BRPI0614489A2 - método para preservar a função de células produtoras de insulina - Google Patents

Abstract

MéTODO PARA PRESERVAR A FUNçAO DE CéLULAS PRODUTORAS DE INSULINA Métodos e composições para preservar a função de células produtoras de insulina e para aumentar o período de vida de células produtoras de insulina nos pacientes não dependentes de insulina com distúrbio relacionado com a insu- una, são fornecidos.

Description

"MÉTODO PARA PRESERVAR A FUNÇÃO DE CÉLULAS PRODUTORAS DE INSULINA"

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere aos métodos para di-minuir a tensão pancreática e para avançar o período de vidade células produtoras de insulina em pacientes que têm dis-túrbios relacionados com a insulina no qual há liberação deinsulina de fase precoce inadequada apesar da capacidade deproduzir insulina.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A diabete melito (a seguir, diabete) atualmenteaflige pelo menos 200 milhões de pessoas mundialmente. Osdois principais sub-tipos de diabete incluem tipos 1 e 2. Adiabete Tipo 1 é responsável por cerca de 10% dos 200 mi-lhões de aflitos com diabete. A diabete Tipo 1 é causadapor destruição auto-imune de β-células de segregação de in-sulina nas ilhotas pancreáticas de Langerhans. A diabetetipo 2 é responsável pelos 90% de indivíduos aflitos restan-tes, e a taxa de prevalência está aumentando. A diabete ti-po 2 é freqüentemente, mas não sempre, associada com a obe-sidade, e embora previamente chamada de diabete de início emadulto ou começo tardio, agora se torna cada vez mais predo-minante em indivíduos mais jovens. A diabete tipo 2 é cau-sada por uma combinação de resistência a insulina e secreçãode insulina inadequada.

Papel Fisiológico da Insulina

Em um indivíduo normal não estressado, o nível deglicose basal tenderá a permanecer o mesmo a cada dia porcausa de um circuito de retroalimentação intrínseco. Qual-quer tendência da concentração de glicose do plasma a aumen-tar é contrabalançada por um aumento na secreção de insulinae uma supressão da secreção de glucagon, que regula a produ-ção de glicose hepática (gliconeogênese e liberação de arma-zenamentos de glicogênio) e captação de glicose de tecidopara manter a concentração de glicose do plasma constante.Se o indivíduo ganha peso ou se torna resistente à insulinapor qualquer outra razão, os níveis de glicose de sangue au-mentarão, resultando na secreção de insulina aumentada paracompensar quanto à resistência a insulina. Portanto os ní-veis de glicose e insulina são modulados para minimizar asalterações nestas concentrações ao mesmo tempo em que a pro-dução relativamente normal e utilização de glicose são man-tidas.

Cinco fases diferentes de secreção de insulina fo-ram identificadas: (1) secreção de insulina basal onde a in-sulina é liberada no estado pós-absortivo; (2) a fase cefá-Iica onde a secreção de insulina é ativada pela visão, chei-ro e gosto de comida, antes de qualquer nutriente ser absor-vido pelo intestino, mediado através da inervação pancreáti-ca; (3) secreção de insulina de primeira fase onde um estou-ro inicial de insulina é liberado dentro dos primeiros 5-10minutos após a β-célula ser exposta a um aumento rápido naglicose, ou outros secretagogos; (4) secreção de insulina desegunda fase onde os níveis de insulina aumentam mais gradu-almente e são relacionados com o grau e duração do estímuloe (5) uma terceira fase de secreção de insulina que foi so-mente descrita in vitro. Durante estes estágios, a insulinaé segregada, como muitos outros hormônios, de um modo pulsá-til, resultando em concentrações oscilatórias no sangue. Asoscilações incluem pulsos rápidos (ocorrendo a cada 8-15 mi-nutos) sobrepostos em oscilações mais lentas (ocorrendo acada 80-120 minutos) que estão relacionados com as flutua-ções em concentração de glicose de sangue.

A secreção de insulina pode ser induzida por ou-tros substratos energéticos além de glicose (particularmenteaminoácidos) como também por hormônios e drogas. De nota éque a resposta de insulina observada após a ingestão de co-mida não pode ser considerada somente pelo aumento em níveisde glicose de sangue, porém também depende de outros fatorestal como a presença de ácidos graxos livres e outros secre-tagogos na refeição, os hormônios gastrointestinais e fasecefálica neuralmente ativada.

Quando a um indivíduo for dado um desafio de gli-cose intravenoso, uma resposta de insulina bifásica é vista,a qual inclui um aumento rápido com um pico, um nadir de in-terpico e uma fase crescente mais lenta subseqüente. Estaresposta bifásica é somente vista quando a concentração deglicose aumenta rapidamente, tal como após um bolo de glico-se ou infusão de glicose. Um aumento mais lento na adminis-tração de glicose, o qual é visto sob condições fisiológi-cas, induz uma secreção de insulina mais gradualmente cres-cente sem a resposta bifásica bem definida vista com respei-to à infusão de bolo de glicose.

A modelação das respostas de insulina da primeirafase sob condições fisiológicas normais demonstrou que, apósuma refeição, a concentração de glicose aumenta mais gradu-almente (C1Hax alcançado em aproximadamente 20 minutos) do quevisto com injeções de bolo intravenosas de glicose (Cmax al-cançado em aproximadamente 3-10 minutos).

As β-células pancreáticas saudáveis geram uma res-posta precoce a uma exposição de glicose tipo refeição querapidamente eleva a insulina do soro ambos na circulaçãoportal e na periferia. Contrariamente, as β-células defei-tuosas, que têm uma resposta de insulina de primeira faseprejudicada, geram uma resposta lenta para a exposição deglicose tipo refeição.

Crescentemente, evidência indica que uma respostade insulina relativamente rápida precoce seguinte à ingestãode glicose desempenha um papel critico na manutenção de ho-meostase de glicose pós-prandial. Uma onda precoce na con-centração de insulina pode limitar excursões de glicose ini-ciais, principalmente pela inibição de produção de glicoseendógena. Então a indução de uma resposta de insulina rápi-da em um indivíduo diabético, é esperada produzir homeostasede glicose de sangue melhorada.

Em um indivíduo normal, uma refeição induz a secreção de um estouro de insulina, gerando uma elevação rela-tivamente rápida na concentração de insulina de soro que en-tão decai relativamente rapidamente (veja, Figura 1). Estaresposta de insulina de fase precoce é responsável pela in-terrupção, ou redução, de liberação de glicose do fígado.Os mecanismos homeostáticos então igualam a secreção de in-sulina (e níveis de insulina de soro) à carga de glicose.Isto é observado como uma queda lenta de níveis de insulinade soro modestamente elevados de volta ao valor de referên-cia e é cinético de segunda fase.

Diabete

Uma característica central de diabete é a funçãode β-célula prejudicada. Uma anormalidade que ocorre preco-cemente na progressão da doença em ambas diabetes tipo 1 e 2é a perda de resposta de insulina rápida induzida pelo ali-mento. Por conseguinte, o fígado continua produzindo glico-se, que adiciona à glicose que é ingerida e absorvida doscomponentes básicos de uma refeição.

A diabete tipo 2 tipicamente exibe uma respostademorada aos aumentos nos níveis de glicose do sangue. Aomesmo tempo em que os indivíduos normais normalmente começama liberar insulina dentro de 2-3 minutos seguinte o consumode comida, os diabéticos tipo 2 podem não segregar a insuli-na endógena até que glicose do sangue comece a subir, e en-tão com cinéticos da segunda fase, que é uma elevação lentapara um platô prolongado na concentração. Como um resulta-do, a produção de glicose endógena não é interrompida e con-tinua após o consumo, e o paciente experimenta hiperglicemia(níveis de glicose de sangue elevados). Outra característi-ca da diabete tipo 2 é a ação de insulina prejudicada, cha-mada resistência à insulina. A resistência à insulina semanifesta como ambos uma taxa de eliminação de glicose máxi-ma reduzida (GERmax) e uma concentração de insulina aumenta-da requerida para atingir GERmax. Desse modo, para manipu-lar uma determinada carga de glicose mais insulina é reque-rida e tal concentração de insulina aumentada deve ser man-tida durante um período mais prolongado de tempo. Por conse-guinte, o paciente diabético também é exposto às concentra-ções de glicose elevadas durante períodos prolongados detempo, que também exacerba resistência à insulina. Adicio-nalmente, os níveis de glicose de sangue elevados prolonga-dos são por si só tóxicos para β-células.

A diabete tipo 1 ocorre como um resultado da destruição das células produtoras de insulina do pâncreas (β-células) pelo próprio sistema imune do corpo. Isto resultano final das contas em uma deficiência de hormônio de insu-lina completa. Entretanto, durante o período imediatamenteseguinte ao começo, a maioria dos pacientes passa por umafase de "lua de mel". Ao mesmo tempo em que a liberação deinsulina de fase precoce foi perdida, as β-células restantesainda funcionam e produzem alguma insulina, que é liberadacom cinéticos da segunda fase. Uma vez que mesmo que a fun-ção de β -célula parcial pode ser crítica ao evitar muitasdas complicações a longo prazo de diabete, um foco de pes-quisa de diabete atual é a preservação da função destas β-células residuais.

A diabete tipo 2 surge de diferentes e menos bementendidas circunstâncias. A perda precoce de liberação deinsulina de fase precoce, e liberação de glicose ininterrup-ta conseqüente, contribuem com as concentrações de glicoseelevadas. Os níveis de glicose elevados promovem resistên-cia à insulina, e a resistência à insulina gera elevaçõesprolongadas de concentração de glicose de soro. Esta situa-ção pode levar a um ciclo de auto-ampliação no qual concen-trações sempre maiores de insulina são menos efetivas nocontrole de níveis de glicose do sangue. Além disso, comonotado acima, os níveis de glicose elevados são tóxicos àsβ-células, reduzindo o número de β-células funcionais. Osdefeitos genéticos que prejudicam o crescimento ou manuten-ção da microvasculatura que nutre as ilhotas também podemdesempenhar um papel na sua deterioração (Glee, S. M., e ou-tros, Nature Genetics 38:688-693, 2006). Eventualmente, opâncreas é sobrepujado, e os indivíduos progridem para de-senvolver deficiência de insulina similar às pessoas com di-abete tipo 1.

Terapia

A terapia de insulina é o tratamento padrão paradiabete tipo l,uma vez que poucos pacientes são identifica-dos na fase de lua de mel. Ao mesmo tempo em que a diabetetipo 2 incipiente pode ser tratada com dieta e exercícios, amaioria dos diabéticos tipo 2 de estágio precoce são atual-mente tratados com agentes antidiabéticos orais, porém comsucesso limitado. Os pacientes geralmente mudam para a te-rapia de insulina quando a doença progride. Estes tratamen-tos, entretanto, não representam uma cura.

As modalidades de terapia de insulina atuais podemcompletar ou substituir insulina endogenamente produzida pa-ra fornecer perfis basais e tipo de segunda fase, porém nãoimitam os cinéticos da primeira fase (veja Figura 2). Adi-cionalmente, a terapia de insulina convencional envolve fre-qüentemente somente uma ou duas injeções diárias de insuli-na. Entretanto, terapia mais intensiva tal como três oumais administrações um dia, fornecendo controle melhor deníveis de glicose do sangue, é claramente benéfica (veja,por exemplo, Nathan, D. M. e outros, N Engl J Med 353:2643-53, 2005), porém muitos pacientes são relutantes ao aceitaras injeções adicionais.

