Brevet FR2104847A1 — publié le 19720421

i 2104847 La présente invention concerne une nouvelle solution pour injections dans des organismes vivants, humains ou animaux, dans un but curatif ou d'alimentation artificielle. Elle concerne plus particulièrement une solution pour injections hypertoniques. 5 II est bien connu, dans l'art médical, d'injecter dans l'organisme, par différentes voies - en particulier rectale ou intraveineuse - des solutions de glucose. Ce traitement est appliqué en général comme diurétique et surtout en tant qu'alimentation artificielle. Ce sont généralement des solutions isotoniques aqueu-10 ses à environ 5 à 30 %, qui sont utilisées ; ces solutions sont injectées par voie intraveineuse, éventuellement comme hypertoni-que dans les cas de collapsus ou de coma diabétique ; par voie rectale on peut administrer des solutions concentrées, en particulier dans les affections graves du tube digestif. Le glucose et le 15 fructose, ainsi utilisés, présentent cependant certains inconvénients, notamment en ce qui concerne un accroissement trop fort de glycémie, dangereuse surtout dans le cas du diabète. Pour remédier à cet inconvénient, on a cherché récemment à remplacer le glucose par du xylytol, lorsqu'il s'agit de sujets diabétiques. Cependant, 20 la pratique clinique n'a pas encore démontré l'efficacité indiscutable du xylytol ; d'autre part, ce sucre est encore cher. Ainsi, le besoin se faisait sentir d'un sucre susceptible d'être injecté à des doses fortes, sans élévation de la teneur en glucose dans le sang. 25 La présente invention apporte cette solution : elle réalise des solutions qui peuvent être injectées dans l'organisme à des doses élevées, notamment doubles de celles du glucose, pour exercer les effets cherchés, avec grande efficacité, mais sans pratiquement modifier la glycémie du sujet. 30 La nouvelle solution injectable, suivant l'invention, est une solution aqueuse de maltose, pouvant contenir du maltotriosa Les solutions de maltose peuvent, d'une façon générale, présenter les concentrations habituellement utilisées, mais il est possible d'employer, dans chaque cas, une concentration pondérale 35 double de celle du glucose. Les doses, à administrer par kilo d'organisme, peuvent en effet être sensiblement doubles de celles qu'il est possible d'injecter dans le cas du glucose. La Demanderesse a constaté ce fait inattendu que l'introduction de maltose, éventuellement accompagné de maltotriosç,dans 40 le circuit sanguin de mammifères, ne se traduit pratiquement pas 71 29146 2 2104847 par une augmentation de la teneur en glucose dans le sang, et - comme conséquence - n'entraîne aucun des inconvénients du glucose. En effet, comme le poids moléculaire du maltose est deux fois-celui du glucose et plus de deux fois celui du xylytol, la 5 pression osmotique du maltose n'est qu'environ moitié de celle de ceè deux autres sucres, ce qui permet d'injecter des doses de maltose deux fois plus grandes ; il en résulte un apport de nombre des calories double. La constance de la glycémie, après injection de maltose, 10 peut s'expliquer par le fait que le sang humain ne contient pas d'enzyme décomposant le maltose ; ainsi, ce dernier est absorbé intact par les divers organes et il est digéré progressivement par l'organisme ; à la connaissance de la Demanderesse, cette utilisation du maltose n'a encore été étudiée par personne. 