキストランは、高度の多分散性を備えた１０^７～１０^８Ｋｄａの範囲の高分子量であり、共役に適しており、循環時間を増加させる。これらの高分子量デキストランおよびそれらの誘導体は、ほとんどの従来技術において共有結合の形成による薬剤投与に使用されてきた。予め定義されたアプローチを採用するのではなく、本発明では、任意の化学修飾無しで低分子量デキストランが選択され、それはカチオン性複合体を捕捉するための中性の足場表面を提供する。

【0074】

適切な臓器機能の主な決定要因は、臓器機能を実行するための微小循環および細胞レベルでの酸素の適切な供給と利用である。腎臓の微小血管系の非常に複雑な構造、高いエネルギー需要を満たす必要性、および腎臓が境界線の虚血性であるという事実により、ＡＫＩでは腎臓が低酸素傷害に対して非常に脆弱な器官になる。通常の定常状態では、腎臓組織への酸素（Ｏ２）の供給は十分に調節されている。しかし、病気または敗血症の状態では、腎臓の微小血管系の機能不全のために、酸素の供給と需要の微妙なバランスが崩れる。

【0075】

この機能障害は、主に腎臓の酸素処理、一酸化窒素代謝、およびラジカル形成の相互作用によるものです。腎臓の酸素必要量は、主にＡＴＰ産生によって決定される。

【0076】

したがって、形成された複合体が、任意の化学結合無しで、任意の共役、共有結合、またはミセル製剤無しで、中性多糖の足場に閉じ込められるように、高分子足場としての多糖の選択は、連続的なエネルギー源として、ならびに多塩基性／カチオン性薬剤実体およびカチオン性アミノ酸を捕捉して超分子カチオン性複合体を形成するために選択され、超分子カチオン性複合体は、双性イオン性により塩基性アミノ酸のｐＨを変化させるか、またはカチオン－π相互作用によって形成される。

【0077】

ここで、ＳＭＣＣの形成は、アルギニンの双性イオン性のためにアルギニンのｐＨを変更するか、またはカチオン－π相互作用を行うことによる同様の電荷相互作用に基づいているため、カチオン性薬剤に対するアルギニンの比率が重要な役割を果たしたことであることを述べるのが重要である。アルギニンは受容体を有する薬剤に対して競合的に結合するため、ポリミキシン（アミノグリコシドよりも毒性が高く、Ｐｋａ値が高い）に対するアルギニンの比率は、アミノグリコシドに対して必要なアルギニンの比率よりも高くなる。Ｌアルギニンとポリミキシン薬剤の比は、３：１から０．５：１の間であるが、Ｌアルギニンとアミノグリコシド薬剤の比は０．１：１から１：１の間である。

【0078】

多塩基性薬剤の多臓器毒性の低減に取り組む際に初めて管理されたさらに別の重大かつ重要な課題は、微小循環機能障害である。これは、ＡＴＰ産生のための酸化的リン酸化に燃料を供給するための適切な酸素を提供する循環の能力を大幅に制限する可能性があり、Ｎａ／ＫＡＴＰアーゼポンプの機能を直接損なう可能性がある。

【0079】

しかし、炎症と酸化ストレスはまた、脳と腎臓における酸素供給と消費の間の微妙なバランスを大きく変える可能性がある。さらに、神経および腎臓の炎症によって引き起こされる活性酸素種（ＲＯＳ）、一酸化窒素（ＮＯ）間のホメオスタシスの乱れは、神経毒性および腎毒性に寄与し得る。

【0080】

既知の神経毒性および腎毒性を有するいくつかの薬剤は、他の薬剤が結果をもたらさないときに抗菌剤耐性が上昇するため、今日の医療現場で使用されている。微小循環管理とともにＡＴＰ産生のためのエネルギーの継続的な供給は、ＳＭＣＣの足場として多糖として未修飾の低分子量デキストランを選択することによって創造的に管理される。

