(57)【要約】  本出願は、ある環境における細菌のフローラのモジュレーションに関し、これは、クオラムセンシング分子のN-アシルホモセリンラクトン(AHL)、シュードモナスキノロンシグナル(PQS)、オートインデューサー1(AI-1)、オートインデューサー2(AI-2)タイプ等の、QSシグナル分子に対する、吸着剤/触媒阻害剤である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を投与することによって、前記環境中の特定の細菌のクオラムセンシングを阻害することによる。クオラムセンシング制御因子には、吸着材料、ソーベントミネラル若しくは非多孔性ミネラル、例えば、フィロシリケートクレイ、シリカ、方解石、ゼオライト、珪藻土、スメクタイト、活性炭、ナノ粒子又は前述の任意の組合せが含まれる。方法には、食料品の品質低下を阻害すること及び魚又はシェルフィッシュにおけるビブリオ症を予防することが含まれる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある環境における細菌のフローラを、前記環境における特定の細菌のクオラムセンシングを阻害することにより、モジュレートするための方法であって、クオラムセンシングが阻害されるべき細菌を同定する工程、並びに、QSシグナルセンシング分子の吸着剤/触媒阻害剤である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を前記環境に投与する工程を含む、方法。
【請求項２】
ある環境における細菌のフローラを、前記環境における特定の細菌のクオラムセンシングを阻害することにより、モジュレートするための方法であって、クオラムセンシングが阻害されるべき細菌を同定する工程、並びに、AHL、PQS、AI-1シグナル又はAI-2シグナルであるQSシグナルセンシング分子の吸着剤/触媒阻害剤である、有効量の少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を前記環境に投与する工程を含む、方法。
【請求項３】
ある環境における細菌のフローラを、前記環境における特定の細菌のクオラムセンシングを阻害することにより、モジュレートするための方法であって、クオラムセンシングが阻害されるべき細菌を同定する工程、並びに、QSシグナルの吸着剤/触媒阻害剤であり、無機若しくは有機の収着材料、収着ミネラル、ソーベントミネラル、又は非多孔性ミネラルである、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を前記環境に投与する工程を含む、方法。
【請求項４】
吸着剤/触媒阻害剤が、加工されたクレイである収着ミネラルである、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
吸着剤/触媒阻害剤が、ソーベントミネラルであり、ソーベントミネラルがゼオライト、シリカ、方解石、イライト、火山性シリカ、マイカ又はパーライトである、請求項3に記載の方法。
【請求項６】
加工されたクレイが、熱処理されたクレイ、イオン交換されたクレイ、又は官能性をもたせたクレイである、請求項4に記載の方法。
【請求項７】
加工されたクレイが熱処理されたクレイであり、クレイ材料がクレイミネラル、フィロシリケート、アルミノ-シリケート、アタパルジャイト、ベントナイト、ホルマイト、又はフーラー土を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
クレイ材料が、モンモリロナイトクレイである、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
加工されたクレイがイオン交換されたクレイであり、クレイ材料がクレイミネラル、フィロシリケート、アルミノ-シリケート、アタパルジャイト、ベントナイト、ホルマイト、又はフーラー土を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項１０】
イオン交換されたクレイが、アルミニウム、銅又はプロトン交換されたクレイである、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
加工されたクレイが官能性をもたせたクレイであり、クレイ材料がクレイミネラル、フィロシリケート、アルミノ-シリケート、アタパルジャイト、ベントナイト、ホルマイト、又はフーラー土を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項１２】
官能性をもたせたクレイがアミノ酸の官能性をもたせたクレイであり、アミノ酸がヒスチジン又はイソロイシンである、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
官能性をもたせたクレイがタンパク質の官能性をもたせたクレイであり、タンパク質がリゾチームである、請求項11に記載の方法。
【請求項１４】
QSシグナルの吸着剤/触媒阻害剤が、無機又は有機の収着材料である、請求項4に記載の方法。
【請求項１５】
QSシグナルの吸着剤/触媒阻害剤が非多孔性ミネラルであり、非多孔性ミネラルが酸化アルミニウム、酸化シリカ、酸化鉄、AlCl3、酸化銅、及び酸化カルシウムである、請求項3に記載の方法。
【請求項１６】
環境が、ヒト内部若しくは表面又は動物内部若しくは表面である、請求項1、2又は3に記載の方法。
【請求項１７】
環境が、水性環境である、請求項1、2又は3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
環境が、土壌、汚泥、動物の床敷又は廃水である、請求項1、2又は3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
環境が、ヒト若しくは動物の皮膚表面である又はヒト若しくは動物の胃腸管、鼻道、尿路、膣路、又は腸である、請求項1、2又は3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
同定された細菌が、クロストリジウム属種、エシェリヒア属種、シュードモナス属種、サルモネラ属種、ビブリオ属種、又はその組合せである、請求項1、2又は3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
同定された細菌が、C.ディフィシレ、大腸菌、緑膿菌、S.チフィムリウム、V.ハルヴェイ、又はその組合せである、請求項1、2又は3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
環境が、食料品である、請求項1、2又は3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
動物が、家禽、ヒツジ、ウシ、ウマ、ブタ又はコンパニオンアニマルである、請求項19に記載の方法。
【請求項２４】
無機若しくは有機の収着材料、収着ミネラル、非多孔性ミネラル又は前述の任意の組合せである、QSシグナルの吸着剤/触媒阻害剤を有効量と不活性な担体とを含む、クオラムセンシング制御因子。
【請求項２５】
食料品の品質低下を阻害するための方法であって、QSシグナルセンシング分子に対する吸着剤/触媒阻害剤を含む、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子及び場合により不活性な担体を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を、前記食料品に投与する工程により、前記食料品中の特定の細菌のクオラムセンシングを阻害することによる、方法。
【請求項２６】
それを必要とする魚又はシェルフィッシュにおけるビブリオ症を、前記魚又はシェルフィッシュが留まっている水性環境におけるビブリオ属種のクオラムセンシングを阻害することにより、予防又は処置するための方法であって、QSシグナルセンシング分子に対する吸着剤/触媒阻害剤である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を前記水性環境に投与する工程による、方法。
【請求項２７】
吸着剤/触媒材料が、無機若しくは有機の収着材料、収着ミネラル、ソーベントミネラル又は非多孔性ミネラル、又は前述の混合物である、請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
動物又はヒトにおいて留まっている細菌の標的属又は種によって産生されるバイオフィルム又は毒性化学物質の産生を、前記細菌によって産生されるQSシグナル分子を排除又は低下させることにより、排除又は低下させる方法であって、QSシグナル分子に対する吸着剤/触媒阻害剤である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子及び場合により不活性な担体を含む有効量のクオラムセンシング制御組成物を投与する工程を含む、方法。
【請求項２９】
QSシグナル分子が、AHL、PQS、AI-1シグナル、又はAI-2シグナルである、請求項28に記載の方法。
【請求項３０】
同定された細菌が、C.ディフィシレ、大腸菌、緑膿菌、S.チフィムリウム、V.ハルヴェイ、又はその組合せである、請求項28に記載の方法。
【請求項３１】
吸着剤/触媒材料が、有機若しくは無機の収着材料、収着ミネラル、ソーベントミネラル又は非多孔性ミネラル、又は前述の混合物である、請求項28に記載の方法。
【請求項３２】
標的細菌によって産生される、少なくとも1つのQSシグナル分子を排除又は化学的に不活性化するための方法であって、QSシグナル分子に対する吸着剤/触媒阻害剤である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を含む有効量のクオラムセンシング制御組成物を、前記標的細菌が留まっている環境に投与する工程を含む、方法。
【請求項３３】
QSシグナル分子が、AHL、PQS、AI-1シグナル、又はAI-2シグナルである、請求項32に記載の方法。
【請求項３４】
同定された細菌が、C.ディフィシレ、大腸菌、緑膿菌、S.チフィムリウム、V.ハルヴェイ、又はその組合せである、請求項32に記載の方法。
【請求項３５】
吸着剤/触媒材料が、無機若しくは有機の収着材料、収着ミネラル、ソーベントミネラル又は非多孔性ミネラル、又は前述の混合物である、請求項32に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願及び参照による援用
本出願は、2016年3月2日に出願された米国仮特許出願第62/302,647号及び2016年6月17日に出願された米国仮特許出願第62/351,378号の優先権の利益を主張する。
【０００２】
前述の出願、及びそこで引用する、又は審査中である全ての文書(「出願引用文書」);出願引用文書において引用され、又は参照文献とされている全ての文書;本明細書で引用し、又は参照文献とされている全ての文書(「本明細書引用文書」);本明細書引用文書において引用され、又は参照文献とされている全ての文書;並びに本明細書、又は参照により本明細書に援用される任意の文書において言及される任意の製品についての、製造業者による使用説明書、解説書、製品明細書、及び製品仕様書は、参照により本明細書に援用され、本発明を実践する際に用いることができる。より詳細には、参照文献とされる文書は全て、個々の各文書が参照により援用されると詳細且つ個別に示されたかのごとく、参照により同じ程度まで援用される。
【０００３】
本出願は、ある環境における細菌のフローラのモジュレーションに関し、これは、例えば、N-アシルホモセリンラクトン(AHL)、シュードモナスキノロンシグナル(「PQS」)、オートインデューサー1(「AI-1」)シグナル、又はオートインデューサー2(「AI-2」)シグナル等の、標的細菌によって分泌されるQSシグナル分子に対する、吸着剤及び/又は触媒性の阻害剤(以後「吸着剤/触媒阻害剤」)である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を投与することによって、前記環境中の特異的な標的化された属若しくは種の細菌のクオラムセンシング(「QS」)を阻害又は干渉することによる;この細菌の細胞間情報交換の阻害又は干渉は、クオラムクエンチング(「QQ」)と呼ばれる。本出願は、例えば、AHL、PQS、AI-1シグナル、又はAI-2シグナル及び不活性担体等のQSシグナル分子についての、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子(すなわち、吸着剤/触媒阻害剤)を含む、クオラムセンシング制御組成物、及びその調製のための方法に更に関する。更に、本発明は、例えば、AHL、PQS、AI-1シグナル、又はAI-2シグナル等の、標的細菌から分泌されるQSシグナル分子に対する吸着剤/触媒阻害剤を投与して、動物のより良好な健康及び能力又はヒトにおけるより良好な健康のため細菌のクオラムセンシング代謝をモジュレートする方法にも関する。
【背景技術】
【０００４】
クオラムセンシング(「QS」)は、細菌が、バイオフィルム形成、バイオルミネセンス、及びビルレンス等の特徴を制御することを可能にする、細胞間情報交換システムである(Miller、et al.、Annu. Rev. Microbiol.、2001、55: 165〜169頁)。細菌は、細菌細胞の内側で連続的に産生され、引き続いて細胞外環境に分泌される、オートインデューサー(「AI」)と呼ばれる化学的なシグナル分子を使用してコミュニケーションする。シグナル分子の濃度が閾値に到達するとき、これらのAIは細胞に戻り、遺伝子発現を調節して、環境変化に適合するよう細菌を助ける。このような調節システムは、細菌性QSシグナルシステムと称される。QSにより、単細胞細菌が多細胞性生物を模倣して、それらが単細胞の個体である場合には達成することができない特定の行動を達成することが可能にされる。
【０００５】
クオラムセンシングは、1970年にNealsonら(K. Nealson、T. Platt、J. Hastings、J. Bacteriol. 1970; 104: 313〜322頁)によって海洋性の細菌V.フィシェリ(V.fischeri)において発見された。これらの研究者は、細菌が高い集団濃度に到達するとき、細菌がバイオルミネセンスを生成することを観察した。V.フィシェリをモデルとして使用する更なる研究は、AHLが、V.フィシェリのLuxIタンパク質から細菌によって放出されることを明らかにした。放出されたタンパク質は、次に、細菌表面におけるLuxRタンパク質に結合して、細菌遺伝子発現を改変する。同様の調節システムは、多くのグラム陽性又はグラム陰性細菌においても存在する。そのような細菌の集団におけるモジュレーション又はシフトがあるとき、基礎レベルでのオートインデューサーシンターゼ遺伝子の発現があり、少量の自己誘導シグナル分子の分泌をもたらし、これが細胞外で周囲環境に拡散する。細菌集団が閾値に到達するとき、自己誘導シグナル分子が、細胞に浸透し、転写調節タンパク質に結合して、転写調節タンパク質-シグナル分子ポリマーを形成し、これがシグナル分子の合成遺伝子を誘導する標的遺伝子の特異的なDNA配列に対して結合することができ、また更なるシグナル分子の産生がもたらされる。そのような情報交換及び情報の伝達は、多くの細菌において前々から提案されてきた。例えば、クロモバクテリウムビオラセム(Chromobacterium violaceum)は、V.フィシェリと同じ機構を有し、自己誘導分子としてC6-HSLを産生することができる(その受容体タンパク質はCviRである)。