Até recentemente, a injeção subcutânea (SC) foi aúnica rotina de liberação de insulina a pacientes com ambasdiabetes tipo 1 e tipo 2. Entretanto, a administração deinsulina SC não leva a farmacodinâmicos ideais para a insu-lina administrada. A absorção no sangue (até mesmo com aná-logos de insulina de ação rápida) não imita o padrão de se-creção de insulina fisiológico prandial de uma elevação rá-pida na concentração de insulina de soro. As injeções sub-cutâneas também são raramente ideais, ao fornecer insulinaaos diabéticos tipo 2 e podem de fato piorar a ação de insu-lina por causa do começo demorado, variável e superficial deação. Foi mostrado, entretanto, que se insulina for admi-nistrada intravenosamente com uma refeição, os diabéticostipo 2 de estágio precoce experimentam a interrupção da li-beração de glicose hepática e exibe controle de glicose fi-siológico aumentado. Além disso, seus niveis de ácido graxolivre caem a uma taxa mais rápida do que sem terapia de in-sulina. Ao mesmo tempo em que possivelmente efetivo no tra-tamento de diabete tipo 2, a administração intravenosa deinsulina, não é uma solução razoável, uma vez que não é se-gura ou possível para pacientes intravenosamente administrarinsulina a toda refeição.

Apesar da melhora no progresso na administração dediabete, a diabete continua sendo uma condição crônica inca-pacitante, que se deixada sem tratamento, pode ser associadacom complicações de órgão de estágio final e morte prematura. Portanto, muitos investigadores têm voltado os olhospara abordagens de transplante esperando que isto alivie anecessidade de injeções de insulina crônicas, monitoramentode glicose do sangue freqüente, e atenção rígida a dieta eexercício. Avanços recentes em terapias com base em gene ecélula forneceram esperança para encontrar uma cura para di-abete. Estes incluem esforços para regenerar as β-célulasexistentes por replicação ou neogênese, manipulando as célu-las tronco embrionárias para diferenciar em β-células, e u-tilizando células precursoras pancreáticas ou do fígado paraservir como uma fonte de insulina. Trabalho recente produ-ziu evidência de produção de insulina bem sucedida de célu-las do fígado geneticamente construídas transplantadas dopróprio fígado do paciente diabético. A abordagem mais a-vançada para terapia celular para diabete, tendo alcançadoaplicação clínica, é o transplante de β-células. Em pacien-tes de transplante, há evidência de independência de insuli-na em alguns destes indivíduos tratados. A transplantaçãode β-célula é menos invasiva do que a transplantação de ór-gão inteiro uma vez que somente porções endócrinas do pân-creas (as ilhotas) são transplantadas por um cateter percu-tâneo. Os resultados nesta área de estudo foram desencora-jando até que avanços feitos por Dr. James Shapiro de Edmon-ton, Canadá (Shapiro e outros, Diabetes, julho de 2002,5:2148). Dr. Shapiro desenvolveu O Protocolo de Edmonton.O Protocolo de Edmonton utiliza um regime anti-rejeição li-vre de corticosteróide e a transplantação de um número sufi-ciente de ilhotas (requerendo cerca de 2-4 órgãos doadorespor transplante). O grupo reportou que 7 pacientes consecu-tivos com diabete Tipo 1 foram tornados independentes de in-sulina durante 1 ano seguinte o transplante de ilhota.Hirschberg B e outros, Diabetes/Metabolism Research and Re-views 2003; 19: 175-178). Entretanto, após 3 anos, as ilho-tas transplantadas falharam como indicado por um retorno aterapia de insulina.

A premissa atrás da transplantação de ilhota éprocessar o pâncreas do doador de órgão para isolar os 5% daglândula responsável pela secreção de hormônio endócrina (asIlhotas pancreáticas de Langerhans, ou as β-células destas)longe dos restantes 95% da glândula responsável por suasfunções exócrinas (secreção de enzimas digestivas). Uma vezisoladas, as ilhotas produtoras de insulina são infundidaspor um tubo fino colocado na veia portal hepática, que é aveia principal que transporta sangue dos intestinos para ofígado. Uma vez infundidas, a corrente sangüínea transportaas ilhotas no fígado onde elas se hospedam e começam a fa-bricar insulina para regular o açúcar do sangue. Os proce-dimentos atuais utilizam cerca de 2-4 doadores de pâncreas(de cadáveres) e um regime de terapia imunossupressor livrede corticosteróide para prevenir a rejeição de transplante.

Um problema com o procedimento de transplante deilhota, é a longevidade das células ilhotas. Os pacientessão independentes de insulina durante tanto quanto 2 anos.Depois disso, eles geralmente voltam a terapia de insulina,embora em dosagem(s) mais baixa do que antes do transplante.A razão para o fracasso da ilhota não está clara, porém foisugerido que as células ilhotas ficam pressionadas a e fun-ção total fica comprometida.

O controle glicêmico obtido em recipientes detransplante de ilhota é normalmente superior àquele obtidocom o tratamento de insulina, e dieta e exercícios. Contan-to que a função de ilhota persista, houve poucos, se algum,relatos de episódios de hipoglicemia severa. Entretanto, ospacientes não recuperam as respostas de hormônio contra-reguladoras 'normais* para hipoglicemia. Somente um pequenonúmero de pacientes obteve níveis de glicose de sangue nor-mal de acordo com os critérios da American Diabetes Associa-tion. Ao provocar uma resposta de insulina de primeira faseaguda por infusão de glicose intravenosa, as ilhotas de pa-cientes prosperamente transplantados mostram um pico de in-sulina notadamente diminuído comparado a indivíduos normais.

Desse modo, diabéticos tipo 1 na fase de "lua demel" da doença, diabéticos tipo 2 (com função de β-célulasubsistente), e os recipientes de transplante de β-célulaapesar de etiologias discrepantes, todos têm o seguinte dé-ficit similar na função pancreática: liberação de insulinade fase precoce inadequada e liberação de segunda fase deefetividade diminuída. É um objeto da presente invençãocompensar a falta da liberação de fase precoce fisiológica edesse modo prolongar ou preserva a função de β-célula.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Os métodos e composições úteis para diminuir atensão pancreática, e promover o período de vida de célulasprodutoras de insulina em diabéticos tipo 1 na fase de luade mel, diabéticos tipo 2 precoces, e pacientes de trans-plante de ilhota, são fornecidos. As modalidades do métodoincluem administração de insulina de uma maneira que imite aresposta de insulina de fase precoce relacionada com a re-feição, empregando uma dose suficiente para reduzir níveisde soro de pró-insulina e/ou para controlar as excursões deglicose. Ao imitar os cinéticos de fase precoce, os níveisde insulina de soro pico podem ser alcançados dentro de cer-ca de 12 a em cerca de 30 minutos de administração. Os níveis de insulina de soro também podem voltar ao valor de re-ferência dentro de cerca de duas ou três horas de adminis-tração. Em uma modalidade, a insulina é administrada a umpaciente em necessidade de terapia de insulina na hora darefeição, isto é, dentro de cerca de 10 minutos, preferivel-mente 5 minutos antes, ou 30, 25, 15, ou 10 minutos após oinício de uma refeição, (os tempos mais curtos após sendopreferidos para pacientes com esvaziamento gástrico normal,tempos mais longos após sendo apropriados para pacientes comesvaziamento gástrico demorado). Em uma modalidade preferi-da, uma liberação pulmonar é obtida por inalação de uma for-mulação em pó seca de um complexo de dicetopiperazina de fu-marila com insulina facilitada pelo uso de um inalador dedose de unidade. 0 termo "dicetopiperazina de fumarila"(FDKP) como empregado aqui também inclui os sais destes. Asdosagens preferidas estão na faixa de cerca de 15 a 90 IU,ou maiores do que 24 IU de insulina complexa com dicetopipe-razina de fumarila, ou o equivalente.

As modalidades do método de aumentar o período devida de células produtoras de insulina incluem aquelas ondea tensão pancreática é medida como uma perda da resposta deinsulina de fase precoce ou primeira fase fisiológica [ouendógena]; onde a tensão pancreática é medida como um aumen-to nos níveis de pró-insulina de soro sem terapia de insuli-na de suplemento; onde a tensão oxidativa devido às excur-sões de glicose agudas é medida (por exemplo, como a taxa desecreção de 24 horas de 8-iso prostaglandina F2a livre (8-IsoPGF2a) ) como um substituto para a tensão pancreática; eonde a tensão pancreática é determinada por deterioração nacapacidade de controlar os níveis de glicose no sangue naausência de outro tratamento, redução na capacidade secreto-ra (por exemplo, C-peptídeo estimulado), redução na sensibi-lidade de insulina (por exemplo, HOMA-S: Homeostasis ModelAssessment of Insulin Sensitivity) . A longevidade de célu-las produtoras de insulina também pode ser avaliada por me-dições da massa de β-célula ou sensibilidade a apoptose.

Outro aspecto da presente invenção inclui uma com-posição útil para a preservação de células produtoras de in-sulina. A composição compreende uma formulação de insulinade liberação controlada.

Ainda outro aspecto da presente invenção incluiuma composição útil para a preservação de células produtorasde insulina. A composição compreende uma preparação de co-meço demorado incluindo uma formulação de insulina.

Em uma modalidade da presente invenção, um métodoé fornecido para preservar a função de células produtoras deinsulina em um paciente não dependente de insulina tendo umdistúrbio relacionado com insulina, compreendendo: fornecero referido paciente não dependente de insulina tendo um dis-túrbio relacionado com a insulina, com uma dose de insulina;administrar a referida dose de insulina ao referido pacien-te; onde a referida dose de insulina imita uma resposta deinsulina de fase precoce relacionada com a refeição fisioló-gica e preserva a função das referidas células produtoras deinsulina no referido paciente.

Em outra modalidade, o paciente não dependente deinsulina que tem um distúrbio relacionado com insulina é umdiabético tipo 1 na fase de lua de mel. Em outra modalida-de, o paciente não dependente de insulina que tem um distúr-bio relacionado com a insulina é um recipiente de transplan-te de célula produtora de insulina. Em outra modalidade, opaciente não dependente de insulina que tem um distúrbio re-lacionado com a insulina é um diabético tipo 2.

Em outra modalidade da presente invenção, a dosede insulina é administrada oralmente. Em outra modalidade,a dose de insulina é inalada. Em ainda outra modalidade, adose de insulina compreende uma formulação de pó seco.

Em uma modalidade da presente invenção, a dose deinsulina compreende uma dose suficiente para reduzir os ní-veis de soro de pró-insulina. Em outra modalidade, a dosede insulina compreende uma dose suficiente para controlar asexcursões de glicose. Em outra modalidade, a insulina al-cança níveis de soro máximos dentro de aproximadamente 15minutos de administração. Em outra modalidade, o nível deinsulina de soro máximo é pelo menos 60 mü/L. Em outra mo-dalidade, a dose de insulina é suficiente para controlar osníveis de glicose do sangue. Em ainda outra modalidade, adose de insulina é suficiente para reduzir a liberação deglicose do fígado.

Em outra modalidade da presente invenção, a refe-rida dose de insulina compreende uma dícetopiperazina de fu-marila (FDKP) associada com a insulina. Em outra modalida-de, a dose de insulina está dentro da faixa equivalente àcerca de 15 IU a cerca de 90 IU de insulina de FDKP.

Em uma modalidade da presente invenção, um métodoé fornecido para diminuir a tensão pancreática pós-prandialem um paciente não dependente de insulina que tem um distúr-bio relacionado com a insulina que compreende: fornecer opaciente não dependente de insulina tendo um distúrbio rela-cionado com a insulina a ser tratado, administrar uma dosede insulina ao paciente suficiente para controlar o nível deglicose do sangue e reduzir os níveis de soro de pró-insulina; e onde a dose de insulina imita a resposta de in-sulina de fase precoce relacionada com a refeição fisiológi-ca, e a tensão pancreática é atenuada.

Em outra modalidade da presente invenção, um méto-do é fornecido para aumentar a longevidade de um transplantede célula produtora de insulina em um paciente, compreenden-do: fornecer um recipiente de transplante de célula produto-ra de insulina a ser tratado, administrar uma dose de insu-lina ao paciente suficiente para controlar os níveis de gli-cose do sangue e reduzir os níveis de soro de pró-insulina;e onde a dose de insulina imita a resposta de insulina defase precoce relacionada com a refeição fisiológica, e atensão pancreática é atenuada e a longevidade das célulasprodutoras de insulina é obtida.