15 L'application suivant l'invention exige, bien entendu, un maltose très pur ; un tel produit ne pouvait pas être préparé autrefois, mais on connaît à présent des procédés qui permettent sa production aisée par hydrolyse de l'amidon ; il est possible, actuellement d'obtenir des maltoses très purs, notamment par les 20 procédés décrits dans les brevets français No. 1 569 499 et 6 909 813, ainsi que dans les demandes de brevets français No. 69.23079 et 69.39522. Ces procédés utilisent des enzymes pouvant provenir des différents microorganismes tels que par exemple Escherichia ou 25 Pseudomonas ; ces enzymes peuvent également provenir de certains autres microorganismes, non cités dans les brevets en question ; ainsi peut-on employer des enzymes produits par les microorganismes suivants : streptomyces diastatochromogenes IFO 3337, actino-myces globisporus IFO 12208, Micromonospora melanosporea IFO 12515, 30 thermonospora viridis IFO 12207, actihoplanes phillippinensis KCC ACT- 0001, Streptosporangium roseum KCC ACT- 0005, bacillus cereus IFO 3001, mycobacterium phlei IFO 3158, Aerobacter aerogenes ATCC 8724, corynebacterium sepedonicum IFO 3306, aeromonas hydrophila IFO 3820, flavobacterium esteroaromaticum IFO 3751, acetobacter 35 suboxydans IFO 3130, vibrio metschnikovii IAM 1039 et enterobacter aerogenes ATCC 8724. Le comportement du maltose, injecté par voie intraveineuse, dans l'organisme humain et dans celui du lapin, est caractérisé par les graphiques annexés, qui font l'objet ;des figures 40 1 à 5. Etant donné que, tout comme le sang humain, celui du lapin 71 29146 3 2104847 ne renferme pas de maltase, i]/a été possible d'effectuer les investigations ci-après sur des lapins. Fig. 1 représente les courbes de la teneur en glucose dans le sang, en fonction du temps (en minutes), à partir du mo-5 ment de l'injection, dans l'organisme humain ; Fig. 2 est un diagramme analogue à celui de la figure 1, mais se rapporte au cas d'un diabétique traité à l'alloxane ; Fig. 3 donne la variation de la teneur en maltose dans le sang, en fonction du temps, lorsque le maltose est injecté seul 10 ou avec de l'insuline ; Fig. 4 montre les variations de la teneur en glucose dans le sang, avec le temps, après l'injection du glucose seul ou accompagné d'insuline ; Fig. 5 représente les variations de la glycémie, sans et 15 avec l'injection de maltose, pour un sujet dont la teneur en glucose dans le sang est trop basse. Sur la figure 1, la courbe a, montre la décroissance de la teneur en maltose dans le sang du lapin auquel on a injecté, par voie intraveineuse, 1 g de maltose par kg d'animal. On peut 20 voir que cette teneur passe en 180 minutes d'une valeur initiale d'environ 150 mg/dl à une teneur voisine de 0. D'autre part, la ligne discontinue b donne les glycémies correspondant à la courbe a, c'est-à-dire les teneurs en glucose du sujet ayant reçu l'injection suivant la ligne a ; on peut voir que, depuis le début, 25 cette teneur en glucose ne dépasse que légèrement la normale de 100 mg/dl, et qu'elle se maintient pratiquement au même niveau pendant toute la durée de l'observation. A titre de comparaison, la courbe ç montre comment varie la teneur en glucosg^darjis^le^sang d'un lapin qui a reçu une injection iritra-30 veineuse/de 8,5°gKg d' animal : on voit qu'ici la glycémie n'est redevenue à peu près normale qu'après 60 minutes. C'est au bout de ce temps que la courbe ç coupe la ligne b, cette dernière étant pratiquement parallèle aux abscisses. On constate cependant, lorsqu'on utilise du maltose marqué au car- 14 35 bone 14, que la teneur en glucose renfermant du C augmente dans le sang, alors que la glycémie totale ne s'accroît pas. Cela semble indiquer qu'une partie du maltose est hydrolysée, mais on ne connaît pas le mécanisme de ce phénomène. Sur la figure 2, les trois lignes d, e et f indiquent 40 les variations des teneurs en maltose ou glucose dans le sang d'un 71 29146 4 2104847 sujet diabétique, traité à l'alloxane, à