【０００６】
クオラムセンシングにより、細菌が、遺伝子発現の調節を通して周囲と及び共同体レベルで協調的な行動をすることが可能にされる。詳細には、QSが細菌の所与の集団において協調させる活性には、抗生物質の生成、バイオルミネセンス、窒素固定遺伝子の調節、Tiプラスミドの接合伝達、病原遺伝子の発現、色素生成、細菌のスウォーミング、及びバイオフィルムの形成が含まれる。細菌におけるクオラムセンシングの調節に干渉することが関与するアプローチの利点は、このアプローチが、インビボで細菌細胞の正常な生理的な機能に干渉しないとのことであり、したがって、細菌に抵抗性の発生を促すことがない。したがって、細菌耐性の形成に対して感受性である、細菌性クオラムセンシング阻害剤単独又は抗生物質若しくは他の抗微生物剤との組合せを投与することにより、抵抗性の発生を軽減する又は細菌を原因とする疾患を排除又は処置するため使用される現行の抗生物質又は抗微生物療法の代替として貢献することができる。
【０００７】
NelsonらによりV.フィシェリを使用したQSの最初の発見以来、ルミネセンスを調節するクオラムセンシングシステムを有する第二の群のバイオルミネセンス細菌が、同定されている(C. M. Waters and B. L. Bassler、Annual Review of Cell and Developmental Biology、2005、21: 319〜346頁)。水棲細菌V.ハルヴェイ(V.harveyi)が、ビルレンス及びルミネセンスの両方と関連する様々な遺伝子の発現を制御する、QS調節システムを有することが発見された。したがって、QSシグナル伝達の間の放出されるルミネセンス光の測定を、細菌ビルレンスのレベルの指標として使用することができる。細菌V.ハルヴェイは、魚及びシェルフィッシュ(例えば、甲殻類、軟体動物等)の主要な疾患であるビブリオ症の原因であり、養殖産業にとって重大な生産性及び経済的な損失をもたらす一般的な病原体である。V.ハルヴェイによる細胞外ビルレンス産物の産生は、その病因を荷う因子の1つとして同定されている。細胞増殖の間、ルミネセンスは、最初は増殖に明確に遅れを取り、引き続いてオートインデューサーが培地中に蓄積された後に、有意により速い速度で増加する。AI-1シグナルは種内情報交換に使用され、AI-2シグナルは種間情報交換に使用される。M. J. Federle and B. L. Bassler、J. Clin Invest.、2003、112(9): 1291〜1299頁。
【０００８】
幾つかの抗生物質がビブリオハルヴェイ(Vibrio harveyi)の集団を制御することに使用されてきたが、このような使用は、病原体における抵抗性の発生、薬物の使い過ぎ、及び「良い」細菌の偶発的な死滅させるとの観点から、幾つかの問題(それによって環境中の細菌の生物多様性を低下させ、C.ディフィシレ(C.difficile)等の病原性細菌が繁栄することを可能にする)を通常提起する。抗生物質の使用はまた、付随的に環境に影響を与える;例えば、抗生物質は、水路及び土壌に入るので、最初の意図される位置の後に、持続的に細菌を死滅させ、細菌自身は、それらが抗生物質によって死滅させられるとき、毒性の副産物を残す。したがって、大量に細菌を排除する抗生物質又は他の薬物を使用するよりはむしろ、細菌性QSを阻害又は干渉する因子の投与により、細菌性集団又はそれらのビルレンス及びバイオフィルム形成を制御する代替的な様式を発見することに利点がある。
【０００９】
大腸菌(E.coli)、バシラスプロテウス(Bacillus proteus)、バークホルデリアセノセファシア(Burkholderia cenocepacia)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、赤痢菌(Bacillus dysenteriae)、肺炎連鎖球菌(Bacillus pneumoniae)、ブルセラ属菌(Brucella)、インフルエンザ菌(Haemophilus influenzae)、パラインフルエンザ菌(Hemophilus parainfluenzae)、モラクセラカタラーリス(Moraxella catarrhalis)、アシネトバクター属菌(Acinetobacter)、エルシニア属菌(Yersinia)、レジオネラ-ニューモフィラ(Legionella pneumophila)、百日咳菌(Bordetella pertussis)、パラ百日咳菌(Bordetella parapertussis)、赤痢菌属菌(Shigella spp.)、パスツレラ属菌(Pasteurella)、コレラ菌(Vibrio cholerae)、及び腸炎ビブリオ(Vibrio parahemolyticus)を含むが、これに限定されない、グラム陰性細菌を原因とする、腹膜炎、胆嚢炎、膀胱炎、下痢、心内膜炎、胃腸炎、膿胸、敗血症等の疾患及び他の様々な疾患は、細菌性QSを阻害又は干渉する因子単独又は抗生物質又は他の抗菌剤との組合せを投与することによって処置されうる。特に、現行の抗生物質処置に対して抵抗性を示す、C.ディフィシレ等の薬剤耐性グラム陰性細菌を原因とする疾患は、このような処置を必要とする、例えば、動物(ヒトであってもなくても)、コンパニオンアニマル、又は生産動物(production animal)、又は食用作物を処置するため、有効量の細菌性QSを阻害又は干渉する因子単独又は抗生物質又は他の抗菌剤との組合せを投与することによっても処置されうる。
【００１０】
更に、グラム陰性細菌は植物における疾患の原因となり、これらの疾患は細菌性QSを阻害又は干渉する因子単独又は抗生物質又は他の抗菌剤との組合せを投与することによっても処置されうる。植物における疾患の原因となるグラム陰性細菌の例には、例えば、アグロバクテリウムチュメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)、パントエアステワルティイ(Pantoea stewartii)、エルビニアカロトボーラ(Erwinia carotovora)、青枯病菌(Ralstonia solanacearum)、シュードモナスシリンガエ(Pseudomonas syringae)、緑膿菌、及びキサントモナスカンペストリス(Xanthomonas campestris)が含まれる。(S. B. von Bodman、et al.、Annu. Rev. Phytopathol、2003、41:455〜82頁)。
【００１１】
QSは、グラム陽性細菌に関して報告されている(M. Kleerebezem et al.、Molecular Microbiology、1997、24(5): 895〜904頁を参照されたい)。したがって、細菌性QSを阻害若しくは干渉する因子単独又は抗生物質若しくは他の抗菌剤との組合せを投与することも(ここで、標的細菌は、グラム陽性である)、有効であると予想される。
【００１２】
細菌は、単一の独立した細胞として又は一般にバイオフィルムとも呼ばれる固着凝集物の形態において存在することができる。単独のノマド状態(nomadic)から凝集共同体へのシフトは、クオラムセンシングシグナル伝達によって起こる。新しく形成されたバイオフィルムは、細菌におけるビルレンス経路をオンにするので、凝集共同体は、形成されたら、バイオフィルムの形成を開始し、これが宿主において約80%の機会で感染を起こす。細菌を宿主表面に結合させる微小環境は、抗体、細胞内病因(intracellular pathogenesis)、抗原性バリエーション、及び細胞免疫応答を含む、宿主免疫応答から細菌が逃れることを可能にする排出酵素を含有する。このような細菌性フィルムは、通常の抗生物質で処置することが往々にして困難であり、このような事情から、例えば、クオラムセンシングによる新規の阻害技術を開発する緊急の必要性がある。バイオフィルムは、例えば、米国における全てのヒト微生物感染の総計のかなりのものの原因であり、病院で広まった(院内)感染は、感染の第四の主要な原因であり、毎年200万ケース(又はアメリカ病院患者の10%)あり、50億ドルを超える一年毎の追加の医学的なコストをもたらしている。約60〜70%の院内感染は、ある種の移植された医療用デバイスと関連している。500万の医療用デバイス又はインプラントが、米国単独において一年毎に使用されることが推定される。微生物感染は、以下を含む、全部ではないが、ほとんどの、そのようなデバイスにおいて観察されている:人工心臓弁、整形インプラント、血管内カテーテル、人工心臓、左心室補助デバイス、心臓ペースメーカー、血管プロテーゼ、脳脊髄液シャント、導尿カテーテル、眼球プロテーゼ(ocular prostheses)及び接触レンズ、及び子宮内避妊デバイス。(J. D. Bryers、Biotechnology and Bioengineering、2008、100:1;及びR.P. Wenzel、Clin. Infect. Dis.、2007、45:(Suppl 1)、S85〜S88頁)。QSシグナル分子は、食料品、例えば、野菜及び肉製品(例えば、肉用牛(beef)、子ヒツジ等)の品質劣化(spoilage)とも関連している(V. Blana and G. Nychas、International Journal of Food Microbiology、2014、173: 1〜8頁)。したがって、QS破壊又はQS分子のクエンチングは、食物加工において潜在的な役割を有する。
【００１３】
細菌によって分泌されるAIには、以下のAHL、PQS、AI-1、及びAI-2クラスの分子が含まれる:
【００１４】
【化１】
2019515875.tif 000003
【００１５】
したがって、上記AIを制御又は干渉する化合物の同定又は開発は、例えば、望まれない細菌の集団を制御する及びバイオフィルムの形成を予防するための抗菌剤として有用である。
【００１６】
細菌性QSを破壊するための文献中に報告されている戦略には:
1.有機分子を使用するQS基質類似体又は酵素の適用による、QA分子の生合成の阻害又はシグナル分子の酵素不活性化/消化;
2.再び、有機分子を使用するQSアンタゴニストの適用による、遺伝的なシグナル発現の遮断;及び
3.有機分子を使用して低い個体群密度でビルレンス因子出現を誘起するためのASアンタゴニストの適用が含まれる。
【００１７】
(例えば、T. Defoirdta、et al.、Aquaculture、2004、240: 69〜88;Y. Dong et al.、Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.、2000、97:3526〜3531頁;C.M. Waters and B. Bassler、Annu. Rev. Cell Dev. Biol.、2005、21,319〜346頁;B.K. Hammer and B. Bassler B.、Mol. Micribiol. 2003、50(1),101〜104頁を参照されたい)。しかしながら、文献中に報告された戦略は、QSシグナル分子の吸着/触媒阻害剤を使用してQSシグナル分子を外部的に吸着及び/又は不活性化することによって、細菌性QSシグナル分子を破壊することには近づいていない。
【００１８】
QSシグナルを吸着又は不活性化することなくQSに干渉することによって細菌を制御するための化合物及び方法は、当技術分野において知られている。例えば、米国特許出願公開第2012/0322769(A1)号明細書は、QSを使用して細菌におけるビルレンスを制御する化合物を提供する。米国特許出願公開第2010/0256369(A1)号明細書は、特定の細菌においてQS阻害効果を有し、それによって毒素産生を抑制し、バイオフィルムの沈着を阻害する、ピリミジノン化合物を提供する。米国特許出願公開第2014/0275232(A1)号明細書は:
【００１９】
【化２】
2019515875.tif 000004
【００２０】
の式の4-(4-クロロ-2-メチルフェノキシ)-N-(2-オキソテトラヒドロチオフェン-3-yl)ブタンアミドの類似体を記載し、これは、細菌におけるクオラムセンシング媒介活性の阻害剤として及び表面におけるバイオフィルム形成の予防並びにこれらの類似体を含む細菌性バイオフィルム阻害組成物において有用である。同様に、米国特許出願公開第2015/0238475(A1)号明細書は、グラム陰性細菌においてQSを阻害する化合物も提供し、前記細菌を含有する宿主において感染を処置するための方法も教示する。米国特許出願公開第2016/0002184(A1)号明細書は:
【００２１】
【化３】
2019515875.tif 000005
【００２２】
の式の化合物を開示し、これは、細菌性クオラムセンシング阻害剤としてであり、また細菌感染が原因となる疾患の予防及び/又は処置のための方法を提供する。
【００２３】
植物及び果実から単離された抽出物及び精油の文献中にも細菌性クオラムセンシングに干渉する能力を有するとの報告がある。例えば、C.L. Koh、et al.、Sensors、2014、13:6217〜6228頁を参照されたい。
【００２４】
文献は、毒素を吸着することによって動物における疾患を処置することに又は疾患を処置することに有用であるとして、クレイを含む組成物を報告している。例えば、国際公開第2010/028215号パンフレットは、アフラトキシンの吸着に有効であると報告された、魚又はエビ供給材料;酸味料;及びクレイ材料を含む改変された魚肉(fish food)を記載する。米国特許出願公開第2011/0033576号明細書は、細菌及び毒素を隔離する変化した細胞壁構造(例えば、細胞壁に混ぜ合わされたクレイ又はクレイ成分)を有する酵母細胞及び/又は酵母細胞コンポーネントを含む組成物を記載する。米国特許出願公開第2014/0099373号明細書は、クレイ、酵母、酵母産物又は酵母様産物を含む混合物を動物に投与することを含む、動物におけるクロストリジウム属細菌が原因となるもの等の腸内疾患を処置する方法を提供する。米国特許出願公開第2016/0030475号明細書は、クレイ又はクレイブレンドを動物に投与するによって、それを必要とする動物における早期死亡症候群(early mortality syndrome)/急性胆膵管ネクローシス疾患を処置することを提供する。これらの上に記述されている文献は、細菌におけるQSをモジュレートするためクレイを含む組成物を使用することを論じていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】米国特許出願公開第2012/0322769(A1)号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第2010/0256369(A1)号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第2014/0275232(A1)号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第2015/0238475(A1)号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第2016/0002184(A1)号明細書