Em uma modalidade da presente invenção, um métodoé fornecido para preservar a função de células produtoras deinsulina em um paciente, compreendendo: fornecer um pacientenão dependente de insulina que tem um distúrbio relacionadocom a insulina, uma dose de insulina e um medicamento imu-nossupressor; administrar a dose de insulina ao paciente on-de a dose de insulina imita a resposta de insulina de faseprecoce relacionada com a refeição fisiológica; e adminis-trar o medicamento imunossupressor ao paciente junto com adose de insulina para retardar uma resposta auto-imune.

Em uma modalidade da presente invenção, uma compo-sição útil para a preservação de células produtoras de insu-lina em um paciente não dependente de insulina que tem umdistúrbio relacionado com a insulina, é fornecida compreen-dendo uma formulação de insulina de liberação controlada.

Em outra modalidade da presente invenção, uma com-posição útil para a preservação de células produtora de in-sulinas em um paciente não dependente de insulina que tem umdistúrbio relacionado com a insulina é fornecida compreen-dendo uma preparação de início retardado incluindo uma for-mulação de insulina.

Em uma modalidade da presente invenção, um métodoé fornecido para preservar a função de células produtora deinsulinas em um paciente não dependente de insulina que temum distúrbio relacionado com a insulina, compreendendo: for-necer um paciente não dependente de insulina que tem um dis-túrbio relacionado com a insulina, onde o referido pacienteé um diabético tipo 1 na fase de lua de mel ou um recipientede transplante de célula produtora de insulina, e uma dosede insulina; administrar a referida dose de insulina ao re-ferido paciente; e onde a referida dose de insulina imitauma resposta de insulina de fase precoce relacionada com arefeição fisiológica e preserva a função das referidas célu-las produtoras de insulinas no referido paciente.

Em outra modalidade da presente invenção, um méto-do é fornecido para preservar a função de células produtorasde insulinas em um paciente tendo um distúrbio relacionadocom insulina, compreendendo: fornecer um paciente tendo umdistúrbio relacionado com a insulina, onde o paciente nãofoi tratado com uma composição de insulina exceto insulinabasal, com uma dose de insulina; administrar a dose de insu-lina ao paciente; e onde a dose de insulina imita uma res-posta de insulina de fase precoce relacionada com a refeiçãofisiológica e preserva a função das células produtoras deinsulinas no paciente.

Em outra modalidade da presente invenção, um méto-do é fornecido para preservar a função de células produtorasde insulinas em um paciente tendo um distúrbio relacionadocom a insulina, compreendendo: fornecer um paciente tendo umdistúrbio relacionado com a insulina, onde o paciente perdeua liberação de insulina de fase precoce e teve um nivel dehemoglobina glicada de soro (HbAIc) menor do que 8%, com umadose de insulina, administrar a dose de insulina ao pacien-te, e onde a dose de insulina imita uma resposta de insulinade fase precoce relacionada com a refeição fisiológica epreserva a função de células produtoras de insulina no paci-ente. Em outra modalidade, a dose de insulina é administra-da com qualquer refeição que contém mais do que 15 g de car-boidrato. Em outra modalidade, o paciente não está em umregime de insulina prandial. Em outra modalidade, o pacientetem níveis de pró-insulina de soro dentro de uma faixa nor-mal. Em outra modalidade, o paciente elevou a amplidão mé-dia de excursões de glicose. Em ainda outra modalidade, opaciente tem evidência de tensão oxidativa elevada e a ten-são oxidativa é medida por níveis de 8-iso PGF(2a). Em ou-tra modalidade, o nível de soro HbAIc é menor do que 7%. Emainda outra modalidade, o nível de HbAIc de soro é menor doque 6,5%, ou menor do que 6%.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Figura 1 descreve a medição de cinéticos de libe-ração de insulina de primeira fase seguindo a estimulaçãoartificial através de infusão de glicose de bolo.

Figura 2 descreve a concentração de insulina desoro depois de administração de insulina humana regular sub-cutâneo (SC)ou insulina de atuação rápida SC (Novolog™) .Novolog™ é uma marca registrada de Novo Nordisk Pharmaceu-ticals, Bagsvaerd, Dinamarca.

Figura 3 descreve a taxa de eliminação de glicoseapós a administração de TECHNOSPHERE®/Insulina em humanos deacordo com os ensinamentos da presente invenção.

Figura 4 descreve as mudanças em níveis de pró-insulina após a administração de TECHNOSPHERE®/Insulina emhumanos de acordo com os ensinamentos da presente invenção.

DEFINIÇÃO DE TERMOS

Antes de apresentar a invenção, pode ser útil fornecer um entendimento de certos termos que serão empregadosa seguir:

Pó seco: Como empregado aqui "pó seco" se refere auma composição de particulado que não é suspensa ou dissol-vida em um propelente, veículo, ou outro líquido. Não épretendido indicar uma ausência completa de todas as molécu-las de água.

Fase precoce: Como empregado aqui "fase precoce"se refere à elevação na concentração de insulina do sangueinduzida em resposta a uma refeição. Esta elevação precocena insulina em resposta a uma refeição às vezes é chamada deprimeira fase.

Excursão: Como empregado aqui, "excursão" se refe-re às concentrações de glicose do sangue que se incluem ouacima ou abaixo de um valor de referência de pré-refeição ououtro ponto de partida. As excursões são geralmente expres-sadas como a área abaixo da curva (AUC) de um plote de gli-cose de sangue com o passar do tempo. AUC pode ser expressoem uma variedade de modos. Em alguns casos haverá tanto umaqueda abaixo de, quanto uma elevação acima do valor de refe-rência criando uma área positiva e negativa. Alguns cálculossubtrairão o AUC negativo do positivo, ao mesmo tempo em queoutros somarão seus valores absolutos. Os AUCs positivos enegativos também podem ser considerados separadamente. Ava-liações estatísticas mais sofisticadas também podem ser em-pregadas.

Em alguns casos pode também se referir às concen-trações de glicose de sangue que sobem ou caem fora de umafaixa normal. Uma concentração de glicose do sangue normalnormalmente está entre 70 e 110 mg/dL de um indivíduo em je-jum, menos do que 12 0 mg/dL duas horas depois de comer umarefeição, e menos do que 18 0 mg/dL depois de comer.

Primeira Fase: Como empregado aqui, "primeira fa-se" se refere à elevação nos níveis de insulina como induzi-do por uma injeção intravenosa de bolo de glicose. Uma li-beração de insulina de primeira-fase gera uma elevação naconcentração de insulina de sangue que é uma elevação rápidoque então cai relativamente depressa. A liberação de insuli-na de primeira fase também é chamada de fase precoce.

Taxa de eliminação de glicose: Como empregado a-qui, "taxa de eliminação de glicose" é a taxa na qual a gli-cose desaparece do sangue e é determinada pela quantidade deinfusão de glicose exigida para manter glicose do sangue es-tável, freqüentemente cerca de 120 mg/dL durante o períodode estudo. Esta taxa de eliminação de glicose é igual à taxade infusão de glicose, abreviada como GIR.

Fase de lua de mel: Como empregado aqui, a "fasede lua de mel" de diabete tipo 1 se refere às fases precocesda doença onde a liberação de insulina de fase precoce foiperdida e as β-células restantes ainda funcionam e produzemalguma insulina, que é liberada com cinéticos da segunda fase.

Hiperglicemia: Como empregado aqui, "hiperglicemi-a" é uma concentração de glicose do sangue em jejum mais e-levada do que a normal, normalmente 126 mg/dL ou mais eleva-da. Em alguns estudos, episódios hiperglicêmicos foram defi-nidos como concentrações de glicose do sangue que excedem280 mg/dL (15,6 mM).

Hipoglicemia: Como empregado aqui, "hipoglicemia"é uma concentração de glicose de sangue mais baixa do que anormal, normalmente menos do que 63 mg/dL (3,5 mM) . A hipo-glicemia clinicamente relevante é definida como a concentra-ção de glicose do sangue abaixo de 63 mg/dL ou causando sin-tomas de pacientes tal como hipotonia, rubor e fraqueza quesão sintomas reconhecidos de hipoglicemia e que desaparecemcom o influxo calórico apropriado. A hipoglicemia grave édefinida como um episódio hipoglicêmico que exigiu injeçõesde glucagon, infusões de glicose, ou ajuda por outro grupo.

Em proximidade: Como empregado aqui, "em proximi-dade", quando empregado em relação a uma refeição, se referea um período próximo do tempo do começo de uma refeição.

Composição de insulina: Como empregado aqui, "com-posição de insulina" se refere a qualquer forma de insulinaadequada para administração a um mamífero e inclui insulinaisolada de mamíferos, insulina recombinante, insulina asso-ciada com outras moléculas e também inclui insulina adminis-trada por qualquer rotina incluindo pulmonar, subcutânea,nasal, oral, bucal e sublingual. As composições de insulinapodem ser formuladas como pó seco ou soluções aquosas parainalação; soluções aquosas para administração subcutânea,sublingual, bucal, nasal ou oral e formas de dosagem sólidapara administração oral e sublingual.

Distúrbio relacionado com a insulina : Como empre-gado aqui, "distúrbios relacionados com a insulina" se refe-re aos distúrbios que envolvem a produção, regulamento, me-tabolismo, e ação de insulina em um mamífero. Os distúrbiosrelacionados com a insulina incluem, porém não estão limita-dos a, pré-diabete, diabete melito tipo 1, diabete melitotipo 2, hipoglicemia, hiperglicemia, resistência à insulina,deficiência orgânica secretora, perda da função de β-célulapancreática, e perda de β-células pancreáticas.

Pacientes não dependentes insulina que têm distúr-bios relacionados com insulina: Como empregado aqui, "paci-entes não dependentes de insulina tendo distúrbios relacio-nados com insulina" se refere aos pacientes com distúrbiospara os quais a terapia com insulina fornecida exogenamente,não é o tratamento padrão atual em diagnose. Os pacientesnão dependentes de insulina que têm distúrbios relacionadoscom insulina que não são tratados com insulina exogenamenteadministrada incluem diabete precoce tipo 2, diabete tipo 1na fase de lua de mel, pré-diabete e recipientes de trans-plante de célula produtora de insulina.

Resistência à insulina: Como empregado aqui, otermo "resistência à insulina" se refere à incapacidade dascélulas do paciente de usar insulina corretamente. 0 pân-creas responde a este problema ao nivel celular produzindomais insulina. Eventualmente, o pâncreas não pode acompa-nhar a necessidade do corpo de insulina, e glicose em exces-so se forma na corrente sangüínea. Os pacientes com resis-tência à insulina têm freqüentemente níveis elevados de gli-cose do sangue e níveis elevados de insulina que circula aomesmo tempo no seu sangue.

Microparticulas: Como empregado aqui, o termo "mí-cropartículas" inclui microcápsulas que têm uma casca exter-na composta de uma dicetopiperazina sozinha ou uma combina-ção de um dicetopipérazina e uma ou mais drogas. Também in-çlui microesferas que contêm droga dispersada ao longo daesfera; partículas de forma irregular; e partículas nasquais a droga é coberta na superfície(s) da partícula ou en-che as lacunas dela.

Periprandial: Como empregado aqui, "periprandial"se refere a um período de tempo começando logo antes e ter-minando logo após a ingestão de uma refeição ou lanche.

Pós-prandial: Como empregado aqui, "pós-prandial"se refere a um período de tempo depois da ingestão de umarefeição ou lanche. Como empregado aqui, pós-prandial recen-te se refere a um período de tempo de 3, 4, ou mais horasapós a ingestão de uma refeição ou lanche.

Potenciação: Geralmente, potenciação se refere auma condição ou ação que aumenta a efetividade ou atividadede algum agente acima do nível que o agente de outro modoatingiria. Similarmente pode se referir diretamente ao efei-to ou atividade aumentada. Como empregado aqui, "potencia-ção" se refere particularmente à capacidade de concentraçõeselevadas de insulina do sangue de impulsionar a efetividadede níveis de insulina subseqüentes para, por exemplo, aumen-tar a taxa de eliminação de glicose.

