Способы лечения и предотвращения инфекции с. difficile

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к способу лечения инфекции C. difficile у субъекта, нуждающегося в этом, включающему введение указанному субъекту эффективного количества соединения или его соли, где соединение представляет собой соединение A’, имеющее следующую структурную формулу:

в результате чего обеспечивается лечение инфекции C. difficile у указанного субъекта, а также относится к способу лечения бактериальной инфекции без возникновения инфекции C. difficile, к способу лечения бактериальной инфекции без существенного нарушения микробиома кишечника у субъекта, где способы включают введение субъекту, который выбран как подверженный риску развития инфекции C. Difficile, эффективного количества соединения или его соли, где указанное соединение представляет собой соединение A’, имеющее следующую структурную формулу:

в результате чего обеспечивается лечение указанной бактериальной инфекции у указанного субъекта без возникновения инфекции C. difficile. Группа изобретений обеспечивает разработку эффективных способов предотвращения инфекции C. Difficile и разработку эффективных способов лечения инфекции C. Difficile у субъектов, которые подвержены риску развития C. Difficile и которых лечат от бактериальной инфекции. 4 н. и 39 з.п. ф-лы, 17 ил., 4 пр., 3 табл.

 

Родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки на патент США № 62/312996, поданной 24 марта 2016 г., и предварительной заявки на патент США № 62/320053, поданной 8 апреля 2016 г. Содержание каждой из вышеуказанных заявок полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Уровень техники

Clostridium difficile (С. difficile) представляет собой вид грамположительных спорообразующих бактерий, которые широко распространены в природе и главным образом преобладают в почве. Патогенные штаммы С. difficile продуцируют множество токсинов, наиболее хорошо охарактеризованными из которых являются энтеротоксин (С. difficile токсин А) и цитотоксин (С. difficile токсин В), оба из которых могут вызывать диарею и воспаление у инфицированных пациентов. Токсины А и В представляют собой глюкозилтрансферазы, которые ориентированы на семейство ГТФаз Rho и инактивируют их. Токсин В (цитотоксин) индуцирует деполимеризацию актина с помощью механизма, коррелированного со снижением АДФ-рибозилирования ГТФ-связывающих Rho-белков с низкой молекулярной массой. Другой токсин, бинарный токсин, также был описан ранее, но его роль в возникновении патологических состояний, связанных с инфекциями С. difficile, до конца не понятна.

С. difficile передается от человека к человеку фекально-оральным путем. Тем не менее, организм образует споры, устойчивые к нагреванию, которые не погибают при воздействии моющих средств для рук на спиртовой основе или при обычной очистке поверхности. Таким образом, эти споры выживают в клинических условиях в течение длительного времени. Благодаря этому бактерии могут культивироваться практически с любой поверхности. Когда споры попадают в организм, их кислотоустойчивость позволяет им проходить через желудок без повреждений. Они прорастают и размножаются в вегетативные клетки в толстой кишке при воздействии желчных кислот.

Предполагают, что инфицирование кишечника С. difficile происходит, когда эта бактерия заменяет нормальную флору кишечника, которая была нарушена, как правило, после лечения несвязанной инфекции антибиотиками. Нарушение количества нормальных здоровых бактерий может обеспечить возможность преобладания С. difficile в микробиоме кишечника. Таким образом, диарея, связанная с С. difficile (CDAD), представляет собой тип диареи, ассоциированной с антибиотиком, и часто легкие случаи CDAD можно лечить путем прекращения приема провоцирующих антибиотиков. Как ни странно, более серьезные случаи требуют целевого лечения антибиотиками, например, лечения ванкомицином или метронидазолом, а рецидивы CDAD отмечаются с частотой до 20% случаев.

Инфекция С. difficile может привести к псевдомембранозному колиту или воспалению кишечника, а также к инфекционной диарее CDAD, которая является наиболее частой причиной смертности, связанной с гастроэнтеритом, в медицинском центре (Johanesen et al., Genes (Basel), 6, 1347-60, 2015; Cohen et al., Infect. Control Hosp. Epidemiol, 31(5), 431-55, 2010). Недавнее исследование наблюдения согласно оценкам сообщает о 450000 случаев инфекций и 29000 смертей, вызванных инфекцией С. difficile в Соединенных Штатах Америки в 2011 году (Lessa et al., N. Engl. J. Med. 372(9):825-34, 2015). Ежегодные расходы, связанные с инфекцией С. difficile, оценивались примерно в 4,8 миллиардов долларов США (Lessa et al., N. Engl. J. Med. 372(9):825-34, 2015).

Лечение инфекций С. difficile антибиотиками может представлять сложности вследствие устойчивости к антибиотикам и физиологических факторов бактерий (спорообразование и защитные эффекты псевдомембраны). В 2005 году сообщалось о возникновении нового высокотоксичного штамма С. difficile, устойчивого к фторхинолоновым антибиотикам, таким как ципрофлоксацин и левофлоксацин, которые, как сообщается, вызывают территориально рассредоточенные вспышки в Северной Америке. Центры США по контролю за заболеваниями (CDC) в Атланте предупредили о возникновении эпидемического штамма с повышенной вирулентностью, резистентностью к антибиотикам или и тем, и другим.

Поэтому необходимы более эффективные способы лечения и предотвращения инфекций С. difficile и CDAD.

Раскрытие сущности изобретения

Омадациклин, также называемый соединением А, представляет собой первый в классе аминометилциклин, имеющий структуру, представленную ниже (Honeyman et al., Antimicrob. Agents Chemother. 59(11), 7044-53, 2015):

Неожиданно было обнаружено, что омадациклин проявляет необычно высокую активность в отношении С. difficile. Неожиданно наблюдалось также, что, в отличие от других антибиотиков, омадациклин не связан с повышенным риском развития инфекций С. difficile.

Соответственно, в некоторых вариантах реализации настоящее изобретение относится, по меньшей мере частично, к способу лечения инфекции С. difficile у субъекта, нуждающегося в этом, включающему введение субъекту эффективного количества соединения или его соли, где соединение представляет собой соединение А', имеющее следующую структурную формулу:

таким образом лечат инфекцию С. difficile, у субъекта.

В некоторых вариантах реализации инфекция С. difficile, представляет собой рецидивирующую инфекцию С. difficile. В некоторых вариантах реализации соединение вводят в комбинации по меньшей мере с одной или более дополнительной терапией, применяемой для лечения инфекции С. difficile. В одном варианте реализации терапия включает введение антибиотика, например, метронидазола или ванкомицина. В другом варианте реализации терапия включает введение пробиотика. В еще одном варианте реализации терапия включает введение фекального трансплантата.

В некоторых вариантах реализации в настоящем изобретении также предложен способ лечения бактериальной инфекции без возникновения инфекции С. difficile у субъекта, который подвержен риску развития инфекции С. difficile, причем способ включает введение субъекту эффективного количества соединения или его соли, где соединение представляет собой соединение А', имеющее следующую структурную формулу:

таким образом лечат бактериальную инфекцию у субъекта без возникновения инфекции С. difficile.

В некоторых вариантах реализации в настоящем изобретении также предложен способ лечения бактериальной инфекции без существенного нарушения микробиома кишечника у субъекта, который подвержен риску развития инфекции С. difficile, при этом способ включает введение субъекту эффективного количества соединения или его соли, где соединение представляет собой соединение А', имеющее следующую структурную формулу:

таким образом лечат бактериальную инфекцию у субъекта без существенного нарушения микробиома кишечника.

В некоторых аспектах лечение бактериальной инфекции без существенного нарушения микробиома кишечника не приводит к инфекции С. difficile у субъекта. В некоторых аспектах способы согласно настоящему изобретению дополнительно включают выбор субъекта, подверженного риску развития инфекции С. difficile, перед применением.

В некоторых вариантах реализации в настоящем изобретении предложен способ лечения бактериальной инфекции у субъекта, который предрасположен к развитию инфекции С. difficile, при этом способ включает введение субъекту эффективного количества соединения или его соли, где соединение представляет собой соединение A', имеющее следующую структурную формулу:

таким образом лечат бактериальную инфекцию у субъекта.

В некоторых аспектах в настоящем изобретении также предложен способ лечения бактериальной инфекции у субъекта, подверженного риску развития инфекции С. difficile, при этом способ включает стадии:

выбор субъекта, подверженного риску развития инфекции С. difficile; и

введение субъекту эффективного количества соединения, где соединение представляет собой соединение А' или его соль, имеющее следующую структурную формулу:

таким образом лечат бактериальную инфекцию у субъекта.

В некоторых аспектах бактериальная инфекция выбрана из группы, состоящей из инфекции кожи или структуры кожи, внебольничной бактериальной пневмонии (САВР) и инфекции мочевыводящих путей (UTI).

В некоторых аспектах бактериальная инфекция вызвана грамположительной бактерией (например, грамположительным анаэробом). В других аспектах бактериальная инфекция вызвана грамотрицательной бактерией (например, грамотрицательной палочкой (GNR)). В дополнительном варианте реализации бактериальная инфекция вызвана бактерией, относящейся к видам, выбранным из группы, состоящей из: Е. coli, S. aureus, Е. faecalis, К. pneumoniae, Е. hirae, A. baumanii, В. catarrhalis, Н. influenza, P. aeruginosa, и Е. faecium.

В дополнительном аспекте S. aureus представляет собой чувствительный к метициллину S. aureus (MSSA) или устойчивый к метициллину S. aureus (MRSA), включая как внутрибольничный, так и внебольничный MRSA. В одном варианте реализации инфекция представляет собой внутрибольничную инфекцию MRSA. В другом варианте реализации инфекция представляет собой внебольничную инфекцию MRSA.

В одном аспекте бактериальная инфекция вызвана стрептококками (например, Streptococcus pneumoniae, устойчивым к пенициллину Streptococcus pneumoniae (PRSP), Streptococcus pyogenes и Streptococcus agtjactice), Viridans Streptococci, Enterococcus или их комбинациями.

В еще одном аспекте бактериальная инфекция вызвана бактерией, принадлежащей к роду, выбранному из группы, состоящей из: Salmonella и Streptococcus.

В одном варианте реализации бактериальная инфекция может быть устойчивой к другим антибиотикам, таким как пенициллин или тетрациклин.

В некоторых вариантах реализации соединение, применяемое в способах согласно настоящему изобретению, представляет собой соединение А, имеющее следующую структурную формулу:

В некоторых аспектах субъект, подверженный риску развития инфекции С. difficile, представляет собой субъект, который недавно получал лечение одним или более антибиотиками, например, антибиотиком широкого спектра действия. В одном аспекте субъект, подверженный риску развития инфекции С. difficile, представляет собой субъект, который перенес хирургическую операцию на желудочно-кишечном тракте. В другом аспекте субъект, подверженный риску развития инфекции С. difficile, представляет собой субъект, который имеет заболевание толстого кишечника, например, воспалительное заболевание кишечника или колоректальный рак. В одном аспекте субъект, подверженный риску развития инфекции С. difficile, представляет собой субъект с ослабленной иммунной системой. В другом аспекте субъект, подверженный риску развития инфекции С. difficile, представляет собой субъект, который находится на химиотерапии. В еще одном аспекте субъект, подверженный риску развития инфекции С. difficile, представляет собой субъект, который ранее перенес инфекцию С. difficile. В еще одном аспекте субъект, подверженный риску развития инфекции С. difficile, представляет собой субъект пожилого возраста, например, 65 лет или старше. В еще одном аспекте субъект, подверженный риску развития инфекции С. difficile, представляет собой субъект, имеющий заболевание почек. В одном варианте реализации субъект, подверженный риску развития инфекции С. difficile, представляет собой субъект, который принимает ингибиторы протонного насоса.

