КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО УСТРОЙСТВА, СОДЕРЖАЩИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ШТАММЫ, КОТОРЫЕ ПРОДУЦИРУЮТ ЭКЗОПОЛИСАХАРИДЫ СОВМЕСТНО С КАМЕДЯМИ И/ИЛИ ЖЕЛАТИНАМИ
MEDICAL DEVICE COMPOSITIONS COMPRISING BACTERIAL STRAINS THAT PRODUCE EXOPOLYSACCHARIDES TOGETHER WITH GUMS AND/OR GELATINS

Настоящее изобретение относится к композиции для медицинского устройства, содержащей специфический мукоадгезивный гелеобразующий комплекс, состоящий из экзополисахаридов (EPS) бактериального происхождения, продуцируемых in situ в желудочно-кишечном тракте специфическими выбранными бактериальными штаммами, совместно с растительными камедями и/или животными и/или растительными желатинами. Указанный комплекс способен устанавливать полный барьерный эффект механического типа, который распространяется на весь желудочно-кишечный тракт и может быть применен в качестве лекарственного средства для предотвращения и лечения всех патологий, связанных с дефектом барьерного эффекта в желудочно-кишечной области вследствие низкой выработки слизи, таких как, в неограничивающем примере, кишечной проницаемости и бактериальной транслокации.
Известно, что бактерии в целом, такие как, например, бактерии, принадлежащие к виду Streptococcus thermophilus, чувствительны к желудочным сокам и поступают в желудочно-кишечный тракт в сниженных концентрациях и со сниженной жизнеспособностью.
Также известно, что патогенные бактерии атакуют и проникают в слизистую кишечника легче, когда она воспалена или когда на стенке кишечника находится мало слизи.
Таким образом, существует потребность сохранять в достаточном количестве и хорошей жизнеспособности бактериальные штаммы, например такие, как бактерии, принадлежащие к виду Streptococcus thermophilus, которые уже присутствуют в бактериальной флоре кишечника или переносятся в кишечнике. Кроме того, остается необходимость сохранения кишечной слизистой таким образом, чтобы избежать, снизить или по меньшей мере препятствовать действию патогенных бактерий.
Предмет настоящего изобретения относится к композиции для медицинского устройства, обладающей свойствами, как описано в приложенном независимом пункте формулы изобретения.
Предпочтительные воплощения настоящего изобретения будут более ясны из подробного описания, которое последует далее, и приведены в приложенной формуле изобретения.
Авторы изобретения обнаружили, что полезно разработать композицию или медицинское устройство (композицию для медицинского устройства), содержащую или, альтернативно, состоящую из камедей бактериального происхождения, в частности экзополисахаридов (EPS), совместно с растительными камедями и/или животными и/или растительными желатинами, где указанные камеди бактериального происхождения продуцируются указанными бактериями in situ в желудочно-кишечном тракте в присутствии указанных растительных камедей и/или животных и/или растительных желатинов. Указанная бактериальная камедь, продуцируемая напрямую пробиотическими бактериальными штаммами по настоящему изобретению вместе с растительными камедями и/или животными и/или растительными желатинами, способна сохранять и защищать кишечную слизистую таким образом, чтобы избежать, снизить или по меньшей мере противостоять действию патогенных бактерий, которые губительны для слизистой.
В частности, настоящее изобретение относится к композиции или медицинскому устройству (композиции для медицинского устройства), содержащей или, альтернативно, состоящей из камедей бактериального происхождения, в частности экзополисахаридов, продуцируемых указанными бактериями in situ в желудочно-кишечном тракте совместно с растительными камедями и/или животными и/или растительными желатинами.
Авторы изобретения нашли способ образовать специфический мукоадгезивный гелеобразующий комплекс, который состоит из экзополисахаридов (EPS) бактериального происхождения, продуцируемых in situ в желудочно-кишечном тракте специфическими выбранными бактериальными штаммами, совместно с растительными камедями и/или животными и/или растительными желатинами.
Предмет настоящего изобретения относится к специфическому мукоадгезивному гелеобразующему комплексу, состоящему из экзополисахаридов (EPS) бактериального происхождения, продуцируемых in situ в желудочно-кишечном тракте специфическими выбранными бактериальными штаммами, совместно с растительными камедями и/или животными и/или растительными желатинами, для применения в качестве лекарственного средства для предотвращения и лечения всех патологий, связанных с дефектами барьерного эффекта в желудочно-кишечной области вследствие низкой выработки слизи, предпочтительно в случае кишечной проницаемости и бактериальной транслокации, как заявлено в приложенной формуле изобретения.