Prandial: Como empregado aqui, "prandial" se refe-re a uma refeição ou um lanche.

Pré-diabético: Como empregado aqui, o termo "pré-diabético" se refere a um paciente com glicose de jejum pre-judicada ou tolerância de glicose prejudicada, que está comum nível de glicose do sangue em jejum entre 100 mg/dL (5,5itutiol/L) e 126 mg/dL (7,0 mmol/L) , ou um nível de glicose dosangue pós-prandial de 2 horas entre 146 mg/dL (7,9 mmol/L)e 200 mg/dL (11,1 mmol/L).

Segunda Fase: Como empregado aqui, "segunda fase"se refere à queda lenta de níveis de insulina do sangue mo-destamente elevados de volta ao valor de referência após aprimeira fase ter passado. Segunda fase também pode se refe-rir à liberação de não reforço de insulina em resposta aosníveis de glicose do sangue elevados.

TECHNOSPHERE®/Insulina: Como empregado aqui,"TECHN0SPHERE®/Insulina" ou "TI" se refere a uma composiçãode insulina que compreende insulina humana regular e micro-partículas de TECHNOSPHERE®, um sistema de liberação de dro-ga. As micropartículas de TECHNOSPHERE® compreendem uma di-cetopiperazina, especificamente 3,6-di(fumaril-4-aminobutil)-2,5-dicetopiperazina (dicetopiperazina de fuma-rila, FDKP). Especificamente, TECHNOSPHERE®/Insulina compre-ende uma composição de FDKP/insulina humana.

Como empregado aqui, "dicetopiperazina" ou "DKP" inclui dicetopiperazinas e sais, derivados, análogos e modi-ficações que se incluem dentro do escopo da Fórmula 1 geral,onde os átomos de anel Ei e E2 nas posições 1 e 4 são O ou Ne pelo menos uma das cadeias laterais Ri e R2 localizadasrespectivamente nas posições 3 e 6 contem um grupo de ácidocarboxilico (carboxilato). Os compostos de acordo com aFórmula 1 incluem, sem limitação, dicetopiperazinas, diceto-morfolinas e dicetodioxanos e seus análogos de substituição.

cuias aerodinamicamente adequadas, também facilitam o trans-porte através das camadas de célula, também acelerando a ab-sorção na circulação. As dicetopiperazinas podem ser forma-das em partículas que incorporam uma droga ou partículas so-bre as quais uma droga pode ser adsorvida. A combinação deuma droga e uma dicetopiperazina pode conceder'estabilidadede droga melhorada. Estas partículas podem ser administra-das por várias rotinas de administração. Como pó seco estaspartículas podem ser liberadas através da inalação para á-reas específicas do sistema respiratório, dependendo do ta-manho da partícula. Adicionalmente, as partículas podem serfeitas pequenas o bastante para incorporação em uma forma dedosagem de suspensão intravenosa. A liberação oral também é

FÓMULA 1

As dicetopiperazinas, além de fabricar micropartí-possível com as partículas incorporadas em uma suspensão, emcomprimidos ou cápsulas. As dicetopiperazinas também podemfacilitar a absorção de uma droga associada.

Em outra modalidade da presente invenção, a DKP éum derivado de 3,6-di(4-aminobutil)-2,5-dicetopiperazina,que pode ser formada por condensação (térmica) da lisina deaminoácido. Os derivados exemplares incluem 3,6-di(sucinil-4-aminobutil)-, 3,6-di(maleil-4-aminobutil)-, 3,6-di(glutaril-4-aminobutil)-, 3,6-di(malonil-4-aminobutil)3,6-di(oxalil-4-aminobutil)-, e 3,6-di(fumaril-4-aminobutil)-2,5-dicetopiperazina. 0 uso de DKPs para libe-ração de droga é conhecido na técnica (veja, por exemplo, asPatentes U.S. Nos. 5.352.461, 5.503.852, 6.071.497, e6.331.318" cada das quais está aqui incorporada por referên-cia para que todas ensinem relativo às dicetopiperazinas eliberação de droga mediada por dicetopiperazina). 0 uso desais de DKP é descrito no Pedido de Patente U.S. de co-pendência No. 11/210.710, depositado em 23 de agosto de 2005que está por meio desta incorporado por referência para quetodas ensinem relativo aos sais de dicetopiperazina. A li-beração de droga pulmonar que usa micropartículas de DKP édescrita na Patente U.S. No. 6.428.771, que está por estemeio desta incorporada por referência em sua totalidade.

TECHNOSPHERE®/Placebo: Como empregado aqui,"TECHNOSPHERE®/Placebo" se refere às partículas deTECHNOSPHERE® que não são associadas com a insulina.

Unidades de medida: As dosagens de insulina subcu-tâneas e intravenosas são expressas em IU que é definido poruma medida biológica padronizada. As quantidades de insuli-na formuladas com dicetopiperazina de fumarila também sãoreportadas em IU uma vez que é medida de insulina no sangue.

As dosagens de TECHNOSPHERE®/Insulina são expressas em uni-dades arbitrárias (U) que são numericamente equivalentes àquantidade de insulina formulada na dosagem.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Um aspecto da invenção é preservar a função da β-célula e desse modo parar ou atenuar a progressão de doençadiabética. A função da β-célula é preservada reduzindo-se atensão causada pela demanda excessiva para insulina que sedesenvolve, através de vários mecanismos, em diabete tipo 1e 2 e seguinte os procedimentos de transplante de β-célula.

A função pode também ser preservada diminuindo-se a toxici-dade de glicose reduzindo-se a exposição a concentrações deglicose elevadas como descrito aqui. A demanda de insulinaexcessiva, controle fraco de níveis de glicose do sangue, esuas tensões conseqüentes nas β-células, são associados comperda da função e morte de β-célula. A lesão microvascularno pâncreas devido à tensão oxidativa resultante de flutua-ções agudas em concentrações de glicose do sangue pode tam-bém desempenhar um papel. Como descrito aqui, a demanda bi-ossintética é reduzida e tensão é aliviada por administraçãonão intravenosa de uma preparação de insulina que imita li-beração de insulina da fase precoce de refeição fisiológica.

Como empregado aqui, as células produtoras de in-sulina se referem as β-células das ilhotas de Langerhans,células do fígado ou células precursoras pancreáticas gene-ticamente construídas para produzir insulina, células troncoadulto ou embrionárias diferenciadas em β-células, célulastratadas com uma terapia de gene de insulina, ou qualquertipo de célula capaz de produzir e segregar insulina. Asfontes potenciais de β-células para transplante ou regenera-ção no pâncreas foram recentemente revistas (Bonner-Weir, S.& Weir, G. C, Nature Biotech. 23:857-861, 2005). Ao mesmotempo em que os aspectos da invenção descrita aqui serãopredominantemente descritos como eles se aplicam as β-células, deve ser entendido que os métodos e composiçõesdesse modo descritos podem ser similarmente úteis na preser-vação da funcionalidade de qualquer célula produtora de in-sulina submetida às tensões de demanda excessiva para toxi-cidade de glicose ou biogênese de insulina, etc. Desse mo-do, os métodos de imitar resposta de insulina de fase preco-ce em diabéticos tipo 1 na fase de lua de mel, diabéticostipo 2 precoces, e recipientes de transplantes de ilhotas ououtra células produtoras de insulina, são designados paraaumentar o período de vida das células produtoras de insuli-na reduzindo-se a tensão pancreática.

Com empregado aqui, a imitação de liberação de in-sulina de fase precoce de refeição fisiológica (ou termossimilares) não necessariamente indica a replicação exata detodas as características das respostas fisiológicas. Podese referir às metodologias de produção de um aumento ou má-ximo de concentração de insulina no sangue que constitui am-bos aumentos relativamente rápidos (menos do que 30 minutos,preferivelmente menos do que cerca de 20 minutos ou 15 minu-tos de administração ou primeira partida do valor de refe-rência) e queda (descida através da metade máxima por 80 mi-nutos, preferivelmente 50 minutos, mais preferivelmente 35minutos após o máximo) em concentração. Isto está em con-traste com os métodos produzindo um aumento mais gradual (deacima de 20 minutos a várias horas) para a concentração deinsulina máxima obtida e um platô prolongado próximo às con-centrações máximas. Pode também se referir as metodologiasnas quais a elevação na concentração de insulina pode serconfiavelmente coordenada com o inicio de uma refeição. Po-de também se referir às metodologias obtendo uma taxa de e-liminação de glicose máxima (GERmax) dentro de cerca de 30-90 minutos, preferivelmente em torno de 45-60 minutos, apósa administração. Uma metodologia que imita liberação de fa-se precoce é geralmente também um que pode ser praticada pe-los próprios diabéticos sem treinamento médico especial, talcomo treinamento em injeção intravenosa. O treinamento mé-dico especial não incluiria treinamento para usar dispositi-vos médicos, tal como inaladores de pó secos, que são roti-neiramente empregados por pessoas que não são [treinada] osprofissionais médicos. Como empregado aqui, "refeição","refeições", e/ou "hora da refeição", etc. incluem refeiçõestradicionais e horas da refeição; entretanto, estas tambémincluem a ingestão de qualquer valor nutritivo independentede tamanho e/ou hora. Todavia é preferido que insulina sejaadministrada somente durante uma refeição fornecendo pelomenos uma carga glicêmica limiar dependendo da dose de insu-lina para evitar um risco de hipoglicemia.A potenciação de contribuição de GER ao alcancerápido de GERmax é entendida depender não somente da rapidezda elevação na concentração de insulina, porém também da ob-tenção de altura de pico suficiente. Para diabéticos tipo 1esta é uma concentração de insulina máxima de pelo menoscerca de 60 mU/L, preferivelmente pelo menos cerca de 80mU/L. Para diabéticos tipo 2 a resistência a insulina que éparte da condição necessita de concentrações de insulinamais elevadas; tipicamente pelo menos cerca de 100 mU/L,preferivelmente pelo menos cerca de 120 mU/L, pelo menoscerca de 140 mU/L, ou mais, dependendo do grau de resistên-cia. Estas concentrações de insulina máxima são substanci-almente mais elevadas do que aquelas obtidas com doses típi-cas de produtos de insulina de não reforço tal como prepara-ções padrão para administração subcutânea, incluindo aquelaschamadas de atuação rápida, e preparações para administraçãonão injetada tendo cinéticos similares que estãò sendo de-senvolvidos agora.

É também do entendimento do requerente que uma on-da elevada e taxa rápida de alteração na concentração de in-sulina suprime a produção de glucagon, reduzindo a gliconeo-gênese hepática. Isto resulta em carga glicêmica diminuídae conseqüentemente demanda diminuída para insulina e excur-são de glicose reduzida.

As populações de pacientes tratados de acordo comos métodos descritos aqui não são completamente coincidentescom aquelas mais comumente recebendo terapia de insulina. Defato o método pode ser praticado para grande vantagem nosestados mais precoces destas condições, quando as populaçõesde β-célula funcionais são maiores, embora as terapias deinsulina atuais sejam comumente não oferecidas a estes paci-entes. Desse modo como empregado aqui "um paciente em neces-sidade de terapia de insulina" compreende tais populações.

Estes pacientes são também definidos como pacientes não de-pendentes de insulina. Geralmente, pacientes com alguma ca-pacidade de produção de insulina, porém com liberação de fa-se precoce inadequada, constituem populações alvo preferidasselecionadas para tratamento em modalidades da invenção.