В одном варианте реализации субъект, подверженный риску развития инфекции С. difficile, представляет собой субъект, проживающий в окружающей среде, которая располагает к развитию инфекции С. difficile у субъекта. В дополнительном аспекте окружающая среда, которая располагает к развитию инфекции С. difficile у субъекта, включает больницу, лечебно-реабилитационный центр для престарелых или дом престарелых.

В одном варианте реализации соединение вводят перорально. В другом варианте реализации соединение вводят внутривенно. В дополнительном варианте реализации соединение вводят в форме по меньшей мере одной дозы для внутривенного введения с последующим введением по меньшей мере одной дозы для перорального введения. В дополнительном аспекте по меньшей мере одну дозу для перорального введения вводят примерно через 24 часа после по меньшей мере одной дозы для внутривенного введения.

В одном варианте реализации соединение вводят один раз в день или два раза в день.

В некоторых вариантах реализации соединение вводят в дозе примерно 100 мг, примерно 200 мг, примерно 300 мг, примерно 600 мг или примерно 900 мг.

В некоторых вариантах реализации субъект лечат не более и включая примерно 14 дней, не более и включая примерно 10 дней, не более и включая примерно 9 дней, не более и включая примерно 8 дней или не более и включая примерно 7 дней.

В одном аспекте фармацевтически приемлемая соль соединения согласно настоящему изобретению представляет собой хлористоводородную соль. В другом аспекте фармацевтически приемлемая соль соединения согласно настоящему изобретению представляет собой тозилатную соль.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 представляет собой график Каплана-Мейера процента выживаемости хомяков, инфицированных С. difficile, после лечения омадациклином и лекарственными средствами сравнения.

Фигура 2 представляет собой схему, показывающую экспериментальные временные рамки эксперимента модели кишечника, описанного в примере 3.

Фигура 3 представляет собой график, показывающий популяции микрофлоры кишечника (log₁₀ КОЕ/мл) в сосуде 2 модели кишечника, подвергнутой действию омадациклина, описанной в примере 3. Периоды A-D показаны на фигуре 2.

Фигура 4 представляет собой график, показывающий популяции микрофлоры кишечника (log₁₀ КОЕ/мл) в сосуде 3 модели кишечника, подвергнутой действию омадациклина, описанной в примере 3. Периоды A-D показаны на фигуре 2.

Фигура 5 представляет собой график, показывающий количество С. difficile (log₁₀ КОЕ/мл), титр токсинов (относительные единицы RU) и активную концентрацию омадациклина (ОМА) (мг/л) в сосуде 1 модели кишечника, подвергнутой действию омадациклина, описанной в примере 3. Периоды A-D определены на фигуре 2.

Фигура 6 представляет собой график, показывающий количество С. difficile (log₁₀ КОЕ/мл), титр токсинов (относительные единицы RU) и активную концентрацию омадациклина (ОМА) (мг/л) в сосуде 2 модели кишечника, подвергнутой действию омадациклина, описанной в примере 3. Периоды A-D определены на фигуре 2.

Фигура 7 представляет собой график, показывающий количество С. difficile (log₁₀ КОЕ/мл), титр токсинов (относительные единицы RU) и активную концентрацию омадациклина (ОМА) (мг/л) в сосуде 3 модели кишечника, подвергнутой действию омадациклина, описанной в примере 3. Периоды A-D определены на фигуре 2.

Фигура 8 представляет собой график, показывающий популяции микрофлоры кишечника (log₁₀ КОЕ/мл) в сосуде 2 модели кишечника, подвергнутой действию омадациклина, описанной в примере 4. Периоды A-D определены на фигуре 2. Горизонтальная пунктирная линия показывает предел обнаружения для количества жизнеспособных организмов.

Фигура 9 представляет собой график, показывающий популяции микрофлоры кишечника (log₁₀ КОЕ/мл) в сосуде 3 модели кишечника, подвергнутой действию омадациклина, описанной в примере 4. Периоды A-D определены на фигуре 2. Горизонтальная пунктирная линия показывает предел обнаружения для количества жизнеспособных организмов.

Фигура 10 представляет собой график, показывающий количество С. difficile (log₁₀ КОЕ/мл), титр токсинов (относительные единицы RU) и активную концентрацию омадациклина (ОМА) (мг/л) в сосуде 1 модели кишечника, подвергнутой действию омадациклина, описанной в примере 4. Периоды A-D определены на фигуре 2. Горизонтальная пунктирная линия показывает предел обнаружения для количества жизнеспособных организмов.

Фигура 11 представляет собой график, показывающий количество С. difficile (log₁₀ КОЕ/мл), титр токсинов (относительные единицы RU) и активную концентрацию омадациклина (ОМА) (мг/л) в сосуде 2 модели кишечника, подвергнутой действию омадациклина, описанной в примере 4. Периоды A-D определены на фигуре 2.

Горизонтальная пунктирная линия показывает предел обнаружения для количества жизнеспособных организмов.

Фигура 12 представляет собой график, показывающий количество С. difficile (log₁₀ КОЕ/мл), титр токсинов (относительные единицы RU) и активную концентрацию омадациклина (ОМА) (мг/л) в сосуде 3 модели кишечника, подвергнутой действию омадациклина, описанной в примере 4. Периоды A-D определены на фигуре 2. Горизонтальная пунктирная линия показывает предел обнаружения для количества жизнеспособных организмов.

Фигура 13 представляет собой график, показывающий популяции микрофлоры кишечника (log₁₀ КОЕ/мл) в сосуде 2 модели кишечника, подвергнутой действию моксифлоксацина, описанной в примере 4. Периоды A-D определены на фигуре 2. Горизонтальная пунктирная линия показывает предел обнаружения для количества жизнеспособных организмов.

Фигура 14 представляет собой график, показывающий популяции микрофлоры кишечника (log₁₀ КОЕ/мл) в сосуде 3 модели кишечника, подвергнутой действию моксифлоксацина, описанной в примере 4. Периоды A-D определены на фигуре 2. Горизонтальная пунктирная линия показывает предел обнаружения для количества жизнеспособных организмов.

Фигура 15 представляет собой график, показывающий количество С. difficile (log₁₀ КОЕ/мл), титр токсинов (относительные единицы RU) в сосуде 1 модели кишечника, подвергнутой действию моксифлоксацина, описанной в примере 4. Периоды A-D определены на фигуре 2. Горизонтальная пунктирная линия показывает предел обнаружения для количества жизнеспособных организмов.

Фигура 16 представляет собой график, показывающей количество С. difficile (log₁₀ КОЕ/мл), титр токсинов (относительные единицы RU) в сосуде 2 модели кишечника, подвергнутой действию моксифлоксацина, описанной в примере 4. Периоды A-D определены на фигуре 2. Горизонтальная пунктирная линия показывает предел обнаружения для количества жизнеспособных организмов.

Фигура 17 представляет собой график, показывающий количество С. difficile (log₁₀ КОЕ/мл), титр токсинов (относительные единицы RU) в сосуде 3 модели кишечника, подвергнутой действию моксифлоксацина, описанной в примере 4. Периоды A-D определены на фигуре 2. Горизонтальная пунктирная линия показывает предел обнаружения для количества жизнеспособных организмов.

Осуществление изобретения

Лечение инфекции С. difficile

Настоящее изобретение основано на неожиданном открытии, что омадациклин проявляет неожиданно высокую активность против С. difficile. Соответственно, в некоторых вариантах реализации настоящее изобретение по меньшей мере частично относится к способу лечения инфекции С. difficile у субъекта, нуждающегося в этом, например, у субъекта, представляющего собой человека, при этом способ включает введение указанному субъекту эффективного количества соединения или его соли, где соединение представляет собой соединение А', имеющее следующую структурную формулу:

таким образом лечат инфекцию С. difficile у субъекта

В некоторых вариантах реализации соединение, применяемое в способах согласно настоящему изобретению, представляет собой соединение А, имеющее следующую структурную формулу:

В некоторых вариантах реализации инфекция С. difficile может представлять собой рецидивирующую инфекцию С. difficile. Рецидив инфекции С. difficile может возникать у 20-30% субъектов после лечения начальной инфекции Clostridium difficile (CDI) метронидазолом или ванкомицином. Такой рецидив приводит в замешательство, поскольку утвержденной альтернативы лечения, которая обеспечивает меньшую вероятность повторного рецидива, не существует. После второго рецидива последующие эпизоды возникают у 40-60% субъектов. Рецидивирующая CDI может быть следствием спор носителя или инфекции от местного загрязнения окружающей среды. Поэтому трудно различить рецидив и повторное заражение. Как метронидазол, так и ванкомицин подавляют рост нормальной микрофлоры, и тем самым наносят ущерб устойчивости естественной колонизации.

В некоторых вариантах реализации инфекция С. difficile представляет собой суперинфекцию.

В некоторых вариантах реализации субъект, у которого обнаруживают инфекцию С. difficile, например, рецидивирующую инфекцию С. difficile или суперинфекцию С. difficile, представляет собой субъект, который проживает в окружающей среде, которая располагает к развитию инфекции С. difficile у субъекта. Такая окружающая среда может включать любую окружающую среду в учреждениях здравоохранения, включая больницу, лечебно-реабилитационный центр для престарелых или дом престарелых. Окружающая среда в условиях учреждения здравоохранения может быть заражена спорами С. difficile, а степень заражения является пропорциональной количеству пациентов с CDAD. Хотя пациенты-носители без симптомов также могут служить источником заражения.

Соединение согласно настоящему изобретению, например, соединение (А) или соединение (А'), можно вводить в комбинации по меньшей мере с одной или более дополнительной терапией, применяемой для лечения инфекции С. difficile. Например, терапия может включать введение антибиотика, который применяют для лечения инфекции С. difficile, например, метронидазола или ванкомицина. Дополнительная терапия также может включать введение пробиотика, например, составов, содержащих L. rhamnosus или Saccharomyces boulardii. В еще одном варианте реализации дополнительная терапия включает введение фекального трансплантата. Не желая быть связанными конкретной теорией, считается, что введение фекального трансплантата снижает нарушения микробиоты кишечника, что позволяет подавить инфекцию С. difficile.

Идентификацию субъектов с инфекцией С. difficile можно проводить с применением способов, общеизвестных в данной области техники. Такие способы включают, но не ограничиваются ими, посев кала на С. difficile; молекулярные тесты для обнаружения токсинов А и/или В, продуцируемых С. difficile, например, анализ на основе ПЦР, анализ цитотоксичности в культуре тканей или иммуноферментный анализ; и обнаружение присутствия антигена С. difficile с применением, например, латекс-агглютинации или иммунохроматографических анализов.

Лечение бактериальных инфекций

В настоящем изобретении также предложен способ лечения бактериальной инфекции без возникновения инфекции С. difficile у субъекта, например, субъекта человека, который подвержен риску развития инфекции С. difficile, при этом способ включает введение субъекту эффективного количества соединения или его соли, где соединение представляет собой соединение А', имеющее следующую структурную формулу:

таким образом лечат бактериальную инфекцию у субъекта без возникновения инфекции С. difficile.

В некоторых вариантах реализации соединение, применяемое в способах согласно настоящему изобретению, представляет собой соединение А, имеющее следующую структурную формулу:

В настоящее время обнаружено, что лечение бактериальных инфекций омадациклином не увеличивает риск развития инфекции С. difficile. Это отличается от лечения бактериальных инфекций другими распространенными антибиотиками, которые увеличивают риск развития инфекции С. difficile и ассоциированной CDAD. В частности, как описано в следующем примере 3, повышенное воздействие омадациклина в модели кишечника in vitro не привело к каким-либо признакам моделируемой инфекции С. difficile. В частности, общее количество жизнеспособных организмов С. difficile (TVC) оставалось примерно равным количеству спор на протяжении эксперимента, что указывает на то, что все С. difficile оставались в форме спор, и пролиферация вегетативных клеток не наблюдалась. Кроме того, во время эксперимента не обнаружено токсина С. difficile (см. также фигуры 5, 6 и 7).