【0081】

本発明の好ましい実施形態によれば、本発明の新規の特徴は、低分子量のプレーンデキストランであり、具体的には、デキストラン４０ｋＤａ（以下、Ｄ４０またはデキストラン４０と呼ばれる）が使用され、これも、共有結合を形成せず、ミセルを形成せずに、非共役型であり、多塩基性薬剤実体とカチオン性アミノ酸を物理的に捕捉して超分子カチオン性複合体を形成するための中性形態の化学修飾無しで、必要とする対象に投与すると、毒性を同時に引き起こす原因となる複数のメカニズムを管理することにより、多臓器毒性を低減する。

【0082】

共役の主な欠点は、薬剤の半減期が長くなり、毒性がさらに高まることをここで述べることが重要である。デキストラン４０はさらに、－４５℃から６０℃の温度での凍結保護により優れた安定性を提供する。Ｄ４０は、ＡＴＰ産生に必要なエネルギー源として機能するだけでなく、血流と微小循環の改善に役立つことが観察されている。

【0083】

他の形態の低分子量デキストランは非常に毒性が高く、Ｄ４０が最も安全な中性多糖として選択されることが実験を通じて証明されている。薬剤成分の１００％以下の特定の比率でＤ４０を使用すると、細胞内への蓄積などのその有害な影響、毒性が回避される。普通のデキストランが、化学修飾無しで、共役無しで、または共有結合形成無しで、本発明で使用されることを強調することが重要である。

【0084】

別の実施形態によれば、デキストラン４０は、血液希釈によって血液の粘度を低下させることによって、および赤血球凝集を阻害することによって、２つのメカニズムによる微小循環流を改善した。デキストラン４０は、内皮細胞（ＥＣ）へのＴリンパ球接着の阻害剤としても機能する。デキストラン４０は、Ｔ細胞上の接着分子のクラスター化を選択的に妨害することにより、Ｔ細胞のＥＣへの構成的かつサイトカイン誘導性結合を阻害する。このプロセスは、炎症中の末梢への白血球の血管外遊出の誘導に重要な役割を果たすと考えられる。

【0085】

さらに別の実施形態によれば、１または複数の糖ベースの化合物の添加は任意であり、最終製剤を選択した処理のタイプに応じた製剤の結晶構造、安定性を改善するために当業者の裁量である。

【0086】

腎毒性に加えて、多塩基性薬剤も聴器毒性と関連する。ゲンタマイシン、アミカシン、アプラマイシン、プラゾマイシン、ポリミキシンＢ、Ｅのような多塩基性薬剤は、メガリンを介して内耳の蝸牛の上皮細胞に蓄積することがしっかりと確立されている。細胞内に入ると、薬剤はリソソームと小胞体に蓄積し、そこでカルレティキュリンに結合して、細胞内の誤って折りたたまれたタンパク質のレベルを上昇させる。

【0087】

さらに蓄積した後、多塩基性薬剤が細胞質ゾルに放出され、酸化ストレスおよびアポトーシスを引き起こす。したがって、多臓器毒性を低減するために、形成されたＳＭＣＣ複合体は、ＲＯＳを低減し、アポトーシスを回避する抗酸化特性を示す。Ｄ４０は、アミノ酸および多塩基性薬剤と超分子カチオン性複合体（ＳＭＣＣ）を形成して、これらの特性を示すことが実験的に証明されている。

【0088】

最も好ましい実施形態の１つによれば、超分子カチオン性複合体は、任意の共役、共有結合、またはミセル製剤を伴わずに、静電相互作用を含む物理的相互作用により形成される。（図１－５）通常の薬剤誘発性毒性とＳＭＣＣ製剤ベースの毒性の減少を明確に区別する。

【0089】

障害のある腎臓の蘇生は、酸素と活性酸素および窒素種の間のホメオスタシスを統合的に修正する必要がある。敗血症性ＡＫＩ後の腎機能を保護するために機能するＮａ／Ｋ ＡＴＰポンプのＡＴＰ要件に関する酸化ストレスと供給源の改善と並行して、微小循環酸素化の回復における選択的多糖、特にデキストランの有効性を証明するために、いくつかの実験的治療法が実施された。