【特許文献６】国際公開第2010/028215号パンフレット
【特許文献７】米国特許出願公開第2011/0033576号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第2014/0099373号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第2016/0030475号明細書
【非特許文献】
【００２６】
【非特許文献１】Miller、et al.、Annu. Rev. Microbiol.、2001、55: 165〜169頁
【非特許文献２】K. Nealson、T. Platt、J. Hastings、J. Bacteriol. 1970; 104: 313〜322頁
【非特許文献３】C. M. Waters and B. L. Bassler、Annual Review of Cell and Developmental Biology、2005、21: 319〜346頁
【非特許文献４】M. J. Federle and B. L. Bassler、J. Clin Invest.、2003、112(9): 1291〜1299頁
【非特許文献５】S. B. von Bodman、et al.、Annu. Rev. Phytopathol、2003、41:455〜82頁
【非特許文献６】M. Kleerebezem et al.、Molecular Microbiology、1997、24(5): 895〜904頁
【非特許文献７】J. D. Bryers、Biotechnology and Bioengineering、2008、100:1
【非特許文献８】R.P. Wenzel、Clin. Infect. Dis.、2007、45:(Suppl 1)、S85〜S88頁
【非特許文献９】V. Blana and G. Nychas、International Journal of Food Microbiology、2014、173: 1〜8頁
【非特許文献１０】T. Defoirdta、et al.、Aquaculture、2004、240: 69〜88頁
【非特許文献１１】Y. Dong et al.、Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.、2000、97:3526〜3531頁
【非特許文献１２】C.M. Waters and B. Bassler、Annu. Rev. Cell Dev. Biol.、2005、21,319〜346頁
【非特許文献１３】B.K. Hammer and B. Bassler B.、Mol. Micribiol. 2003、50(1),101〜104頁
【非特許文献１４】C.L. Koh、et al.、Sensors、2014、13:6217〜6228頁
【非特許文献１５】I.M. Sawalha、et al.、Journal of Chemical、Molecular、Nuclear、Materials and Metallurgical Engineering、2011、5(7)、570〜574頁
【非特許文献１６】D. Carrol、Geological Society of America、1959、70(6): 749〜779頁
【非特許文献１７】McCutcheon's Emulsifiers and Detergents、annual American and International Editions published by McCutcheon's Division、The Manufacturing Confectioner Publishing Co.; Sisely and Wood、Encyclopedia of Surface Active Agents、Chemical Publ. Co.、Inc.、New York、1964
【非特許文献１８】A. S. Davidson and B. Milwidsky、Synthetic Detergents、Seventh Edition、John Wiley and Sons、New York、1997
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
一般に、病原性細菌と闘うための新規方法を発見することが当技術分野において必要とされている。したがって、AIに干渉することによって機能する抗菌剤が知られているが、単独又は公知の抗菌剤等と組み合わせて使用されうる、環境中の病原性細菌を制御することにおいて有用である更なる化合物を同定することは有利である。
【００２８】
本出願における任意の文書の引用又は認定は、そのような文書が本発明の先行技術として有効であることの容認ではない。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、ある環境における細菌のフローラを、前記環境における特定の細菌のクオラムセンシングを阻害又は干渉することにより、モジュレートするための方法であって、QSシグナルセンシング分子に対する、吸着剤/触媒阻害剤である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を前記環境に投与することを含む方法に関する。
【００３０】
本発明は、ある環境における細菌のフローラを、前記環境における特定の細菌のクオラムセンシングを阻害又は干渉することにより、モジュレートするための方法であって、クオラムセンシングが阻害されるべき細菌を同定すること、並びに、例えば、AHL、PQS、AI-1シグナル、又はAI-2シグナルを含む、QSシグナルセンシング分子の吸着剤/触媒阻害剤である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を投与することを含む方法に更に関する。出願人らは、特定の細菌が留まっている、環境中のAHL、PQS、AI-1シグナル、又はAI-2シグナルに対して吸着/触媒活性を示す材料を配置することが、前記細菌(例えば、クロストリジウム属種(例えば、C.パーフリンジェンス(C.perfringens)又はC.ディフィシレ)、エシェリヒア属種(例えば、大腸菌)、シュードモナス属種(例えば、緑膿菌)、サルモネラ属種(例えば、S.チフィムリウム(S.typhimurium))、又はビブリオ属種(例えば、V.ハルヴェイ))のクオラムセンシングを特異的に破壊し、それによって、これらの細菌の不利な結果を低下させるが、残存する細菌に影響しないことを見出した。
【００３１】
本発明は、ある実施形態において、ある環境における細菌のフローラをモジュレートする方法を提供する(ここで、標的細菌は、間接的に低下させられる、その理由は、それらがクオラムセンシング情報交換によって、刺激されず、それらの宿主に対して有害な活性を再現又は保証(engage)し、持続的にノマド状態又は宿主に対して無害な生活様式をもたらすからである)。他方、残存する(又は「良好な」)細菌の量は、影響を受けないか又は病原性細菌によって分泌される特異的なAIに対してだけ加えられる材料の特異性のせいで増加するかのいずれかである。したがって、本発明において用語「モジュレートする」は、選択した集団(フローラ中の望ましくない細菌)を減少させること又は選択したもの(フローラ中の望ましくない細菌)の量をあるレベルに維持させること(ここで、それらは、持続的にノマド状態又は無害な生活様式をもたらし、望ましい細菌の集団を定常的に維持する又は増加させる)を指す。
【００３２】
本発明は、野菜又は動物起源の食料品(例えば、肉用牛(beef)、ブタ、子ヒツジ、家禽(例えば、ニワトリ、アヒル、ガチョウ及びホロホロ鳥等)及び海産食品(例えば、魚及びシェルフィッシュ(エビ及び他の甲殻類を含む)における望まれない細菌増殖を阻害又は処置し、それによって、品質劣化を低下させる方法であって、AHL、PQS、AI-1シグナル、又はAI-2シグナルに対する吸着/触媒阻害剤である少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を、動物又は野菜起源の食料品に加えることを含む、方法を更に提供する。
【００３３】
本発明は、それを必要とする魚又はシェルフィッシュ(例えば、エビ)におけるビブリオ症を、前記魚又はシェルフィッシュが留まっている水性環境(例えば、養殖)におけるビブリオ属種(例えば、V.ハルヴェイ)のクオラムセンシングを阻害することによって、予防又は処置するための方法であって、QSシグナルセンシング分子に対する吸着剤/触媒阻害剤である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を前記水性環境に投与することを含む方法を更に提供する。
【００３４】
本発明は、有効量の少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子を含むクオラムセンシング制御組成物に更に関し、これは、例えば、AHL、PQS、AI-1シグナル又はAI-2シグナルを含む、QSシグナル分子に対する吸着剤/触媒阻害剤、及び不活性な担体を含む。
【００３５】
本発明は、動物(ヒトを含む)において留まっている細菌の標的とされる属又は種によって産生されるバイオフィルム又は毒性化学物質の産生を、前記細菌によって産生される、例えば、AHL、PQS、AI-1シグナル、又はAI-2シグナル等のQSシグナル分子を排除又は低下させることによって、排除又は低下させる方法であって、QSシグナル分子に対する吸着剤/触媒阻害剤である、有効量のクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を投与することを含む方法を更に提供する。
【００３６】
本発明は、標的細菌によって産生される、例えば、AHL、PQS、AI-1シグナル、又はAI-2シグナル等の、標的細菌によって分泌される少なくとも1つのQSシグナル分子を排除又は不活性化する方法であって、QSシグナル分子に対する吸着剤/触媒阻害剤である、有効量のクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を前記標的細菌が留まっている環境に投与することを含む方法を更に提供する。
【００３７】
本発明の任意の実施形態(例えば、上記に定義されたもの)における吸着剤/触媒阻害剤の選択は、標的とされるAIに依存する。その上、阻害剤は有効であるべきばかりでなく、それが投与されている環境に対して又は環境において安全(すなわち、毒性ではない)でもあるべきである。非限定的な例により、AHL、PQS、及びAI-1シグナル又はAI-2シグナル等のQSシグナル分子に対する吸着剤/触媒阻害剤として機能する材料には、無機又は有機の収着材料(sorptive materials)、収着ミネラル(sorptive minerals)、及び非多孔性ミネラルが含まれる。
【００３８】
これに応じて、本発明の目的は、以前から知られている、いかなる製品、製品の作製プロセス、又は製品の使用方法も、本発明の範囲内に包含させないことであるため、出願人らは、以前から知られている、いかなる製品、プロセス、又は方法の権利も留保し、これによってその放棄を開示する。本発明は、USPTO(35 U.S.C.§112、第一パラグラフ)又はEPO(EPC第83条)の明細書記載要件及び実施可能要件を満たさない、いかなる製品、製品の作製プロセス、又は製品の使用方法も、本発明の範囲内に包含しないものとするため、出願人らは、以前に記載されている、いかなる製品、製品の作製プロセス、又は製品の使用方法の権利も留保し、これによってその放棄を開示することを更に指摘する。
【００３９】
本開示、特に請求項及び/又は段落において、「comprises」、「comprised」、「comprising」等の用語は、米国特許法においてそれによるとされる意味を有してよく;例えば、こうした用語は、「includes」、「included」、「including」等を意味してよく、「consisting essentially of」や「consists essentially of」等の用語は、米国特許法においてそれによるとされる意味を有し、例えば、こうした用語は、明確に列挙されない要素を見込んでいるが、先行技術において見出される又は本発明の根本的若しくは新規な特徴に影響を及ぼす要素は除外されることが指摘される。
【００４０】
これら及び他の実施形態は、以下の詳細な説明から開示され、又は明らかとなり、それによって包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１Ａ】図1A、図1B及び図1Cは、V.ハルヴェイにおいてQSを破壊するためCalibrin(登録商標)Zクレイを使用して観察された結果を例示する図である。実験において、Calibrin(登録商標)ZクレイをV.ハルヴェイ細菌培養に直接的に加え、細菌ルミネセンス及び細菌数を長期にわたってモニターした。
【図１Ｂ】図1Aの説明参照。
【図１Ｃ】図1Aの説明参照。
【図２Ａ】図2A、図2B及び図2Cは、4つの異なる吸着剤/触媒阻害剤、Calibrin(登録商標)Z(A)、Cu-Calibrin(登録商標)Z(B)、H-Calibrin(登録商標)Z(C)及び活性炭(D)を使用してV.ハルヴェイにおいてQSを破壊したとき、観察された結果を例示する図である。吸着剤/触媒阻害剤をV.ハルヴェイ細菌培養に直接的に加え、細菌ルミネセンス及び細菌数を長期にわたってモニターした。
【図２Ｂ】図2Aの説明参照。
【図２Ｃ】図2Aの説明参照。
【図３Ａ】図3A及び図3Bは、異なる条件下で、Calibrin(登録商標)Zクレイを使用してV.ハルヴェイにおいてQSを破壊して、細菌ルミネセンス及び細菌数を長期にわたってモニターした、インビトロ実験において観察された結果を例示する図である。
【図３Ｂ】図3Aの説明参照。
【図４Ａ】図4A及び図4Bは、異なる条件下で、細菌ルミネセンス及び細菌数を長期にわたってモニターした、インビトロ実験において、4つの異なる吸着剤/触媒阻害剤、Calibrin(登録商標)Z(A)、Cu-Calibrin(登録商標)Z(B)、H-Calibrin(登録商標)Z(C)及び活性炭(D)を使用してV.ハルヴェイにおいてQSを破壊したとき、観察された結果を例示する図である。
【図４Ｂ】図4Aの説明参照。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明は、ある環境における、特定の細菌(例えば、クロストリジウム属種(例えば、C.パーフリンジェンス又はC.ディフィシレ)、エシェリヒア属種(例えば、大腸菌)、シュードモナス属種(例えば、緑膿菌)、サルモネラ属種(例えば、S.チフィムリウム)、又はビブリオ属種(例えば、V.ハルヴェイ))のクオラムセンシングを阻害又は干渉することにより、前記環境における細菌のフローラをモジュレートするための方法であって、クオラムセンシングが阻害又は干渉される細菌を同定すること、並びに、前記細菌からのQSシグナルセンシング分子に対する吸着剤/触媒阻害剤である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を、前記標的細菌が留まっている環境に投与することを含む方法を提供する。