В некоторых вариантах реализации воздействие омадациклина или введение омадациклина субъекту не способствует пролиферации С. difficile in vivo.

В некоторых вариантах реализации воздействие омадациклина или введение омадациклина субъекту имеет низкий потенциальный риск индуцирования инфекции С. difficile.

В некоторых вариантах реализации в настоящем изобретении также предложен способ лечения бактериальной инфекции без существенного нарушения микробиома кишечника у субъекта, например, субъекта человека, который подвержен риску развития инфекции С. difficile, при этом способ включает введение субъекту эффективного количества соединения или его соли, где соединение представляет собой соединение А', имеющее следующую структурную формулу:

таким образом лечат бактериальную инфекцию у субъекта без существенного нарушения микробиома кишечника.

В некоторых вариантах реализации соединение, применяемое в способах согласно настоящему изобретению, представляет собой соединение А, имеющее следующую структурную формулу:

Термин «без существенного нарушения микробиома кишечника» относится к уровням модуляции бактериальных популяций в кишечнике после лечения антибиотиком, например, омадациклином, таким как соединение (А) или соединение (А'), которые не связаны с увеличением риска развития инфекции С. difficile. Этот термин включает варианты реализации, в которых лечение бактериальной инфекции соединением согласно настоящему изобретению, например, омадациклином, может привести к некоторому нарушению микробиома кишечника, но степень нарушения не приводит к инфекции С. difficile или повышенному риску развития инфекции С. difficile у субъекта. Например, может возникнуть некоторое нарушение, но инфекция С. difficile ингибируется или предотвращается присутствием омадациклина. По меньшей мере в одном варианте реализации омадациклин при сильном нарушении флоры или микробиома кишечника в желудочно-кишечном тракте имеет низкую склонность к индуцированию инфекции С. difficile при введении субъекту.

При введении субъекту дозы для перорального введения омадациклина, например, соединения (А) или соединения (А'), большая часть дозы для перорального введения, например, приблизительно 60% поглощенного омадациклина, выводится в кишечнике, то есть, через билиарный/фекальный путь выведения. Поскольку значительная доля дозы для перорального введения омадациклина выводится в кишечнике, открытие, что омадациклин можно вводить субъекту без существенного нарушения микробиома кишечника, было удивительным и неожиданным. Поскольку инфекция С. difficile возникает при существенном нарушении микробиома кишечника, открытие, что омадациклин при введении субъекту для лечения бактериальной инфекции не увеличивает риск развития инфекции С. difficile у субъекта, также было удивительным и неожиданным.

В некоторых вариантах реализации лечение бактериальной инфекции без существенного нарушения микробиома кишечника не приводит к инфекции С. difficile у субъекта. В некоторых аспектах способы согласно настоящему изобретению дополнительно включают, перед применением, выбор субъекта, который подвержен риску развития инфекции С. difficile или который предрасположен к развитию инфекции С. difficile.

В некоторых вариантах реализации в настоящем изобретении также предложен способ лечения бактериальной инфекции у субъекта, например, субъекта человека, который предрасположен к развитию инфекции С. difficile, при этом способ включает введение субъекту эффективного количества соединения или его соли, где соединение представляет собой соединение А', имеющее следующую структурную формулу:

таким образом лечат бактериальную инфекцию у субъекта.

В некоторых аспектах в настоящем изобретении также предложен способ лечения бактериальной инфекции у субъекта, подверженного риску развития инфекции С. difficile, при этом способ включает стадии:

выбор субъекта, подверженного риску развития инфекции С. difficile; и

введение субъекту эффективного количества соединения, где соединение представляет собой соединение А' или его соль, имеющее следующую структурную формулу:

таким образом лечат бактериальную инфекцию у субъекта.

В некоторых вариантах реализации соединение, применяемое в способах согласно настоящему изобретению, представляет собой соединение А, имеющее следующую структурную формулу:

Термин «субъект, который подвержен риску развития инфекции С. difficile» или «субъект, который предрасположен к развитию инфекции С. difficile», относится к субъекту, у которого с большей вероятностью развивается инфекция С. difficile по сравнению со здоровым субъектом. Термин «субъект, который подвержен риску развития инфекции С. difficile» или «субъект, предрасположенный к развитию инфекции С. difficile» также относится к субъекту, который проживает в окружающей среде, которая располагает к развитию у субъекта инфекции С. difficile. Факторы, которые могут располагать к развитию у субъекта инфекции С. difficile, могут включать, но не ограничиваются ими, следующие:

(a) недавнее лечение антибиотиком, например, антибиотиком широкого спектра действия;

(b) недавняя хирургическая процедура, в частности, хирургическая процедура,

затрагивающая желудочно-кишечный тракт;

(c) наличие заболевания толстой кишки, например, воспалительного заболевания кишечника или колоректального рака;

(d) наличие ослабленной иммунной системы, например, в результате заболевания или в результате лечения химиотерапией;

(e) наличие ранее по меньшей мере одной инфекции С. difficile;

(f) наличие преклонного возраста, например, 65 лет или старше;

(g) наличие заболевания почек;

(h) прием ингибиторов протонного насоса; и

(i) проживание в окружающей среде, которая располагает к развитию у субъекта инфекции С. difficile. Такая окружающая среда может включать любую окружающую среду в учреждении здравоохранения, включая больницу, лечебно-реабилитационный центр для престарелых или дом престарелых. Окружающая среда в учреждении здравоохранения может быть заражена спорами С. difficile, а степень заражения является пропорциональной количеству пациентов с CDAD. Хотя пациенты-носители без симптомов также могут служить источником заражения.

Соответственно, в некоторых вариантах реализации субъект, который подвержен риску развития инфекции С. difficile, или субъект, который предрасположен к развитию инфекции С. difficile, могут принадлежать по меньшей мере одной из следующих категорий субъектов:

(a) субъекты, которые проходили недавнее лечение антибиотиком, например, антибиотиком широкого спектра действия;

(b) субъекты, которые проходили недавнюю хирургическую процедуру, в частности, хирургическую процедуру, затрагивающую желудочно-кишечный тракт;

(c) субъекты, которые имели заболевание толстой кишки, например, воспалительное заболевание кишечника или колоректальный рак;

(d) субъекты, которые имели ослабленную иммунную систему, например, в результате заболевания или в результате лечения химиотерапией;

(e) субъекты, которые ранее имели по меньшей мере одну инфекцию С. difficile;

(f) субъекты в преклонном возрасте, например, 65 лет или старше;

(g) субъекты, которые имеют заболевание почек;

(h) субъекты, которые принимают ингибиторы протонного насоса; и

(i) субъекты, которые проживают в окружающей среде, которая располагает к развитию у субъекта инфекции С. difficile. Такая окружающая среда может включать любую окружающую среду в учреждении здравоохранения, включая больницу, лечебно-реабилитационный центр для престарелых или дом престарелых. Окружающая среда в учреждении здравоохранения может быть заражена спорами С. difficile, а степень заражения является пропорциональной количеству пациентов с CDAD. Хотя пациенты-носители без симптомов также могут служить источником заражения.

По меньшей мере в одном варианте реализации субъект, который подвержен риску развития инфекции С. difficile, или субъект, который предрасположен к развитию инфекции С. difficile, не принадлежит к категории (f), как указано выше, т.е., субъект не является субъектом преклонного возраста, например, 65 лет или старше.

В некоторых вариантах реализации субъект, который подвержен риску развития инфекции С. difficile, или субъект, который предрасположен к развитию инфекции С. difficile, старше 81 года. В дополнительных вариантах реализации субъект, который подвержен риску развития инфекции С. difficile, или субъект, который предрасположен к развитию инфекции С. difficile, старше 85 лет, старше 90 лет или старше 95 лет.

В некоторых вариантах реализации субъект, который подвержен риску развития инфекции С. difficile, или субъект, который предрасположен к развитию инфекции С. difficile, принадлежит по меньшей мере к 2, по меньшей мере к 3, по меньшей мере к 4, по меньшей мере к 5, по меньшей мере к 6, по меньшей мере к 7, по меньшей мере к 8 или ко всем девяти категориям субъектов, перечисленным выше в (a)-(i).

Бактериальная инфекция, которую можно лечить омадациклином без повышенного риска развития инфекции С difficile, может включать инфекцию кожи или структуры кожи (ABSSSI), внебольничную бактериальную пневмонию (САВР) и инфекцию мочевыводящих путей (UTI).

Бактериальная инфекция может быть вызвана грамположительной бактерией или грамотрицательной бактерией. Бактериальная инфекция может быть вызвана бактерией, принадлежащей к видам, выбранным из группы, состоящей из: Е. coli, S. aureus, например, устойчивого к метициллину S. aureus (MRSA) или чувствительного к метициллину S. aureus (MSSA), E. faecalis, К. pneumoniae, Е. hirae, A. baumanii, В. catarrhalis, Н. influenza, P. aeruginosa и Е. faecium. Бактериальная инфекция также может быть вызвана бактерией, принадлежащей к роду, выбранному из группы, состоящей из: Salmonella и Streptococcus. Лечение бактериальных инфекций соединением согласно настоящему изобретению, например, омадациклином, описано, например, в патентах США № 7553828 и 9265740, содержание которых полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

В одном варианте реализации соединение вводят перорально. В другом варианте реализации соединение вводят внутривенно. В дополнительном варианте реализации соединение вводят в форме по меньшей мере одной дозы для внутривенного введения с последующим введением по меньшей мере одной дозы для перорального введения. В дополнительном аспекте по меньшей мере одну дозу для перорального введения вводят примерно через 24 часа после по меньшей пере одной дозы для внутривенного введения.

В одном варианте реализации соединение можно вводить один раз в день или два раза в день.

Субъект можно лечить не более и включая примерно 60 дней, не более и включая 30 дней, не более и включая 21 день, не более и включая 14 дней, не более и включая примерно 10 дней, не более и включая примерно 9 дней, не более и включая примерно 8 дней или не более и включая примерно 7 дней.

Фармацевтически приемлемая соль соединения согласно настоящему изобретению может представлять собой хлористоводородную соль или тозилатную соль.

Введение соединения согласно настоящему изобретению

Соединение согласно настоящему изобретению, например, омадациклин, такое как соединение (А') или соединение (А) или его соль, можно вводить в виде части фармацевтической композиции, которая необязательно включает фармацевтически приемлемый носитель.

Термин «фармацевтически приемлемый носитель» включает вещества, которые можно вводить совместно с соединением согласно настоящему изобретению, например, омадациклином, и которые позволяют соединению согласно настоящему изобретению выполнять свою предполагаемую функцию, например, лечить или предотвращать бактериальную инфекцию, например, инфекцию С. difficile. Подходящие фармацевтически приемлемые носители включают, но не ограничиваются ими, воду, солевые растворы, спирт, растительные масла, полиэтиленгликоли, желатин, лактозу, амилозу, стеарат магния, тальк, кремниевую кислоту, вязкий парафин, парфюмерное масло, моноглицериды жирных кислот и диглицериды, сложные эфиры жирных кислот петролейноэфирной фракции (petroethral), гидроксиметилцеллюлозу, поливинилпирролидон и т.д. Фармацевтические композиции можно стерилизовать и, если необходимо, смешивать с вспомогательными агентами, например, смазывающими веществами, консервантами, стабилизаторами, смачивающими агентами, эмульгаторами, солями для воздействия на осмотическое давление, буферами, красителями, ароматизаторами и/или ароматическими веществами и тому подобными, которые не реагируют с активными соединениями согласно настоящему изобретению с образованием вредных веществ.

