Hexalog: A Rapid-Acting Ultra-Concentrated Insulin Formulation

Hexalog:速效超浓缩胰岛素制剂

基本信息

  • 批准号:
    8592724
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 16.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2013-09-01 至 2016-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): We seek to develop a rapid-acting U-500 insulin analog formulation for patients with Type 2 and Type 1 diabetes mellitus (T2DM and T1DM). Such a novel product would improve treatment in two contexts: (i) for T2DM patients with marked insulin resistance (as associated with "diabesity," secondary to corticosteroid treatment, the mitochondrial diabetes syndrome MIDD, or lipodystrophies), a rapid-acting U-500 formulation would enhance safety, convenience, and efficacy of prandial or pump therapy and could, by reducing injection volume- associated pain, improve patient compliance; (ii) for patients without insulin resistance (i.e., the majority of patients with T1DM) or for T2DM patients who want the convenience of a patch-pump, a rapid acting U-500 formulation would extend by fivefold the reservoir life of current disposable pumps and/or would enable miniaturization of these disposable pumps without decreasing reservoir life. An innovative structural approach is proposed based on "electrostatic engineering." Only a single U-500 product is currently available (Lilly Humulin R U-500, containing wild-type human insulin); its pharmacokinetic and pharmacodynamic (PK/PD) properties are so prolonged that they resemble U- 100 NPH insulin. Experimental U-500 versions of Humalog likewise exhibit prolonged PK/PD and so are suboptimal for prandial or pump use. The key barrier to design of a rapid-acting U-500 formulation is posed by concentration-dependent hexamer-hexamer interactions. Such interactions retard disassembly of insulin hexamers in the subcutaneous depot and so block capillary absorption. The insulin hexamer is doughnut-shaped. Linear stacking of successive hexamers (the predominant mode of crystal packing) is mediated by trimer-related protein surfaces at the top and bottom of the doughnut. We have discovered that a rapid-acting U-500 formulation (designated Hexalog-1) is made possible by combining the "lispro" substitutions of Humalog? with a two-residue acidic extension of the B-chain: residues GluB31 and GluB32. Compatible with native potency, these negative charges are positioned to cause electrostatic repulsion between opposing hexamer surfaces. As a further potential benefit, the acidic extension (opposite in charge from the ArgB31-ArgB32 extension in the reportedly mitogenic basal analog insulin glargine; Lantus?) reduces cross-binding to the mitogenic IGF receptor. Speed of disassembly may be further enhanced by an optional chloro-aromatic substitution at the para position of PheB24 (Hexalog-Cl). Dr. B. Frank (PI) was co-inventor of Humalog? during his prior career at Eli Lilly. Thermalin Diabetes, LLC has an exclusive license to U500- related IP, which is owned by CWRU. Project Description
描述(由申请人提供):我们寻求为 2 型和 1 型糖尿病(T2DM 和 T1DM)患者开发一种速效 U-500 胰岛素类似物制剂。这种新产品将改善两种情况的治疗:(i)对于具有明显胰岛素抵抗(与继发于皮质类固醇治疗的“糖尿病”、线粒体糖尿病综合征 MIDD 或脂肪营养不良相关)的 T2DM 患者,一种速效 U- 500配方将增强膳食或泵治疗的安全性、便利性和有效性,并且可以通过减少注射量相关的疼痛来提高患者的依从性; (ii) 对于无胰岛素抵抗的患者(即大多数 T1DM 患者)或 T2DM 患者 对于那些想要贴片泵的便利性的人来说,速效 U-500 配方可以将当前一次性泵的储液器寿命延长五倍和/或可以在不缩短储液器寿命的情况下实现这些一次性泵的小型化。提出了一种基于“静电工程”的创新结构方法。目前只有一种 U-500 产品(Lilly Humulin R U-500,含有野生型人胰岛素);其药代动力学和药效学 (PK/PD) 特性非常持久,类似于 U-100 NPH 胰岛素。 Humalog 的实验性 U-500 版本同样表现出延长的 PK/PD,因此对于膳食或泵使用来说不是最佳选择。设计速效 U-500 制剂的主要障碍是浓度依赖性六聚体-六聚体相互作用。这种相互作用阻碍了皮下储库中胰岛素六聚体的分解,从而阻碍了毛细血管的吸收。胰岛素六聚体是甜甜圈形状的。连续六聚体的线性堆积(晶体堆积的主要模式)是由甜甜圈顶部和底部的三聚体相关蛋白质表面介导的。我们发现速效 U-500 制剂(称为 Hexalog-1)可以通过结合 Humalog 的“lispro”替代品来实现。具有 B 链的两个残基酸性延伸:残基 GluB31 和 GluB32。与天然效力兼容,这些负电荷的位置可在相对的六聚体表面之间引起静电排斥。作为进一步的潜在益处,酸性延伸(与据报道的促有丝分裂基础类似物甘精胰岛素中的 ArgB31-ArgB32 延伸相反的电荷;Lantus?)减少了与促有丝分裂 IGF 受体的交叉结合。通过在 PheB24 (Hexalog-Cl) 的对位进行可选的氯代芳香族取代,可以进一步提高分解速度。 B. Frank 博士(PI)是 Humalog 的共同发明人?在他之前在礼来公司的职业生涯中。 Thermalin Diabetes, LLC 拥有 U500 相关 IP 的独家许可,该 IP 归 CWRU 所有。项目描述

项目成果

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