【００４３】
本発明の別の実施形態は、ある環境における、特定の細菌のクオラムセンシングを阻害又は干渉することにより、前記環境における細菌のフローラをモジュレートするための方法であって、前記環境が、動物(ヒトを含む)、例えば、胃腸管又は腸、又は食料品又は食料品のためのパッケージング材料中に又はにおいて存在する方法である。別の実施形態では、環境は水性環境である又は環境は植物若しくは土壌である。動物の非限定的な例には、家禽(例えば、ニワトリ)、ブタ、ウシ、ヒツジ、及びコンパニオンアニマル(例えば、イヌ、ネコ、鳥、及びウサギ)が含まれる。
【００４４】
理論に拘束されることを望むものではないが、本発明の方法において使用される吸着剤/触媒阻害剤は、標的細菌によって放出されるQSシグナル分子を外部的に吸着及び/又は不活性化することによって細菌の標的とされる属又は種のQSを阻害又は干渉し、それによって、標的細菌におけるQS分子合成の内的調節又は遺伝的な発現に干渉することなく、標的細菌の個々の細菌間での細胞間情報交換を中断する。したがって、標的細菌のQSシグナルを吸着及び/又は化学的に不活性化することによって細胞間情報交換を外部的に阻害又は干渉する任意の化合物、材料又は組成物は、本発明における吸着剤/触媒阻害剤として使用されうる。
【００４５】
QSシグナル分子に対する吸着剤/触媒阻害剤
上記の任意の実施形態における、非限定的な例による、QSシグナル分子、例えば、AHL、PQS、及びAI-1シグナル又はAI-2シグナルに対する吸着剤/触媒阻害剤として機能することができる材料は、無機化合物若しくは材料、有機化合物若しくは材料、又はそれらの組合せであってもよい。
【００４６】
QS吸着剤/触媒阻害剤は、天然/地球から供給される、クレイ、ミネラル、バイオポリマー又は他の食物及び非グレード材料を含む。しかしながら、そのような材料は、採掘/採取し、機能的な活性をそれらに与えるため、物理的に及び/又は化学的に加工されなければならない。QS吸着剤/触媒阻害剤はまた、合成の又は市販の無機、有機、及び有機-無機ハイブリッド材料である。これらの材料は、規制食物グレード又はそうでないものの両方であってもよい。その上、これらの材料は、それらが内因性の機能的な活性を有するために、化学的又は物理的な特性のために、又は、全ては当業者に周知である、化学的な処理、表面改質、温熱性加工、イオン交換、蒸着の手段によって又は幾つかの他の方法によって導入されている機能的な活性のために、特異的に選択されてもよい。
【００４７】
所与の環境に対する特定の細菌におけるQSの制御に対する吸着剤/触媒阻害剤の選択は、形態並びに吸着剤/触媒阻害剤の化学的及び物理的特性に依存することになる。例えば、動物又は植物等に対する一般的な投与について、吸着剤/触媒阻害剤は、非毒性であるべきである。その上、材料は、そのような療法が適用される、生物、植物、動物(ヒトを含む)の他の細胞/生物学的機能に実質的に干渉すべきではない。有利には、粒径は約1nmから約500nm、又は約10nmから約400nm、約50nmから約250nm、細孔容積(pore volume)は約0.1から約2cm3/g、又は約1cm3/gから約1.75cm3/g、又は約0.50cm3から約0.75cm3/g、表面酸性度(surface acidity)は0.01mmol/g又は1mmol/g又は約0.1mmol/gから約0.5mmol/g又は約0.2mmol/gから約0.75mmol/gであってもよい。そのような適用のための潜在的な吸着剤/触媒阻害剤の幾つかの非限定的な例には、好ましくはナノ粒子形態における、ゼオライト、クレイ、シリカ、メソポーラスシリカ、ペプチド、官能性をもたせたセルロース、キチン及び他のバイオポリマーが含まれる。
【００４８】
本発明の一実施形態には、インビボ静脈内適用が関与する。この実施形態は、非毒性ミネラル、無機のナノ構造材料、及びバイオポリマーの使用を必要としうる。有利には、インビボ静脈内適用についての材料に関する粒径は約1μmから約500μm、又は約10μmから約400μm、約50μmから約250μm、細孔容積は約0.1から約1cm3/g、又は約0.50cm3から約0.75cm3/g、及び表面酸性度は0.01mmol/g又は1mmol/g又は約0.1mmol/gから約0.5mmol/g又は約0.2mmol/gから約0.75mmol/gであってもよい。そのような適用のための潜在的な吸着剤/触媒阻害剤の幾つかの非限定的な例には、ナノ粒子ゼオライト、クレイ、シリカ、メソポーラスシリカ、ペプチド、官能性をもたせたセルロース、キチン及び他のバイオポリマーが含まれる。
【００４９】
本発明の別の実施形態では、環境は、肉又は野菜又は果実等の食料品等において外部である。これらの実施形態では、吸着剤/触媒阻害剤材料は、薄いシート、球状粒子の形態に加工及び延伸され又はそのような食物及び他の食用の品目を支持/保持する、容器(外部若しくは内部)に被覆若しくは組み込んでもよい。これらの実施形態に関する吸着剤/触媒阻害剤の非限定的な例には、加工及び成形クレイ、ゼオライト、活性炭、シリカ、メソポーラスシリカ、並びにハイブリッド材料、例えば、ポリマー、例えば、ポリグリコリド、Nafion(登録商標)、ポリアミド、シラン、キチン、デキストリン、脂肪酸ポリマー及びセルロースを組み込んだクレイナノシートが含まれる。
【００５０】
無機化合物又は材料
QSシグナル分子の吸着剤/触媒阻害剤として機能することができる無機化合物又は材料には、標的細菌から分泌されるQSシグナル分子を吸着及び/又は不活性化する無機化合物又は材料が含まれ、それによって、標的細菌の間での細胞間情報交換を阻害又は破壊する。これらの化合物又は材料は、多孔性であってもよく、QSシグナル分子を捕獲及び吸着することができ、そこで、それらは、支持、不活性化、又は支持及び不活性化の両方をなされうる。或いは、無機材料は、わずかに多孔性であってもよい又は多孔性でなくてもよい及びQSシグナル分子を化学的に不活性化することができる。吸着及び触媒活性の両方を有する化合物又は材料について、無機化合物又は材料がクレイに関して約100m2/gの過剰でBET表面積(EGME表面積約500m2/g超)を有することが一般に有利であり、約0.2cm3の過剰で高メソ細孔容積及びTPD-NH3の観点の酸性度が約0.010mmol/g又は1mmol/g又は約0.1mmol/gから約0.5mmol/g又は約0.2mmol/gから約0.75mmol/g同等までであることが好ましい。TDP-NH3の観点で酸性度を測定することは、本技術分野において認識されている標準法である(I.M. Sawalha、et al.、Journal of Chemical、Molecular、Nuclear、Materials and Metallurgical Engineering、2011、5(7)、570〜574頁を参照されたい)。吸着剤活性を有する化合物又は材料については、高い表面積とともに非常に低い酸性度を示すことが化合物又は材料にとって一般に有利である。無機化合物又は材料の非限定的な例には、収着ミネラル、ソーベントミネラル(sorbent minerals)、無機収着材料(例えば、多孔性ナノ粒子)、合成ゼオライト、メソポーラスシリカ、純粋な研究室において官能性をもたせた珪藻土、又はその組合せが含まれる。
【００５１】
1.収着ミネラル(sorptive minerals)
収着ミネラルは、QSシグナル分子の吸着及び不活性化の両方をなすミネラルである。例示には、クレイミネラル及びクレイ(微量の金属酸化物及び有機物を有するクレイミネラル)、及びソーベントミネラルが含まれる。
【００５２】
a.クレイミネラル
クレイミネラルは、可変量の鉄、マグネシウム、アルカリ金属、アルカリ土類及び他の陽イオンを含有しうる、含水アルミニウムフィロシリケートである。クレイミネラルは、天然に存在するが、それらがそれらを有用となるため必要な化学的又は物理的特性を有するため、更に加工されなければならない。この加工には、物理的及び化学的な処理の両方が含まれうる。地球から直接的に得られるクレイは、それに関連する多数の他の非クレイミネラル(例えば、表層土、石英、シリカ等)を含有しうる。しかしながら、破砕、篩い分け(約20から約400メッシュサイズ)、サイジング(約1から約100μm粒径又は約20から約50μm)、熱的加工(約100から約800℃)、湿式加工、化学的処理、イオン交換、官能化、及びそのような処理は、毒素結合、触媒作用、吸着等をもたらす特定の特性を与えるクレイミネラルに対して所望の特性を与えることになる。
【００５３】
b.クレイ
本発明に使用されるクレイは、機械的に加工されている及び場合により化学的又は熱的に処理されている加工されたクレイであり;化学的な処理には、例えば、クレイを酸、塩基(例えば、アルカリ)又は塩溶液と反応させることが関与する。一実施形態では、加工されたクレイは、約100から約800℃(例えば、約400から約800℃)の間の温度に有利に加熱され、微細な粒径(例えば、およそ約10ミクロンから約500ミクロン同等の間又は有利には約20と約50ミクロンの間の粒径に)に粉砕された熱的に加工されたクレイ(「熱処理クレイ」)である。加工されたクレイを作製する方法は、当業者に周知されている。加工されうるクレイの非限定的な例は:クレイミネラル、例えば、スメクタイト(これには、モンモリロナイト、ノントロナイト、バイデライト及びサポナイトが含まれる);アルミノ-シリケート、セピオライト、フィロシリケート;アタパルジャイト(パリゴルスカイト);ベントナイト(例えば、ナトリウムベントナイト);ホルマイト、カオリン;及びフーラー土である。
【００５４】
幾つかの実施形態では、クレイは、約100℃、約125℃、約150℃、約175℃、約200℃、約225℃、約250℃、約275℃、約300℃、約325℃、約350℃、約375℃、約400℃、約425℃、約450℃、約475℃、約500℃、約525℃、約550℃、約575℃、約600℃、約625℃、約650℃、約675℃、約700℃、約725℃、約750℃、約775℃、約800℃、約825℃、約850℃、約875℃、約900℃、約925℃、約950℃、又は約1000℃に加熱してもよい。クレイは、1分間から最大12時間まで又は約1から約4時間の間まで加熱してもよい。加熱は、マッフル炉において静的に、又は気流乾燥器において動的に行ってもよい。
【００５５】
本発明の幾つかの実施形態では、加工されたクレイは、約100から約800℃の間の温度で熱処理された、モンモリロナイトクレイ、アタパルジャイトクレイ、又はホルマイト、又はナトリウムベントナイトである。
【００５６】
加工されたクレイの非限定的な例は、熱処理されたクレイ、例えば、熱処理されたモンモリロナイトクレイであり、これは、約100℃から約800℃の間の温度で熱処理され、約32ミクロンから約36ミクロンの間の平均粒径を有し、例えば、Calibrin(登録商標)-A、Calibrin(登録商標)-TQ又はCalibrin(登録商標)-Zである。
【００５７】
幾つかの実施形態では、本発明は、イオン交換された又は官能性をもたせたクレイを使用する。「イオン交換されたクレイ」は、加工されたクレイであり、例えば、上記に識別されたものの1つであり、イオン交換物質と反応させられている。イオン交換されたクレイを調製するためのプロセスは当業者に周知されており(例えば、D. Carrol、Geological Society of America、1959、70(6): 749〜779頁)、これらのクレイを調製するためのプロセスは以下により詳細に記載される。一般に、クレイは、分散され、定温で定時間、交換される陽イオン(例えば、CuCl2)を含有する、塩溶液中で激しく撹拌される。このプロセスの間、クレイ中間層中の天然で存在する陽イオンは、構造中から浸出し、塩溶液からの陽イオン(Cu2+)はクレイ構造中にそれらの場所を占める。このようにして形成されたクレイは、その構造における異なる陽イオン(例えば、銅イオン)の存在のせいで親クレイとは異なる特性を与えられうる。
【００５８】
イオン交換されたクレイの非限定的な例には、アルミニウム、銅又はプロトン交換されたモンモリロナイトクレイが含まれる;例えば、H-モンモリロナイト、Al-モンモリロナイト及びCu-モンモリロナイト。これらのクレイの非限定的な例には、銅交換されたCalibrin(登録商標)-A又は銅交換されたCalibrin(登録商標)-Z、アルミニウム交換されたCalibrin(登録商標)-A又はアルミニウム交換されたCalibrin(登録商標)-Z、又はプロトン交換されたCalibrin(登録商標)-Zが含まれる。
【００５９】
「官能性をもたせたクレイ」は、化学的な官能性又は活性及び特異的な有機基が、クレイの表面に加えられて、加工されたクレイ又はハイブリッドの特定の特性が増強される、加工されたクレイである。ハイブリッドは、無機及び有機の官能性の両方を含有する、新しい材料の形成を指し、ハイブリッド材料とも呼ばれる。ハイブリッド材料は、無機及び有機の特性の両方を示すことができる;例えば、ポリマー注入クレイ(polymer infused clay)は、ポリマーの可動性(有機物の特性)及びクレイの強度(無機物の特性)を示す、ハイブリッドである。官能性をもたせたクレイは、改質クレイ、例えば、上記に識別された熱処理されたクレイをアミノ酸(例えば、ヒスチジン又はイソロイシン)、タンパク質(例えば、リゾチーム、ペプチド等)と反応させることによって得られる。官能性をもたせたクレイを調製するためのプロセスは当業者に周知されており、これらのクレイを調製するためのプロセスは以下に記載される。
【００６０】
非限定的な例には、Calibrin(登録商標)-A-ヒスチジン、Calibrin(登録商標)-A-イソロイシン、Calibrin(登録商標)-A-ヒスチジン、Calibrin(登録商標)-A-リゾチーム、又はアタパルジャイト-リゾチームが含まれる。
【００６１】
幾つかの実施形態では、イオン交換された改質クレイ又は官能性をもたせた改質クレイに加工されたクレイは、熱処理されたモンモリロナイトクレイ、アタパルジャイトクレイ、又はホルマイト、又はナトリウムベントナイトである。
【００６２】
上記考察における、「モンモリロナイトクレイ」は、少なくとも50%モンモリロナイト、例えば、ミシシッピ、イリノイ、ミズーリ、及びテネシーにおいて採掘され、Porter's Creek Formationにおいて見出されるクレイである、クレイを指す。クレイミネラルは、基本的に4面体シリケートシート及び8面体水酸化物シートの構成物であり、1:1又は2:1クレイとして分類される。1:1クレイは、1つの4面体シート及び1つの8面体シートからなる(例えば、カオリナイト)。2:1クレイは、2つの4面体シートの間にサンドイッチされた8面体シートからなる(例えば、モンモリロナイト)。スメクタイト群には、二8面体スメクタイト(例えば、モンモリロナイト、ノントロナイト及びバイデライト)及び三8面体スメクタイト(例えば、サポナイト)が含まれる。イライト群には、クレイ-マイカが含まれる。存在する他の2:1クレイタイプには、クレイ、例えば、セピオライト又はアタパルジャイトが含まれる;これらのクレイは、それらの構造の内部に長い水路を有する。
【００６３】