Соединения тетрациклина согласно настоящему изобретению, например, омадациклин, способны образовывать широкий спектр солей с различными неорганическими и органическими кислотами. Кислоты, которые можно применять для получения фармацевтически приемлемых солей присоединения кислоты соединения согласно настоящему изобретению, представляют собой кислоты, которые образуют соли присоединения нетоксичных кислот, т.е. соли, содержащие фармацевтически приемлемые анионы, такие соли как гидрохлорид, гидробромид, гидроиодид, нитрат, сульфат, бисульфат, фосфат, кислый фосфат, изоникотинат, ацетат, лактат, салицилат, цитрат, кислый цитрат, тартрат, пантотенат, битартрат, аскорбат, сукцинат, малеат, гентизинат, фумарат, глюконат, глюкаронат, сахарат, формиат, бензоат, глутамат, метансульфонат, этансульфонат, бензолсульфонат, п-толуолсульфонат и пальмоат [т.е., 1,1'-метилен-бис-(2-гидрокси-3-нафтоат)]. Хотя такие соли должны быть фармацевтически приемлемыми для введения субъекту, например, млекопитающему, такому как человек, часто на практике необходимо сначала выделить соединение согласно настоящему изобретению из реакционной смеси в форме фармацевтически неприемлемой соли, а затем просто превратить ее в соединение свободного основания путем обработки щелочным реагентом, и затем превратить данное свободное основание в фармацевтически приемлемую соль присоединения кислоты. Соли присоединения кислоты основного соединения согласно настоящему изобретению легко получают путем обработки основного соединения по существу эквивалентным количеством выбранной минеральной или органической кислоты в среде водного растворителя или в подходящем органическом растворителе, таком как метанол или этанол. После тщательного выпаривания растворителя легко получить необходимую твердую соль. Предпочтительно, соединение согласно настоящему изобретению перорально вводят в форме тозилатной (например, п-толуолсульфонатной) соли или внутривенно в форме свободного основания или в форме гидрохлоридной соли.

Соли соединения согласно настоящему изобретению, например, омадациклина, описаны, например, в патентах США № 8383610 и 9227921, содержание которых полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

В еще одном дополнительном варианте реализации соединение согласно настоящему изобретению можно вводить в дозе от примерно ПО до примерно 490 мг, от примерно 120 до примерно 480 мг, от примерно 130 до примерно 470 мг, от примерно 140 до примерно 460 мг, от примерно 150 до примерно 450 мг, от примерно 160 до примерно 440 мг, от примерно 170 мг до примерно 430 мг, от примерно 180 мг до примерно 420 мг, от примерно 190 мг до примерно 410 мг, от примерно 200 мг до примерно 400 мг, от примерно 210 мг до примерно 390 мг, от примерно 220 мг до примерно 380 мг, от примерно 230 мг до примерно 370 мг, от примерно 240 мг до примерно 360 мг, от примерно 250 мг до примерно 350 мг, от примерно 260 мг до примерно 340 мг, от примерно 270 мг до примерно 330 мг, от примерно 280 мг до примерно 320 мг, от примерно 290 мг до примерно 310 мг или примерно 300 мг соединения согласно настоящему изобретению, например, омадациклина.

В некоторых вариантах реализации соединение согласно настоящему изобретению, например, соединение А' или соединение А, можно вводить в дозе от примерно 10 до примерно 1000 мг, от примерно 20 до примерно 750 мг, от примерно 50 до примерно 500 мг, от примерно 75 до примерно 400 мг, от примерно 100 до примерно 300 мг, от примерно 110 до примерно 290 мг, от примерно 120 до примерно 280 мг, от примерно 130 до примерно 270 мг, от примерно 140 до примерно 260 мг, от примерно 150 до примерно 250 мг, от примерно 160 до примерно 240 мг, от примерно 170 мг до примерно 230 мг, от примерно 180 мг до примерно 220 мг, от примерно 190 мг до примерно 210 мг или примерно 200 мг. В другом варианте реализации соединение согласно настоящему изобретению, например, соединение А' или соединение А, можно вводить внутривенно в дозе от примерно 5 до примерно 500 мг, от примерно 10 до примерно 400 мг, от примерно 25 до примерно 300 мг, от примерно 50 до примерно 200 мг, от примерно 50 до примерно 150 мг, от примерно 60 до примерно 140 мг, от примерно 70 мг до примерно 130 мг, от примерно 80 мг до примерно 120 мг, от примерно 90 мг до примерно 110 мг или примерно 100 мг. В одном варианте реализации соединение согласно настоящему изобретению, например, соединение А' или соединение А, можно вводить перорально в дозе от примерно 5 до примерно 800 мг, от примерно 10 до примерно 700 мг, от примерно 25 до примерно 600 мг, от примерно 50 до примерно 500 мг, от примерно 100 до примерно 400 мг, от примерно 150 до примерно 350 мг, от примерно 200 мг до примерно 340 мг, от примерно 250 мг до примерно 330 мг, от примерно 270 мг до примерно 320 мг, от примерно 280 до примерно 310 или примерно 300 мг.

В некоторых вариантах реализации соединение согласно настоящему изобретению вводят в дозе примерно 1 мг, примерно 5 мг, примерно 10 мг, примерно 15 мг, примерно 20 мг, примерно 25 мг, примерно 30 мг, примерно 35 мг, примерно 40 мг, примерно 45 мг, примерно 50 мг, примерно 55 мг, примерно 60 мг, примерно 65 мг, примерно 70 мг, примерно 75 мг, примерно 80 мг, примерно 85 мг, примерно 90 мг, примерно 95 мг, примерно 100 мг, примерно 105 мг, примерно ПО мг, примерно 115 мг, примерно 120 мг, примерно 125 мг, примерно 130 мг, примерно 135 мг, примерно 140 мг, примерно 145 мг, примерно 150 мг, примерно 155 мг, примерно 160 мг, примерно 165 мг, примерно 170 мг, примерно 175 мг, примерно 180 мг, примерно 185 мг, примерно 190 мг, примерно 195 мг, примерно 200 мг, примерно 205 мг, примерно 210 мг, примерно 215 мг, примерно 220 мг, примерно 225 мг, примерно 230 мг, примерно 235 мг, примерно 240 мг, примерно 245 мг, примерно 250 мг, примерно 255 мг, примерно 260 мг, примерно 265 мг, примерно 270 мг, примерно 275 мг, примерно 280 мг, примерно 285 мг, примерно 290 мг, примерно 295 мг, примерно 300 мг, примерно 305 мг, примерно 310 мг, примерно 315 мг, примерно 320 мг, примерно 325 мг, примерно 330 мг, примерно 335 мг, примерно 340 мг, примерно 345 мг, примерно 350 мг, примерно 355 мг, примерно 360 мг, примерно 365 мг, примерно 370 мг, примерно 375 мг, примерно 380 мг, примерно 385 мг, примерно 390 мг, примерно 395 мг, примерно 400 мг, примерно 405 мг, примерно 410 мг, примерно 415 мг, примерно 420 мг, примерно 425 мг, примерно 430 мг, примерно 435 мг, примерно 440 мг, примерно 445 мг, примерно 450 мг, примерно 455 мг, примерно 460 мг, примерно 465 мг, примерно 470 мг, примерно 475 мг, примерно 480 мг, примерно 485 мг, примерно 490 мг, примерно 495 мг, примерно 500 мг, примерно 505 мг, примерно 510 мг, примерно 515 мг, примерно 520 мг, примерно 525 мг, примерно 530 мг, примерно 535 мг, примерно 540 мг, примерно 545 мг, примерно 550 мг, примерно 555 мг, примерно 560 мг, примерно 565 мг, примерно 570 мг, примерно 575 мг, примерно 580 мг, примерно 585 мг, примерно 590 мг, примерно 595 мг или примерно 600 мг. В дополнительном варианте реализации доза представляет собой дозу для внутривенного введения. В другом дополнительном варианте реализации доза представляет собой дозу для перорального введения.

Следует понимать, что диапазоны доз, содержащие вышеуказанные дозы, также включены в настоящее изобретение. Например, любая из вышеуказанных доз может быть нижней границей или верхней границей диапазона доз, который включен в настоящее изобретение. Более того, следует понимать, что все перечни или наборы числовых значений, применяемые в настоящей заявке, также включают диапазоны числовых значений, в которых любое из перечисленных числовых значений может быть нижней границей или верхней границей диапазона. Эти диапазоны предназначены для включения в настоящее изобретение.

В одном варианте реализации соединение согласно настоящему изобретению, например, соединение А' или соединение А, можно вводить внутривенно в дозе примерно 100 мг, примерно 200 мг или примерно 300 мг. В другом варианте реализации соединение согласно настоящему изобретению, например, соединение А' или соединение А, можно вводить перорально в дозе примерно 300 мг, примерно 600 мг или примерно 900 мг.

В одном варианте реализации доза для перорального введения соединения согласно настоящему изобретению, например, соединения А' или соединения А, в 3 раза больше, чем доза для внутривенного введения соединения согласно настоящему изобретению, например, соединения А' или соединения А.

Следует понимать, что для всех перечисленных вариантов реализации доза соединения согласно настоящему изобретению, например, соединения А' или соединения А, также представляет собой эффективное количество соединения согласно настоящему изобретению, например, соединения А' или соединения А.

В одном варианте реализации эффективное количество соединения согласно настоящему изобретению, например, соединения А или соединения А', при пероральном введении составляет от примерно 10 до примерно 1000 мг, от примерно 20 до примерно 750 мг, от примерно 50 до примерно 500 мг, от примерно 75 до примерно 400 мг, от примерно 100 до примерно 300 мг, от примерно 110 до примерно 290 мг, от примерно 120 до примерно 280 мг, от примерно 130 до примерно 270 мг, от примерно 140 до примерно 260 мг, от примерно 150 до примерно 250 мг, от примерно 160 до примерно 240 мг, от примерно 170 мг до примерно 230 мг, от примерно 180 мг до примерно 220 мг, от примерно 190 мг до примерно 210 мг или примерно 200 мг. В другом варианте реализации эффективное количество соединения согласно настоящему изобретению, например, соединения А или соединения А', при внутривенном введении составляет от примерно 5 до примерно 500 мг, от примерно 10 до примерно 400 мг, от примерно 25 до примерно 300 мг, от примерно 50 до примерно 200 мг, от примерно 50 до примерно 150 мг, от примерно 60 до примерно 140 мг, от примерно 70 мг до примерно 130 мг, от примерно 80 мг до примерно 120 мг, от примерно 90 мг до примерно 110 мг или примерно 100 мг.

Соединение согласно настоящему изобретению, например, омадациклин и его фармацевтически приемлемые соли, можно вводить посредством перорального, парентерального или местного пути введения. В целом, соединение согласно настоящему изобретению наиболее желательно вводят в эффективной дозировке, в зависимости от массы и состояния субъекта, получающего лечение, и конкретного выбранного пути введения. Вариации возможны в зависимости от вида подлежащего лечению субъекта и его индивидуального ответа на указанное лекарственное средство, а также от выбранного типа фармацевтической композиции и периода времени и интервала, в течение которого осуществляют такое введение.

Фармацевтические композиции согласно настоящему изобретению можно вводить отдельно или в комбинации с другими известными композициями для лечения бактериальных инфекций у субъекта, например, млекопитающего. Млекопитающие включают домашних животных (например, кошек, собак, хорьков и т.д.), сельскохозяйственных животных (коров, овец, свиней, лошадей, коз и т.д.), лабораторных животных (крыс, мышей, обезьян и т.д.) и приматов (шимпанзе, людей, горилл). Выражение «в комбинации с» известной композицией предназначен для включения одновременного введения соединения согласно настоящему изобретению и известной композиции, сначала введения соединения согласно настоящему изобретению с последующим введением известной композиции, и сначала введения известной композиции с последующим введением соединения согласно настоящему изобретению. Любую из терапевтических композиций, известных в данной области техники для лечения бактериальных инфекций, например, инфекции С. difficile, можно применять в способах согласно настоящему изобретению.

