Método para seleccionar la concentración de unfármaco antihistamínico anfipático mediante determinación del valorde actividad superficial del fármaco.
Antecedente de la invenciónCampo de la invenciónLa presente invención se refiere a formulacionesoftálmicas tópicas que se usan para tratar enfermedades ocularesalérgicas, tales como conjuntivitis alérgicas, conjuntivitisprimaverales, queratoconjuntivitis primaverales y conjuntivitis papilares gigantes. Más particularmente, la presente invención serefiere al uso tópico terapéutico y profiláctico de estabilizantesde mastocitos para tratar y/o prevenir enfermedades ocularesalérgicas.
Descripción de la técnica relacionadaEs conocido que fármacos antihistaminaconvencionales exhiben efectos bifásicos sobre mastocitos. Aconcentraciones más bajas, las antihistaminas fomentan lainhibición de la liberación de histamina de mastocitos. A medida que se aumentan las concentraciones de antihistaminas hay unaliberación espontánea de histamina de mastocitos, que se asocia conuna aparente pérdida de estabilidad de membrana de mastocitos.Véase, por ejemplo, Mota y otros,Britt. J. Pharmacol.15:396-404. Este comportamiento bifásico se ha demostrado para el fármaco anti-alergia ketotifeno(4,9-dihidro-4-(1-metil-4-piperidinil-ideno)-10H-benzo[4,5]ciclohepta-[1,2-b]tiofeno-10-ona)en preparaciones purificadas de mastocitos conjuntivos humanos.Yanni y otros, J.Ocular Pharmacol.,12:389-400 (1996).
La primera generación de fármacos estabilizantesde mastocitos sin actividad antihistamínica, tal como cromolinsodio, también exhibe comportamiento bifásico. Johnson y otros,Monogr. Allergy, 14:299-306 (1979).
Las patentes de EE.UU. n^{os} 4.871.865 y4.923.892, asignadas ambas a Burroughs Wellcome Co. ("las patentesde Burroughs Wellcome"), describen ciertos derivados de ácidoscarboxílicos de doxepina, que incluyen ácido 11-(3-dimetilaminopropilideno)-6,11-dihidrodibenz[b,e]oxepine-2-carboxílicoy ácido 11-(3-dimetilaminopropilideno)-6,11-dihidrodibenz[b,e]oxepine-2(E)-acrílicocomo estabilizantes de mastocitos con acción antihistamínica. Estoscompuestos inhiben la liberación de autacoides (esto es, histamina,serotonina y similares) de los mastocitos e inhiben directamentelos efectos de la histamina sobre los tejidos diana. Las patentesde Burroughs Wellcome enseñan diversas formulaciones farmacéuticasque contienen derivados de ácido carboxílico de doxepina; el Ejemplo8 (I) de ambas patentes describe una formulación de soluciónoftálmica.
La patente de EE.UU. 5.641.805 describeformulaciones oftálmicas tópicas para tratar enfermedades ocularesalérgicas. Las formulaciones tópicas contienen derivados de ácidoacético de doxepina y, en particular, ácido Z-11-(3-dimetilaminopropilideno)-6,11-dihidrodi-benz[b,e]oxepina-2-acético(esto es olopatadina), que es la formacis del compuesto quetiene la fórmula:
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A diferencia de otras antihistaminas o fármacosanti-alergia estabilizantes de mastocitos, laolopatadina no provoca liberación de histamina de los mastocitos aconcentraciones más elevadas que aquellas para las que se observaactividad antihistamínica. Se desean otros fármacosanti-alergia oculares tópicos que mantengan laestabilidad de la membrana de los mastocitos y prevengan laliberación de histamina de los mastocitos en un intervalo deconcentración del fármaco de 0,01-0,5% (enpeso/volumen).
Sumario de la invenciónLa presente invención proporciona un método paraseleccionar concentraciones de fármacos anti-alergiaque son adecuadas para uso en el tratamiento tópico de enfermedadesoculares alérgicas. Según el presente método, se determina un Valorde Actividad Superficial de los compuestosanti-alergia anfipáticos como se describe acontinuación. Para productos oftálmicos anti-alergiaadministrables por vía tópica se elige la concentración de fármacoanti-alergia de modo que el fármaco tenga un Valorde Actividad Superficial (en unidades de mN/m) de aproximadamente2-11.