c.ソーベントミネラル(sorbent minerals)
ソーベントミネラルは、固体、液体又は気体を吸着又は吸収するミネラルである;ソーベントミネラルは、ある特定の条件下でQS分子を触媒的にのみ不活性化する。例示には、ゼオライト、シリカ、方解石、イライト、火山性シリカ、マイカ、及びパーライト及びこれらの材料の組合せが含まれる。これらの材料は、機械的に加工され、場合により熱的又は化学的に処理される。これらのプロセスには、乾燥温度、時間若しくは最終的な含水量を増加又は減少させること或いは材料を焼成すること又はミネラルを加熱下で塩溶液で処理して熱イオン交換体(thermal ion exchange)を取得することが関与する。
【００６４】
ソーベントミネラルは、微細な粒径(例えば、およそ約1μmから約500μmの間、より有利には約10μm〜約400μm、約50μmから約250μm又は約20と50ミクロンの間の粒径に)に粉砕されうる。その上、ソーベントミネラルは、100〜800℃(例えば、約400から約800℃)の間の温度に有利に加熱されうる。
【００６５】
幾つかの実施形態では、ソーベントミネラルは、約100℃、約125℃、約150℃、約175℃、約200℃、約225℃、約250℃、約275℃、約300℃、約325℃、約350℃、約375℃、約400℃、約425℃、約450℃、約475℃、約500℃、約525℃、約550℃、約575℃、約600℃、約625℃、約650℃、約675℃、約700℃、約725℃、約750℃、約775℃、約800℃、約825℃、約850℃、約875℃、約900℃、約925℃、約950℃、又は約1000℃に有利に加熱してもよい。クレイは、1分間から最大24時間まで又は約1から約4時間の間まで加熱してもよい。
【００６６】
本発明の一実施態様では、ソーベントミネラルは、(例えば、HY-ゼオライト)、又はテトラシリケートである。
【００６７】
2.非多孔性ミネラル又は材料
「非多孔性ミネラル」は、分子のみの触媒性分解によってQSシグナル分子を不活性化するミネラルである;それは、QSシグナル分子を吸着しない又はQSシグナル分子を限定範囲まで吸着するだけである。非多孔性材料は、非多孔性ミネラルと同じ様式で機能し、ゼロに近い細孔容積を有する。そのような大きい非多孔性ミネラルのBET表面積は、2から10m2/gの範囲である。そのような材料の粒径は、約2μmから約500μmに変動する。非多孔性ミネラルの非限定的な例には、酸化アルミニウム、酸化シリカ、酸化鉄、AlCl3、酸化銅、及び酸化カルシウムが含まれる。非多孔性材料の非限定的な例には、マイクロメートルサイズのZnO、MgO、Al2O3-SiO2、TiO2等が含まれる。これらの化合物は、市販されており、希酸又は塩基洗浄によって改質することができ、性能を増強するため粉砕される。
【００６８】
一実施態様では、非多孔性ミネラルは、AlCl3、酸化銅、酸官能性をもたせた非多孔性シリカ、層状酸化物及び水酸化物(例えば、M-Alハイドロタルサイト)である。
【００６９】
別の実施態様では、非多孔性ミネラルは、アルミニウム又は塩化アルミニウムの酸化物である。
【００７０】
3.ナノ粒子
ナノ粒子は、珪質性、アルミノシリケート又はオキシドである。それらには、コロイド性シリカ、コロイド性ゼオライト、沈降性及びヒュームドシリカが含まれる。粒径は、約5nmから約100nmに変動し、約50から約500m2/gの間の表面積を有する。ナノ粒子は、この適用のため作られ又は供給されて、触媒性分解、吸着、又はその組合せによってQSシグナル分子を不活性化することにおいて加工されたクレイ又は非多孔性材料の機能性が複製される。これらの材料は、市販されている。
【００７１】
有機化合物又は材料
吸着剤/触媒阻害剤材料として機能することができる有機化合物又は材料には、収着有機化合物、収着天然物、製造物の収着品(sorptive articles of manufacture)、又はその混合物が含まれる;これらの有機化合物は、それらの表面において多孔性であり、QS分子に吸着することができる及び/又はQS分子を不活性化することができる。収着有機化合物又は収着有機材料の非限定的な例には、バイオマスから単離された合成材料、例えば、活性炭(これは、多孔性であり、約1200m2/gの表面積、及び約0.4cm3/gの細孔容積を有する)、木質バイオマス、又はフミン酸;非多孔性バイオポリマー、例えば、ポリアミド及びポリグリコリド;多孔性バイオポリマー(例えば、キトサン、セルロース、デキストリン、多糖、リグニン、タンパク質、脂肪酸ポリマー、及びペプチド);合成多孔性ポリマー、例えば、スルホン化テトラフルオロエチレン系フルオロポリマーコポリマー(Nafion(登録商標))(これは、更に官能性をもたせうる);及び合成非多孔性ポリマー、例えば、場合により官能性をもたせたポリ(ビニルピリジン)及びポリアクリレートが含まれる。これらの化合物又は材料は、市販されている又は当業者に周知されている手順から容易に合成される。
【００７２】
環境
本発明は、標的細菌がどこに留まっていようとも、本発明の方法を使用することを企図している。環境は、インビトロ(すなわち、生物の外側の場所)又はインビボ(すなわち、生物の内側の場所)であってもよい。
【００７３】
インビトロ環境
インビトロ環境には、家屋内設備(household fixture)、調理台、外科機器、食品加工設備、食品包装設備、食品包装、農産物、例えば、種子、果実及び野菜、又は加工食品等を含む食品等の、標的細菌が集合する外部表面積が含まれる。農産物について、環境は、種子、果実若しくは野菜において、作物植物において又は作物若しくは植物が栽培される圃場(土壌を含む)においてであってもよい。同様に、環境は、加工食品又はこのような食品が加工される場所であってもよい。その上、環境には、動物が飼育される又は留まっている場所、例えば、魚を飼育するための水性環境又は動物の床敷が含まれる。他のインビトロ環境には、動物(ヒトを含む)のための飲料水、活性汚泥又は廃棄物の処理における他の領域が含まれる。
【００７４】
クオラムセンシング制御組成物は、固体又は液体であってもよく、スプレーとして製剤してもよい。
【００７５】
固体組成物の一般的なタイプは、ダスト、粉末、顆粒、ペレット、プリル、パステル、タブレット、充填フィルム(種子コーティングを含む)等であり、これは水分散性である(「湿潤性」)又は水溶性である。フィルム形成溶液又は流動性懸濁液から形成されるフィルム及びコーティングは、種子処理に特に有用である。吸着剤/触媒阻害剤は、(マイクロ)カプセル化される及び懸濁液又は固体製剤に更に形成されうる;或いは、全製剤は、カプセル化(又は「オーバーコート」)されうる。カプセル化により、活性成分を制御又は遅延放出させることができる。乳化可能な顆粒は、乳化可能な濃縮製剤及び乾燥顆粒製剤の両方の利点を組み合わせている。高強度組成物(high-strength composition)は、更なる製剤化のための中間体として主に使用される。
【００７６】
スプレー可能な製剤は、噴霧前に適切な媒体中に典型的には懸濁される。そのような液体及び固体製剤は、噴霧媒体(通常、水)中に容易に希釈されるように製剤化される。噴霧容積は、処理される環境に依存し、噴霧容積の決定は十分に当業者の技能水準の範囲内である。
【００７７】
例えば、農業用では、噴霧容積は、1ヘクタール当たり約1から数千リットルの範囲でありうるが、より典型的には1ヘクタール当たり約10から数百リットルの範囲にありうる。スプレー可能な製剤が農業用であるとき、製剤は、空気又は土地適用による葉処理のため又は植物の成長媒体に対する適用のための水又は別の適切な媒体とタンク混合することができる。液体及び乾燥製剤は、細流灌漑システムに直接的に計量散布する又は植え付けの間に溝に計量散布することができる。液体及び固体製剤は、発達している根及び他の地下の植物部分及び/又は葉を全身性の更新(update)により防御するため植え付け前に種子処理として作物の種子及び他の望ましい草木に適用することができる。
【００７８】
クオラムセンシング制御組成物は、製剤の総質量に基づいて、約5から95%(w/w)の間;約35から75%(w/w);又は約50から90%(w/w)の間の有効量の吸着剤/触媒制御阻害剤を典型的に含有することになる。更なる製剤アジュバントには、不活性な希釈剤又は担体及び界面活性剤が含まれる。
【００７９】
固体希釈剤は、当業者に周知されており、例えば、石膏、二酸化チタン、酸化亜鉛、デンプン、糖(例えば、ラクトース、スクロース)、尿素、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウム、並びに硫酸ナトリウムを含みうる。
【００８０】
液体希釈剤には、例えば、水、N,N-ジメチルアルカンアミド(例えば、N,N-ジメチルホルムアミド)、リモネン、ジメチルスルホキシド、N-アルキルピロリドン(例えば、N-メチルピロリジノン)、エチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、パラフィン(例えば、白色鉱油、ノルマルパラフィン、イソパラフィン)、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、グリセリン、グリセロールトリアセテート、ソルビトール、トリアセチン、芳香族炭化水素、脱芳香族化(dearomatized)脂肪族、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ケトン、例えば、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、イソホロン及び4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、アセテート、例えば、イソアミルアセテート、ヘキシルアセテート、ヘプチルアセテート、オクチルアセテート、ノニルアセテート、トリデシルアセテート及びイソボルニルアセテート、他のエステル、例えば、アルキル化乳酸エステル、二塩基性エステル及びγ-ブチロラクトン、及びアルコール(これは直鎖状、分枝状、飽和又は不飽和でありうる)、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、イソブチルアルコール、n-ヘキサノール、2-エチルヘキサノール、n-オクタノール、デカノール、イソデシルアルコール、イソオクタデカノール、セチルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、オレイルアルコール、シクロヘキサノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジアセトンアルコール及びベンジルアルコールが含まれる。液体希釈剤には、飽和及び不飽和脂肪酸(典型的にはC6〜C22)のグリセロールエステル、例えば、植物種子及び果実油(例えば、オリーブ、トウゴマ、亜麻仁、ゴマ、コーン(トウモロコシ)、ピーナッツ、ヒマワリ、ブドウ種子、ベニバナ、綿実、ダイズ、アブラナ、ココナツ及びパーム核の油)、動物供給源の脂肪(例えば、牛脂、豚脂、ラード、タラ肝油、魚油)、及びその混合物も含まれる。液体希釈剤には、アルキル化脂肪酸(例えば、メチル化、エチル化、ブチル化)も含まれる(ここで、脂肪酸は、植物及び動物供給源からのグリセロールエステルの加水分解によって得られ、蒸留に
よって精製することができる)。
【００８１】
本発明の固体及び液体組成物は、しばしば1つ又は複数の界面活性剤を含む。液体に加えたとき、界面活性剤(「表面活性剤」としても知られている)は、液体の表面張力を一般に改変する(たいていは往々にして低下させる)。界面活性剤分子における親水性及び親油性基の性質に応じて、界面活性剤は、湿潤剤、分散剤、乳化剤又は消泡剤として有用でありうる。
【００８２】
界面活性剤は、非イオン性、陰イオン性又は陽イオン性として分類することができる。本組成物に有用な非イオン性界面活性剤には:天然及び合成アルコール(これは、分枝状又は直鎖状であってもよい)に基づき、アルコール及びエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド又はその混合物から調製されるアルコールアルコキシレート等、アルコールアルコキシレート;アミンエトキシレート、アルカノールアミド及びエトキシル化アルカノールアミド;アルコキシル化トリグリセリド、例えば、エトキシル化ダイズ、トウゴマ及びアブラナ油;アルキルフェノールアルコキシレート、例えば、オクチルフェノールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート、ジノニルフェノールエトキシレート及びドデシルフェノールエトキシレート(フェノール及びエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド又はその混合物から調製される);エチレンオキシド又はプロピレンオキシドから調製されるブロックポリマー及びリバースブロックポリマー(ここで、末端ブロックは、プロピレンオキシドから調製される);エトキシル化脂肪酸;エトキシル化脂肪エステル及び油;エトキシル化メチルエステル;エトキシル化トリスチリルフェノール(エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド又はその混合物から調製されたものを含む);脂肪酸エステル、グリセロールエステル、ラノリン系誘導体、ポリエトキシ化エステル、例えば、ポリエトキシ化ソルビタン脂肪酸エステル、ポリエトキシ化ソルビトール脂肪酸エステル及びポリエトキシ化グリセロール脂肪酸エステル;他のソルビタン誘導体、例えば、ソルビタンエステル;ポリマー性界面活性剤、例えば、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、アルキルPEG(ポリエチレングリコール)樹脂、グラフト又はコームポリマー及びスターポリマー;ポリエチレングリコール(pegs);ポリエチレングリコール脂肪酸エステル;シリコーン系界面活性剤;並びに糖誘導体、例えば、スクロースエステル、アルキルポリグリコシド及びアルキル多糖が含まれるが、これらに限定されない。
【００８３】
有用な陰イオン性界面活性剤には:アルキルアリールスルホン酸及びそれらの塩;カルボキシル化アルコール又はアルキルフェノールエトキシレート;ジフェニルスルホネート誘導体;リグニン及びリグニン誘導体、例えば、リグノスルホナート;マレイン酸又はコハク酸又はそれらの無水物;オレフィンスルホネート;リン酸エステル、例えば、アルコールアルコキシレートのリン酸エステル、アルキルフェノールアルコキシレートのリン酸エステル及びスチリルフェノールエトキシレートのリン酸エステル;タンパク系界面活性剤;サルコシン誘導体;スチリルフェノールエーテルサルフェート;油及び脂肪酸のサルフェート及びスルホネート;エトキシル化アルキルフェノールのサルフェート及びスルホネート;アルコールのサルフェート;エトキシル化アルコールのサルフェート;アミン及びアミド、例えば、N,N-アルキルタウレートのスルホネート;ベンゼン、クメン、トルエン、キシレン、及びドデシル及びトリデシルベンゼンのスルホネート;縮合ナフタレンのスルホネート;ナフタレン及びアルキルナフタレンのスルホネート;分留した石油のスルホネート;スルホスクシナネート;並びにスルホサクシネート及びそれらの誘導体、例えば、ジアルキルスルホサクシネート塩が含まれるが、これらに限定されない。