Для краткости в контексте настоящего изобретения композиция или медицинское устройство (композиция для медицинского устройства), как правило, будет называться в оставшейся части описания "композициями по настоящему изобретению".
Композиции по настоящему изобретению содержат или, альтернативно, состоят из по меньшей мере одного пробиотического бактериального штамма, который является продуцентом экзополисахаридов (сокращенно EPS) совместно с растительной камедью и/или животным и/или растительным желатином.
Указанный по меньшей мере один штамм продуцирующих EPS штаммов выбран из группы, содержащей бактериальные штаммы, принадлежащие к роду Streptococcus, Lactobacillus и Bifidobacteria. Указанный по меньшей мере один бактериальный штамм предпочтительно выбран из группы, включающей или, альтернативно, состоящей из пробиотических бактериальных штаммов, принадлежащих к видам Streptococcus thermophilus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus brevis, Lactobacillus reuteri, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium bifidum, Bidifobacterium lactis, Lactobacillus fermentum и Lactobacillus delbrueckii.
Указанный по меньшей мере один бактериальный штамм выбран из группы, включающей или, альтернативно, состоящей из пробиотических бактериальных штаммов, принадлежащих к видам Streptococcus thermophilus, Lactobacillus plantarum или Lactobacillus rhamnosus. Указанные пробиотические бактериальные штаммы должны являться продуцентами EPS in situ в желудочно-кишечном тракте.
Предпочтительно, указанные продуцирующие EPS бактериальные штаммы принадлежат к виду Streptococcus thermophilus.
Композиции по настоящему изобретению содержат или, альтернативно, состоят из одного, или двух, или трех, или четырех продуцирующих EPS пробиотических бактериальных штаммов, выбранных из описанных штаммов, совместно с растительной камедью и/или животным и/или растительным желатином.
Композиции по настоящему изобретению содержат или, альтернативно, состоят из одного, или двух, или трех, или четырех продуцирующих EPS пробиотических бактериальных штаммов, выбранных из группы, включающей или, альтернативно, состоящей из пробиотических бактериальных штаммов, принадлежащих к видам Streptococcus thermophilus, Lactobacillus plantarum или Lactobacillus rhamnosus совместно с растительной камедью и/или животным и/или растительным желатином.
Предпочтительно, указанные один, или два, или три, или четыре продуцирующих EPS бактериальных штамма принадлежат к виду Streptococcus thermophilus.
Воплощения, включающие смеси двух или трех, или четырех бактериальных штаммов, выбранных из пробиотических бактериальных штаммов, принадлежащих к видам Streptococcus thermophilus и/или Lactobacillus plantarum и/или Lactobacillus rhamnosus совместно с растительной камедью и/или животным и/или растительным желатином, также являются частью настоящего изобретения.
Камедь представляет собой дегидратированное, или лиофилизованное, или высушенное вещество в форме порошка или хлопьев, которое при приведении в контакт с водой образует гель камеди в воде (водный гель) или камедь желатина. Альтернативно, может быть правомерно использован уже приготовленный гель.
Используемыми камедями являются все камеди для перорального применения, которые разрешены и используются в пищевых добавках и медицинских устройствах.
В одном из воплощений растительная камедь и/или животный и/или растительный желатин выбран из группы, включающей или, альтернативно, состоящей из алоэ, Aloe vera (алоэ вера или Aloe barbadensis Miller - растение семейства Aloaceae), Aloe arborescens, альгинатов, ксилоглюканов (или ксилогелей), таннатов, танната желатина, каррагенанов, пектинов, агар-агара и камеди тары.
Предпочтительно, растительная камедь и/или животный и/или растительный желатин выбран из группы, включающей или, альтернативно, состоящей из Aloe arborescens, танната желатина и камеди тары.
В одном из воплощений используют таннат желатина (комплекс желатина и дубильной кислоты), который действует механическим образом для защиты воспаленной кишечной слизистой. Таннат желатина образует мукоадгезивную защитную пленку белкового происхождения, которая защищает кишечную слизистую. Однако с момента проглатывания до момента, когда она достигает своей цели в кишечнике, растительная камедь и/или животный или растительный желатин претерпевает медленное, но постоянное разрушение при прохождении из желудка в кишечник. Камедь разрушается и теряет свою эффективность в восстановлении физиологических функций кишечных стенок.