Tais populações incluem, sem limitação, recipientes detransplantes de ilhotas, β-células, ou células construídaspara produzir insulina, e recipientes de terapias de gene deinsulina; diabéticos tipo 1 na fase de lua de mel ou no quala doença é incipiente; e diabéticos tipo 2 tradicionalmentetratados com dieta e exercício, medicamentos orais, insulinade atuação longa (basal) somente, ou insulina de atuaçãocurta - sozinha ou misturada com insulina de atuação longa -em conjunto com duas ou menos refeições diárias. Tais popu-lações incluem pacientes com níveis de HbAlc (hemoglobina deglicada) de outro modo aceitáveis (uma medida de hiperglice-mia crônica) que não geralmente seria tratado por qualquermodalidade particular, ou absolutamente. Os níveis de HbAlcnormais são 4,5% a 5,7% (ou quando reportada com menos pre-cisão 4-6%). 0 tratamento de diabete geralmente tem como ob-jetivo reduzir os níveis de HbAlc para baixo de 7%. Os ní-veis de HbAlc acima de 8% indicam a terapia atual do pacien-te deve ser re-avaliada. Seria desejável para obter níveisde HbAlc normais, porém com os produtos de insulina atual-mente comercializados isto somente seria realizado em umrisco inaceitável de hipoglicemia grave. Em modalidades depreparações de insulina da presente invenção o risco de hi-poglicemia é muito reduzido e é possível tratar os pacientescom HbAlc abaixo de 7%. Desse modo os pacientes com níveisde HbAlc abaixo de 8% não seriam considerados os candidatospara tratamento mais intensivo, isto é, para tratamento cominsulina; ou se já recebendo insulina basal ou misturada,para tratamento com regime de insulina prandial. Adicional-mente, o benefício é esperado da redução de glicose do san-gue mesmo no fim elevado da faixa normal, a fim de que emalgumas modalidades da invenção, os pacientes com níveis deHbAlc < 6% sejam selecionados para tratamento. Ao mesmotempo em que a invenção geralmente é descrita em referênciaaos pacientes humanos, a adaptação de mamíferos não humanosnão está além do escopo da invenção ou das capacidades dealguém de experiência nas técnicas relacionadas.

Os pacientes com distúrbios de insulina de estágio precoce podem ser divididos em várias sub-populações e podemser tratados de acordo com várias modalidades da presenteinvenção. Algumas pessoas fabricam insulina suficiente paramanter um nível de glicose do sangue em jejum não hipergli-cêmico, porém não podem evitar flutuações agudas em glicosedo sangue após comer. Os pacientes com glicose em jejum pre-judicada ou tolerância à glicose prejudicada, que estão comum nível de glicose do sangue em jejum entre 100 mg/dL (5,5mmol/L) e 126 mg/dL (7,0 mmol/L) , ou um nível de glicose dosangue pós-prandial de 2 horas entre 146 mg/dL (7,9 mmol/L)e 200 mg/dL (11,1 mmol/L), freqüentemente os chamados pré-diabéticos, podem ser tratados para retardar ou prevenir aprogressão da diabete. Os diabéticos tipo 2 precoces podemfreqüentemente usar dieta e exercícios para controlar a hi-perglicemia ainda substancial, porém já terá perdido sua li-beração de insulina de fase precoce. Desse modo, em outramodalidade da presente invenção estes pacientes são selecio-nados para tratamento. Na prática atual, os pacientes quefracassam na dieta e exercício são mais geralmente em segui-da tratados com um sensibilizador de insulina, tal como met-formina, com o objetivo de superar a resistência à insulinae melhorar a efetividade da insulina que é produzida. Emmodalidades da presente invenção, estes pacientes são admi-nistrados com uma preparação de insulina imitando a faseprecoce prandial em vez de, ou além, do sensibilizador deinsulina.

Menos freqüentemente (e previamente) o primeiromedicamento oral oferecido aos diabéticos foi um secretagogode insulina, tal como uma sulfoniluréia, para aumentar a se-creção de insulina. Entretanto, a secreção de insulina cres-cente pode aumentar a tensão metabólica nas ilhotas dessemodo, em uma modalidade preferida, uma preparação de insuli-na imitando a fase precoce prandial é empregada em vez de umsecretagogo.

Uma deficiência com formulações existentes de in-sulina para injeções subcutâneas foi a variabilidade impre-visível de absorção, e a elevação relativamente lenta em ní-veis de insulina de soro comparados com a resposta de insu-lina de fase precoce relacionado com a refeição fisiológica,na qual os níveis de insulina de soro podem elevar dentro decerca de 6 minutos. A insulina de fase precoce relacionadacom a refeição se origina de vesículas de armazenamento den-tro das β-células das ilhotas de Langerhans do pâncreas, on-de a pró-insulina sofre clivagem enzimática em insulina e C-peptídeo. A falta de uma resposta de fase precoce adequadaé um elemento comum nas fases precoces de diabete tipo 1 e 2e em recipientes de transplante de ilhota. A liberação rá-pida de quantidades grandes de insulina para criar a eleva-ção característica em concentração de insulina de sangue co-loca uma carga biossintética significante no pâncreas. Aperda de liberação de fase precoce adequada é um indicadorde um pâncreas pressionado ou prejudicado, porém também con-tribui para ainda pressionar as β-células. A diabete é tam-bém caracterizada por níveis elevados de pró-insulina de so-ro. Tal pró-insulina intacta circulante (iPi) significa queas exigências de insulina excedem a capacidade β-célula,causando a liberação prematura, e refletindo a tensão pan-creática.

A elevação comparativamente lenta e superficial naconcentração de insulina e período prolongado de ação asso-ciado com preparações de insulina que não imitam a liberaçãode fase precoce, limita a sua capacidade de controlar excur-sões de glicose. A dose que pode ser dada é geralmente ina-dequada para controlar a elevação em glicose de sangue se-guinte a uma refeição pela necessidade de evitar a induçãode hipoglicemia após a carga glicêmica da refeição, ter sidoabatida. Estes assuntos são também descritos no Pedido dePatente U.S. de co-pendência No. 11/278.381 intitulado "Su-perior Control of Blood Glucose in Diabetes Treatment" queestá incorporado aqui por referência em sua totalidade. Es-tá surgindo que flutuações agudas em concentrações de glico-se do sangue (medidas, por exemplo, como MAGE: amplitude mé-dia de excursões glicêmicas) têm um maior efeito do que ahiperglicemia crônica (tipicamente medida como nivel deHblAc) em tensão oxidativa associada a diabete, e desse modoé um parâmetro importante para controlar para evitar as com-plicações diabéticas atribuíveis a tal tensão (veja, Monni-er, L., e outros, JAMA 295:1681-1687, 2006; e Brownlee, M. &Hirsch, I. JAMA 295:1707-1708, que estão aqui incorporadospor referência em sua totalidade).

A terapia de insulina tem focado tradicionalmenteno controle de concentrações de glicose do sangue comuns,como refletido pelos níveis de HblAc. Desse modo, relativa-mente poucos pacientes capazes de produzir quantidades sig-nificantes de insulina recebem terapia basal-prandial (en-volvendo administração de uma insulina basal mais insulinacom cada refeição).

Mais abordagens comuns envolvem insuli-na de longa atuação (basal) sozinha, misturas de jejum e a-tuação intermediária, e várias outras combinações de inje-ções. Os critérios clínicos para a adoção de um ou outrosdestes regimes não são bem definidos. Geralmente o tratamen-to começa com insulina basal, se ou quando isso não for bemsucedido na obtenção de níveis de HblAc alvo, a terapia éintensificada empregando injeções adicionais e várias mistu-ras (pré-misturado ou automisturado). Se o alvo não é aindaobtido, o tratamento prossegue para terapia basal-prandial.A terapia prandial em pacientes não recebendo insulina basalé incomum e, empregando as preparações de insulina atualmen-te comercializadas (sem reforço), não conferem o alivio detensão pancreática da presente invenção. Além disso, aspreparações de insulina atualmente disponíveis fornecem ati-vidade durante estrutura de tempo mais longo do que o prefe-rido da presente invenção as tornando menos adequadas para ocontrole de excursões de glicose.

A presente invenção é designada para minimizar nãosomente os níveis de HblAc (concentração de glicose do san-gue média) e toxicidade de glicose concomitante; porém tam-bém para reduzir a demanda biossintética para insulina for-necendo-se uma insulina exógena imitando uma resposta de fa-se precoce, e controle de flutuações agudas na concentraçãode glicose (excursões de glicose) também reduzindo a demandade insulina. A redução de excursões de glicose também aliviaa sobrecarga inflamatória geral e dano oxidativo para micro-vasculatura resultante de tensão oxidativa, geralmente e nasilhotas. Isto é realizado por administração rotineira de umapreparação de insulina que imita a liberação de fases preco-ce em conjunto com pelo menos três refeições por dia, prefe-rivelmente com cada refeição ou lanche.Tal tratamento seriamantido, em preferência crescente e para efetividade cres-cente, durante qualquer número de dias, semanas, meses, eanos, até o resto da vida do paciente ou até tal tempo quan-do o distúrbio relacionado com a insulina subjacente for cu-rado. É a hipótese não ligação dos requerentes que sobretal tratamento sustentador como descrito aqui, a função pan-creática melhorará com o passa do tempo, por exemplo, devidoá massa de β-célula aumentada, resultando na capacidade re-cuperada para liberação de fase precoce endógena. Sob taiscondições pode ser possível reduzir o número de administra-ções diárias. Por rotineiramente é significado que o horáriodefendido de administração é o ideal e de uso usual, porémem desvios práticos do mundo real deste protocolo, tal comodoses perdidas ocasionais, não se afastam do escopo da in-venção. Em várias modalidades a insulina é administrada comqualquer refeição ou lanche de outra maneira faria com que aglicose do sangue excedesse 140 mg/dL; com qualquer refeiçãoou lanche constituindo 1, 2, 3, ou mais alterações de pão;com qualquer refeição ou lanche contendo mais do que cercade 15, 20, 30, ou 45 g de carboidrato.

As modalidades dos métodos da presente invençãoincluem uma variedade de regimes de dosagem incluindo, porémnão limitada a, dosagem a cada refeição ou lanche, dosagem acada refeição ou lanche tendo um teor de carboidrato de maisdo que 15 g, dosagem a cada refeição ou lanche tendo um teorde carboidrato de mais do que 30 g, a cada refeição ou lan-che tendo um teor de carboidrato de mais do que 45 g. Asdosagens e concentrações de composição de insulina desejadaspodem variar dependendo do uso particular pretendido. A de-terminação da dosagem apropriada ou rotina de administraçãoestá bem dentro da experiência de um médico ordinário. Alémdisso, a duração do tratamento de acordo com a presente in-venção pode variar no uso particular e a determinação da du-ração de tratamento está dentro da experiência de um médicoordinário.

No caso de diabete tipo 1, uma inflamação iniciale ataque auto-imune reduzir o número de β-células funcionaldesse modo limitando a capacidade biossintética das ilhotas.Similarmente, uma explicação para falha da ilhota em pacien-tes transplantados é que eles receberam poucas ilhotas, mes-mo que eles obtivessem células de doadores múltiplos. Umpâncreas normal tem aproximadamente 1 milhões de ilhotas,porém técnicas atuais permitem que somente 400.000 célulasno máximo sejam extraídas de um pâncreas doador e muitosdestas morrem logo após o transplante. Realmente, o esgota-mento de ilhota devido a superestimulação crônica de umamassa de célula ilhota marginal é entendida ser a razão do-minante para disfunção do transplante tardio (Shapiro,A.M.J., The Scientist 20:43-48, 2006). Em cada caso, as cé-lulas de ilhota restantes são forçadas ao trabalho extraor-dinariamente árduo e podem perder a função com o passar dotempo. Isto pode ser também exacerbado pela ausência do e-feito de potenciação que a elevação na concentração de insu-lina tem sobre os níveis de insulina subseqüentes uma vezque ela aumentará a quantidade de insulina necessária em li-beração de segunda fase para manipula a carga de glicose re-sultante de uma refeição. Este efeito de potenciação é maiscompletamente descrito no Pedido de Patente U.S. de co-pendência No. 11/329.686, depositado em 1/10/06, intitulado"Potentiation of Glucose Elimination", que esta incorporadoaqui por referência em sua totalidade. Em diabete tipo 2,pelo menos inicialmente, não há uma carência evidente de cé-lulas de ilhota, porém a resistência a insulina reduz a efe-tividade da insulina que é produzida além daquela devido àperda de potenciação que resulta quando a liberação de faseprecoce é perdida. Isto propõem um requerimento para maisinsulina para limpa uma carga de glicose, novamente colocan-do tensão sobre o pâncreas para produção de insulina. Estaineficiência da eliminação de glicose também resulta em ele-vações prolongadas na concentração de glicose e toxicidadede glicose conseqüente sobre β-células. Através destas vá-rias vias, a capacidade biossintética das ilhotas torna-sedominada. Neste caso, a secreção de insulina progressiva-mente diminuída, perda subseqüente de liberação de insulinada segunda fase e, por ultimo, deficiência de insulina completa .