【００８４】
有用な陽イオン性界面活性剤には:アミド及びエトキシル化アミド;アミン、例えば、N-アルキルプロパンジアミン、トリプロピレントリアミン及びジプロピレンテトラミン、及びエトキシル化アミン、エトキシル化ジアミン及びプロポキシル化アミン(アミン及びエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド又はその混合物から調製される);アミン塩、例えば、アミンアセテート及びジアミン塩;四級アンモニウム塩、例えば、四級塩、エトキシル化四級塩及びジ四級塩;並びにアミンオキシド、例えば、アルキルジメチルアミンオキシド及びビス-(2-ヒドロキシエチル)-アルキルアミンオキシドが含まれるが、これらに限定されない。
【００８５】
非イオン性及び陰イオン性界面活性剤の混合物又は非イオン性及び陽イオン性界面活性剤の混合物も本組成物に有用である。非イオン性、陰イオン性及び陽イオン性界面活性剤及びそれらの推奨される使用は、McCutcheon's Emulsifiers and Detergents、annual American and International Editions published by McCutcheon's Division、The Manufacturing Confectioner Publishing Co.; Sisely and Wood、Encyclopedia of Surface Active Agents、Chemical Publ. Co.、Inc.、New York、1964;及びA. S. Davidson and B. Milwidsky、Synthetic Detergents、Seventh Edition、John Wiley and Sons、New York、1997を含む種々の公開された参照において開示される。
【００８６】
クオラムセンシング制御組成物は、製剤助剤(それらの幾つかは、固体希釈剤、液体希釈剤又は界面活性剤としても機能すると考えられうる)として当業者に知られている製剤補助剤及び添加物も含有する。このような製剤補助剤及び添加物は、pH(バッファー)、加工の間の起泡性(泡止め剤、例えば、ポリオルガノシロキサン)、活性成分の沈殿(懸濁剤)、粘性(揺変性シックナー)、容器内微生物増殖(抗微生物剤)、製品凍結(不凍剤)、色(染料/色素分散体)、洗浄(フィルム形成剤又はスティッカー)、蒸発(蒸発遅延剤)、及び他の製剤属性を制御しうる。フィルム形成剤には、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルピロリドン-ビニル酢酸コポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールコポリマー及びろうが含まれる。製剤補助剤及び添加物の例には、McCutcheon's Volume 2: Functional Materials、annual International and North American editions published by McCutcheon's Division、The Manufacturing Confectioner Publishing Co.)に列挙されるものが含まれる。
【００８７】
上に記述されている通り、本発明に従う方法の一実施形態は、噴霧によるものである。或いは、本発明の吸着剤/触媒阻害剤を含む顆粒組成物は、植物葉、土壌又は標的細菌が留まっている幾つかの他の表面に適用することができる。
【００８８】
本発明の一実施態様では、作物はジャガイモであり、標的細菌はジャガイモに影響を及ぼすものであり、例えば、黒脚病(茎腐れ)及び軟腐病の原因となる、ペクトバクテリウムアトロセプティクム(Pectobacterium atrosepticum)(Pba)及びペクトバクテリウムカロトボラム(Pectobacterium carotovorum)である。したがって、本発明の一実施態様は、黒脚病又は軟腐病等の、ジャガイモに影響する細菌性疾患を、ジャガイモ植物、又はジャガイモ植物が留まっている環境(例えば、圃場又は土壌)に本発明による有効量のクオラムセンシング制御組成物を適用することによって、予防又は処置する方法を提供する。
【００８９】
本発明のクオラムセンシング制御因子又は組成物は、標的細菌が留まっている位置に局所適用することによっても有効である。接触の方法には、直接的な及び残留させるスプレー、空中噴霧、ゲル、種子コーティング、マイクロカプセル、全身摂取、ボーラス、エアロゾル、ダスト及び多くの他のものによって、本発明の化合物又は組成物の適用が含まれる。本発明のクオラムセンシング制御因子は、外部表面、例えば、調理台又は外科機器又は食品加工設備にも使用してもよく、又は細菌制御デバイスを製作するための材料にも浸透させてもよく;これには動物の床敷が含まれうる。
【００９０】
一実施態様では、クオラムセンシング制御組成物に関する製剤は、動物が留まっている環境に加えられてもよい。限定されることのない例では、本発明のクオラムセンシング制御組成物は、魚又はシェルフィッシュが留まっている水性環境に加えられる。一実施態様では、吸着剤/触媒阻害剤の量は、約1%から約90%(wt/wt);約1%から約75%(wt/wt);約1%から約50%(wt/wt);約1%から約25%(wt/wt)である;又は製剤の総質量に基づいてこれらの範囲内の量である。投与量は、約0.05から約5000mg/kgの体重/日、より好ましくは約100から約1000mg/kg/日である。希釈剤及び担体には、養殖使用のため承認されている、上に列挙されるものが含まれる。
【００９１】
有利には、本発明の一実施態様では、クオラムセンシング制御因子若しくは組成物は、少なくとも1つの酸味料、例えば、酸性の硫酸カルシウム、酵母、酵母成分、酵母発酵産物、酵母マンナン、変化した細胞壁構造を含む酵母、又は免疫モジュレーター、例えば、グルタミン酸、α-ケトグルタル酸、グルタミン、L-グルタミン酸若しくはL-グルタミン又はその誘導体を含有しない。別の実施態様では、QS制御組成物は、本発明の吸着剤/触媒阻害剤以外の活性剤を含有しない。更なる別の実施態様では、QS制御組成物は、本発明の吸着剤/触媒阻害剤及び少なくとも1つの抗生物質以外の活性剤を含有しない。
【００９２】
約毎日から約毎年の範囲の本発明の吸着剤/触媒阻害剤の投与に関する適切な間隔。注目すべきは、毎日又は毎週から約6か月に一度の範囲の投与間隔である。特に注目すべきは、毎月の投与間隔である。別の実施形態では、養殖のためのクオラムセンシング制御組成物は、30日までの期間、幾つかの実施形態は5、10、又は15日適用される。
【００９３】
別の実施形態では、クオラムセンシング制御組成物は、標的細菌による品質低下を予防するため食料品に適用されうる。一実施形態において、吸着剤/触媒阻害剤の量は、約0.001から約10質量%である。希釈剤及び担体には、食料品における使用のため承認されている、上に列挙されるものが含まれる。吸着剤/触媒阻害剤の投与のため適切な間隔には、2日毎、3日毎、4日毎、5日毎、6日毎、7日毎、8日毎若しくは9日毎又は幾つかの間の時間間隔が含まれる。
【００９４】
クオラムセンシング制御組成物に関する製剤は、標的細菌から種子を防御することに使用されうる。本発明の関連において、種子は、有効量のクオラムセンシング制御組成物と接触させられる。
【００９５】
環境にクオラムセンシング制御組成物を適用する頻度は、インビボ環境の性質に依存し、特定の環境に対するクオラムセンシング制御組成物を適用する頻度の決定は十分に当業者の技能水準の範囲内である。一実施態様では、クオラムセンシング制御組成物は、単に1回適用されうる。他の実施形態では、クオラムセンシング制御組成物は、ある期間、例えば、2、3、5、10又は15日又は幾つかの間の期間の間に1日に1回又2回適用されうる。
【００９６】
別の好ましい実施形態では、本発明のQS制御組成物は、動物(ヒトを含む)の飲料水に付加するため製剤化されうる。吸着剤/触媒阻害剤の量は、約5から約100mg/kgの体重/日、より好ましくは約5mg/kg/日である。
【００９７】
QS制御組成物がアルジサイドであるとき、不活性担体には、担体、例えば、水、ポリマー懸濁液、ゲル及びゾルが含まれる。アルジサイドとして使用されるとき、水性環境に加えられる量は約0.01から約50%である。アルジサイドを作製する方法は、当業者に周知されている。
【００９８】
インビボ環境
インビトロ環境には、標的細菌が留まっている、生物、例えば、動物(ヒトを含む)の上側又は内側の領域又は場所が含まれる。動物には、ウシ、ブタ、子ヒツジ、鳥(例えば、ニワトリ、アヒル、ガチョウ及びモルモット等)、ウマ、ラクダ、シカ、ロバ、バッファロー、アンテロープ、ウサギ、コンパニオンアニマル(例えば、イヌ、ネコ、ウサギ等)、げっ歯類、カメ、魚及びシェルフィッシュ(エビ及び他の甲殻類を含む)が含まれる。上側又は内側の領域又は場所には、例えば、ヒト又は動物の皮膚表面が含まれる又はヒト又は動物の胃腸管、鼻道、尿路、膣路、又は腸である。
【００９９】
クオラムセンシング制御組成物は、固体又は液体であってもよい。典型的には、製剤は、意図される投与の経路(例えば、経口、局所又は非経口投与、例えば、注射)に関して及び標準的な実務に従って選択される賦形剤及び補助剤を含む許容される担体を含有する。加えて、適切な担体は、pH及び含水量に関連する安定性のような考慮を含む、組成物中の1つ又は複数の活性成分との適合性に基づいて選択される。
【０１００】
したがって、ヒト又は動物投与用のクオラムセンシング制御組成物は、当業者に知られている任意の薬学的又は獣医学的な剤形の形態を取りうる;これらには、徐放性剤形が含まれる。経口又は直腸投与用の固体形態は、薬学的又は獣医学的に許容される結合剤、甘味剤、崩壊剤、希釈剤、着香剤、コーティング剤、保存剤、潤滑剤、及び/又は時間遅延剤(time delay agent)を含有してもよい。適切な結合剤には、アカシアゴム、ゼラチン、コーンスターチ、トラガカントゴム、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース、又はポリエチレングリコールが含まれる。適切な甘味剤には、スクロース、ラクトース、グルコース、又はネオヘスペリジンジヒドロカルコン等のフラボノイド配糖体が含まれる。適切な崩壊剤には、コーンスターチ、メチルセルロース、ポリビニルピロリドン(polyvinlypyrrolidone)、キサンタンガム、アルギン酸、又は寒天が含まれる。適切な希釈剤には、ラクトース、ソルビトール、マンニトール、デキストロース、セルロース、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、又はリン酸二カルシウムが含まれる。適切な着香剤には、ハッカ油、冬緑油、チェリー、オレンジ、又はラズベリー着香料が含まれる。適切なコーティング剤には、アクリル酸及び/若しくはメタクリル酸及び/又はそのエステル及び/又はそのアミドのポリマー又はコポリマー、ろう、脂肪族アルコール、ゼイン、セラック、又はグルテンが含まれる。適切な保存剤には、安息香酸ナトリウム、ビタミンE、α-トコフェロール、アスコルビン酸、メチルパラベン、プロピルパラベン、又は硫酸水素ナトリウムが含まれる。適切な滑沢剤潤滑剤は、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸、オレイン酸ナトリウム、塩化ナトリウム、又はタルクが含まれる。徐放性製剤用の適切な時間遅延剤には、モノステアリン酸グリセリル又はジステアリン酸グリセリルが含まれる。
【０１０１】
経口又は直腸投与用の懸濁液は、分散剤及び/又は懸濁化剤を更に含んでもよい。適切な懸濁化剤には、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、アルギン酸ナトリウム、又はセチルアルコールが含まれる。適切な分散剤には、レシチン、ポリオキシエチレンエステル又はステアリン酸等の脂肪酸、ポリオキシエチレンソルビトールモノ若しくはジオレエート、ステアレート、又はラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノ若しくはジオレエート、ステアレート、又はラウレート等が含まれる。
【０１０２】
静脈内、筋肉内及び皮下注射を含む非経口投与について、本発明の化合物は、油性又は水性ビヒクル中の懸濁液、溶液又は乳濁液に製剤化することができ、また付属物、例えば、懸濁、安定化及び/又は分散剤を含有してもよい。本発明の吸着剤/触媒阻害剤は、大量瞬時投与又は持続注入用にも製剤化されてよい。注射用の薬学的組成物には、好ましくは、医薬製剤の技術分野において知られているような他の賦形剤又は補助剤を含有する生理的に適合性バッファー中の水性溶液が含まれる。加えて、活性化合物の懸濁液は、親油性ビヒクル中に調製されうる。適切な親油性ビヒクルには、脂肪油、例えば、ゴマ油、合成脂肪酸エステル、例えば、オレイン酸エチル及びトリグリセリド、又はリポソーム等の材料が含まれる。水性注射懸濁液は、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトール、又はデキストラン等の、懸濁液の粘性を増加させる物質を含有しうる。注射用の製剤は、アンプル又は多回投与用容器中等の、単位剤形において存在しうる。或いは、活性成分は、使用前に、適切なビヒクル、例えば、無菌で、発熱物質なしの水での構成用の粉末形態中において存在しうる。
【０１０３】
許容される担体についての製剤は、意図される投与の経路(例えば、経口、局所又は非経口投与、例えば、注射)に関して及び標準的な実務に従って選択される賦形剤及び補助剤を含む。加えて、適切な担体は、pH及び含水量に関連する安定性のような考慮を含む、組成物中の1つ又は複数の活性成分との適合性に基づいて選択される。
【０１０４】
ポアオン製剤(pour-on formulation)はまた、農業的な価値のある動物における寄生生物の制御用に調製されうる。本発明のポアオン製剤は、液体、粉末、乳濁液、気泡、ペースト、エアロゾル、軟膏、軟膏剤又はゲルの形態において存在することができる。典型的には、ポアオン製剤は、液体である。これらのポアオン製剤は、ヒツジ、ウシ、ヤギ、他の反芻動物、ラクダ科動物(camelids)、ブタ及びウマに有効に適用することができる。ポアオン製剤は、動物の背側正中線(背部)又は肩部に1つ又は幾つかのラインに又はスポットに注入することによって典型的に適用される。より典型的には、製剤は、脊椎に続いて、動物の背部に沿って、それを注入することによって適用される。製剤は、市販されているアプリケーターを使用して、シリンジを用いて、噴霧によって又は噴霧レース(spray race)を使用することによって、動物の少なくとも小さな領域にわたって浸透性原料をワイピングすること又はそれを適用することを含む、他の従来の方法によって動物に適用することもできる。ポアオン製剤には、担体が含まれる及び1つ又は複数の追加の成分も含まれうる。適切な追加の成分の例は、安定化剤、例えば、抗酸化剤、展着剤、保存剤、接着プロモーター、活性可溶化剤(active solubiliser)、例えば、オレイン酸、粘性モディファイア、UVブロッカー又は吸収体、及び着色料である。陰イオン性、陽イオン性、非イオン性及び両性表面活性剤を含む、表面活性剤はまた、これらに含められうる。