【0090】

デキストラン４０は、リポ多糖（ＬＰＳ）の非存在下と存在下の両方で、免疫調節機能を示し、細胞による一酸化窒素の放出を減少させた（約４０％）唯一のデキストランである。さらに、デキストラン４０は、脂質過酸化の抑制において他のデキストランよりも強力である（７０％）。これらは、本発明における抗酸化剤および免疫調節剤の使用に理想的であるとして、４０ｋＤａ重量のデキストランを指し示す。

【0091】

これまでに発見された多くの有益な効果にもかかわらず、ヒト／動物の代謝に対するＬ－アルギニンの相対的な利点と潜在的な悪影響の完全な理解を保証することは、本発明において別の課題を提起した。

【0092】

Ｌ－アルギニンの主な悪影響には、特定の悪性腫瘍の発症および／または成長の加速を含む。したがって、ホメオスタシスを達成するための安全な用量最適化は、本発明の重要な進歩性の１つである。これには、ｌ－アルギニンによって生成されるＮＯレベルを調節するために必要とされる本発明の必須成分が含まれるがこれに限定されない。アルギニンはメガリンとの競合阻害において重要な役割を果たす。

【0093】

したがって、他の成分と組み合わせて毒性が低いことが証明された比重量とモル比の選択は、一連の実験によって注意深く研究される。革新的な初回のアルギニンは、多塩基性薬剤で帯電しているように見えるが、複合体を形成できるように、ｐＨ変化によって電荷が変化する。したがって、濃度の最適化は、本発明の進歩性の不可欠な部分となる。

【0094】

克服するさらに別の課題は、アナフィラキシー、容積過負荷、肺水腫、脳浮腫、または血小板機能障害、低血圧、ショック、および心停止を含む、デキストランの重要な深刻な悪影響である。デキストラン浸透圧効果のまれではあるが重大な合併症は急性腎不全である。

【0095】

したがって、本発明の別の重要な進歩性は、デキストランの正しい分子量の選択であり、ついで、デキストランの濃度最適化を使用して、ＡＫＩおよび多臓器毒性を防ぐために必要なエネルギー源を提供するだけでなく、微小循環を改善し、ＮＯ産生を制御してその抗酸化効果を達成し得る。

【0096】

本発明の好ましい実施形態によれば、アルギニン対Ｄ４０の前記比は、０．２５：１から７．５：１の間である。

【0097】

さらに別の実施形態によれば、前記カチオン性複合体と高分子との比は、ＳＭＣＣにおいて１：０．０５から１：０．５である。

【0098】

さらに別の重要な実施形態によれば、電荷分子量バランスを維持することは、ＳＭＣＣにとって体内でホメオスタシスを達成し、少なくとも２４ヶ月（貯蔵寿命の終わり）まで組成物およびそれから作られた製剤の安定性を提供するために必須である。

【0099】

したがって、エントロピー項のフローリー・ハギンズ理論と電気／静電相互作用項のデバイ・ヒュッケル理論に基づいて、σ３ｒ≧０．５３（σは電荷密度／単位面積あたりの電荷、ｒはポリマー分子量）の場合、複合体化が発生する条件が満たされ、これは、本発明では≧５３であり、複合体化を証明することが可能である。

【0100】

本発明のさらに別の最も重要な実施形態の１つによれば、前記複合体中の各成分の比率である。比率は、必要とする対象に投与した後にホメオスタシスを達成するために非常に重要である。動物の毒性低減をチェックするための一連の実験の後、そして最大の抗酸化効果を達成するための最良の製剤を検証した後、ＳＭＣＣの各成分の比率が最適化された。

【0101】

好ましい実施形態によれば、形成されたＳＭＣＣにおいて、前記カチオン性薬剤対前記カチオン性アミノ酸対低分子量デキストランの比は、１：０．１：０．１から１：３：１である。

【0102】

さらに別の好ましい実施形態によれば、形成されたＳＭＣＣにおいて、前記カチオン性薬剤対前記カチオン性アミノ酸対低分子量デキストランの比は、１：０．１：０．２から１：３：０．７５である。