Соединение согласно настоящему изобретению можно вводить отдельно или в комбинации с фармацевтически приемлемыми носителями или разбавителями любым из ранее упомянутых путей, и введение можно осуществлять в виде однократной или многократной дозы. Например, соединение согласно настоящему изобретению можно вводить преимущественно в различных лекарственных формах, т.е., его можно объединять с различными фармацевтически приемлемыми инертными носителями в форме таблеток, капсул, леденцов, пастилок, карамелей, порошков, спреев, кремов, бальзамов, суппозиториев, желе, гелей, паст, лосьонов, мазей, водных суспензий, растворов для инъекций, эликсиров, сиропов и тому подобных. Такие носители включают твердые разбавители или наполнители, стерильные водные среды и различные нетоксичные органические растворители и т д. Кроме того, фармацевтические композиции для перорального введения могут быть соответствующим образом подслащены и/или ароматизированы. В целом, соединение согласно настоящему изобретению присутствует в таких лекарственных формах в концентрациях от примерно 5,0% до примерно 70% масс.

Для перорального введения можно применять таблетки, содержащие различные вспомогательные вещества, такие как микрокристаллическая целлюлоза, цитрат натрия, карбонат кальция, дикальцийфосфат и глицин, а также различные разрыхлители, такие как крахмал (и предпочтительно кукурузный, картофельный или тапиоковый крахмал), альгиновая кислота и некоторые сложные силикаты, совместно с гранулирующими связующими веществами, такими как поливинилпирролидон, сахароза, желатин и аравийская камедь. Кроме того, смазывающие агенты, такие как стеарат магния, лаурилсульфат натрия и тальк, часто очень подходят для целей таблетирования. Твердые композиции аналогичного типа также можно применять в качестве наполнителей в желатиновых капсулах; предпочтительные материалы в связи с этим также включают лактозу или молочный сахар, а также полиэтиленгликоли с высокой молекулярной массой.

Когда для перорального введения необходимы водные суспензии и/или эликсиры, активный ингредиент, т.е., омадациклин, может быть объединен с различными подслащивающими или ароматизирующими агентами, подкрашивающим веществом или красителями и, если необходимо, эмульгирующими и/или суспендирующими агентами совместно с такими разбавителями, как вода, этанол, пропиленгликоль, глицерин и их различными аналогичными комбинациями.

Для парентерального введения, (включая внутрибрюшинную, подкожную, внутривенную, внутрикожную или внутримышечную инъекцию), можно применять растворы соединения согласно настоящему изобретению, например, омадациклина, либо в кунжутном, либо в арахисовом масле, либо в водном растворе пропиленгликоля. Водные растворы должны быть забуферены соответствующим образом (например, иметь рН более 8), если необходимо, и жидкий разбавитель сначала следует приводить к изотоническому состоянию.

Данные водные растворы подходят для внутривенного введения. Масляные растворы подходят для внутрисуставных, внутримышечных и подкожных инъекций.

Получение всех данных растворов в стерильных условиях легко осуществить стандартными фармацевтическими способами, хорошо известными специалистам в данной области техники. Для парентерального применения примеры подходящих препаратов включают растворы, предпочтительно масляные или водные растворы, а также суспензии, эмульсии или имплантаты, включая суппозитории. Омадациклин можно приготовить в стерильной форме в виде нескольких или разовых доз, например, в форме дисперсии в жидком носителе, таком как стерильный физиологический раствор или 5% солевой раствор декстрозы, которые обычно применяют для инъекций.

Для энтерального применения особенно подходят таблетки, драже или капсулы, содержащие тальк и/или углеводный носитель как связующее вещество или тому подобное, причем носитель предпочтительно представляет собой лактозу и/или кукурузный крахмал и/или картофельный крахмал. Можно применять сироп, эликсир или тому подобное, в котором применяют подслащенную среду. Могут быть приготовлены композиции с замедленным высвобождением, включая композиции, в которых активный компонент защищен разлагаемыми покрытиями, например, с помощью микрокапсулирования, нескольких покрытий и т.д.

В дополнение к лечению субъектов людей, терапевтические способы согласно настоящему изобретению также имеют значительное применение в ветеринарии, например, для лечения скота, такого как крупный рогатый скот, овцы, козы, коровы, свиньи и тому подобные; птицы, такой как цыплята, утки, гуси, индюки и тому подобные; лошадей; и домашних животных, таких как собаки и кошки.

В некоторых вариантах реализации соединение согласно настоящему изобретению, например, соединение А или соединение А', можно вводить в течение по меньшей мере 3 дней, по меньшей мере 7 дней, по меньшей мере 14 дней, по меньшей мере 21 дня, по меньшей мере 30 дней или по меньшей мере 60 дней. Например, применение соединения согласно настоящему изобретению может длиться от 3 дней до 7 дней, от 3 дней до 14 дней, от 3 дней до 21 дня, от 3 дней до 30 дней, от 3 дней до 60 дней, от 7 дней до 14 дней, от 7 дней до 21 дня, от 7 дней до 30 дней, от 7 дней до 60 дней, от 14 дней до 21 дня, от 14 дней до 30 дней, от 14 дней до 60 дней, от 21 дня до 30 дней, от 21 дня до 60 дней или от 30 дней до 60 дней.

Например, соединение согласно настоящему изобретению, например, соединение А или соединение А', можно вводить в течение 3 дней, 4 дней, 5 дней, 6 дней, 7 дней, 8 дней, 9 дней, 10 дней, 11 дней, 12 дней, 13 дней, 14 дней, 15 дней, 16 дней, 17 дней, 18 дней, 19 дней, 20 дней, 21 дня, 22 дней, 23 дней, 24 дней, 25 дней, 26 дней, 27 дней, 28 дней, 29 дней, 30 дней, 31 дня, 32 дней, 33 дней, 34 дней, 35 дней, 36 дней, 37 дней, 38 дней, 39 дней, 40 дней, 41 дня, 42 дней, 43 дней, 44 дней, 45 дней, 46 дней, 47 дней, 48 дней, 49 дней, 50 дней, 51 дня, 52 дней, 53 дней, 54 дней, 55 дней, 56 дней, 57 дней, 58 дней, 59 дней или 60 дней.

В некоторых вариантах реализации способ включает введение субъекту одной или более насыщающих доз соединения с последующей одной или более поддерживающими дозами соединения. В одном варианте реализации одна или более насыщающая доза может быть более одной или более поддерживающих доз.

В некоторых вариантах реализации введение субъекту соединения согласно настоящему изобретению, например, соединения А или соединения А', может включать введение одной или более насыщающих доз соединения с последующим введением одной или более поддерживающих доз соединения. В некоторых вариантах реализации одна или более насыщающих доз соединения может быть более одной или более поддерживающих доз соединения. Например, насыщающая доза может составлять примерно 200 мг, в то время как поддерживающая доза может составлять примерно 150 мг, 100 мг или 50 мг; или насыщающая доза может составлять примерно 400 мг, в то время как поддерживающая доза может составлять примерно 300 мг, 250 мг, 200 мг, 150 мг, 100 мг или 50 мг; или насыщающая доза может составлять примерно 100 мг, в то время как поддерживающая доза может составлять примерно 75 мг, примерно 50 мг или примерно 25 мг.

Насыщающую дозу соединения согласно настоящему изобретению и поддерживающую дозу соединения согласно настоящему изобретению можно вводить одним и тем же путем или разными путями. Например, насыщающую дозу(ы) можно вводить внутривенно, и поддерживающую дозу можно вводить перорально. В других вариантах реализации и насыщающую дозу(ы) и поддерживающие дозы можно вводить перорально, или и насыщающую дозу(ы) и поддерживающую дозу можно вводить внутривенно.

В некоторых вариантах реализации насыщающая доза соединения согласно настоящему изобретению, например, соединения А' или соединения А, может представлять собой дозу для перорального введения или дозу для внутривенного введения, вводимую дважды в день, и поддерживающая доза может представлять собой дозу для перорального введения или дозу для внутривенного введения, вводимую один раз в день. Например, соединение согласно настоящему изобретению, например, соединение А' или соединение А, можно вводить в форме насыщающей дозы для внутривенного введения 100 мг дважды в день с последующим введением поддерживающей дозы для внутривенного введения 100 мг один раз в день. В другом примере соединение согласно настоящему изобретению, например, соединение А' или соединение А, можно вводить можно вводить в форме насыщающей дозы для внутривенного введения 100 мг дважды в день с последующим введением поддерживающей дозы для перорального введения 300 мг один раз в день. В еще одном примере соединение согласно настоящему изобретению, например, соединение А' или соединение А, можно вводить в форме насыщающей дозы для перорального введения 300 мг дважды в день с последующим введением поддерживающей дозы для перорального введения 300 мг один раз в день.

В другом варианте реализации соединение согласно настоящему изобретению, например, соединение А или соединение А', можно вводить один раз в день или два раза в день, внутривенно или перорально.

Термин "лечение" или "лечить" относится к улучшению или уменьшению одного или более симптомов расстройства, например, бактериальной инфекции, подлежащей лечению.

Термин «профилактика», «предотвращать» или «предотвращение» обозначает предотвращение или снижение риска бактериальной инфекции.

Термин «резистентность» или «резистентный» относится к стандартам антибиотика/организма, как это определено Институтом клинических и лабораторных стандартов (CLSI) и/или Управлением по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами США (FDA).

Термин «субъект» включает животных, которые подвержены бактериальной инфекции. Примерами субъектов являются животные, такие как сельскохозяйственные животные (например, коровы, свиньи, лошади, козы, кролики, овцы, цыплята и т.д.), лабораторные животные (мыши, крысы, обезьяны, шимпанзе и т.д.), домашние животные (например, собаки, кошки, хорьки, хомяки и т.д.), птицы (например, цыплята, индюки, утки, гуси, вороны, вороны, воробьи и т.д.), приматы (например, обезьяны, гориллы, шимпанзе, бонобо и люди) другие животные (например, белки, еноты, мыши, крысы и т.д.). В одном варианте реализации субъект представляет собой мышь или крысу. В одном варианте реализации субъект представляет собой корову, свинью или курицу. В одном варианте реализации субъектом является человек.

Термин «эффективное количество» включает количество соединения согласно настоящему изобретению, необходимое для лечения или предотвращения бактериальной инфекции. Например, эффективное количество описывает эффективный уровень, достаточный для достижения необходимого терапевтического эффекта путем уничтожения бактерий и/или ингибирования роста бактерий. В одном варианте реализации эффективного количества достаточно для уничтожения бактерии или бактерий, вызывающих инфекцию.

Термин «примерно» относится к диапазону значений, который может составлять на 15%, 10%, 8%, 5%, 3%, 2%, 1% или 0,5% больше или меньше указанного значения. Например, «примерно 10%» может составлять от 8,5% до 11,5%. В одном варианте реализации термин «примерно» относится к диапазону значений, которые на 5% больше или меньше указанного значения. В другом варианте реализации термин «примерно» относится к диапазону значений, которые на 2% больше или меньше указанного значения. В другом варианте реализации термин «примерно» относится к диапазону значений, которые на 1% больше или меньше указанного значения.

Структуры соединения согласно настоящему изобретению включают двойные связи или асимметричные атомы углерода. Такие соединения могут встречаться в виде рацематов, рацемических смесей, одиночных энантиомеров, индивидуальных диастереомеров, диастереомерных смесей и цис- или транс- изомерных форм или форм E-или Z-двойных связей. Такие изомеры можно получать по существу в чистой форме с помощью классических методов разделения и стереохимически контролируемого синтеза. Кроме того, структуры и другие соединения и фрагменты, обсуждаемые в настоящем изобретении, также включают все их таутомеры.