la suite des injections intraveineuses de glucose ou de maltose. Ainsi voit-on d'après la courbe d qu'une injection de 0,5 g de maltose par kg d'animal, au sujet diabétique, se traduit au départ, par une teneur d'environ 5 240 mg/dl de maltose, qui tombe jusqu'à 25 mg/dl au bout de 90 mn. Chéz le même sujet, les glycémies ne varient - à la suite de l'injection du maltose - qu'entre environ 430 et 460 mg/dl, contre 500 mg/dl initiaux, comme on peut le voir d'après la courbe assez plate e. Par contre, la ligne f montre qu'après l'injection de 10 glucose, à la dose de 0,5 g/kg, la glycémie monte de 500 à 700 mg/ dl, ne descend à 600 qu'après une heure et est encore d'environ 550 au bout de 1 heure 1/2. Il est donc net que le maltose présente un avantage considérable sur le glucose, et qu'il fait même baisser quelque peu la -glycémie. 15 La figure 3 relate les expériences faites en vue de l'in vestigation du rôle de l'insuline sur les teneurs en maltose dans le sang, après l'injection de ce sucre. La ligne ç[ indique les concentrations en maltose dans le sang, après l'injection de 0,5 g de ce sucre par kilo d'animal dans une 20 veine ; cette courbe confirme bien la courbe a de la figure 1. La ligne h correspond à une expérience similaire, dans laquelle on a également injecté 1 unité d'insuline/kg . On peut voir que l'influence de l'insuline paraît très faible : la teneur en maltose serait indépendante de la présence de l'insuline. 25 Des essais analogues à ceux de la figure 3, mais avec du glucose à la place du maltose, sont représentés par les graphiques de la figure 4. Ici, la ligne i, correspoifc^à l'injection de glucose (0,5 g/kg intraveineux), montre que la glycémie, très élevée au départ, ne devient normale qu'après environ 80 minutes. Par 30 contre, l'injection simultanée de 1 unité/kg - courbe - d'insuline, ramène la glycémie à la normale en 30 minutes. Ainsi, alors que le passage du glucose aux glucose-1 phosphate, et glucose-6 phosphate exige l'intervention de l'insuline, l'absorption du maltose ne dépend pas de cette dernière. 35 Figure 5 : des essais ont été effectués pour voir comment varie la glycémie d'un sujet hypoglycémié, auquel on a injecté, par voie intraveineuse, du maltose. La ligne k est celle des teneurs en glucose dans le sang en fonction du temps, pour un sujet hypoglycémié par l'injection de l'insuline à raison de 1 unité/kg. La 40 courbe m montre qu'une injection de 0,5 g de maltose/kg, après 71 29146 5 2104847 celle de l'insuline, fait remonter la glycémie vers la normale. Il y a la un avantage indéniable du maltose. Administration intraveineuse de maltose à des humains A deux sujets on injecte 500 ml d'une solution de maltose à 10 % 5 durant 1 heure. 7 à 10 ml de sang sont prélevés aux temps : 0, 1, 3, 6, 10 et 24 heures après l'injection. D'autre part, on fait chaque fois, en même temps, une prise d'urine, dont 10 ml sont additionnés d'une goutte de chloroforme, dans un tube à essai, et conservés dans une 10 glacière. Voici les teneurs en glucose et en maltose, en mg/dl trouvées pour chacun des deux sujets au bout des temps indiqués. Heures Glucose Maltose 78 - 99 101 -111 78 -101 74 - 97 15 0 1 3 6 10 95 - 96 0 - 24 78 -120 0 -20 En même temps, l'élimination urinaire, en g, était : 1er sujet Heures Glucose Maltose 0 0- 1 7,260 2,2848 25 3 0,4455 0,1855 6 0,0161 0,0269 10 0,0171 0,0753 12 0,0768 0,1099 0-0 113 - 96 38 - 33 20 - 13 0,5 5 Total 9,5448 0,6310 0,0430 0,0522 0,1467 30 35 0 1 3 6 10 12 2ème sujet 0 1,7002 1,2932 0,0555 0,0090 0,0270 10,2508 3,6142 0,0993 0,0173 0,0390 10,4177 g soit 22,84 % 11,9510 4,9076 0,1554 0,0263 0,0660 40 17,1059 g soit 34,21 % 71 29146 6 2104847 Au cours des essais sur des rats, avec du maltose marqué au carbone 14, à raison de 2 g/kg d'animal, on a étudié la répartition du maltose entre les différents organes de l'animal au bout de 24 heures. 