Quando se acredita que a tensão pancreática sejauma causa para a progressão de diabete tipos 1 e 2 e a perdade função de transplante da ilhota, então segue que um méto-do para reduzir a tensão pancreática melhoria a função e pe-ríodo de vida de células produtoras de insulina nestas popu-lações de pacientes. Empregando-se um método de liberaçãode insulina que imita liberação de fase precoce muitos dosdéficits causados pela perda de sua resposta podem ser ali-viados, desse modo reduzindo a tensão concomitante. Crian-do-se uma elevação na concentração de insulina no início deuma refeição as β-células são aliviadas desta demanda, per-mitindo-as a mais facilmente supri outras necessidade de in-sulina (isto é, insulina de segunda fase e basal) . Alémdisso, a potenciação que resulta de uma elevação tipo de fa-se precoce reduzi a quantidade de insulina necessária na li-beração de segunda fase para qualquer carga de glicose par-ticular mesmo em uma base de resistência a insulina. 0 usomais eficiente de insulina também contribui com a redução amagnitude e duração de qualquer excursão de níveis de glico-se normais no sangue aliviando os efeitos de toxicidade deglicose e tensão oxidativa. Desse modo, o espiral de deman-da biossintética crescente e capacidade de diminuição podeser interrompido e o requerimento de produção de insulinaconduzido mais rigorosamente em linha com capacidade restan-te.

No caso de transplante de ilhota algumas drogasanti-rejeição, tal como sirolimus, inibem a revascularizaçãoda ilhota e é pretendido interferir com a capacidade de en-xerto da ilhota para regeneração (Shapiro, A.M.J., The Sci-entist 20:43-48, 2006). Desse modo uma terapia de insulinaadjuntiva que minimiza outras causas de lesão vascular, talcomo tensão oxidativa devido a flutuações agudas de concen-trações de glicose do sangue, pode ser particularmente van-tajosa neste contexto.

A injeção intravenosa de insulina pode replicarefetivamente a resposta de fase precoce, porém não é uma te-rapia prática para uma condição vitalícia requerendo múlti-plas administrações diárias. As injeções subcutâneas tradi-cionais são absorvidas na corrente sangüínea lentamente emcomparação, mesmo empregando formulações de atuação rápida,que ainda levam até uma hora para alcançar concentração má-xima no sangue e tem um platô durando várias horas. Muitasformulações pulmonares que foram avaliadas são equivalentesa insulina subcutânea na efetividade e similarmente falhamao obter cinéticos rápidos necessários para imitar a libera-ção de fase precoce, como definido acima. Todavia, o poten-cial para absorção verdadeiramente rápida empregando uma li-beração com base em não injeção, tal como administração orale pulmonar, existe. Por exemplo, a liberação pulmonar empre-gando formulações de pó seco com base em dicetopiperazinafoi utilizada.

A perda de resposta de insulina da fase precoce,os níveis de pró-insulina aumentados, ou o controle de gli-cose diminuído em um paciente diabético são cada uma medidade perda da função de células produtoras de insulina. Estaperda de função pode ser atribuída a morte da célula e/outensão da célula ilhota. Na realidade, a maior carga colo-cada sobre as células produtoras de insulina em diabéticos épara libertar insulina para a resposta da fase precoce. Aadministração de uma fonte de exógena de insulina para imi-tar esta resposta pode eliminar esta carga (tensão) e pre-serva a liberação de insulina basal e de segunda fase (rela-cionada com a refeiçao, dependente de glicose).

Desse modo, uma modalidade preferida da presenteinvenção fornece um método para obter os cinéticos de faseprecoce desejáveis através da administração pulmonar de umaformulação de insulina de pó seco contendo insulina complexapara micropartículas de dicetopiperazina. Esta formulação érapidamente absorvida alcançando niveis de soro máximos den-tro de cerca de 10 a 15 minutos. Isto é bastante rápido pa-ra imitar os cinéticos da resposta de insulina da fase pre-coce relacionado com a refeição fisiológica. A elevaçãocurta, súbita para concentração de insulina de soro máxima écritica para aliviar a demanda biossintética de outra manei-ra colocada sob as β-células e tem o efeito adicional decomprimir o volume da ação de insulina ao intervalo de tempoperi-prandial, em contraste com formulações de atuação maislentas. Isto reduz a magnitude e duração de qualquer excur-são relacionada com a refeição de niveis de glicose normaise toxicidade de glicose associada, bem como o risco de hipo-glicemia pós-prandial. Tal controle melhorado de niveis deglicose do sangue obtenivel com esta insulina de pó seco émais completamente descrito no Pedido de Patente U.S.co-pendência No. 11/278.381, depositado em 31/3/06, intitulado"Superior Control of Blood Glucose Leveis in Diabetes Treat-ment", que está incorporado aqui por referência em sua tota-lidade. Como descrito no Pedido U.S. No. 11/329.686 e nota-do acima, os niveis de insulina elevados anteriores potenci-alizam a taxa de eliminação de glicose, significando que aglicose pode ser eliminada mais rapidamente se houver umaelevação da concentração de insulina elevada anterior. Taltratamento também conduz a niveis reduzidos de pró-insulinade soro, indicando uma redução de tensão pancreática bios-sintética .

Os sistemas de liberação de droga de microparticu-la de dicetopiperazina e métodos associados são descritosnas Patentes U.S. 5.352.461 e 5.503.852 intituladas "selfAssembling Diketopiperazine Drug Delivery System", e "Methodfor Making Self Assembling Diketopiperazine Drug DeliverySystem", respectivamente. 0 uso de microparticulas de polí-mero biodegradáveis e de dicetopiperazina em liberação pul-monar é descrito nas Patentes U.S. 6.428.771 e 6.071.497 in-tituladas "Method for Drug Delivery to the Pulmonary Sys-tem", e "Microparticles for Lung Delivery Comprising Diketo-piperazine", respectivamente. Os detalhes com respeito aosvários aspectos de possíveis processos de fabricação e for-mulação podem ser encontrados nas Patentes U.S. No.6.444.226 e 6.652.885 ambos intituladas "Purification andStabilization of Peptide e Protein Pharmaceutica Agents"; naPatente U.S. No. 6.440.463 intitulada "Methods for Fine Pow-der Formation" no Pedido de Patente Provisório de Co-pendência U.S. No. 60/717.524, depositado em 14/9/05, inti-tulada "Method of Drug Formulation Based on Increasing theAffinity of Active Agents for Crystalline Micoparticle Sur-faces"; e 60/776.605, depositado em 14/4/06, intitulado "AMethod for improving the Pharmaceutic Properties of Micro-particles Comprising Diketopiperazine and na Active Agent".As propriedades e desígnio de um sistema de inalador de póseco de respiração de pó preferido são descritos no Pedidoda Patente U.S. No. 10/655.153 intitulada "Unit Dose Car-tridge and Dry Powder Inhaler". Os aspectos de tratamentoempregando insulina complexa para microparticulas de diceto-piperazina são descritos na Patente U.S. 6.652.885 bem comono Pedido de Patente co-pendência U.S. No. 11/032.278, inti-tulado "Α Method of Reducing Serum Proinsulin Leveis in Type2 Diabetes". Adicionalmente Pedido da Patente U.S.No.11/210.710, intitulada "Diketopiperazine Salts for DrugDelivery and Related Methods" descrevem o uso de sais de di-cetopiperazina para formular insulina tanto para liberaçãopulmonar quanto oral. Cada um dos pedidos de patentes e pa-tente mencionados neste parágrafo esta incorporado aqui porreferência em sua totalidade.

Também contemplados, qualquer medicamento pode seradministrada em combinação com a insulina descrita aqui.Estes medicamentos podem incluir, porém não são limitadasaos medicamentos antidiabéticos orais, miméticos de increti-na,aqueles que preservam funções de β-célula, agentes debloqueio de co-estimulação tal como anticorpos anti-CD28 oubelatacept, anticorpos anti-CD3, e/ou qualquer medicamentoimunossupressores (tipicamente empregada em um caso detransplante de ilhota), porém, os medicamentos que preservamas funções de β-célula são preferidos. Os medicamentos imu-nossupressores exemplares incluem, porém não estão limita-dos, daclizumab, sirolimus, tacrolimus, ácido micofenólico,rapamicina, glicocorticóides, prenisona, azatioprina, e ci-closporina, entetanto, glicocorticóides, prenisona, azatio-prina, e ciclosporina estão entre aqueles que são menos pre-feridos .

Mais especificamente, uma modalidade da presenteinvenção inclui administração TECHNOSPHERE®/Insulina (TI) emconjunto com um medicamento imunossupressor, por exemplo, umanticorpo anti-CD3, para prolongar a fase de lua de mel emdiabéticos tipo 1. Estes anticorpos anti-CD3 bloqueia a fun-ção de células T imunes, que são as células responsáveis pe-la destruição das células beta ilhotas no pâncreas. 0 termo"em conjunto" como empregado aqui significa o medicamento TIimunossupressor são empregados como terapias duais para porultimo reduzir a tensão pancreática.

Se TI ou outra insulina imitando liberação de faseprecoce é administrada sozinha ou em conjunto com um medica-mento imunossupressor, a insulina pode ser administrada emassociação com refeições, preferivelmente uma a quatro vezesdiariamente, dependendo da necessidade. A fim de obter o be-neficio máximo do tratamento, ele deve ser tomado durante umperíodo prolongado de tempo, preferivelmente até cerca de ummês, mais preferivelmente de cerca de dois meses a cerca deseis meses, e mais preferivelmente durante o restante da vi-da do paciente ou até que a diabete subjacente seja curada.Um indicador de efetividade e/ou um parâmetro de monitora-mento inclui uma avaliação periódica dos níveis de pró-insulina do paciente. Evidentemente, a freqüência de admi-nistração e a quantidade de dosagem podem ser ajustadas deacordo com esta determinação de pró-insulina periódica.

A presente invenção se refere a um método paratratar pacientes diabéticos com uma quantidade de dose admi-nistrada pulmonarmente de TI de pó seco suficiente para imi-tar resposta de insulina de fase precoce, para reduzir osníveis de pró-insulina de soro, e/ou controlar os níveis deglicose do sangue a fim de melhorar a longevidade das célu-las produtoras de insulina em diabéticos tipo 1 e 2 precocese pacientes de transplante de ilhota, como descrito nos e-xemplos abaixo.

EXEMPLOS

Exemplo 1

Estudo Controlado por Placebo, Duplo cego, Aleto-rizado da Eficácia e Segurança de TECHNOSPHERE®/Insulina I-nalado em Pacientes com Diabete Tipo 2

A insulina pulmonar de pó seco TECHNOSPHERE®, li-beração através de um inalador pulmonar pequeno tem uma bio-disponibilidade que imita a liberação de insulina de primei-ra fase ou fase precoce relacionada com a refeição normal.Este estudo controlado por placebo, duplo cego, aletorizadode multicentro foi conduzido em pacientes de diabete melitotipo 2 inadequadamente controlados em de terapia de agenteoral ou dieta (HbAlc >6,5% a 10,5%). Um total de 123 paci-entes foi inscrito e 119, a população com intenção de trata(ITT), foram aleatorizados em uma relação de 1 :1 para rece-ber TECHNOSPHERE®/Insulina inalada prandial de cartuchos dedose de unidade contendo entre 6 a 48 unidades de insulinahumana (origem de rDNA) ou TECHNOSPHERE®/placebo inalado(PBO).