Это разрушение происходит вследствие множества факторов, например таких, как рН, ферментов, атак со стороны эндогенной бактериальной флоры, эффекта гастродуоденального барьера и эффекта растворения. В сущности, существует потеря эффективности, которая последовательно происходит, когда таннат желатина проходит через желудочно-кишечный тракт, также в результате атаки кислотой, солями желчных кислот, поджелудочными соками и ферментами. Когда таннат желатина прибывает в толстую кишку, он частично разрушен и потому менее эффективен в защите стенок кишечника от патогенных бактерий, которые способны проникать в них с помощью их жгутиков.
Авторы изобретения обнаружили, что каждый из камеди бактериального происхождения, вырабатываемой in situ штаммами по настоящему изобретению, выбранными из группы, содержащей или, альтернативно, состоящей из пробиотических бактериальных штаммов, принадлежащих к виду Streptococcus thermophilus, Lactobacillus plantarum или Lactobacillus rhamnosus, с одной стороны, и растительной камеди и/или животного и/или растительного желатина, с другой стороны, имеет свой эффект, и они дополняют друг друга.
Первым эффектом является гелеобразующий эффект, демонстрируемый растительной камедью и/или животным и/или растительным желатином, и который максимален в желудке (максимальная защита) и минимален в толстой кишке вследствие разрушения и последующей потери эффективности в защите воспаленной кишечной слизистой.
Вторым эффектом является защитный эффект, демонстрируемый камедью бактериального происхождения, в частности экзополисахаридами (EPS), продуцируемыми in situ штаммами по настоящему изобретению, выбранными из группы, включающей или, альтернативно, состоящей из пробиотических бактериальных штаммов, принадлежащих к виду Streptococcus thermophilus, Lactobacillus plantarum или Lactobacillus rhamnosus. Этот второй эффект минимален в желудке и максимален в толстой кишке, где бактерии по настоящему изобретению, поступив жизнеспособными и в высокой концентрации, продуцируют EPS in situ.
Добавленные вместе эти два взаимно дополняющих друг друга эффекта обеспечивают полное покрытие против бактериальных инфекций в желудке (благодаря растительной камеди и/или животному и/или растительному желатину) и в желудочно-кишечном тракте (благодаря камеди бактериального происхождения).
Настоящее изобретение относится к композиции или медицинскому устройству (композиции для медицинского устройства) для применения в качестве лекарственного средства для предотвращения и лечения всех патологий, связанных с недостатком барьерного эффекта в желудочно-кишечной области вследствие низкой выработки слизи.
Композиции по настоящему изобретению способны восстанавливать барьерный эффект, который был потерян вследствие недостаточной защиты слизистой в желудочно-кишечном тракте.
Композиции по настоящему изобретению способны предотвращать и лечить инфекции, воспаления и расстройства желудочно-кишечного тракта, патогенные бактерии, кандидоз и кишечную проницаемость.
Композиция по настоящему изобретению способа образовывать специфический мукоадгезивный гелеобразующий комплекс, состоящий из экзополисахаридов (EPS) бактериального происхождения (продуцируемых выбранными штаммами, как обозначено ниже, в частности принадлежащими к видам Streptococcus thermophilus, например Streptococcus thermophilus ST10 DSM 25246, Streptococcus thermophilus (YO4) DSM 16592 или их смесям в массовом соотношении от 1:2 до 2:1, предпочтительно 1:1), и камеди тары, полисахарида растительного происхождения. Указанный гелеобразующий комплекс способен устанавливать барьерный эффект механического типа, распространяющийся на весь желудочно-кишечный тракт.
Благодаря присутствию гелеобразующего агента камеди тары композиция по настоящему изобретению способна образовывать гидрогель в течение нескольких минут после проглатывания по причине ее тиксотропных характеристик, и таким образом создавая в первой части желудочно-кишечного тракта барьерный эффект механического типа против патогенных бактерий и метаболитов с провоспалительным действием. Этот барьерный эффект осуществляется и распространяется на всю длину желудочно-кишечного тракта в результате присутствия экзополисахаридов (EPS), продуцируемых in situ пробиотическими бактериальными штаммами, принадлежащими к виду Streptococcus thermophilus, как определено ниже, например Streptococcus thermophilus ST10, Streptococcus thermophilus YO04 или их смесям, которые служат для увеличения вязкости окружающей среды через исключительно механический, саморегулируемый механизм. Поглощение вышеназванных бактерий передает в кишечник человека источник молекул с гелеобразующей активностью, таким образом оказывая действие, которое полностью дополняет действие камеди тары. Вышеупомянутый мукоадгезивный гелеобразующий комплекс имеет инновационное свойство, которое необходимо иметь ввиду: во время прохождения по желудочно-кишечному тракту камедь тары (как и все камеди растительного происхождения) постепенно разрушается постоянно находящейся микрофлорой, так что ее механически противостоящая гелеобразующая сила постепенно снижается. Постепенное снижение действия растительной камеди эффективно компенсируется постепенным увеличением высвобождения в просвет кишечника экзополисахаридов (EPS), например, бактериальным штаммом ST10 и/или YO04, который проявляет свои специфические характеристики прежде всего в подвздошной кишке и в толстой кишке. В результате синергическая комбинация камеди тары и экзополисахаридов (EPS) обеспечивает присутствие гелеобразующих молекул на всей длине желудочно-кишечного тракта, таким образом максимизируя и оптимизируя механическое барьерное действие продукта. Таким образом, впервые присутствие, выработка и удержание гидрофильного геля в просвете органа может считать действительно полным, где присутствует первая область, в которой действие растительной камеди максимально, и вторая область, в которой максимально действие экзополисахаридов (EPS).