5 Le tableau ci-après indique le nombre de coups par minute (cpm) au compteur Geiger, trouvés pour le carbone 14, sur 0,5 g des différents organes. TABLEAU 1 Coeur 220 10 Poumons 200 Foie 2860 Estomac 260 Duodénum 400 Reins 580 15 Rate 500 Muscles 560 Rectum 1180 Gonades 360 On peut voir que la proportion la plus élevée de maltose se trouve 20 dans le foie ; dans cet organe le rapport maltose/glucose est 0,174. Dans l'ordre d'importance, le second organe, renfermant le plus de maltose, est le rectum. Il n'a pas été possible de déterminer le rapport maltose/glucèse ailleurs que dans le foie, à cause de la petitesse des quantités présentes. 25 Des essais d'oxydation du maltose, marqué au carbone 14, en C02, ont été effectués avec des coupes de différents tissus. On constate que cette oxydation a lieu sur les tissus du cerveau et du rein lorsque le maltose s'y concentre. La méthode appliquée consistait à ajouter 1,5 ml d'une solution de 30 tampon KHB à 220 mg de tissu ; l'ensemble était placé dans une enceinte contenant une atmosphère de 95 % d'oxygène et 5 % de gaz carbonique ; on agitait pendant 1 heure à 37°C, après quoi 0,5 ml d'acide sulfurique 6N et 0,25 ml d'hyamine 1M étaient ajoutés et l'on agitait pendant 30 minutes ; 0,1 ml d'hyamine était alors 35 prélevé pour la détermination de sa radio-activité. Les résultats sont donnés au tableau 2. TABLEAU 2 Organe cpm/g tissu Cerveau 2,52 x 10^ cpm 40 Rein 3,62 x 10^ cpm Foie 0,10 x 10^ cpm 71 29146 7 2104847 10 15 20 14 Les degrés de formation de CX^, dans les organes de ce tableau, sont en rapport direct avec les activités maltase des organes respectifs. On voit ainsi que les tissus du rat présentent une activité maltasique■permettant le métabolisme du maltose jusqu'à CX^. Dans les essais qui précèdent, on a ajouté au maltose marqué une certaine proportion de maltose non marqué au carbone 14, de façon à augmenter la concentration en maltose total ; la formation de CO2 radio-actif restait alors en proportion avec le maltose non marqué ajouté ; la formation de ce CO^ est donc due au métabolisme du maltose. Le tableau 3 suivant montre que des diaphragmes de lapins absorbent pratiquement de la même façon le glucose et le maltose. TABLEAU 3 Essai Prise en mq/q de tissu/heure Glucose Maltose 4,28 2 3 Moyennes 4,10 4,43 5,24 4,59 + 0,59 4,48 4,70 4,49 + 0,21 L'influence de l'insuline sur l'absorption du glucose et du maltose résulte des essais du tableau 4. 25 ' TABLEAU 4 Quantités absorbées en mq/q de tissu/heure par des diaphragmes 30 de rats Glucose Témoin 2,97 3,39 3,95 2,78 Insuline 4,22 4,42 4,26 3,45 35 Moyennes 40 * 0,02 p 0,05 Maltose Moyennes 3,27 + 0,52* 2,35 4,05 3,40 3,27 + 0,86 4,09 ± 0,21* 2,57 3,88 3,63 3,36 + 0,07 71 29146 8 2104847 La comparaison entre les métabolismes du maltose et du glucose est indiquée au tableau 5. D'autre part, le maltose peut être remplacé par du glucose, et par l'augmentation de la concentration du glucose on peut réduire la proportion-de maltose, ce 5 qui résulte du tableau 6. De même, le glucose peut être remplacé pat du maltose, et l'accroissement de la concentration en ce dernier permet de réduire la proportion de glucose : cela se voit au tableau 7. _ Les effets de l'insuline sur le métabolisme des sucres 10 sont montrés au tableau 8 ; on y voit que l'insuline stimule le métabolisme du glucose et augmente la production de CO^, alors qu' elle est sans action sur le maltose. TABLEAU 5 Oxydation en dans différents tissus. Moyennes de trois essais 15 d'une heure. Sucres marqués au carbone 14. 