Os resultados de hemoglobina Alc glicosilada(HbAlc) foram analisados por um plano de análise estatísticapré-determinado quanto à População de Eficácia Primária(PEP, definida antes do não cego como aqueles que aderiramaos requerimentos do estudo incluindo dosagem mínima e ne-nhum ajuste de drogas de diabete concomitantes), para umSub-grupo A de PEP (aqueles com HbAlc de valor de referênciade 6,6 a 7,9%), para um Sub-grupo B de PEP (aqueles comHbAlc de valor de referência de 8,0 a 10,5%), bem como parao ITT. Estes resultados são resumidos na Tabela 1. Nesteestudo de dosagem individualizado, a dose média de TI empre-gado antes de cada refeição no grupo de tratamento ativo foiaproximadamente 30 unidades, com 28 unidades empregadas noSub-grupo A de PEP e 33,5 unidades empregadas no Sub-grupo Bde PEP.

Tabela 1

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Nenhum episódio de hipoglicemia grave ocorreu nogrupo TI. Os testes de funções pulmonares, incluindo Dlco,FEVl, e Volume Alveolar Total não mostram nenhuma diferençasignificante entre os pacientes em TI comparado com seus va-lores de referência ou comparado aos resultados daqueles re-cebendo PBO. Não houve nenhuma evidência de indução de an-ticorpos de insulina com TI durante o período de 12 semanasde exposição.

Exemplo 2

Imitação da Resposta de Insulina de Fase Precoceem Humanos com Insulina inalada Rapidamente BiodisponívelAcelera a Disposição de Glicose Pós-Prandial Comparado comInsulina de Biodisponibilidade mais Lenta

A relação entre tempo, a concentração de insulina,e taxa de eliminação de glicose em um grupo de 12 indivíduoscom diabete tipo 2, durante uma fixação isoglicêmica foi es-tudada. Cada indivíduo recebeu 24 IU (Unidades Internacio-nais) de insulina subcutânea (Actrapid®, Novo Nordisk) ou 48U de TECHNOSPHERE®/Insulina (TI, MannKind Corporation) emdias de estudo separados em um designado de cruzamento. ATaxa de Eliminação de Glicose (GIR) foi determinada pelaquantidade de infusão de glicose requerida para manter aglicose do sangue estável de 120 mg/dL durante o período deestudo de 540 minutos (Figura 3).

Quarenta e oito unidades TI forneceram uma concen-tração máxima média de insulina (Cmax) de 114,8 ± 44,1 (me-dia ± SD) mU/L e tiveram um tempo médio para a concentraçãomáxima (Tmax) de 15 minutos, considerando que 24 IU de insu-lina subcutânea (SC) tiveram um Cmax de 63 ± 10,1 mU/L comum Tmax de 150 minutos. TECHNOSPHERE®/Insulina alcançou va-lores de GIR máximo, 3,33 ± 1,35 mg/min/kg, a 45 minutos, aomesmo tempo em que o ponto de tempo, SC foi somente 1,58 +1,03 e não alcançou valor máximo, 3,38 ±1,45 antes de 255minutos, a despeito de concentração de insulina quase cons-tante. Uma vez que o efeito de insulina máxima foi alcança-do, a relação de concentração-efeito foi a mesma para TI eSC. Em 180 minutos, a disposição de glicose foi 326 ± 119mg/kg ou 61% do total para TI e 330 ± 153 mg/kg (27% do to-tal) para SC.

0 aumento rápido, agudo na concentração de insuli-na, similar à resposta de insulina de fase precoce, fornecetaxa de eliminação de glicose máxima. Quarenta e oito uni-dades TI obtiveram efeito máximo dentro de 45 minutos, con-siderando que levou 270 minutos para 34 IU SC alcançar efei-to similar. Este fenômeno não é causado por diferenças narelação de dose-efeito pelos dois tipos de insulina, porémreflete uma diferença na resposta quando o aumento na con-centração de insulina é mais modesto com o passar do tempooposto a insulina biodisponivel mais rápida fornecida porTECHNOSPHERE®/Insulina. Isto pode ter conseqüências paracontrole de glicose pós-prandial.

Além disso, três horas após a dosagem, 48 U de TIe 24 IU de SC prolongaram o mesmo efeito de redução de gli-cose. Entretanto, menos do que 1/3 do efeito de redução deglicose total para a dose de SC foi obtido. Se a dose deinsulina prandial é titulada voltada a um objetivo de normo-glicemia em três horas após uma refeição, o efeito de redu-ção de glicose restante o grande de insulina SC pode aumen-tar o risco de hipoglicemia pós-prandial tardia, como compa-rado co TI.

Um problema com as formulações existentes de insu-lina para injeções subcutâneas foi a variabilidade imprevi-sível de absorção e o aumento relativamente lento nos níveisde insulina de soro comparado com a resposta de insulina deprimeira fase relacionada com a refeição fisiológica, naqual os níveis de insulina de soro podem chegar ao máximodentro de cerca de seis minutos. Portanto, os cinéticospreferidos de formulações de insulina para substituiçãoprandial incluem um início rápido e precoce de atuação e umaduração de atuação longa o suficiente para abrange a absor-ção de glicose relacionada a refeição.TECHNOSPHERE®/Insulina pulmonar atende a este requerimentoimitando-se a resposta de insulina de fase precoce em paci-entes diabéticos que perderam esta função. Os pacientes detransplante de ilhota representam uma população de pacientesdiabéticos tratados que ainda não exibe resposta de insulinade primeira fase. A administração de TECHNOSPHERE®/Insulinaaos pacientes de transplante de ilhota restaura a respostade insulina tipo primeira fase desse modo reduzindo a tensãopancreática e melhorando a longevidade das células trans-plantadas .

Exemplo 3

Tratamento de Humanos com Insulina Pulmonar Reduzos Níveis de Pró-insulina de Soro

A inalação de TECHNOSPHERE®/Insulina (TI) forneceum aumento na insulina de soro, comparável com a resposta deprimeira fase. Este estudo investigou os farmacodinâmicosde TI e seu impacto na liberação de pró-insulina intacta (i-Pi) . Vinte e quatro pacientes com diabete Tipo 2 recebèramdoses de TECHNOSPHERE® base com 4 carregamentos diferentesde insulina, ou 0, 12 IU, 24 IU, ou 48 IU de insulina humanaregular recombinante, cinco minutos após o inicio das refei-ções padronizadas, em dias de estudo separados. A glicosedo sangue (BG), insulina de soro e soro iPi foram medidosantes (0 minuto) , 60 e 120 minutos após início de cada re-feição .

TI reduziu os níveis de BG pós-prandiais de umamaneira dependente da dose. Sessenta minutos após o almoço,BG (mg/dL) (± SD) foi 183,2 (± 44,4) para placebo; 170,8 (±30,5) para 12 IU (p=0,266); 156,3 (± 31,9) para 24 IU,(p=0,020) e 132,6 (± 29,1) para 48 IU, (ρ<0,001). Todas asdoses causaram um aumento na insulina de soro a 60 minutos(p<0,05), porém não em 120 minutos de seguinte a inalação.A administração de TI com 24 IU e 48 IU de doses de carga deinsulina suprimiu os níveis iPi em todos os pontos de tempodurante todo o dia (p<0,05). 0 uso de TI inalado para imi-tar o início rápido e a duração curta da resposta de insuli-na de primeira fase, portanto deve reduziria a tensão em cé-lulas produtoras de insulina. Isto pode melhorar a funçãode β-célula geral, homeóstase de glicose endógena, e a lon-gevidade de β-células residuais e transplantadas.

Figura 3 descreve as alterações nos níveis de pró-insulina com o passar do tempo, seguinte a administraçãopulmonar de partículas de dicetopiperazina/insulina.

Exemplo 4

Avaliação de β-células em Ratos Gordos DiabéticosTratados com Insulina Pulmonar

Os ratos Gordos Diabéticos são um modelo de diabe-te tipo 2. Duas linhagens, ZDF e WDF, estão disponíveis. Asdiabetes podem ser induzidas na linhagem de WDF alimentando-se uma dieta com alto teor de sacarose durante aproximada-mente uma semana. Alternativamente os ratos de ZDF desen-volverão diabete espontaneamente em cerca de 13 semanas deidade.

Três grupos de 20 ratos são tratados com doses di-árias ou insulina por injeção subcutânea, TI por insuflaçãopulmonar, ou ar por insuflação pulmonar. A dosagem começauma semana antes do início antecipado de diabete. A dosagemé selecionada para aproximar um equivalente de uma dose hu-mana, porém menos do que causaria hipoglicemia grave ou deameaçadora a vida nos animais ainda não diabéticos. Os ani-mais são jejuados durante a noite antes de tomar as mediçõesde sangue, porém são de outra maneira alimentados ad Iibi-tum.

Os pesos corporais sao semanalmente medidos. Asmedidas de glicose do sangue de soro são conduzidas duas ve-zes por semanas. 0 teste de glicosuria é conduzido três ve-zes por semana. Os níveis de glicose na urina maior do que250 mg/dL são seguidos através de teste de glicômetro duran-te 2 dias para confirma o início da diabete. Em confirmaçãodo início da diabete, animais são sacrificados dentro de 24-48 horas. A insulina, a pró-insulina intacta, e o C-peptídeosão medidos de uma amostra de sangue de pré-dose, semanal-mente amostra de sangue em vida durante a dosagem, e na a-mostra de sangue terminal. As amostras de pré-dose e em vi-da são tomadas como pares exatamente antes e 3-5 minutos a-pós o desafio de glicose de bolo para que a liberação de in-sulina de primeira fase possa ser avaliada. No sacrifício,os pâncreas de todos os animais são colhidos e fixados em10% formalina. 0 tecido pancreático é processado para man-chamento de hemotoxilina e eosina (Η & E) e avaliado quantoà massa de β-célula. Ά proliferação e índices apoptótico sãotambém avaliados através de imunoistoquímica (IHC) em teci-dos pancreáticos.

A tensão reduzida e longevidade de β-célula pro-longada no grupo TI são indicadas por massa de β-célula mai-or, expressão maior de marcadores de proliferação índice a-poptótico reduzido, progressão demorada para um início dediabete. A progressão para diabete é avaliada da elevaçãocom o passa do tempo de níveis de glicose do sangue, insuli-na, e C-peptídeo; ausência ou níveis menores pró-insulina desoro intacta; e perda demorada de liberação de insulina deprimeira fase.

Exemplo 5

Avaliação de β-células em camundongos NOD Tratadoscom Insulina Pulmonar

Os camundongos NOD (diabético não obeso) são ummodelo de diabete tipo 1. A diabete se desenvolve esponta-neamente em cerca de 12-14 semanas de idade, com a variaçãosendo menos em fêmeas do que em machos.

Três grupos de 40 camundongos femininos são trata-dos com doses diárias ou de insulina por injeção subcutânea,TI por inalação, ou ar por inalação. A dosagem começa, an-tes do início antecipado de diabete, em 10 semanas de idade.A dosagem é selecionada para aproximar um equivalente de umadose humana, porém menor do que causaria hipoglicemia graveou de ameaça a vida nos animal ainda não diabéticos. Os a-nimais são jejuados durante a noite antes de tomar as medi-ções de sangue, porém são de outras maneiras alimentados adlibitum.

Os pesos corporais são semanalmente medidos. Asmedições de glicose do sangue de soro são conduzidas duasvezes por semanas. O teste de glicosuria é conduzido trésvezes por semana. Os níveis de glicose na urina maior doque 250 mg/dL são seguidos por teste de glicômetro durante 2dias para confirma o inicio da diabete. Em confirmação doinicio da diabete, os animais são sacrificados dentro de 24-48 horas. A insulina e C-peptideo são medidos de uma amos-tra de sangue de pré-dose, duas amostras de sangue em vidaigualmente espaçadas durante a dosagem, e a amostra de san-gue terminal. As amostras de pré-dose e em vida são tomascomo pares exatamente antes e 3-5 minutos após o desafio deglicose de bolo para que a liberação de insulina de primeirafase possa ser avaliada. Em sacrifício, os pâncreas de to-dos os animais são colhidos e fixados em 10% formalina. 0tecido do pancreático é processado para manchamento H & E eavaliado quanto à massa de β-célula. A proliferação e índi-ces apoptótico são também avaliados através de IHC em teci-dos pancreáticos.