В одном из воплощений бактериальные штаммы выбраны из группы, содержащей или, альтернативно, состоящей из:
- Streptococcus thermophilus DSM 16590 (YO2), депонированного депозитарным учреждением DSMZ в Германии 20.07.2004,
- Streptococcus thermophilus DSM 16592 (YO4), депонированного депозитарным учреждением DSMZ в Германии 20.07.2004,
- Streptococcus thermophilus DSM 17843 (YO8), депонированного депозитарным учреждением DSMZ в Германии 21.12.2005,
- Streptococcus thermophilus DSM 25246 (ST10), депонированного депозитарным учреждением DSMZ в Германии 19.09.2011,
- Streptococcus thermophilus DSM 25247 (ST11), депонированного депозитарным учреждением DSMZ в Германии 19.09.2011,
- Streptococcus thermophilus DSM 25282 (ST12), депонированного депозитарным учреждением DSMZ в Германии 19.09.2011.
Бактериальные штаммы депонированы в соответствии с Будапештским договором и общедоступны.
В одном из воплощений композиция по настоящему изобретению содержит или, альтернативно, состоит из по меньшей мере одного бактериального штамма, выбранного из группы, включающей или, альтернативно, состоящей из: Streptococcus thermophilus DSM 16590 (YO2), Streptococcus thermophilus DSM 16592 (YO4), Streptococcus thermophilus DSM 17843 (YO8) и Streptococcus thermophilus DSM 25246 (ST10) совместно с растительной камедью и/или животным и/или растительным желатином, выбранным из группы, включающей или, альтернативно, состоящей из Aloe arborescens, танната желатина и камеди тары.
В другом воплощении композиция по настоящему изобретению содержит или, альтернативно, состоит из: Streptococcus thermophilus DSM 25246 (ST10) совместно с растительной камедью и/или животным и/или растительным, желатином, выбранным из группы, включающей или, альтернативно, состоящей из Aloe artoorescens, танната желатина и камеди тары, предпочтительно камедь тары.
В другом воплощении композиция по настоящему изобретению содержит или, альтернативно, состоит из: Streptococcus thermophilus DSM 25246 (ST10) и по меньшей мере одного штамма, выбранного из Streptococcus thermophilus DSM 16590 (YO2), Streptococcus thermophilus DSM 16592 (YO4) и Streptococcus thermophilus DSM 17843 (YO8) совместно с растительной камедью и/или животным и/или растительным желатином, выбранным из группы, включающей или, альтернативно, состоящей из Aloe anborescens, танната желатина и камеи тары, предпочтительно камедь тары.
В другом воплощении композиция по настоящему изобретению содержит или, альтернативно, состоит из: Streptococcus thermophilus DSM 25246 (ST10) и Streptococcus thermophilus DSM 16592 (YO4) совместно с растительной камедью и/или животным и/или растительным желатином, выбранным из группы, включающей или, альтернативно, состоящей из Aloe arborescens, танната желатина и камеди тары, предпочтительно камедь тары.
В случае пробиотических бактерий, принадлежащих к виду Streptococcus thermophilus, указанные бактерии находятся в защищенной форме (покрытые бактерии). Бактерии могут быть покрыты одним липидным покрытием (монопокрытие) или двумя липидными покрытиями (бипокрытые) животного или растительного происхождения (микроинкапсулированная форма). Липидное покрытие имеет точку плавления в пределах от 35 до 85°C, предпочтительно от 45 до 75°C, еще более предпочтительно от 55 до 65°C.