20 25 30 Tissu Cerveau Coeur Diaphragme Foie Muscle Tissu adipeux Rein Maltose 2067 cpm 208 236 133 112 268 2943 TABLEAU 6 Glucose 5801 cpm 1464 1218 695 348 501 3271 Action du glucose sur le métabolisme du maltose marqué au carbone 14, dans du tissu de cerveau. Maltose : 2mg/ml 2mg/ml 2mg/ml 2mg/ml Glucose : lmg/ml 5mg/ml lOmg/ml N° 1 1048 c pm 469 cpm 266 cpm 162 cpm 2 980 395 272 3 1622 408 284 260 Moyennes : 1229 424 274 181 35 Voir Tableau 7 page suivante 71 29146 9 2104847 TABLEAU 7 Action du maltose sur le métabolisme du glucose marqué au carbone 14, sur du tissu de cerveau. 10 Glucose : Maltose : N° 1 2 3 Moyennes : 2mg/ml 3742 cpm 3938 4005 3895 2mg/ml lmg/ml 2015 cpm 1578 1840 1811 2mg/ml 5mg/ml 937 cpm 854 798 861 2mg/ml lOmg/ml 544 cpm 659 449 551 TABLEAU 8 Effets de l'insuline sur le métabolisme des sucres (marqués au 15 carbone 14) sur 200 mg de tissu pendant 3 heures. Tissu adipeux Diaphragme Sans Avec Sans Avec 20 Maltose Insuline Insuline 882 596 456 490 792 744 704 1015 656 711 1194 886 Moyennes : 644 675 791 930 25 Glucose 5080 6733 6113 6843 7237 8751 3926 3597 3871 9218 7933 9303 30 Moyennes : 5975 7603 3792 8818 Dans le but d'étudier le métabolisme du sucre après l'injection intraveineuse de maltose, on a déterminé les variations de NEFA, celles de potassium et de phosphates inorganiques dans le sang, comparativement avec les déterminations correspondantes après 35 l'administration de glucose. Des baisses de NEFA et de phosphates inorganiques étaient observées, alors que la teneur en potassium dans le sang ne changeait pas. Ces résultats montrent que le maltose est absorbé dans les cellules où il est métabolisé comme le glucose : après l'injection i-v de maltose aux rats ou aux humains, 40 ce sucre est absorbé in vivo, intact, dans les cellules du tissu ; 71 29146 2104847 il est éventuellement hydrolyse en glucose et ensuite métabolisé comme après une injection de glucose ; l'absorption et le métabolisme du maltose sont d'ailleurs indépendants de la présence de l'insuline. 5 Tout ce qui précède prouve bien que l'injection de mal- tos'e convient aussi bien aux diabétiques qu'aux sujets normaux. Comme vu plus haut, des proportions importantes étaient évacuées dans les urines. Cependant, l'élimination urinaire dépend des différences individuelles, des concentrations en sucres 10 et des quantités injectées. La pression osmotique d'une solution de maltose à 10 % en poids est similaire à celle d'une solution de glucose à 5 %, mais la viscosité du maltose est double de celle du glucose. Néanmoins, il n'y a pas de difficulté à injecter une solution de mal-15 tose à 10 % ; ainsi, 500 ml d'une telle solution peuvent être introduits dans la veine en 30 mn. Dans les essais, relatés dans la présente description, le maltose employé était une solution d'un sucre dont 95 % sont constitués par du maltose et le restant par des oligosaccharides, par 20 exemple du maltotriose. Les oligosaccharides présents comprennent principalement du maltotriose qui ne subit pas l'action de l'amylase du sang, tout comme le maltose ; cet oligosaccharide ne conduit donc pas à une élévation de la glycémie après l'injection ; il subit dans l'orga-25 nisme le même sort que le maltose. Pour vérifier l'inocuité du maltotriose, on a effectué des essais avec ce sucre, préparé à partir du pullulane, à l'état de pureté. La préparation des solutions suivant l'invention, comprend la dissolution du maltose, aussi pur que possible, de préfé-30 rence cristallisé, dans de l'eau distillée, stérilisée. Il est de beaucoup préférable de faire passer ensuite la solution obtenue à travers une couche d'un adsorbant, de fa^on à