La presente invención también se dirige hacia unmétodo para la preparación de una composición oftálmicaadministrable por vía tópica que comprende un fármaco anfipáticoantihistamínico, comprendiendo el método la etapa de seleccionar laconcentración del fármaco anfipático antihistamína según el métodoque se describe a continuación.
Entre otros factores, la presente invención sebasa en el descubrimiento de que es probable que compuestosanfipáticos anti-alergia, formulados aconcentraciones a las que tienen un Valor de Actividad Superficialmayor que 11, produzcan inestabilidad de membrana de mastocitos ypérdida de autocoides, incluso histamina, de mastocitos conjuntivoshumanas.
Breve descripción de los dibujosLa Fig. 1 muestra el efecto de concentraciones delos fármacos olopatadina y ketotifeno sobre la presión superficialde monocapas de 1-esteroil-2-oleoil-sn-glicero-3-fosfocolina(SOPC) que se extienden a una presión superficial inicial de 30mN/m.
Descripción detallada de la invenciónSegún la presente invención, productosfarmacéuticos oftálmicos anti-alergiaadministrables por vía tópica comprenden un fármaco anfipáticoanti-alergia a una concentración tal que el fármacotenga un Valor de Actividad Superficial de aproximadamente2-11, y preferiblemente de 4-11. Los productos farmacéuticos de la presente invención contienen unfármaco anti-alergia anfipático a una concentraciónde aproximadamente 20 mM o menor.
El Valor de Actividad Superficial se obtienedeterminando la interacción de un fármacoanti-alergia anfipático ("compuesto de ensayo")en tampón sólo con una monocapa de fosfolípido. La interaccióncompuesto de ensayo/membrana de mastocito se imita en una monocapade fosfolípido extendida sobre un tampón acuoso en una cubeta deLangmuir modificada. En este sistema, se cuantifica la interaccióncompuesto de ensayo-membrana determinando el cambioen la presión superficial (\Delta\pi en mN/m) de una películamonomolecular de 1-esteroil-2-oleoil-sn-glicero-3-fosfocolina(SOPC) que se extiende a una presión superficial inicial de28-32 mN/m en una sub-fase de tampónacuoso. Se elige la presión superficial inicial de28-32 nM/m porque esta presión imita la de lasmembranas celulares de la mayoría de los mamíferos.
Los cambios de presión superficial se miden a24ºC, al tiempo que aumenta progresivamente la concentración delcompuesto de ensayo en la sub-fase de tampón de 0hasta al menos 5 mM (o hasta el límite de solubilidad del compuesto si ésta es menor que 5 mM), y preferiblemente hasta al menos 20 mM(o hasta el límite de solubilidad del compuesto si ésta es menor que20 mM). El compuesto de ensayo se añade a lasub-fase por intercambio continuo desub-fase (manteniendo constante el volumen total dela sub-fase) a un caudal suficientemente lento queevite perturbar la monocapa de SOPC (por ejemplo 0,4 ml/min).
La presión superficial se mide utilizando uncontrolador-medidor automático montado sobre unaelectrobalanza Cahn 27 equipada con una probeta Wilhelmy de alambrede nicromo de calibre 24. [Véase Tsujita y otros, Regulación de laadsorción de carboxiléster lipasa en superficies. 1. Especificidad química.Biochemistry 26:8423-8429 (1987) yMomsen y otros, La conveniencia de nicromo para la medición de latensión interfacial gas-líquido por el método Wilhelmy.J. Colloid Interface Sci.135:547-552 (1990)]. Los dos compartimentos acuosos(circular y rectangular) de la cubeta de teflón con forma de ojo dellave están desconectados; solamente se usa el compartimentocircular (área = 25,5 cm^{2}, volumen = 24,4 ml) para laformación de la monocapa. La temperatura en ambos compartimentos semantiene a 24ºC usando una placa base a temperatura constantecontrolada por un baño de agua de precisión. La colocación precisade la probeta Wilhelmy en la fase acuosa, la corrección del empujedel agua sobre la probeta debido a la inmersión, la agitación de lasub-fase y la recogida de datos se controlanmediante microprocesador (Tsujita i otros,idem.).