Следует понимать, что повсюду в настоящем документе, где указаны значения и диапазоны, например, в возрасте субъектов, дозах и периодах времени и т.д., все значения и диапазоны, охватываемые этими значениями и диапазонами, охвачены в объеме настоящего изобретения. Более того, все значения в этих значениях и диапазонах также могут быть верхним или нижним пределом диапазона.

Соединения согласно настоящему изобретению можно синтезировать и очищать в соответствии со схемой синтеза, как показано ниже, и как описано в US 2008/0287401, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Эффективность соединения согласно настоящему изобретению для лечения или предотвращения бактериальной инфекции можно оценить с применением общих методов, известных в данной области техники. В одном варианте реализации эффективность можно определять посредством анализа минимельной ингибирующей концентрации (MIC). Например, соединение согласно настоящему изобретению можно серийно разводить, а затем добавлять в среду для роста бактериальной культуры, например, бульон Мюллера-Хинтона со стандартизированным содержанием катионов (САМНВ). Определяют самую низкую концентрацию соединения согласно настоящему изобретению, которая ингибирует 50% или 90% бактериального роста (т.е., MIC50 или MIC90) и, при необходимости, сравнивают с MIC50 или MIC90 других антибиотиков. В другом варианте реализации эффективность можно определять с помощью анализов in vivo, известных в данной области техники (например, экспериментов на животных). Например, соединение согласно настоящему изобретению вводят экспериментальным животным (например, мышам и крысам) при уменьшении количества. Определяют наименьшее количество соединения согласно настоящему изобретению, которое излечивает экспериментальное животное (например, улучшает симптомы бактериальной инфекции, продлевает время выживания животного и позволяет животному пережить бактериальную инфекцию) или предотвращает заражение экспериментальных животных от инфицированных бактерией или развитие каких-либо симптомов инфекции, и, при необходимости, сравнивают с самым низким количеством других антибиотиков, которые достигают тех же результатов.

Примеры настоящего изобретения

Пример 1. Активность омадациклина (соединение A) in vitro в отношении штаммов С. difficile

Материалы и способы

Активность омадациклина тестировали in vitro в отношении 27 клинических изолятов С. difficile. Эту активность сравнивали с активностью в отношении С. difficile относительно других антибиотиков сравнения, которые включали цефотаксим, доксициклин, амоксициллин клавуланат, метронидазол, имипенем и клиндамицин. Эксперименты проводили с применением способов микроразведений бульона и агара в соответствии с рекомендациями Института клинических и лабораторных стандартов (CLSI). Бульон Вилкинса-Чалгрена, содержащий каждый тестируемый антибиотик в конечной концентрации от 0,016 мг/мл до 16 мг/мл, добавляли в 96-луночные планшеты, которые инкубировали в течение 48 часов в анаэробных условиях. Каждый тест выполняли в двух повторах.

Результаты

Минимальные ингибирующие концентрации (MIC₅₀ и MIC₉₀) для омадациклина и других антибиотиков показаны в таблице 1. В частности, MIC₉₀ для омадациклина в отношении С. difficile составляла 0,06 мг/л для разведения бульона и 0.12 мг/л для разведения агара. Омадациклин был более активен чем доксициклин (MIC₉₀ составляла 0.5 мг/л для разведения бульона и 1 мг/л для разведения агара).

Таблица 1. Минимальная ингибирующая концентрация для омадациклина и антибиотиков сравнения в отношении штаммов С. difficile (N=27) для способов разведения бульона и агара.

Результаты, представленные в таблице 1, показывают, что омадациклин демонстрирует мощную активность in vitro в отношении С. difficile, которая является аналогичной активности антибиотиков сравнения.

Пример 2. Активность омадациклина in vitro и in vivo в отношении С. difficile на модели хомяка с диареей, ассоциированной с С. difficile.

Материалы и способы

Активность омадациклина определяли на модели хомяка с диареей, ассоциированной с С. difficile (ViviSource Laboratories, Inc., Waltham MA). Применяли самцов хомяков LGV-Golden Syrian (Charles River Laboratories Inc., Wilmington, MA) массой 80-100 г. Хомяков держали в помещении, поддерживаемом при температуре 64-76°F (17,8-24,4°С), с влажностью, установленной при 40%-70%, а стандартное питание и вода для грызунов были доступны ad libitum. Хомякам предварительно вводили подкожную (ПК) дозу 10 мг/кг клиндамицина за 24 часа до инъекции.

С. difficile штамм АТСС 43596 получали из Американской коллекции типовых культур (Manassas, VA) и культивировали из замороженного стокового раствора в анаэробных условиях на агаре Brucella с 5% овечьей кровью. Через 24 часа после предварительной обработки клиндамицином хомяков инфицировали суспензией 48-часовой культуры С. difficile АТСС 43596, с применением дозы 10 мл/кг, вводимой перорально через желудочный зонд. В результате было засеяно примерно 1,3×10⁷ КОЕ/хомяк. Через 24 часа после заражения группы животных (N=10) получали дозу для перорального введения 50 мг/кг/день омадациклина; 50 мг/кг/день ванкомицина или носителя (стерильная вода) в течение 5 дней. Животных ежедневно наблюдали для оценки общего состояния здоровья, а массу тела регистрировали по меньшей мере 3 раза в неделю. Активность in vitro также определяли для клиндамицина, тигециклина, ванкомицина и метронидазола.

Процент выживаемости для каждой группы определяли в течение 21 дня после инфицирования. Анализ выживаемости Каплана-Мейера проводили с применением ступенчатого графика. Р-величины, значимое различие в кривых и медианную выживаемость определяли с применением логрангового анализа данных.

Результаты

Омадациклин является столь же активным in vitro, как тигециклин, метронидазол и ванкомицин (MIC90=0,06 мг/л для всех лекарственных средств) в отношении модели инфекции С. difficile штамма АТСС 43596, в то время как клиндамицин не проявлял активности. Результаты тестов in vitro в отношении модели инфекции штамма АТСС 43596 штамма представлены в таблице 2.

На фигуре 1 представлен анализ Каплана-Мейера процентной выживаемости инфицированных С. difficile хомяков после лечения омадациклином и антибиотиками сравнения. В частности, на 2-й день после инфицирования 100% животных, получавших омадациклин, были живы, по сравнению с 40% животных, получавших ванкомицин, и 0% животных, получавших контрольную среду. Хомяки, которые получали только предварительное лечение клиндамицином, продемонстрировали 10% выживаемости на 2-й день после инфицирования. Для животных, получавших омадациклин, выживаемость снижалась до 60% на 3-й день и оставалась на уровне 60% до снижения до 40% на 13-й день и до 0% на 16-й день. Животные, получавшие ванкомицин, которые выжили в первые 2 дня после инфицирования, продемонстрировали 30% выживаемости к 11 дню, и все животные погибли от инфекции к 14 дню. В целом, средняя выживаемость для животных, получавших омадациклин, составляла 12 дней по сравнению с 2 днями для ванкомицина и 4 днями для предварительного получения клиндамицина, как показано в таблице 3 ниже.

Данные, представленные на фигуре 1 и в таблицах 2 и 3, демонстрируют, что омадациклин проявляет мощную активность in vitro и in vivo в отношении С. difficile на модели хомяка с диареей, ассоциированной с С. difficile. Данная активность in vivo превосходит активность ванкомицина.

Пример 3. Действие омадациклина на кишечную микрофлору и на прорастание, пролиферацию и продуцирование токсинов С. difficile на in vitro модели кишечника человека

Цели

С применением in vitro модели инфекции С. difficile (CDI) определить влияние введения омадациклина малыми дозами на популяции нормальной микрофлоры кишечника и исследовать склонность омадациклина к индуцированию прорастания, пролиферации и продуцирования токсинов С. difficile.

Введение

Модель кишечника in vitro применяли для изучения влияния введения омадациклина малыми дозами как на популяцию нормальной микрофлоры, так и на С. difficile. Эту модель кишечника валидировали относительно содержимого кишечника жертв внезапной смерти и обеспечивали очень близкое моделирование активности и состава бактерий в разных областях нижней части кишечника (Macfarlane et al., Microb. Ecol. 35, 180-7, 1998). Модель состояла из трех сосудов, расположенных последовательно и наполняемых сверху сложной ростовой средой. Все три сосуда непрерывно перемешивали, выдерживали в анаэробных условиях при 37°С и регулировали таким образом, чтобы отражать различия in vivo, включая рН, от проксимальной до дистальной толстой кишки. Три анаэробных ферментационных сосуда поддерживали при увеличении щелочности (от рН 5,5±0,2 для сосуда 1, рН 6,2±0,2 для сосуда 2 и рН 6,8±0,2 для сосуда 3). Возрастающая щелочность в комбинации с условиями ограничения питательных веществ предназначена для имитации кишечника человека от проксимальной до дистальной толстой кишки. После инокуляции объеденных человеческих фекалиев (от здоровых пожилых добровольцев) следовал период равновесия, в течение которого популяции бактерий реагировали на условия окружающей среды и достигали устойчивого состояния. На этой стадии можно добавлять питательные ингредиенты, пребиотики, патогены и/или антибиотики, а также контролировать популяции бактерий. Определенные компоненты флоры кишечника и соответствующие патогены можно тщательно контролировать и анализировать их поведение.

Модель кишечника ранее применяли для имитации CDI с применением эпидемических вирулентных штаммов (Freeman et al, J. Antimicrob. Chemother. 52, 96-102, 2003). Было показано, что цефотаксим, антибиотик, хорошо известный своей способностью обеспечивать предрасположенность субъектов к возникновению CDI, способствует прорастанию и продуцированию токсинов С. difficile в модели кишечника. Напротив, пиперациллин-тазобактам и тигециклин, антибиотики, которые, как считается, имеют низкую склонность к индуцированию CDI, не способствуют прорастанию и продуцированию токсинов С. difficile (Baines et al., J. Antimicrob. Chemother. 55, 974-82, 2005; Baines et al., J. Antimicrob. Chemother., 58, 1062-5, 2006). Клиндамицин также вызывает выраженное продуцирование токсинов в модели кишечника, но это может быть обратимо путем дозирования терапевтического агента для модели (Freeman et al., J. Antimicrob. Chemother., 56, 717-25, 2005).

Считается, что модель кишечника преодолевает многие сложности, возникающие во время исследований in vivo; включая изменчивость данных, полученных из фекальных образцов, и этические проблемы, связанные с тестированием на животных. Более того, более высокий экспериментальный контроль обеспечивает исследователям уровень воспроизводимости, которого было бы трудно достичь in vivo без применения значительного количества субъектов/животных. Таким образом, считается, что модель кишечника предсказуемым образом отражает индукцию CDI. Понимание склонности новых противомикробных препаратов к индуцированию CDI имеет ключевое значение для информирования в практике назначения препаратов.

Способы

Создавали хемостатную модель кишечника, как показано на фигуре 2. Модель кишечника инокулировали объединенной фекальной суспензией (5 добровольцев возрастом >60 лет с отсутствием антибактериальной терапии в течение предыдущих 3 месяцев в анамнезе) и оставляли на 2 недели для достижения устойчивого состояния бактериальных популяций. В сосуд 1 модели кишечника на 14-й день добавляли только инокулят (примерно 10⁷ КОЕ/мл) спор С. difficile (PCR ribotype 027 штамм 210). Через одну неделю на 21-й день добавляли вторую аликвоту спор С. difficile, и начинали введение антибиотиков малыми дозами. Введение омадациклина малыми дозами (430 мг/л, один раз в день, в течение 7 дней) начинали на 21-й день.