A tensão reduzida e longevidade de β-célula pro-longada no grupo TI são indicadas por massa de β-célula mai-or, expressao maior de marcadores de proliferação índice a-poptótico menor, progressão demorada para e início de diabe-te. A progressão para diabete é avaliada da elevação com apassar do tempo de níveis de glicose do sangue, e da quedade insulina e C-peptídeo; e perda demorada de liberação deinsulina de primeira fase.

A menos que de outra maneira indicado, todos osnúmeros expressando quantidades de ingredientes, proprieda-des tal como peso molecular, condições de reação, e assimpor diante empregados na especificação e reivindicações de-vem entendidos como sendo modificado em todos os casos pelotermo "cerca de". Conseqüentemente, amenos que indicado aocontrário, os parâmetros numéricos apresentados na seguinteespecificação e reivindicações anexas são aproximações quepodem variar dependendo das propriedades desejadas procura-das serem obtidas pela presente invenção. No minimo, e nãocomo uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina de e-quivalentes ao escopo das reivindicações, cada parâmetro nu-mérico pelo menos ser interpretado levando em consideraçãovários dígitos significantes reportados e aplicando-se téc-nicas de arredondamento ordinárias. Entretanto as faixasnuméricas e parâmetros apresentando amplo escopo da invençãosão aproximações, os valores numéricos apresentados nos e-xemplos específicos são reportados tão precisamente quantopossíveis. Qualquer valor numérico, entretanto, inerente-mente contendo certos erros necessariamente resultantes dodesvio-padrão encontrado nas suas respectivas medições de testes.

Os termos "um" e "uma" e "a" e "o" e referênciassimilares empregadas no contexto descrevendo a invenção (es-pecialmente no contexto das seguintes reivindicações) devemser interpretados para abrange tanto o singular quanto plu-ral, a menos que de outra maneira indicado aqui ou evidente-mente contradito pelo contexto. A recitação de faixas devalores nesta é meramente entendida servir como um método detaquigrafia se referindo individualmente a cada valor sepa-rado incluído dentro da faixa. A menos que de outra maneiraindicado aqui, cada valor individual é incorporado na espe-cificação como se fosse recitado individualmente aqui. To-dos os métodos descritos aqui podem ser realizados em qual-quer ordem adequada a menos que de outra maneira indicadoaqui ou de outra maneira evidentemente contradito pelo con-texto. O uso de qualquer e todos os exemplos, ou linguagemexemplar (por exemplo, "tal como") fornecida aqui é meramen-te pretendido melhor iluminar a invenção e não propõe umalimitação no escopo da invenção de outra maneira reivindica-da. Nenhuma linguagem na especificação deve ser consideradacomo indicando qualquer elemento não reivindicado essencialpara a prática da invenção.

Os agrupamentos de elementos alternativos ou moda-lidades da invenção descritas aqui não devem ser interpreta-dos como limitações. Cada membro de grupo pode ser referidoe reivindicado individualmente ou em qualquer combinação comoutros membros do grupo ou outros elementos encontrados a-qui. É antecipado que um ou mais membros de um grupo podemser incluído em, ou deletado de, um grupo por razão de con-veniência e/ou patenteabilidade. Quando qualquer tal inclu-são ou deleção ocorre, a especificação é aqui -suposta contero grupo como modificado desse modo satisfazendo a descriçãoescrita de qualquer e todos os grupos Markush empregados nasreivindicações anexas.

As modalidades preferidas desta invenção são des-critas aqui, incluindo os melhores modos conhecidos pelosinventores para realizar a invenção. Certamente, variaçõessobre aquelas modalidades preferidas se tornarão evidentespara aqueles de experiência ordinária na técnica ao ler adescrição precedente. Os inventores esperam que técnicosversados empreguem tais variações quando apropriado, e osinventores pretendem que a invenção a ser praticada de outramaneira do que especificamente descrita aqui. Conseqüente-mente, esta invenção inclui todas as modificações e equiva-lentes do assunto objetivo citado nas reivindicações anexasaqui como permitido pela lei aplicável. Além disso, qual-quer combinação dos elementos descritos acima em todas asvariações possíveis desta é abrangida pela invenção a menosque de outra maneira indicada aqui ou de outra maneira cla-ramente contradito pelo contexto.

Além disso, referências foram feitas às patentes epublicações impressas ao longo desta especificação. Cadadas referências e publicações impressas citadas acima estãoincorporadas aqui individualmente por referência em sua to-talidade .

Concluindo, deve ser entendido que as modalidadesda invençao descrita aqui são ilustrativas dos princípios dapresente invenção. Outras modificações que podem ser empre-gadas estão dentro do escopo da invenção. Desse modo, porvia de exemplo, porém não de limitação, configurações alter-nativas da presente invenção podem ser utilizadas de acordocom os ensinos desta. Conseqüentemente, a presente invençãonão esta limitada a isto precisamente como mostrado e des-crita .

Claims (30)

1. Uso de uma composição de insulina CARACTERIZADOpelo fato de ser na fabricação de um medicamento para a pre-servação de células produtoras de insulina em um pacientenão dependente de insulina com um distúrbio relacionado coma insulina, em que pelo menos uma dose do referido medica-mento seja administrada ao referido paciente e onde o refe-rido medicamento imita uma resposta de insulina de fase pre-coce relacionada com a refeição fisiológica e preserve afunção das referidas células produtoras de insulina.

2. Uso, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido paciente é sele-cionado do grupo consistindo em um diabético tipo 1 na fasede lua de mel, um pré-diabético ou um recipiente de umtransplante de célula produtora de insulina.

3. Uso, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido medicamento é o-ralmente administrado.

4. Uso, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido medicamento é ina-lado .

5. Uso, de acordo com a reivindicação 4,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido medicamento com-preende uma formulação de pó seco.

6. Uso, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido medicamento é ad-ministrado em qualquer refeição contendo mais de 15 g decarboidrato.

7. Uso, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido medicamento com-preende uma dose de insulina suficiente para reduzir os ní-veis de soro de pró-insulina.

8. Uso, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido medicamento com-preende uma dose de insulina suficiente para controlar asexcursões de glicose.

9. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindica-ções 7 ou 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida doseé suficiente para controlar os níveis de glicose no sangue.

10. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindi-cações 7 ou 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida do-se é suficiente para reduzir a liberação de glicose do fíga-do.

11. Uso, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido medicamento induzum máximo em níveis de insulina no soro dentro de cerca de-15 minutos de administração.

12. Uso, de acordo com a reivindicação 11,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido nível de insulinamáximo no soro é pelo menos 60 mU/L.

13. Uso, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a referida composição de in-sulina compreende uma dicetopiperazina de fumarila (FDKP)associada com insulina.

14. Uso, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO pelo fato de que a referida dose está dentroda faixa equivalente a cerca de 15 IU a cerca de 90 IU deinsulina de FDKP.

15. Uso, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido paciente é tambémtratado com um sensibilizante de insulina ou um secretagogode insulina.

16. Uso de uma composição de insulinaCARACTERIZADO pelo fato de ser na fabricação de um medica-mento para redução da tensão pancreática pós-prandial em umapaciente não dependente de insulina tendo um distúrbio rela-cionado com a insulina, em que pelo menos uma dose do refe-rido medicamento é administrada ao referido paciente e o re-ferido medicamento imita a resposta de insulina de fase pre-coce relacionada com a refeição fisiológica, a referida dosesuficiente para controlar os níveis de glicose no sangue ereduzir os níveis de soro de pró-insulina, e por meio daqual a tensão pancreática é atenuada.

17. Uso de uma composição de insulinaCARACTERIZADO pelo fato de ser na fabricação de um medica-mento para longevidade crescente de um transplante de célulaprodutora de insulina em um recipiente de transplante, emque pelo menos uma dose do referido medicamento é adminis-trada ao referido recipiente de transplante e referido medi-camento imita a resposta de insulina de fase precoce rela-cionada com a refeição fisiológica, a referida dose sufici-ente para controlar os níveis de glicose no sangue e reduziros níveis de soro de pró-insulina, por meio da qual a tensãopancreática é atenuada e a longevidade de células produtorasde insulina é obtida.

18. Uso de uma composição de insulinaCARACTERIZADO pelo fato de ser na fabricação de um medica-mento para preservar a função de células produtoras de insu-lina em uma paciente não dependente de insulina tendo umdistúrbio relacionado com a insulina, em que é administradapelo menos uma dose do referido medicamento ao referido pa-ciente e um medicamento imunossupressor, o referido medica-mento imitando uma resposta de insulina de fase precoce re-lacionada com a refeição fisiológica, onde o referido medi-camento e o referido medicamento imunossupressor retardamuma resposta auto-imune.

19. Composição útil para a preservação de célulasprodutoras de insulina em um paciente, CARACTERIZADA pelofato de que compreende uma formulação de insulina de libera-ção controlada.

20. Composição útil para a preservação de célulasprodutoras de insulina em um paciente, CARACTERIZADA pelofato de que compreende uma preparação de inicio prolongadoincluindo uma formulação de insulina.

21. Uso de uma composição de insulinaCARACTERIZADO pelo fato de ser na fabricação de um medica-mento para preservar a função de células produtoras de insu-lina em um paciente não dependente de insulina com um dis-túrbio relacionado com a insulina selecionado do grupo con-sistindo em diabéticos tipo 1 na fase de lua de mel, pré-diabéticos e recipientes de transplante de células produto-ras de insulina, em que pelo menos uma dose do referido me-dicamento é administrada ao referido paciente, e o referidomedicamento imita uma resposta de insulina de fase precocerelacionada com a refeição fisiológica e preserva a funçãodas referidas células produtoras de insulina.

22. Uso de uma composição de insulinaCARACTERIZADO pelo fato de ser na fabricação de um medica-mento para preservar a função de células produtoras de insu-lina em um paciente tendo um distúrbio relacionado com a in-sulina, o referido paciente não tendo sido tratado com umacomposição de insulina diferente de insulina basal com umadose de insulina, em que pelo menos uma dose do referido me-dicamento é administrada ao referido paciente em uma refei-ção e o referido medicamento imita uma resposta de insulinade fase precoce relacionada com a refeição fisiológica epreserva a função das referidas células produtoras de insu-lina no referido paciente.

23. Uso de uma composição de insulinaCARACTERIZADO pelo fato de ser na fabricação de um medica-mento para preservar a função de células produtoras de insu-lina em um paciente tendo um distúrbio relacionado com a in-sulina, o referido paciente tendo perdido a liberação de in-sulina de fase precoce e tendo um nivel de hemoglobina gli-cada no soro (HbAIc) menor do que 8%, com uma dose de insu-lina, em que pelo menos uma dose do referido medicamento éadministrada ao referido paciente em uma refeição e o refe-rido medicamento imita uma resposta de insulina de fase pre-coce relacionada com a refeição fisiológica e preserva afunção das referidas células produtoras de insulina no refe-rido paciente.

24. Uso, de acordo com a reivindicação 22,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido medicamento é ad-ministrado com qualquer refeição contendo mais do que 15 gde carboidrato.

25. Uso, de acordo com a reivindicação 22,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido paciente não estáem um regime de insulina prandial.

26. Uso, de acordo com a reivindicação 22,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido paciente tem ní-veis de pró-insulina de soro elevado.

27. Uso, de acordo com a reivindicação 22,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido paciente tem am-plitude média elevada de excursões de glicose.

28. Uso, de acordo com a reivindicação 22,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido paciente tem evi-dência de tensão oxidativa elevada.

29. Uso, de acordo com a reivindicação 22,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido nível de soroHbAIc é menor do que 7%.

30. Uso, de acordo com a reivindicação 28,CARACTERIZADO pelo fato de que o referido nível de soroHbAIc é menor do que 6,5%.