El efecto del compuesto de ensayo sobre lapresión superficial se determina por medio de un intercambiocontinuo de la fase acuosa con una solución concentrada delcompuesto de ensayo en el tampón. Aunque la identidad del tampón noes crítica en tanto en cuanto la sub-fase acuosa semantenga a pH fisiológico, el tampón preferido es 10 mM deHEPES/100 mM de NaCl con el pH ajustado a 7,5. La concentración delcompuesto de ensayo en la fase acuosa se determina a partir de lafracción de volumen de sub-fase intercambiado y dela concentración de soluto en la solución concentrada. Es necesarioel intercambio continuo para evitar la perturbación de la monocapade SOPC, y se logra por medio de acometidas de inyección/expulsiónlaterales o de fondo.
Los fármacos anfipáticosanti-alergia de la presente invención poseen,preferiblemente, actividad antihistamina, tales como antagonistastricíclicos receptores de H_{1} que exhiben una afinidad deenlacein vitro (k_{j}) en el intervalo de0,1-100 nM para el receptor de H_{1}. Los fármacosanfipáticos anti-alergia de la presente invenciónexcluyen olopatadina, ketotifeno, emedastina, feniramina,pirilamina, cromolina, nedocromil y levocabastina.
Usando técnicas conocidas se pueden elaborarformulaciones de compuestos anti-alergia paraadministración tópica oftálmica. Se pueden añadir excipientesoftálmicamente aceptables, tales como agentes ajustadores de tonicidad, agentes ajustadores de pH, agentes tamponadores,conservantes, agentes mejorantes de la comodidad, agentesmodificadores de la viscosidad, agentes estabilizantes, etc. Porejemplo, se pueden usar como agentes isotónicos cloruro sódico,glicerina, manitol o similares; como conservantes éster del ácidop-hidroxibenzoico, cloruro de benzalconio osimilares; como agentes tamponadores hidrógenofosfato de sodio, dihidrógenofosfato de sodio, ácido bórico o similares; comoestabilizantes edetato de sodio y similares; como vehículosviscosos poli(alcohol vinílico), poli(pirrolidonavinílica), poli(ácido acrílico) y similares; como controladores depH hidróxido de sodio, ácido clorhídrico y similares. Si se desea,las formulaciones que contienen los agentesanti-alergia según la presente invención tambiénpueden contener otros agentes activos.
Formulaciones de gotas para los ojos producidassegún la presente invención, típicamente, sólo será necesarioaplicarlas a los ojos una vez o unas pocas veces al día en unacantidad de una a varias gotas cada vez, si bien en casos másseveros las gotas se pueden aplicar varias veces al día. Una gota típica es aproximadamente 30 \mul.
En los siguientes ejemplos se ilustran ciertasrealizaciones de la invención.
Ejemplo 1Formulación de solución oftálmica tópica| Ingrediente | Concentración (% enpeso/volumen) |
| Compuesto que tiene unValor de ActividadSuperficial | 0,01-0,5 |
| \leq11,2a la concentración seleccionada | |
| Fosfatodibásico de sodio (anhido), USP | 0,5 |
| Clorurode sodio, USP | 0,65 |
| Cloruro debenzalconio | 0,01 |
| Hidróxido de sodio,NF | c.s. pH = 7,0 |
| Ácido clorhídrico,NF | c.s. pH = 7,0 |
| Aguapurificada | c.s. 100 |
| Ingrediente | Concentración (% enpeso/volumen) |
| Compuesto que tiene unValor de ActividadSuperficial | 0,01-0,5 |
| \leq11,2a la concentración seleccionada | |
| Carbopol974 P | 0,8 |
| Edetatodisódico | 0,01 |
| Polisorbato80 | 0,05 |
| Cloruro de benzalconio,solución | 0,01 + 5 xs |
| Hidróxido desodio | c.s. pH = 7,2 |
| Ácidoclorhídrico | c.s. pH = 7,2 |
| Aguapurificada | c.s. 100 |
Se purificó agua por ósmosis inversa y filtracióncon carbón, paso a través de un sistema de desionización Elix 3(Millipore) y paso a través de un sistema limpiador Milli Q UV Plus(Millipore). Se usó un tampón, compuesto de 10 mM de HEPES quecontenía NaCl 0,1 M de pH 7,5, para preparar soluciones deolopatadina y ketotifeno (y para experimentos de control). Despuésde mezclar el fármaco con el tampón, fue necesario reajustar el pHa un valor de 7,5 con NaOH 5 M. Todos los productos químicos eran decalidad reactivo.