parfaire la purification du produit ; un adsorbant particulièrement pratique est le chairbon actif activé à la vapeur et purifié. Bien entendu, l'adsor-35 bant en poudre peut d'abord être agité avec la solution, et ensuite séparé par filtration ou centrifugation. Il peut être utile d'ajouter à la solution de maltose une ou plusieurs des substances telles qu'électrolytes, amino-acides, vitamines, antiseptiques, etc. En tant qu'électrolytes conviennent surtout des halogénures de métaux 40 alcalins ou/et alcalino-terreux, par exemple chlorure ou/et bromure 71 29146 ii 2104847 de Na, K ou/et Ca. La concentration en électrolytes dans ces solutions est généralement de l'ordre de 1 à 5 % en poids. Les exemples qui suivent illustrent non limitativement la préparation des solutions suivant l'invention. 5 EXEMPLE 1 Dans 100 ml d'eau stérilisée on dissout 2 g de chlorure ou de bromure de calcium, de qualité pharmaceutique, et 20 g de maltose. Ce dernier est du maltose cristallisé à 95 % de pureté, les impuretés étant constituées presqu'uniquement par des oligosaccharides, sur-10 tout du maltotriose. A la solution on ajoute 2 % de charbon actif purifié, produit par la méthode à la vapeur d'eau, et le tout est agité pendant 20 minutes à 40°C. On sépare ensuite le charbon actif par filtration et la solution est immédiatement mise en ampoules scellées. 15 EXEMPLE 2 4,3 g de NaCl, 0,15 g de KC1 et 0,165 g de CaC^, tous les trois de qualité pharmaceutique, sont mélangés avec 25 g de maltose à 95 % ; le mélange est dissous dans 100 ml d'eau stérilisée. La solution obtenue, purifiée au charbon actif comme à l'exemple 1, est à nou-20 veau stérilisée et mise en ampoules scellées. EXEMPLE 3 A 50 g de maltose purifié on ajoute 0,0025 g de vitamine B et on dissout le tout dans 50 ml d'eau. La solution filtrée, ainsi obtenue, présente la même efficacité qu'une solution correspondante 25 à 100 g de glucose. 71 29146 12 2104847 REVENDICATIONS 1. Solution pour injections dans un organisme humain ou animal, dans un but curatif ou d'alimentation, à base de sucre, caractérisés en ce que ce sucre est du maltose. 5 2. Solution suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le 'maltose est accompagné de polysaccharides, principalement maltotriose, de préférence à raison de 5 parties en poids, ou moins, pour 95 parties de maltose. 3». Solution suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce 10 qu'elle contient 5 à 50 % de maltose dans l'eau stérilisée pouvant contenir, en outre, des électrolytes, des amino-acides et/ ou des vitamines. 4. Solution suivant une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que sa teneur pondérale en maltose est environ double de 15 celle du glucose dans les solutions similaires usuelles. 5. Solution suivant une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le maltose a une pureté d'environ 95 % ou plus et provient de l'amidon aqueux, gélatinisé, puis traité par une a-l,6-glucosidase et la p-amylase. 20 6. Solution suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'a-l,6-glucosidase est produite par un micro-organisme, éventuellement un ou plusieurs de ceux qui sont identifiés à la page 2 de la description. 7. Procédé pour la préparation d'une solution suivant une des re-25 vendications 1 à 6, caractérisé en ce que le maltose cristallisé est dissous dans de l'eau distillée, stérilisée, que la solution est agitée avec du charbon actif purifié, puis séparée par filtration et mise en ampoules scellées. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la 30 solution est additionnée de quelques pourcents d'électrolyte, en particulier de chlorures ou/et bromures d'un ou de plusieurs cations Na, K, Ca.