Альтернативно, бактерии могут быть заключены в капсулу, предпочтительно изготовленную из мягкого или твердого желатина. Капсула может быть покрыта гастрозащитной пленкой, которая способна проходить через желудочный барьер.
6
11
8
10
Бактериальные штаммы, обозначенные выше, присутствуют в композиции по настоящему изобретению в количестве от 0,1 до 50% по массе, предпочтительно от 0,5 до 15% по массе, еще более предпочтительно от 1 до 10%, по отношению к общей массе композиции или добавки. Однако указанное процентное соотношение зависит от фармацевтической формы, которую необходимо произвести. Например, в случае капсулы количество указанных бактерий составляет более 30%, например более 35%. В одном из воплощений композиция содержит смесь бактериальных штаммов в концентрации от 1×10до 1×10 КОЕ/г, предпочтительно от 1×10 до 1×10 КОЕ/г смеси или индивидуального бактериального штамма.
6
11
8
10
В одном из воплощений композиция содержит бактериальные штаммы в концентрации от 1×10 до 1×10 КОЕ/доза, предпочтительно от 1×10 до 1×10КОЕ/доза. Доза может быть от 0,2 до 10 г, например она может составлять 0,25 г, 1 г, 3 г, 5 г или 7 г. Бактериальные штаммы могут присутствовать в композиции в твердой форме, например в форме порошка, дегидратированного порошка или лиофилизованного порошка.
Экспериментальная часть
1. Оценивали вязкость образцов сыворотки, ферментированной посредством пробиотических бактериальных штаммов, принадлежащих к продуцирующему экзополисахарид (EPS) виду S. thermophilus. Вязкость измеряли посредством вискозиметра, который измеряет вращение диска подходящего размера в тестируемом образце: чем больше трение, которое испытывает диск, тем медленнее его вращение, при этом установка скорости одинакова. Результат выражают в сантипуазах (сП), совместно с процентом SP, который представляет собой выражение качества данных (способ требует, чтобы он был большим или равным 15%). Культурная среда представляет собой 10% восстановленную сыворотку, пастеризованную при 80°C в течение 20 минут, в которую штаммы, обозначенные ниже, инокулировали при концентрации 3%: Streptococcus thermophilus DSM 16590 (YO2), Streptococcus thermophilus DSM 16592 (YO4), Streptococcus thermophilus DSM 17843 (YO8), Streptococcus thermophilus DSM 25246 (ST10), Streptococcus thermophilus DSM 25247 (ST11) и Streptococcus thermophilus DSM 25282 (ST12).
2. Ниже показаны аналитические данные, собранные для готового продукта в форме таблетки (таблетки с 1 по 8), основанные на идентичных смесях, которые отличались только используемой камедью. Камедь тары использовали для таблеток 1, 3, 5 и 7, в то время как гуаровую камедь использовали для таблеток 2, 4, 6 и 8, при этом другие ингредиенты и концентрации были равны.
Вышеупомянутые таблетки получали идентичным образом с использованием одинаковых ингредиентов и бактериальных штаммов, обозначенных ниже.
Таблетка 1: штамм ST10 - DSM 25246, эксципиенты и камедь тары.
Таблетка 2: штамм ST10 - DSM 25246, эксципиенты и гуаровая камедь.
Таблетка 3: штамм ST10 - DSM 25246 и штамм YO4 - DSM 16592, эксципиенты и камедь тары.
Таблетка 4: штамм ST10 - DSM 25246 и штамм YO4 - DSM 16592, эксципиенты и гуаровая камедь.
Таблетка 5: штамм ST10 - DSM 25246 и штамм YO2 - DSM 16590, эксципиенты и камедь тары.
Таблетка 6: штамм ST10 - DSM 25246 и штамм YO2 - DSM 16590, эксципиенты и гуаровая камедь.
Таблетка 7: штамм ST10 - DSM 25246 и штамм YO8 - DSM 17843, эксципиенты и камедь тары.
Таблетка 8: штамм ST10 - DSM 25246 и штамм YO8 - DSM 17843, эксципиенты и гуаровая камедь.
На смесях осуществляли компрессионные тесты и затем определяли количество бактерий для оценки стресса и гибели, вызванных формированием таблеток.
Как можно наблюдать, большее количество достигается с камедью тары, чем с гуаровой камедью при одинаковой силе сжатия 22 кН; даже когда сила сжатия смеси с камедью тары увеличена до 26 кН, полученное количество все же выше, чем количество, полученное для той же смеси с гуаровой камедью.