【0103】

本発明の最も好ましい実施形態の１つによれば、ＳＭＣＣ組成物およびそれから作られた製剤を作製するために使用される前記多塩基性／カチオン性薬剤は、ポリミキシンＢおよびポリミキシンＥまたはそれらの医薬用塩であり、これらは、低分子量デキストランＤ４０で形成された前記カチオン性複合体を捕捉しながら、カチオン－π相互作用を使用してカチオン性アミノ酸Ｌアルギニンと静電的に結合される。

【0104】

本発明の最も好ましい実施形態のさらに別の１つによれば、ＳＭＣＣ組成物およびそれから作られた製剤を作製するために使用される前記多塩基性／カチオン性薬剤は、アルギニンのｐＨ変化によりカチオン性アミノ酸Ｌアルギニンと静電的に結合し、低分子量デキストランＤ４０で形成された前記カチオン性複合体を同時に捕捉するアミカシンおよびアパルマイシンまたはそれらの医薬用塩である。

【0105】

本発明のさらに別の最も好ましい実施形態によれば、急性腎障害の早期認識のために、腎障害分子１（ＫＩＭ－１）およびシスタチンＣなどのバイオマーカーを使用することによって行われる。ＫＩＭ－１は、腎障害後の近位尿細管細胞で高度にアップレギュレーションされる。シスタチンＣの血清レベルは、クレアチニンレベルよりも腎転帰および心血管毒性のリスクのより強力な予測因子である。図２と図３は、各対照およびＦ５７のアミカシン４００ｍｇ／ｋｇ＊１日３回、アプラマイシン５００ｍｇ／ｋｇ＊１日３回各対照およびＦ１７５、ポリミキシン７．５ｍｇ／ｋｇ＊３回対照およびＦ３０、コリスチン１２ｍｇ／ｋｇ＊１日３回各対照およびＦ１０８を投与した場合、すべての対照群が腎臓を損傷し、グラフの負の傾向がＫｉｍ－１およびシスタチン－Ｃで観察されたが、本発明の製剤は正のバー傾向を示し、腎臓の損傷が最も少ないことを明確に示す。

【0106】

本発明の最も好ましい実施形態の１つによれば、多塩基性薬剤の様々な製剤は、多臓器毒性を低減するために、投与後のホメオスタシスの維持のために最適化されている。図４および図５は、参照薬剤との比較を表す。実験では、異なるラット群に、それぞれのＴＩＤ投与でいくつかの試験製剤を参照対照薬剤（市販の参照品）と一緒に２日間投与した。投与前および投与後のサンプルを各群から収集した。生化学的パラメーターＢＵＮおよびクレアチニンは、血漿／血清中の腎機能試験のために測定された。ポリミキシンＢのＦ－３０、コリスチンのＦ－１０８、アミカシンのＦ－５７およびアプラマイシンのＦ－１７５は、同じ投与レベルで市販の製剤では有意に上昇したことが見出された血清生化学レベルにほとんど／まったく影響を与えず、すべての多塩基性薬剤の対照群で腎臓障害が有意に高いことを示していることが判明した。

【0107】

本発明のさらに別の実施形態によれば、アルギニンを伴うリジン／ヒスチジンのいずれかの添加は、毒性を増加させた。電荷中和電位のわずかな偏差は、本発明によって最適化された最良の比率と比較して、より高い毒性をもたらす。一連の実験から発明者は、毒性の低減が、任意の他の組み合わせもしくは比率において、またはアルギニンを他のカチオン性アミノ酸に置き換えることにおいて、本発明で最適化されるよりも著しく少ないと結論付けた。