Intercambio de contenidos de fase acuosaEl compartimento circular delcontrolador-medidor automático interfacial anteriormente descrito se ajustó con un tubo de entrada (0,794 mm DITeflón) y un tubo de salida (Teflón de calibre 18) que entraban a través de la pared exterior del compartimento de la muestra. Seconectaron éstos a jeringas de gas estancas (modelo 1025, Hamilton,Reno, NV) de 25 ml, montadas en una bomba de doble jeringaaspirante impelente controlada por microprocesador (modelo sp260p,World Precision Instruments, Sarasota, FL) a través de válvulas deTeflón de tres vías (Hamilton, Reno, NV) que se usaron para llenadoe inyección de agua. Aproximadamente 42 cm del tubo de entrada seenrollaron en el compartimento rectangular lleno de agua del tubopara equilibrar la solución entrante a la temperatura delcompartimento circular. Se usó una varilla agitadora magnéticarevestida de Teflón convencional (longitud = 3,6 cm, diámetro 2 mm)para mezclar los contenidos acuosos. La varilla giraba a 50 rpmaproximadamente por medio de un imán arrastrado por un motor debaja tensión instalado debajo del compartimento circular ycontrolado por un microprocesador. La relativamente baja velocidadde agitación y el pequeño diámetro de la varilla se usaron paraminimizar la perturbación en la monocapa de lípidos. Paraintercambiar los contenidos del compartimento circular con lasolución de la jeringa de entrada al tiempo que se mantiene elvolumen constante, las jeringas se hicieron funcionar al unísono,pero en direcciones opuestas, por la bomba de jeringa. Losexperimentos de control mostraron que, durante el intercambio de 25ml de fase acuosa, el volumen de líquido extraído de un recipientede ensayo permaneció constante dentro de una desviación mediaponderada de 0,023 ml (n=2), o \sim 0,1%. Esto aseguró que laprofundidad de inmersión de la probeta Wilhelmy era constante dentrode \sim 10 \mum y, por lo tanto, el ángulo de contacto de lafase acuosa con la probeta, permaneció esencialmente constantedurante los experimentos de intercambio.
Mediciones del efecto de olopatadina y ketotifeno sobre lapresión superficialSe prepararon soluciones saturadas de olopatadinay ketotifeno, respectivamente, para cada experimento de intercambiocalentando suavemente un exceso de fármaco en tampón, ajustando elpH a 7,5 y equilibrando la muestra a 24ºC. Después de la filtración para separar el fármaco sin disolver, se determinóespectrofotométricamente la concentración de fármaco en lasolución. Se determinó la concentración de fármaco en partes alícuotas diluidas de la solución comparando su absorbencia con unacurva normalizada obtenida con soluciones normalizadas del fármaco.Esta solución o tampón (control) se cargó a la jeringa de inyeccióndel aparato y se extendió una monocapa de SOPC sobre la superficiede la fase acuosa en el compartimento de intercambio ligeramente por debajo de la presión superficial deseada de 30 mN/m. La película delípido se equilibró durante 90 a 220 min. para alcanzar unavelocidad de corriente de presión superficial <0,01%/min., que seconsideró estable. Una vez que la monocapa estaba estable, se llevóa cabo el intercambio a un caudal constante de 0,4 ml/min durante el cual se registró la presión superficial en función del tiempo.
Se realizaron, al menos por duplicado,experimentos de intercambio y control (sin fármaco). Cada conjuntode controles se normalizó a la presión nominal y se promediaron losdatos. Los resultados se muestran en la Figura 1, donde se representa la concentración de fármaco frente a la presiónsuperficial de la monocapa de SOPC para cada fármaco. Laolopatadina produjo un incremento relativamente pequeño en lapresión superficial (7,1 mN/m) a medida que su concentración en lasubfase acuosa se aumenta de 0 a 5 mM. En contraposición, elketotifeno produjo un aumento el doble de grande que el de laolopatadina en la presión superficial (15 mN/m) cuando se ensayósobre un intervalo de concentración de 0 - 3,5 mM. Así, el Valor deActividad Superficial de olopatadina es 7,1 y el de ketotifeno es15.