【０１０５】
本発明の製剤には、抗酸化剤、例えば、BHT(ブチル化ヒドロキシトルエン)が典型的に含まれる。抗酸化剤は、約0.1〜5%(wt/wt)の量において一般に存在する。幾つかの製剤は、特にスピノサドが使用される場合、活性剤を溶解するため、可溶化剤、例えば、オレイン酸を必要とする。これらのポアオン製剤に使用される共通の展着剤には、飽和C12〜C18脂肪族アルコールのミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、カプリル酸/カプリン酸エステル、オレイン酸、オレイルエステル、オレイン酸エチル、トリグリセリド、シリコーン油及びジプロピレングリコールメチルエーテルが含まれる。本発明のポアオン製剤は、公知の技術に従って調製される。ポアオン製剤が溶液であるとき、吸着剤/触媒阻害剤は、必要に応じて、熱及び撹拌を使用して担体又はビヒクルと混合される。補助剤又は追加成分は、活性剤及び担体の混合物に加えることができる又はそれらは担体の付加の前に活性剤と混合することができる。ポアオン製剤が乳濁液又は懸濁液である場合、製剤は公知の技術を使用して同様に調製することができる。
【０１０６】
相対的に疎水性の薬学的化合物について他の送達システムを用いることができる。リポソーム及び乳濁液は、疎水性の薬物のための送達ビヒクル又は担体の周知の例である。加えて、有機溶媒、例えば、ジメチルスルホキシドを、必要な場合、使用することができる。
【０１０７】
別の実施形態では、製剤は、チュアブル及び/又は食用の産物(例えば、チュアブル処置剤又は食用錠剤)であってもよい。このような産物は、経口投与を促進するように、保護される動物又はヒトに好まれる食味、質感及び/又はアロマを有することが理想的である。
【０１０８】
恒温動物に対する経口、皮下又はスポットオン投与について、適切な間隔で投与される本発明の吸着剤/触媒阻害剤の用量は、典型的には、約0.01mg/kgから約100mg/kg、及び好ましくは約0.01mg/kgから約30mg/kgの動物体重の範囲である。ディップ及びスプレーを含む、他の局所(例えば、真皮)投与について、用量は、典型的には、本発明の吸着剤/触媒阻害剤の、約0.01ppmから約150,000ppm、より典型的には、約0.01ppmから約100,000ppm、好ましくは、約0.01ppmから約5,000ppm、及び最も好ましくは約0.01ppmから約3,000ppmを含有する。
【０１０９】
恒温動物に対する本発明の化合物の投与に関して適切な間隔は、約毎日から約毎年の範囲である。注目すべきは、約毎週から約6か月に一度の範囲の投与間隔である。特に注目すべきは、毎月の投与間隔(すなわち、毎月一度動物に化合物を投与する)である。
【０１１０】
本発明のクオラムセンシング制御製剤には、1つ又は複数の抗生物質も含まれうる。有用な抗生物質には、フルオロキノロン、例えば、エンロフロキサシン、ダノフロキサシン、ジフロキサシン、オルビフロキサシン及びマルボフロキサシンが含まれる。エンロフロキサシンのケースでは、約100mg/mLの濃度において投与されてもよい。ダノフロキサシンは、約180mg/mlの濃度において存在させてもよい。他の有用な抗生物質には、テトラサイクリン、特にクロルテトラサイクリン及びオキシテトラサイクリンが含まれる。他の抗生物質には、β-ラクタム、例えば、ペニシリン、例えば、ペニシリン、アンピシリン、アモキシシリン、又はアモキシシリンとクラブラン酸若しくは他のベータラクタマーゼの組合せが含まれうる。
【０１１１】
インビボ環境が動物(ヒトを含む)である、他の実施形態では、適切な希釈剤又は担体が含まれる。
【０１１２】
クオラムセンシング組成物に含められる不活性な担体の選択は、環境に依存する。環境が動物(ヒトを含む)であるとき、QS制御組成物用の適切な不活性担体には、水、野菜油(例えば、オリーブ油、ピーナッツ又はラッカセイ油、ゴマ油、アブラナ油、パーム油、ダイズ油、ヒマワリ油、ベニバナ油、-、又はココナツ油)、精油(例えば、アニス油、ショウブ油、又はシナモン油)、脂肪族、芳香族、飽和又は不飽和遊離脂肪酸及びそれらの誘導体、流動パラフィン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、グリセロール、脂肪族アルコール、トリグリセリド、ポリビニルアルコール、部分的に加水分解されたポリ酢酸ビニル及びその混合物が含まれる。
【０１１３】
本発明の幾つかの実施態様では、経口投与について、薬学的獣医学的組成物は、錠剤、ロゼンジ、丸剤、トローチ剤、カプセル剤、エリキシル剤、凍結乾燥粉末を含めた粉末剤、溶液、顆粒、懸濁液、乳濁液、シロップ、及びチンキ剤の形態であってもよい。例えば、コーティングされた粒子、多層錠、又は微粒剤の形態の徐放性又は遅延放出性形態も調製されうる。
【０１１４】
本発明は、本発明のQS制御組成物及び飼料素材(feedstuff)を含む動物飼料組成物も提供する。クオラムセンシング制御組成物は、総飼料組成物の約0.01から約10%、好ましくは総飼料組成物の0.1から5%、より好ましくは総飼料組成物の約1%の量で存在することが好ましい。
【０１１５】
一般に、本発明の方法において投与するQS制御組成物は、成分、並びに選択された賦形剤、希釈剤、担体、及びアジュバントの、配合、粉砕、均質化、懸濁化、溶解、乳化、分散、及び適切な場合では混合を含めて、(例えば、獣医学的及び薬学的組成物の技術分野における)組成物を調製するため技術分野で知られている手段によって調製されうる。
【０１１６】
本明細書で使用される用語「有効量」は、問題の細菌のクオラムセンシング能力を破壊する、クオラムセンシング制御因子の量を意味する。典型的には、クオラムセンシング制御因子の量が吸着又は触媒作用プロセスに対するエネルギー障壁を超えるとき、破壊は起こる。破壊(すなわち、吸着又は触媒作用による)の正確な性質は、流エキスのHPLC/LC-MS分析によって定量される。触媒作用及び吸着の定量は、個々の反応産物及びそれらの質量パーセンテージを推定するそれらの計算値を識別する定量的な分析用データから実施される。クオラムセンシング制御組成物中に存在するクオラムセンシング制御因子の量に関して例示的な範囲は、クオラムセンシング制御因子のクオラムセンシング分子に対する約1と約50,000質量比の間である。
【０１１７】
「不活性な担体」は、クオラムセンシング組成物中の他の成分と又はそれに負荷される活性成分と反応しない無機若しくは有機材料である。「不活性な担体」は、クオラムセンシング組成物中にない成分と反応しうる。
【０１１８】
イオン交換及び官能性をもたせたクレイを調製するプロセス
以下、官能性をもたせたクレイを調製するため使用される幾つかの一般的な方法を提供する。
【０１１９】
アミノ酸の官能性をもたせたクレイを産生する手順
アミノ酸改質クレイは、固定量のクレイ、例えば、モンモリロナイトを、アミノ酸、例えば、L-イソロイシン又はL-ヒスチジンの1000ppm溶液に混合し、例えば、およそ30分間、約400rpmで遠心分離することによって調製される。溶液は、次に、例えば、約3,500rpmで30分間遠心分離され、官能性をもたせたクレイが回収される。回収された官能性をもたせたクレイは、次に、500mlの脱イオン水で連続的に洗浄され、どの軽く結合したアミノ酸も除去される。
【０１２０】
Al-モンモリロナイト、H-モンモリロナイト、Cu-モンモリロナイトを調製する手順
モンモリロナイトを、粉砕し、24時間撹拌下で10gクレイ:100ml水の比で脱イオン水中で洗浄した。生じたクレイ懸濁液を、遠心分離し、洗浄水を廃棄した。クレイを、Al3+、Cu2+、H+陽イオン(例えば、CuSO4・5H2O、Al2(SO4)3、HCl等)の供給源をクレイのCECの2倍の量で加えた100mlの水で再水和させた。生じたスラリーを、次に、40℃で24時間撹拌した。イオン交換されたクレイを、次に、遠心分離によって分離し、陰イオンから遊離するまで洗浄した。洗浄した材料を、105℃で12時間乾燥し、次にメノウ乳鉢中で粉砕した。
【０１２１】
精製されたモンモリロナイトを調製する手順
500gの原料モンモリロナイトクレイを、オーバーヘッド撹拌機を使用して激しく撹拌して、5Lの脱イオン水中に分散した。スラリーを、スクリーンに対して指で穏やかに摩擦することによってサイズ350試験篩(45μm)を通過させた。ゾルを、収集し、3000rpmで1時間遠心分離した。分散型クレイを含有する上清を、再遠心分離して、より重い画分を再度分離した。上清を、収集し、再度遠心分離し、全プロセスを、純粋なモンモリロナイトが得られるまでもう少しサイクルを繰り返した。
【０１２２】
微細モンモリロナイトを調製する手順
Calibrin(登録商標)TQ、モンモリロナイトの超微細画分(10マイクロメートル粒子の平均サイズ分布)、を独自のアルパイン又は空気分類粒子分離法を使用して調製した。
【０１２３】
Calibrin(登録商標)-A-リゾチーム又はアタパルジャイト-リゾチーム改質クレイの調製
約10gのベースクレイ材料(Calibrin(登録商標)-A又はアタパルジャイト)をボトルに配置し、次に100mLの水を加えた。混合物を室温で30分間撹拌して、この溶液に50mLのリゾチームストック溶液(1〜10質量%)を加えた。ボトルに蓋をし、次に250rpm及び25℃で16時間振盪した。振盪を完了した後、混合物を5,000rpmで30分間遠心分離して、リゾチームの官能性をもたせたクレイを収集した。
【０１２４】
本発明及びその利点を詳細に述べてきたが、添付の請求項において定める通りの本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明において種々の変更、代用、及び代替を行ってもよいことを理解されたい。
【０１２５】
本発明は、以下の実施例において更に例示されるが、実施例は、例示目的で与えられるにすぎず、本発明を一切限定するものでない。
【実施例】
【０１２６】
これらの実施例の目的は、3つの公知のAIであるN-(3-オキソオクタノイル)-L-ホモセリンラクトン、2-ヘプチル-3-ヒドロキシル-4-キノロン(PQS)及び4,5-ジヒドロキシ-2,3-ペンタンジオン(AI-2シグナル)における異なるクレイの効果を評価するためであった。
【０１２７】
(実施例1)
様々な吸着剤/触媒阻害剤におけるN-ブチリル-DL-ホモセリンラクトンの吸着/触媒作用。
N-ブチリル-DL-ホモセリンラクトンの水溶液を、固定量のクレイを含有する小さなバイアルに取り、吸着剤/触媒阻害剤/分析物比15(mg/mg)を達成した。懸濁液を、25℃で30分間撹拌し、続いて4500rpmで30分間遠心分離した。上清を流し出し、Table 1(表1)に列挙される条件を使用してHPLC-DADで直接的に分析した。
【０１２８】
【表１】
2019515875.tif 000006
【０１２９】
N-ブチリル-DL-ホモセリンラクトンに関する異なる吸着剤/触媒阻害剤の性能は、Table 2(表2)に提供される。
【０１３０】
【表２】
2019515875.tif 000007
【０１３１】
(実施例2)
様々な吸着剤/触媒阻害剤におけるN-(3-オキソオクタノイル(oxoctanyol))-L-ホモセリンラクトンの吸着/触媒作用。
N-(3-オキソオクタノイル)-DL-ホモセリンラクトンの200ppm水溶液を、固定量のクレイを含有する小さなバイアルに取り、吸着剤/触媒阻害剤/QS分析物比375(mg/mg)を達成した。懸濁液を、100rpmで15分間撹拌し、3,500rpmで30分間連続的に遠心分離した。上清を流し出し、Table 3(表3)に列挙される条件を使用してHPLC-DADで直接的に分析した。分解及び重合産物を、LC/MSで同定した。
【０１３２】
【表３】
2019515875.tif 000008
【０１３３】
N-(3-オキソオクタノイル)-DL-ホモセリンラクトンの除去に対する異なる吸着剤/触媒阻害剤の性能は、Table 4(表4)に提供される。
【０１３４】
【表４】
2019515875.tif 000009
【０１３５】
Table 5(表5)は、N-3-オキソオクタノイル(oxoocatnoyl)-DL-ホモセリンの触媒性分解の間の産物として同定された幾つかの有機化合物を列挙する(ここで、吸着剤/触媒阻害剤は、銅-Calibrin(登録商標)Zである)。
【０１３６】
【表５Ａ】
2019515875.tif 000010
【０１３７】
【表５Ｂ】
2019515875.tif 000011
【０１３８】
(実施例3)
異なる吸着剤/触媒阻害剤における2-ヘプチル-3-ヒドロキシル-4-キノロン(PQS)の吸着/触媒作用。
100ppm 2-ヘプチル-3-ヒドロキシル-4-キノロンを含有する50%メタノール溶液を、固定量のクレイを有する小さなバイアルに取り、阻害剤/分析物比100(mg/mg)を達成した。懸濁液を、100rpmで15分間撹拌し、3,500rpmで30分間連続的に遠心分離した。上清を流し出し、Table 6(表6)に列挙される条件を使用してHPLC-DADで直接的に分析した。
【０１３９】
【表６】
2019515875.tif 000012
【０１４０】
2-ヘプチル-3-ヒドロキシル-4-キノロンに対する異なる吸着剤/触媒阻害剤の性能は、Table 7(表7)に提供される。
【０１４１】
【表７】
2019515875.tif 000013
【０１４２】
(実施例4)
異なる吸着剤/触媒阻害剤における(S)-4,5-ジヒドロキシ-2,3-ペンタンジオン(AI-2)の吸着/触媒作用
(S)-4,5-ジヒドロキシ-2,3-ペンタンジオンの5ppm溶液(pH3)を、固定量のクレイを含有する小さなバイアルに取り、阻害剤/分析物比50,000(mg/mg)を達成した。懸濁液を、100rpmで15分間撹拌し、3,500rpmで30分間連続的に遠心分離した。上清を流し出し、誘導体化のため200ppmの2,3-ジアミノナフタレンを含有する等容積の0.1M HClと混合した。溶液を、90℃ウォーターバス中で40分間加熱し、Table 8(表8)に列挙される条件を使用してHPLC-FLDで直接的に分析した。
【０１４３】
【表８】
2019515875.tif 000014
【０１４４】
2-ヘプチル-3-ヒドロキシル-4-キノロンの除去に関する異なる吸着剤/触媒阻害剤の性能は、Table 9(表9)に提供される。
【０１４５】
【表９】
2019515875.tif 000015
【０１４６】
結果は、Calibrin及び改質クレイが、異なる媒体において25℃で様々なクオラムセンシング分子を吸着又は触媒的に分解できたことを示す。
【０１４７】
(実施例5)
クレイ系吸着剤/触媒阻害剤によるV.ハルヴェイにおけるQA破壊/阻害
一般的方法:5μlの細菌培養(V.ハルヴェイACTCC14126)を、異なるクレイ系吸着剤/触媒阻害剤(50mg/mL、10mg/mL、1mg/mL、100μg/mL及び100μg/mL)を有する、2% NaClを含有する5mLのLuriaブロス(「LB」)に接種した。並行する媒体対照実験も、どのクレイもなしで行った。
【０１４８】