【0108】

別の好ましい実施形態によれば、前記薬剤と前記高分子との比は、ＳＭＣＣにおいて１：０．１から１：１である。前記複合体からいずれかの成分を除去すると毒性が高くなること、特にＤ４０の除去または薬剤濃度の１０分の１を超える低減は、おそらく元の薬剤よりもさらに高い毒性をもたらし、その理由はそれ未満の濃度では一酸化窒素のバランスを維持できず、十分な抗酸化作用が得られず、結果として生じる薬剤品の毒性は、高いアルギニンによる毒性によってさらに向上されるからであるということを述べることが重要である。対照と本発明の選択された製剤とを比較するラットの血中のニトロチロシンレベルを試験するために実験が行われた。ニトロチロシン値の上昇の増加は、ニトロソ化ストレスを示す対照群で観察され、これは、本発明の組成物およびそれから作られた製剤で有意に減少する。

【0109】

本発明のさらに別の好ましい実施形態によれば、薬剤品以上のＤ４０の濃度は、製剤化中に複合体を実現可能にせず、そのように形成された複合体は安定ではない。Ｄ４０をデキストラン２０ＫＤａまたはデキストラン６０ＫＤａに置き換えると、非常に高い死亡率をもたらした。繰り返された実験は、すべてのＤ４０の中で毒物の低減に最も安全であったことを証明した。

【0110】

本発明のさらに別の１つの最も重要な実施形態によれば、前記超分子複合体は、アルギニンの双性イオン性によりアルギニンｐＨを変化させてカチオン性複合体形成を可能にすることによって形成される。

【0111】

本発明の別の重要な実施形態によれば、代替的に、前記超分子複合体は、カチオン－π相互作用によって形成されるということである。

【0112】

本発明のさらに別の実施形態によれば、前記カチオン性アミノ酸アルギニンと前記高分子との比は、結合の性質によって異なる。カチオン性パイ相互作用のポリミキシン薬剤の場合、ポリミキシン多塩基性薬剤組成物およびそれから作られた製剤におけるアルギニン対Ｄ４０の前記比は、７．５：１から２．５：１の間である。

【0113】

薬剤に結合する前にアミノグリコシドの双性イオン性のためにｐＨを変えることによってアルギニン電荷が変化するアミノグリコシドのさらに別の好ましい実施形態によれば、そのような場合、アルギニンとＤ４０の比は０．２５：１から１：１の間である。このような製剤でアルギニンをデキストラン量を超えて増加させると、ニトロソ化および酸化ストレスが劇的に増加し、毒性がより高くなる。

【0114】

別の実施形態によれば、前記複合体は、非経口経路によって必要としている対象に投与され、前記対象は、好ましくは哺乳動物である。

【0115】

好ましい実施形態によれば、ＳＭＣＣ組成物およびそれから作られた製剤を作製するために使用される前記多塩基性／カチオン性薬剤は、ポリミキシンＢまたはその医薬用塩であり、これは、カチオン性アミノ酸Ｌアルギニンと低分子量デキストランＤ４０と、前記薬剤：カチオン性アミノ酸：デキストランの比が１：１．４：０．２から１：２．５：０．５で静電的に組み合わされる。

【0116】

別の好ましい実施形態によれば、ＳＭＣＣ組成物およびそれから作られた製剤を作製するために使用される前記多塩基性／カチオン性薬剤は、ポリミキシンＥまたはその医薬用塩であり、これは、カチオン性アミノ酸Ｌアルギニンと物理的捕捉のための足場を提供する低分子量デキストランＤ４０と静電的に組み合わされ、前記薬剤：カチオン性アミノ酸：デキストランの比が１：０．５：０．１から１：２：０．２５である。

【0117】

さらに別の好ましい実施形態によれば、ＳＭＣＣ組成物およびそれから作られた製剤を作製するために使用される前記多塩基性／カチオン性薬剤は、アミカシンまたはその医薬用塩であり、これは、ＬアルギニンとＤ４０と、前記薬剤：カチオン性アミノ酸：デキストランの比が１：０．２：０．３から１：０．５：０．７５で静電的に組み合わされる。

【0118】

別の好ましい実施形態によれば、ＳＭＣＣ組成物およびそれから作られた製剤を作製するために使用される前記多塩基性／カチオン性薬剤は、アプラマイシンまたはその医薬用塩であり、これは、ＬアルギニンとＤ４０とを、前記薬剤：カチオン性アミノ酸：デキストランの比が１：０．１：０．２から１：０．５：０．７５で組み合わされる。