Бактериальные популяции микробиоты кишечника и общее количество жизнеспособных организмов С. difficile и количество спор подсчитывали ежедневно посредством культивирования на селективных и неселективных агарах. Во всех трех сосудах контролировали популяции С. difficile, а все остальные группы бактерий (общее количество облигатных анаэробов, общее количество факультативных анаэробов, семейство лактозосбраживающих энтеробактерий, энтерококки, общее количество клостридий, лактобактерии, бифидобактерии, группа В. fragilis) контролировали только в сосудах 2 и 3. Сосуд 3 имеет наибольшую физиологическую значимость с точки зрения склонности к индуцированию CDI. Общее количество жизнеспособных организмов С. difficile и количество спор контролировали с применением подсчета жизнеспособных организмов и дифференциального подсчета жизнеспособных организмов после спиртового шока на селективных агарах.

С 14-го дня и далее цитотоксин С. difficile измеряли с применением количественного анализа клеточной цитотоксичности клеток VERO. Один мл образцов центрифугировали при 16000 g в течение 15 минут, и супернатанты удаляли. Культуральные супернатанты модели кишечника последовательно разводили 1:10 в стерильном PBS до 10^-6. Двадцать микролитров соответствующего разведения добавляли к монослоям клеток vero, и дополнительные 20 мкл аликвоты антиоксина С.sordellii (разведенного 1:10 в стерильной дистиллированной воде) помещали в соответствующий ряд антитоксинов. Монослои исследовали после 24 и 48 часов инкубирования в 5% CO₂, с положительным результатом, на который указывает наличие округления клеток с одновременной нейтрализацией действия антитоксина С.sordellii. Титры цитотоксинов (относительные единицы, RU) представлены условной log₁₀ шкалой, и титр цитотоксина приведен в самом высоком разведении при округлении клеток более 70%, т.е., 10°=1RU, 10^-1=2RU, 10^-2=3RU. Образцы отбирали ежедневно с 21-го дня, чтобы определить концентрацию противомикробных препаратов в сосудах модели кишечника путем биоанализа. Концентрации омадациклина измеряли с помощью биоанализа на больших чашках Петри с применением агара Вилкинса Чалгрена с использованием Kocuria rhizophila в качестве индикаторного организма.

Результаты

Модель, подвергнутая действию омадациклина

Биоактивные концентрации омадациклина достигали максимума при примерно 370 мг/л, примерно 150 мг/л и примерно 150 мг/л в сосудах 1, 2 и 3 модели, подвергнутой действию омадациклина, соответственно (фигуры 5, 6 и 7).

Изменения в популяциях микрофлоры кишечника были сходны в сосудах 2 и 3 (фигуры 3 и 4). Введение омадациклина малыми дозами вызвало заметное снижение популяций Clostridia (примерно 6 log₁₀ КОЕ/мл) и Bifidobacteria (примерно 6 log₁₀ КОЕ/мл), которые понизились ниже предела обнаружения. Также наблюдалось снижение группы В. fragilis (примерно 3 log₁₀ КОЕ/мл), Lactobacillus spp.(примерно 2 log₁₀ КОЕ/мл) и Enterococcus spp.(примерно 4 log₁₀ КОЕ/мл). В целом популяции Enterobacteriacea оставались нетронутыми. Все популяции восстанавливались после окончания дозирования омадациклина и возвращались к установившимся уровням примерно через 1 неделю после воздействия противомикробного средства.

Несмотря на значительное нарушение популяции микрофлоры кишечника, воздействие омадациклина не приводило к каким-либо признакам моделируемой инфекции С. difficile. Общее количество жизнеспособных организмов С. difficile (TVC) оставалось примерно равным количеству спор на протяжении всего эксперимента во всех трех сосудах, что указывает на то, что все С. difficile оставались в виде спор. Вегетативной пролиферации клеток не наблюдалось. В течение всего эксперимента в любых сосудах токсина обнаружено не было (фигуры 5, 6 и 7).

Обсуждение

Несмотря на значительное нарушение микрофлоры кишечника, воздействие омадациклина не вызывало никаких признаков моделируемой CDI в модели кишечника человека in vitro. Показано, что эта модель отражает клиническую картину. Известно, что антибиотики, обладающие высокой склонностью к индуцированию CDI в клиническом аспекте, индуцировали CDI в данной модели, например, клиндамицин, цефалоспорины и коамоксиклав, тогда как антибиотики, описанные как имеющие «низкий риск» для CDI в клиническом аспекте, не индуцировали моделируемую CDI на модели кишечника, например, тигециклин и пиперациллин-тазобактам. См. Saxton et al., Antimicrob. Agents and Chemother., 53, 412-420, 2009; Freeman et al., J. Antimicrob. Chemother. 52, 96-102,

Пример 4. Действие омадациклина на кишечную микрофлору и на прорастание, пролиферацию и продуцирование токсинов С. difficile на in vitro модели кишечника человека

Цели

С применением in vitro модели инфекции С. difficile (CDI) определить влияние введения омадациклина малыми дозами на популяции нормальной микрофлоры кишечника и исследовать склонность омадациклина к индуцированию прорастания, пролиферации и продуцирования токсинов С. difficile.

Способы

Создавали хемостатную модель кишечника, как показано на фигуре 2. Модель кишечника инокулировали объединенной фекальной суспензией (5 добровольцев возрастом >60 лет с отсутствием антибактериальной терапии в течение предыдущих 3 месяцев в анамнезе) и оставляли на 2 недели для достижения устойчивого состояния бактериальных популяций. В сосуд 1 модели кишечника на 14-й день добавляли только инокулят (примерно 10⁷ КОЕ/мл) спор С. difficile (PCR ribotype 027 штамм 210). Через неделю на 21-й день добавляли вторую аликвоту спор С. difficile, и начинали введение антибиотиков малыми дозами. Модель A (LHS) подвергали действию моксифлоксацина (43 мг/л один раз в день в течение 7 дней), а модель В (RHS) подвергали действию омадациклина (430 мг/л, один раз в день, в течение 7 дней), начиная на 21-й день.

Бактериальные популяции в модели кишечника контролировали с применением селективных агаров для подсчета жизнеспособных бактериальных колоний. Популяции контролировали через день в течение первых 2 недель до достижения устойчивого состояния, и ежедневно после этого. Во всех трех сосудах контролировали популяции С. difficile, а все остальные группы бактерий (общее количество облигатных анаэробов, общее количество факультативных анаэробов, лактозосбраживающие Enterobacteriaceae, Enterococci, общее количество Clostridia, Lactobacilli, Bifidobacteria, группа В. fragilis) контролировали только в сосудах 2 и 3. Сосуд 3, который представляет дистальную толстую кишку, имеет наибольшую физиологическую значимость с точки зрения склонности к индуцированию CDI. Общее количество жизнеспособных организмов С. difficile и количество спор контролировали с применением подсчета жизнеспособных организмов и дифференциального подсчета жизнеспособных организмов после спиртового шока на селективных агарах. С 14-го дня и далее цитотоксин С. difficile измеряли с применением количественного анализа клеточной цитотоксичности клеток VERO. Один мл каждого образца центрифугировали при 16000 g в течение 15 минут, и супернатанты удаляли. Готовили шесть последовательных разведений 1:10 (до 10^-6) культуральных супернатантов модели кишечника. Двадцать микролитров соответствующего разведения добавляли к монослоям клеток VERO, и дополнительные 20 мкл антиоксина С.sordellii (разведенного 1:10 в стерильной дистиллированной воде) помещали в соответствующий ряд антитоксинов. Монослои исследовали после 24 и 48 часов инкубирования в 5% CO₂, с положительным результатом, на который указывает наличие округления клеток с одновременной нейтрализацией действия антитоксина С. sordellii. Титры цитотоксинов (относительные единицы, RU) представлены условной log₁₀ шкалой, и титр цитотоксина приведен в самом высоком разведении при округлении клеток более 70%, т.е., 10°=1RU, 10^-1=2RU, 10^-2=3RU. Образцы отбирали ежедневно с 21-го дня, чтобы определить концентрации противомикробных препаратов в сосудах модели кишечника путем биоанализа. Концентрации моксифлоксацина определяли с помощью изосенситестового агара с применением Escherichia coli в качестве индикаторного организма. Концентрации омадациклина измеряли с применением агара Вилкинса Чалгрена с применением Kocuria rhizophila в качестве индикаторного организма.

Результаты

Модель, подвергнутая действию омадациклина

Изменения в популяциях микрофлоры кишечника были сходны в сосудах 2 и 3 (фигуры 8 и 9). Введение омадациклина малыми дозами вызвало заметное снижение популяций Bifidobacteria (примерно 8 log₁₀ КОЕ/мл), группы В. fragilis (примерно 8 log₁₀ КОЕ/мл), Lactobacilli (примерно 6 log₁₀ КОЕ/мл) и Enterococcus spp.(примерно 6 log₁₀ КОЕ/мл), которые понизились ниже предела обнаружения. Также наблюдалось снижение Clostridia (примерно 5 log₁₀ КОЕ/мл) и семейства лактозосбраживающих энтеробактерий (примерно 5 log₁₀ КОЕ/мл). Популяции Enterobacteriaceae увеличивались при воздействии омадациклина, в частности, в сосуде 2. Эти наблюдения соответствовали общему сокращению совокупных анаэробных популяций до примерно 5 log₁₀ КОЕ/мл. Однако все факультативные анаэробы оставались довольно стабильными. Все популяции восстанавливались после окончания дозирования омадациклина и возвращались к уровням до воздействия антибиотика к окончанию эксперимента.

Несмотря на значительное нарушение популяции микрофлоры кишечника, воздействие омадациклина не приводило к каким-либо признакам моделируемой CDI. Общее количество жизнеспособных организмов С. difficile (TVC) оставалось примерно равным количеству спор на протяжении всего эксперимента во всех трех сосудах, что указывает на то, что все С. difficile оставались в виде спор. Вегетативной пролиферации клеток не наблюдалось. В течение всего данного эксперимента на модели кишечника в любых сосудах токсина обнаружено не было (фигуры 10, 11 и 12).

Модель, подвергнутая действию моксифлоксацина

Изменения в популяциях микробиоты кишечника в сосудах 2 и 3 были аналогичными (фигуры 13 и 14). Введение моксифлоксацина малыми дозами вызывало заметное снижение популяций группы В. fragilis (примерно 8 log₁₀ КОЕ/мл в сосуде 2 и примерно 4 log₁₀ КОЕ/мл в сосуде 3); популяций Enterococci (примерно 4 log₁₀ КОЕ/мл как в сосуде 2, так и в сосуде 3); и популяций Lactobacilli (примерно 3 log₁₀ КОЕ/мл как в сосуде 2, так и в сосуде 3). Все популяции возвращались к уровням до воздействия антибиотика примерно через 1 неделю после окончания воздействия антибиотика.

Во всех трех сосудах С. difficile оставались в виде спор во время периода внутреннего контроля (В), но во время введения моксифлоксацина малыми дозами наблюдали увеличение общего количества жизнеспособных организмов по сравнению количеством спор, что указывало на прорастание спор и пролиферацию вегетативных клеток. Общее количество жизнеспособных организмов достигло максимума примерно в 4,5 log₁₀ КОЕ/мл в сосуде 1 и примерно 6 log₁₀ КОЕ/мл в сосуде 2 и сосуде 3. Увеличение общего количества жизнеспособных организмов было связано с обнаружением цитотоксина С. difficile, который достиг пикового титра, составляющего 2 относительных единицы в сосуде 1 и 3 относительных единицы в сосуде 2 и сосуде 3. И общее количество жизнеспособных организмов и титры токсинов снижались к окончанию эксперимента, при этом токсин не обнаруживали во всех сосудах к 42-му дню.