細菌培養を、30℃で撹拌(200rpm)して9〜10時間インキュベートした。培養期間の間、細菌増殖を、600nmでサンプルの光学密度測定すること(BioPhotometer、Eppendorf)又はLB+寒天プレート上の生存細菌細胞数によってモニターした。ルミネセンス放出を、検出し、ルミネセンス検出器(MiniLumat、EG&G Berhold)によって毎時間定量した。
【０１４９】
細菌ルミネセンスの放出を、異なる濃度の微細なCalibrin(登録商標)Zで処理された培養から測定した。腸炎ビブリオ菌(Vp)は、媒体対照であった。曲線下面積(AUC)の総ルミネセンスを、2つの隣接する時点の間のルミネセンスを測定することによって算出し、各処理について以下の式によって決定した:AUC1=(L1+L2)/2*(T2-T1)(式中、T1及びT2は、それぞれ時点1及び2を表し、L1及びL2は、時点1及び2でのルミネセンスを表す)。総AUCを、次に各対の時点についてAUCを合計することによって決定した。AUCの相対ルミネセンス放出(%)は、バーにおける数字によって示される;細菌増殖を600nmでの光学密度を測定することによって表した。
【０１５０】
Calibrin(登録商標)Zが吸着剤/触媒阻害剤として使用されたとき、得られた結果を図1は示す。図1A及び図1Bから認めることができるように、V.ハルヴェイによって産生された細菌ルミネセンスが、細菌培養においてCalibrin(登録商標)Zの量を増加させるにつれて減少した。総ルミネセンスの低下は、系において産生された総毒素の減少を示唆する。ルミネセンスを有意に下げるため必要とされる吸着剤/触媒阻害剤の量は、1mg/mLであった。細菌濃度がクレイの付加で下がらなかったとの観察は、吸着剤/触媒阻害剤が、細菌を死滅させることなくQS分子を選択的に除去されることを示唆する。ルミネセンス曲線下面積から測られるような、ルミネセンスの有意な低下を、10mg/mLの吸着剤/触媒濃度で観察された。
【０１５１】
図2は、4つの異なる吸着剤/触媒阻害剤、Calibrin(登録商標)Z(A)、Cu-Calibrin(登録商標)Z(B)、H-Calibrin(登録商標)Z(C)及び活性炭(D)を使用してV.ハルヴェイにおいてQSを破壊したとき、観察された結果を例示する;吸着剤/触媒阻害剤の濃度は、5mg/mLであった。
【０１５２】
細菌ルミネセンスにおける低下を、吸収剤/触媒阻害剤の各々について観察した。これらの観察は、吸着剤/触媒阻害剤が、媒体においてQS分子を吸着する又は壊すことを示唆する。試験した4つの吸着剤/触媒阻害剤のうち、Cu-Calibrin(登録商標)だけが総細菌濃度に影響した;Cu-Calibrin(登録商標)Zは、実験の最初の5/6時間の間の細菌増殖を低下させ、このことは、Cu-Calibrin(登録商標)Zが、いくらか抗菌活性を示しうることを示唆する。
【０１５３】
(実施例6)
クレイ系吸着剤/触媒阻害剤によるV.ハルヴェイにおけるQAインビトロ破壊/阻害
一般的方法:5μLの一晩の細菌培養(V.harveyi、ATCC14126)を、5mLのLB+ブロスに接種し、30℃で4時間インキュベートした。細菌塊を、4000gで10分間の遠心分離によって収集した。次に、上清を、収集し、0.45μm孔径(PALL)でのシリンジフィルターを通して濾過した;次に、5mLの濾過物を、異なる量のクレイ系材料と混合し、最終的なQS吸着剤/阻害剤濃度に到達させた。
【０１５４】
次に、処理された濾過物を、30℃で1時間撹拌(200rpm)してインキュベートした。付加させるクレイを含有しないブランク濾過物を、各実験における対照として含めた。インキュベーション後、クレイ材料を、2000xgでの遠心分離によって濾過物から排除し、0.45μm孔径(PALL)でのシリンジフィルターを通して濾過した。クレイ製品の除去後、4μLの若い細菌培養(まだルミネセンスを発していなかった培養)を、QS分子を含有する4mLの各濾過物に接種し、混合物を30℃でインキュベートした。ルミネセンス放出及び細菌増殖を、ルミネセンス検出器(MiniLumat、EG&G Berthold)によって定量し、0〜3時間の様々な時点で、600nmで光学密度測定すること(BioPhotometer、Eppendorf)によってモニターした。
【０１５５】
相対ルミネセンス放出(%)を、製品の異なる濃度で処理後に測定した。各時点でのルミネセンスの量は、媒体対照のものに比べて、対応するバー上の数によって示される。細菌増殖を600nmでの光学密度によって測定した。
【０１５６】
図3A及び図3Bは、異なる条件下で、Calibrin(登録商標)Zクレイを使用してV.ハルヴェイにおいてQSを破壊して、細菌ルミネセンス及び細菌数を長期にわたってモニターした、インビトロ実験において観察された結果を例示する。
【０１５７】
図4A及び図4Bは、異なる条件下で、細菌ルミネセンス及び細菌数を長期にわたってモニターした、インビトロ実験において、4つの異なる吸着剤/触媒阻害剤、Calibrin(登録商標)Z(A)、Cu-Calibrin(登録商標)Z(B)、H-Calibrin(登録商標)Z(C)及び活性炭(D)を使用してV.ハルヴェイにおいてQSを破壊したとき、観察された結果を例示する。図4Aから認めることができるように、QS分子の最初の吸着後のクレイ処理されたサンプルにおける細菌ルミネセンスの開始において明らかな遅延がある。QS分子が、クレイによって吸着され、それらの濃度が、クレイ処理されなかった標準サンプルにおけるものより低かったことを遅延は示唆する。図4Bは、細菌増殖における差がないことが、インキュベーションの最初の60分間に観察されたことを示す;しかしながら、Cu-Calibrin(登録商標)Z含有製品は、後の時点での低下した細菌増殖を明確に示した。
【０１５８】
以下の番号付きの段落によって、本発明を更に記載する:
#1.ある環境における細菌のフローラを、前記環境における特定の細菌のクオラムセンシングを阻害することにより、モジュレートするための方法であって、クオラムセンシングが阻害されるべき細菌を同定すること、並びに、QSシグナルセンシング分子の吸着剤/触媒阻害剤である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を前記環境に投与することを含む、方法。
#2.ある環境における細菌のフローラを、前記環境における特定の細菌のクオラムセンシングを阻害することにより、モジュレートするための方法であって、クオラムセンシングが阻害されるべき細菌を同定すること、並びに、QSシグナルセンシング分子(ここで、前記QSシグナル分子は、AHL、PQS、AI-1シグナル又はAI-2シグナルである)の吸着剤/触媒阻害剤である、有効量の少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を前記環境に投与することを含む、方法。
#3.ある環境における細菌のフローラを、前記環境における特定の細菌のクオラムセンシングを阻害することにより、モジュレートするための方法であって、クオラムセンシングが阻害されるべき細菌を同定すること、並びに、QSシグナルの吸着剤/触媒阻害剤である及びクレイ、シリカ、方解石、ゼオライト、ソーベントミネラル、珪藻土、スメクタイト、活性炭、ナノ粒子又は前述の任意の組合せである、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を前記環境に投与することを含む、方法。
#4.吸着剤/触媒材料が、シリカ、方解石、ゼオライト、ソーベントミネラル、珪藻土又は活性炭である、段落#3に記載の方法。
#5.吸着剤/触媒材料が、クレイである、段落#4に記載の方法。
#6.クレイが、シリケートである、段落#5に記載の方法。
#7.シリケートクレイが、モンモリロナイトクレイである、段落#6に記載の方法。
#8.シリケートクレイが、カルシウムモンモリロナイトクレイである、段落#6に記載の方法。
#9.シリケートクレイが、熱的に加工されたモンモリロナイトクレイである、段落#6に記載の方法。
#10.熱的に加工されたモンモリロナイトクレイが、Calibrin(登録商標)A又はCalibrin(登録商標)Zである、段落#9に記載の方法。
#11.クレイが、ホルマイト又はアタパルジャイトクレイである、段落#5に記載の方法。
#12.クレイが、改質クレイである、段落#5に記載の方法。
#13.改質クレイが、クレイをイオン交換材料又はアミノ酸と反応させることによって得られる、段落#12に記載の方法。
#14.改質クレイが、クレイをイオン交換材料と反応させることによって得られる、段落#12に記載の方法。
#15.改質クレイが、銅交換されたモンモリロナイトクレイである、段落#14に記載の方法。
#16.改質クレイが、アルミニウム、銅又はプロトン交換されたモンモリロナイトクレイである、段落#14に記載の方法。
#17.銅交換されたモンモリロナイトクレイが、銅交換されたCalibrin(登録商標)Zである、段落#16に記載の方法。
#18.改質クレイが、クレイをアミノ酸と反応させることによって得られる、段落#12に記載の方法。
#19.アミノ酸が、ヒスチジン又はイソロイシンである、段落#18に記載の方法。
#20.クレイが、モンモリロナイトクレイである、段落#18に記載の方法。
#21.環境が、ヒト内部若しくは表面に又は動物内部若しくは表面に存在する、段落#1、2又は3のいずれか1つに記載の方法。
#22.環境が、水性環境である、段落#1、2又は3のいずれか1つに記載の方法。
#23.環境が、土壌、汚泥、動物の床敷又は廃水である、段落#22に記載の方法。
#24.環境が、ヒト若しくは動物の皮膚表面において存在する又はヒト若しくは動物の胃腸路、鼻道、尿路、膣路、又は腸である、段落#21に記載の方法。
#25.同定された細菌が、クロストリジウム属種、エシェリヒア属種、シュードモナス属種、サルモネラ属種、ビブリオ属種、又はその組合せである、段落#1、2又は3に記載の方法。
#26.同定された細菌が、C.ディフィシレ、大腸菌、緑膿菌、S.チフィムリウム、V.ハルヴェイ、又はその組合せである、段落#1、2又は3のいずれか1つに記載の方法。
#27.クレイが、官能性をもたせたクレイである、段落#5に記載の方法。
#28.官能性をもたせたクレイが、リゾチームの官能性をもたせたクレイである、段落#27に記載の方法。
#29.環境が、食料品である、段落#1、2又は3のいずれか1つに記載の方法。
#30.動物が、ニワトリ、ヒツジ、ウシ、ブタ又はコンパニオンアニマルである、段落#21に記載の方法。
#31.クレイをイオン交換剤又はアミノ酸と反応させることによって得られる改質クレイである、有効量の吸着剤/触媒阻害剤と不活性な担体とを含む、クオラムセンシング制御因子。
#32.改質クレイが、クレイをイオン交換材料と反応させることによって得られる、段落#31に記載のクオラムセンシング制御因子。
#33.改質クレイが、銅交換されたモンモリロナイトクレイである、段落#32に記載のクオラムセンシング制御因子。
#34.改質クレイが、アルミニウム、銅又はプロトン交換されたモンモリロナイトクレイである、段落#31に記載のクオラムセンシング制御因子。
#35.銅交換されたモンモリロナイトクレイが、銅交換されたCalibrin(登録商標)Zである、段落#34に記載のクオラムセンシング制御因子。
#36.改質クレイが、クレイをアミノ酸と反応させることによって得られる、段落#31に記載のクオラムセンシング制御因子。
#37.アミノ酸が、ヒスチジン又はイソロイシンである、段落#36に記載のクオラムセンシング制御因子。
#38.クレイが、モンモリロナイトクレイである、段落#37に記載のクオラムセンシング制御因子。
#39.官能性をもたせたクレイである、有効量の吸着剤/触媒阻害剤と不活性な担体とを含む、クオラムセンシング制御因子。
#40.官能性をもたせたクレイが、リゾチームの官能性をもたせたクレイである、段落#39に記載のクオラムセンシング制御因子。
#41.食料品の品質低下を阻害するための方法であって、QSシグナルセンシング分子に対する吸着剤/触媒阻害剤である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を前記食料品に投与することにより、前記食料品中の特定の細菌のクオラムセンシングを阻害することによる、方法。
#42.それを必要とする魚又はシェルフィッシュにおけるビブリオ症を、前記魚又はシェルフィッシュが留まっている水性環境におけるビブリオ属種のクオラムセンシングを阻害することにより、予防又は処置するための方法であって、QSシグナルセンシング分子に対する吸着剤/触媒阻害剤である、少なくとも1つのクオラムセンシング制御因子、及び場合により不活性な担体を含む、有効量のクオラムセンシング制御組成物を前記水性環境に投与することによる、方法。
#43.吸着剤/触媒材料が、シリカ、方解石、ゼオライト、ソーベントミネラル、珪藻土又は活性炭である、段落#42に記載の方法。
#44.吸着剤/触媒材料が、クレイである、段落#42に記載の方法。
#45.クレイが、シリケートである、段落#44に記載の方法。
#46.シリケートクレイが、モンモリロナイトクレイである、段落#45に記載の方法。
#47.シリケートクレイが、カルシウムモンモリロナイトクレイである、段落#45に記載の方法。
#48.シリケートクレイが、熱的に加工されたモンモリロナイトクレイである、段落#45に記載の方法。
#49.熱的に加工されたモンモリロナイトクレイが、Calibrin(登録商標)A又はCalibrin(登録商標)Zである、段落#48に記載の方法。
#50.クレイが、ホルマイト又はアタパルジャイトクレイである、段落#44に記載の方法。
#51.シリケートクレイが、H-Calibrin(登録商標)Zである、段落#45に記載の方法。
#52.クレイが、改質クレイである、段落#44に記載の方法。
#53.改質クレイが、クレイをイオン交換材料又はアミノ酸と反応させることによって得られる、段落#52に記載の方法。
#54.改質クレイが、クレイをイオン交換材料と反応させることによって得られる、段落#52に記載の方法。
#55.改質クレイが、銅交換されたモンモリロナイトクレイである、段落#53に記載の方法。
#56.改質クレイが、アルミニウム、銅又はプロトン交換されたモンモリロナイトクレイである、段落#53に記載の方法。
#57.銅交換されたモンモリロナイトクレイが、銅交換されたCalibrin(登録商標)Zである、段落#56に記載の方法。
#58.改質クレイが、クレイをアミノ酸と反応させることによって得られる、段落#52に記載の方法。
#59.アミノ酸が、ヒスチジン又はイソロイシンである、段落#58に記載の方法。
#60.クレイが、モンモリロナイトクレイである、段落#59に記載の方法。
【０１５９】
このように本発明の好ましい実施形態について詳細に述べてきたが、上記段落によって定められる本発明は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、その多くの明白な変形形態が可能であるように、上記説明において述べた特定の細目に限定されないことを理解されたい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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