【0119】

本発明の別の重要な実施形態によれば、前記超分子カチオン性複合体は、哺乳動物に非経口的に投与されたときにホメオスタシスを維持し、個々の薬剤の動態を乱すことなく多臓器毒性を低減する。前記組成物は、液体または凍結乾燥製剤として製剤化される。

【0120】

以下の実施例は、本発明を説明するために与えられる。しかしながら、本発明は、これらの実施例に記載されている特定の条件または詳細に限定されるべきではないことを理解されたい。

【0121】

実施例１－ＳＭＣＣ製剤の最適化研究

【表2-1】

【表2-2】

【0122】

実施例－２参照薬剤および本発明の製剤を用いたラットモデルにおける血漿酸化ストレスマーカーの比較研究

【表3-1】

【表3-2】

【0123】

上記の研究によれば、各製剤の抗酸化能は、腎毒性評価研究に使用されたラットの血清で評価される。カタラーゼ活性、ＳＯＤ（スーパーオキシドジスムターゼ）活性、血清中の鉄イオン還元抗酸化力（ＦＲＡＰ）などの抗酸化パラメーターの変化を、十分に確立された手順を使用して評価し、参照薬剤群と比較した。各薬剤（参照薬剤／市販製剤）のＴＩＤ投与後、％変化の結果は負で観察され、これは酸化ストレスの上昇を示す。試験された各薬剤の本発明の製剤群は、正のパーセンテージ変化によって表される酸化ストレスの有意な減少を示し、薬剤の抗酸化能を示し、それによって毒性を減少する。ニトロチロシンの試験は、ニトロソ化ストレスがすべての薬剤対照群の投与とともに増加し、本組成物の成分によって維持されるホメオスタシスの役割を示す本発明の製剤で１未満または負の値に劇的に低減することを示す。

【0124】

実施例３対照薬剤群とアルギニンおよびデキストランを含む製剤と含まない製剤との抗酸化剤の比較研究

【表4-1】

【表4-2】

【0125】

上記の研究に従って、ｉｎ ｖｉｔｒｏ試験が行われ、本発明の各製剤の抗酸化能を試験し、アルギニンおよびデキストランの有無で参照品との比較が行われた。試験パラメータは、ＴＥＡＣ（Ｔｏｔａｌ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ Ｃａｐａｃｉｔｙ）アッセイ、スーパーオキサイドアニオンラジカル捕捉、過酸化水素ラジカル捕捉、および還元力アッセイを含んだ。その結果、Ｆ－３０、Ｆ－１０８、Ｆ－５７およびＦ－１７５は対照と比較して、有意に高い捕捉活性を示した。アルギニンを含まない製剤を比較すると、アミノグリコシドでは対照よりも依然として高い抗酸化能を示した。デキストランを含まない製剤を比較すると、ポリミキシン群では対照より有意に高い抗酸化能を示し、各賦形剤を特定の比率を有する最終製剤が最も高い抗酸化能を持つことが示された。この実験から、アルギニン無しまたはデキストラン無しの場合、フリーラジカルは著しく増加し、各成分がホメオスタシスの維持に大きな役割を果たすことが明らかになった。

【0126】

（発明の主な特徴）
本発明は、多臓器毒性を低減するための多塩基性薬剤の新規な組成物および製剤を提供する。

【0127】

本発明は、任意の化学架橋または共有結合形成を伴わない、同様の荷電分子の超分子カチオン性複合体組成物および製剤を提供する。

【0128】

本発明は、毒性を最小または低減する薬剤投与後に可能な限り最良の効果およびホメオスタシスを達成するために、予め定義された比率で各化合物の濃度最適化を提供する。

【0129】

本発明は、複数のメカニズムを同時に標的とするカチオン性化合物および高分子の非常に選択的な選択を伴う超分子カチオン性複合体形成のための組成物を提供し、その結果、ｉｎ ｖｉｖｏでほぼ完全な平衡が達成される。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】