Обсуждение

Введение моксифлоксацина малыми дозами в этом исследовании индуцировало моделируемую CDI в модели кишечника, при этом токсин обнаруживали во всех трех сосудах. Это согласуется с предыдущими данными, демонстрирующими, что введение моксифлоксацина малыми дозами вызывает существенное нарушение микрофлоры кишечника и индуцирует прорастание спор, пролиферацию и продуцирование токсина С. difficile (Saxton K et al., Antimicrob. Agents Chemother.; 53: 412-420, 2009). Введение моксифлоксацина малыми дозами оказало заметное влияние на многие компоненты микробиоты кишечника, включая Bacteroides spp.(снижение на 6 log₁₀ КОЕ/мл), лактозосбраживающие Enterobacteriaceae (снижение на 6 log₁₀ КОЕ/мл) и Enterococci (снижение на 4 log₁₀ КОЕ/мл), до значений ниже пределов обнаружения (Saxton et al., Antimicrob. Agents Chemother.; 53: 412-420, 2009), аналогично наблюдаемому здесь действию. После нарушения популяций микрофлоры кишечника следовало прорастание спор, пролиферация вегетативных клеток и обнаружение токсина С. difficile.

Несмотря на значительное нарушение микрофлоры кишечника, воздействие омадациклина не вызывало никаких признаков моделируемой CDI в модели кишечника человека in vitro. Показано, что эта модель отражает клиническую картину. Известно, что антибиотики, обладающие высокой склонностью к индуцированию CDI в клиническом аспекте, индуцировали CDI в данной модели, (например, клиндамицин, цефалоспорины и коамоксиклав), тогда как антибиотики, описанные как имеющие «низкий риск» для CDI в клиническом аспекте, не индуцировали моделируемую CDI на модели кишечника, (например, тигециклин и пиперациллин-тазобактам). В данном исследовании представлены данные, свидетельствующие о том, что омадациклин может иметь меньший риск индуцирования CDI, несмотря на то, что действие на микрофлору кишечника нарушает «устойчивость к колонизации». Примечательно, что также наблюдалось отсутствие индуцирования CDI в модели кишечника тигециклином и пиперациллин-тазобактамом, несмотря на значительное нарушение микрофлоры кишечника (Baines et al., J. Antimicrob. Chemother. 55, 974-982, 2005; Baines et al., J. Antimicrob. Chemother., 58, 1062-1065, 2006). Высокая собственная активность омадациклина, тигециклина и пиперациллина-тазобактама в отношении С. difficile, по-видимому, предотвращает ее распространение, даже когда потенциальная ниша была создана воздействием антибиотиков. Кроме того, относительно быстрое восстановление популяций микрофлоры кишечника после прекращения применения антибиотика обеспечивает дополнительную защиту от CDI.

По сравнению с результатами опубликованных и неопубликованных исследований, которые демонстрируют, что клинически значимые концентрации моксифлоксацина индуцируют имитированную CDI в модели кишечника, данные, представленные в примере 4, показывают, что омадациклин с меньшей вероятностно индуцирует CDI, чем моксифлоксацин и другие фторхинолоны.

Сравнение с примером 3

Действие омадациклина на популяции анаэробной микробиоты кишечника в примере 4 аналогично действию, наблюдаемому в примере 3, при этом затронуты все измеренные анаэробные популяции. Основное различие между данными, представленными в примере 3 и примере 4, наблюдалось для факультативных анаэробных популяций, для которых более значительное снижение после воздействия омадациклина наблюдалось в примере 4 по сравнению с примером 3. Как и в примере 3, никаких признаков прорастания, пролиферации вегетативных клеток или продуцирования токсинов С. difficile не наблюдалось, что указывает на то, что омадациклин с меньшей вероятностью индуцирует CDI, чем другие широко используемые антибиотики. В примере 4 также тестировали антибиотик сравнения, моксифлоксацин. Данные примера 4 показывают, что омадациклин с меньшей вероятностью индуцирует CDI, чем моксифлоксацин.

Эквиваленты

Специалисты в данной области техники с применением не более чем обычных экспериментов смогут определить или установить многие эквиваленты конкретных вариантов реализации и способов, описанных в настоящем документе. Такие эквиваленты охвачены объемом настоящего изобретения. Все патенты, заявки на патент и литературные ссылки, приведенные в настоящем документе, включены в настоящую заявку посредством ссылки.

1. Способ лечения инфекции C. difficile у субъекта, нуждающегося в этом, включающий введение указанному субъекту эффективного количества соединения или его соли, где соединение представляет собой соединение A’, имеющее следующую структурную формулу:

в результате чего обеспечивается лечение инфекции C. difficile у указанного субъекта.

2. Способ по п. 1, в котором указанная инфекция C. difficile представляет собой рецидивирующую инфекцию C. difficile.

3. Способ по п. 1, в котором указанное соединение вводят в комбинации с по меньшей мере одной или более дополнительной терапией, применяемой для лечения инфекции C. difficile.

4. Способ по п. 3, в котором указанная дополнительная терапия включает введение антибиотика.

5. Способ по п. 4, в котором указанный антибиотик представляет собой метронидазол или ванкомицин.

6. Способ по п. 3, в котором указанная дополнительная терапия включает введение пробиотика.

7. Способ по п. 3, в котором указанная дополнительная терапия включает введение фекального трансплантата.

8. Способ лечения бактериальной инфекции без возникновения инфекции C. difficile, включающий введение субъекту, который выбран как подверженный риску развития инфекции C. Difficile, эффективного количества соединения или его соли, где указанное соединение представляет собой соединение A’, имеющее следующую структурную формулу:

в результате чего обеспечивается лечение указанной бактериальной инфекции у указанного субъекта без возникновения инфекции C. difficile.

9. Способ лечения бактериальной инфекции без существенного нарушения микробиома кишечника у субъекта, включающий введение субъекту, который выбран как подверженный риску развития инфекции C. Difficile, эффективного количества соединения или его соли, где указанное соединение представляет собой соединение A’, имеющее следующую структурную формулу:

в результате чего обеспечивается лечение указанной бактериальной инфекции у указанного субъекта без существенного нарушения микробиома кишечника.

10. Способ по п. 9, в котором лечение бактериальной инфекции без существенного нарушения микробиома кишечника не приводит к инфекции C. difficile у указанного субъекта.

11. Способ по любому из пп. 1-10, дополнительно включающий, перед введением, выбор субъекта, подверженного риску развития инфекции C. difficile.

12. Способ лечения бактериальной инфекции у субъекта, подверженного риску развития инфекции C. difficile, включающий следующие стадии:

выбор субъекта, подверженного риску развития инфекции C. difficile; и

введение указанному субъекту эффективного количества соединения, где соединение представляет собой соединение A’ или его соль, имеющее следующую структурную формулу:

в результате чего обеспечивается лечение указанной бактериальной инфекции у указанного субъекта.

13. Способ по любому из пп. 8-12, в котором указанная бактериальная инфекция выбрана из группы, состоящей из инфекции кожи или структуры кожи, внебольничной бактериальной пневмонии (CABP) и инфекции мочевыводящих путей (UTI).

14. Способ по любому из пп. 8-12, в котором указанная бактериальная инфекция вызвана грамположительной бактерией.

15. Способ по любому из пп. 8-12, в котором указанная бактериальная инфекция вызвана грамотрицательной бактерией.

16. Способ по любому из пп. 8-13, в котором указанная бактериальная инфекция вызвана бактерией, принадлежащей к виду, выбранному из группы, состоящей из E. coli, S. aureus, E. faecalis, K. pneumoniae, E. hirae, A. baumanii, B. catarrhalis, H. influenza, P. aeruginosa и E. faecium.

17. Способ по п. 16, в котором указанный S. aureus представляет собой S. aureus, устойчивый к метициллину (MRSA), или S. aureus, чувствительный к метициллину (MSSA).

18. Способ по любому из пп. 8-13, в котором указанная бактериальная инфекция вызвана бактерией, принадлежащей к роду, выбранному из группы, состоящей из Salmonella и Streptococcus.

19. Способ по любому из пп. 1-18, в котором указанное соединение представляет собой соединение А, имеющее следующую структурную формулу:

20. Способ по любому из пп. 1-19, в котором субъект, подверженный риску развития инфекции C. difficile, представляет собой субъекта, который недавно получал лечение одним или более антибиотиками.

21. Способ по п. 20, в котором указанный антибиотик представляет собой антибиотик широкого спектра действия.

22. Способ по любому из пп. 1-19, в котором субъект, подверженный риску развития инфекции C. difficile, представляет собой субъекта, который перенес хирургическую операцию на желудочно-кишечном тракте.

23. Способ по любому из пп. 1-19, в котором субъект, подверженный риску развития инфекции C. difficile, представляет собой субъекта, который имеет заболевание толстого кишечника.

24. Способ по п. 23, в котором указанное заболевание толстого кишечника представляет собой воспалительное заболевание кишечника или колоректальный рак.

25. Способ по любому из пп. 1-19, в котором субъект, подверженный риску развития инфекции C. difficile, представляет собой субъекта с ослабленной иммунной системой.

26. Способ по любому из пп. 1-19, в котором субъект, подверженный риску развития инфекции C. difficile, представляет собой субъекта, который находится на химиотерапии.

27. Способ по любому из пп. 1-19, в котором субъект, подверженный риску развития инфекции C. difficile, представляет собой субъекта, который ранее перенес инфекцию C. difficile.

28. Способ по любому из пп. 1-19, в котором субъект, подверженный риску развития инфекции C. difficile, представляет собой субъекта в возрасте 65 лет или старше.

29. Способ по любому из пп. 1-19, в котором субъект, подверженный риску развития инфекции C. difficile, представляет собой субъекта, имеющего заболевание почек.

30. Способ по любому из пп. 1-19, в котором субъект, подверженный риску развития инфекции C. difficile, представляет собой субъекта, который принимает ингибиторы протонного насоса.

31. Способ по любому из пп. 1-19, в котором субъект, подверженный риску развития инфекции C. difficile, представляет собой субъекта, проживающего в окружающей среде, которая располагает к развитию инфекции C. difficile у указанного субъекта.

32. Способ по п. 31, в котором указанная окружающая среда представляет собой больницу.

33. Способ по п. 31, в котором указанная окружающая среда представляет собой лечебно-реабилитационный центр для престарелых.

34. Способ по п. 31, в котором указанная окружающая среда представляет собой дом престарелых.

35. Способ по любому из пп. 1-34, в котором указанное соединение вводят перорально.

36. Способ по любому из пп. 1-34, в котором указанное соединение вводят внутривенно.

37. Способ по любому из пп. 1-34, в котором указанное соединение вводят в виде по меньшей мере одной дозы для внутривенного введения с последующим введением по меньшей мере одной дозы для перорального введения.

38. Способ по п. 37, в котором указанную по меньшей мере одну дозу для перорального введения вводят через 24 часа после указанной по меньшей мере одной дозы для внутривенного введения.

39. Способ по любому из пп. 1-38, в котором указанное соединение вводят один раз в день или два раза в день.

40. Способ по любому из пп. 1-39, в котором указанное соединение вводят в дозе 100 мг, 200 мг, 300 мг, 600 мг или 900 мг.

41. Способ по любому из пп. 1-39, в котором указанного субъекта лечат не более и включая 14 дней, не более и включая 10 дней, не более и включая 9 дней, не более и включая 8 дней или не более и включая 7 дней.

42. Способ по любому из пп. 1, 8, 9 или 12, в котором указанная соль представляет собой гидрохлоридную соль.

43. Способ по любому из пп. 1, 8, 9 или 12, в котором указанная соль представляет собой тозилатную соль.