Гетерополисахариды, полученные из древесных растений, для применения при лечении урологических симптомов и заболеваний
HETEROPOLYSACCHARIDES DERIVED FROM WOODY PLANTS FOR USE IN TREATING UROLOGIC SYMPTOMS AND DISEASES

Область техники
Настоящее изобретение обеспечивает терапевтическое средство для предупреждения и лечения урологических заболеваний и симптомов у человека и домашних животных. Кроме того, изобретение относится к использованию композиций, полученных из древесных растений, или смесей углеводов, выделенных из этих растений, в качестве фармацевтического препарата, пищевой добавки и пищевых продуктов.
Предшествующий уровень техники
Термин «заболевания нижних мочевыводящих путей (НМП)» как правило означает все заболевания, которые вызывают симптомы нижних мочевыводящих путей и включают различные функциональные расстройства и заболевания мочевого пузыря, предстательной железы и уретры. Заболевания НМП очень неоднородны и часто диагностируются как синдромы по причине разнообразных комбинаций симптомов и отсутствия известной этиологии. Симптомы НМП возникают и у женщин, и у мужчин. Упрощенно говоря, заболевания НМП могут быть разделены на заболевания мочевого пузыря и заболевания предстательной железы. У мужчин наиболее распространенные заболевания предстательной железы, связанные с симптомами НМП, включают простатит, который представляет собой обобщенный термин, относящийся к нескольким типам простатита, таким как хронический небактериальный простатит / синдром хронической тазовой боли (ХП/СХТБ); и доброкачественную гиперплазию предстательной железы (ДГПЖ). У женщин распространенные заболевания мочевого пузыря включают интерстициальный цистит / синдром болезненного мочевого пузыря (ИЦ/СБМП) и недержание мочи.
Симптомы нижних мочевыводящих путей (НМП) являются субъективным показателем заболевания или изменения состояния, так, как это воспринимается пациентом, лицом, осуществляющим уход, или партнером. Как правило, они являются качественными. Симптомы НМП упрощенно делятся на три категории: симптомы накопления, симптомы опорожнения и симптомы после опорожнения. Увеличение частоты мочеиспусканий в дневное время, никтурия, недержание мочи (в нескольких различных формах) и ощущения неотложности мочеиспускания представляют собой примеры симптомов накопления. Симптомы опорожнения ощущаются во время фазы мочеиспускания. Примеры их включают прерывистую, медленную, расщепленную или разбрызгивающуюся струю мочи, замедленное мочеиспускание, затрудненное начало мочеиспускания, болезненное затрудненное мочеиспускание и выделение мочи по каплям в конце мочеиспускания. Чувство неполного опорожнения мочевого пузыря и подтекание мочи после мочеиспускания представляют собой примеры симптомов после мочеиспускания.
Боль часто сопутствует симптомам и заболеваниям НМП. Боль в области таза и мочеполовой области оказывает очень сильное влияние на пациента и качество его жизни. Острая или хроническая боль может быть классифицирована на основании местоположения боли, например, боль в области мочевого пузыря, уретры, вульвы, влагалища, мошонки, промежности или таза. Боли в области НМП и гениталий также могут быть диагностированы как неспецифические синдромы, при которых точная причина ощущения боли не определена.
Кроме человека, испытывающего симптомы НМП, такие домашние животные, как кошки и собаки, также страдают от признаков поражения НМП неизвестного происхождения. Такие признаки могут быть острыми или хроническими и возникают в результате различных нарушений в самих НМП и нарушений функции НМП. Нередко бывает воспаление мочевого пузыря, не связанное с бактериальной инфекцией, но также может быть дисфункция НМП без каких-либо патологических признаков. Как и у людей, часто не имеется никакой специфической причины, лежащей в основе симптомов, которые могут подтверждаться при стандартной клинической оценке НМП. Таким образом, эти симптомы классифицируются как хронические идиопатические признаки и часто описывается как интерстициальный цистит кошек и собак.
Этиология различных видов болезней НМП еще неизвестна. Даже разделение заболеваний на заболевания мочевого пузыря и болезни предстательной железы является спорным. Например, некоторые исследователи полагают, что хронический небактериальный простатит или хронический простатит / синдром хронической тазовой боли (ХП/СХТБ) является формой интерстициального цистита / синдрома болезненного мочевого пузыря (ИЦ/СБМП). Действительно, Национальный институт диабета и заболеваний печени и почек (The National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK)) в США начал группировать ИЦ/СБМП и ХП/СХТБ под общим термином урологических синдромов хронической тазовой боли (УСХТБ). Было бы неудивительно, если бы дальнейшие научные исследования показали какую-то общую этиологию и пути возникновения и прогрессирования многих различных болезней НМП и общие симптомы как у мужчин, так и у женщин.
Несмотря на высокую распространенность и частоту возникновения различных заболеваний и симптомов НМП, эффективное лечение по-прежнему отсутствует. Например, существует два основных препарата, которые предусмотрены для лечения болезней предстательной железы, альфа-блокаторы и ингибиторы 5-альфа-редуктазы, но ни один из них, как было показано, не является эффективным, и оба имеют множество нежелательных побочных эффектов, таких как импотенция, снижение либидо, депрессия и головокружение. Существует настоятельная необходимость в новых композициях для предупреждения и лечения болезней предстательной железы и симптомов НМП с отсутствием нежелательных побочных эффектов. Действительно, широко изучаются природные соединения для лечения и предупреждения симптомов НМП, например, из пальмы сабаля, африканской сливы и крапивы жгучей. Одной из категорий природных соединений являются растительные полисахариды, которые, как было показано, проявляют биологическую активность. Например, различные нецеллюлозные полисахариды (также называемые гемицеллюлозами или гетерополисахаридами), такие как полисахариды или полисахаридные фракции, выделенные из алоэ настоящего Aloe Vera, пажитника, и лонгана, как было показано, оказывают противовоспалительное и иммуномодулирующее действие (Ebringerová et al. 2008, Int. J. Biol. Macromol. 42, 1-5).
Одним из теоретических объяснений механизма действия растительных полисахаридов могут быть пребиотические эффекты в толстой кишке. Растительные полисахариды практически не абсорбируются через пищеварительный тракт и, скорее всего, ферментативно расщепляются микрофлорой кишечника до различных небольших молекул, таких как короткоцепочечные жирные кислоты, которые, как было показано в опубликованных исследованиях, действительно оказывают защитное действие на кишечник. Что касается нижних мочевыводящих путей, то многие опубликованные исследования действительно показали взаимодействие мочевой пузырь-кишечник: нервные связи между тазовыми органами модулируют физиологическую функцию органов. Несомненно, что роль состояния здоровья толстой кишки в симптомах нижних мочевыводящих путей в целом представляет собой интригующую гипотезу и еще не изучена в области науки. В любом случае, существующие терапевтические средства для лечения болезней НМП оказывают много побочных эффектов. Таким образом, существует определенная потребность в новых терапевтических композициях для предупреждения и лечения болезней предстательной железы и симптомов НМП.
Краткое описание изобретения
В одном аспекте настоящее изобретение относится к композиции, полученной из древесных растений, содержащих гетерополисахариды, для использования в качестве лекарственного средства при лечении урологических симптомов или заболеваний у больного человека или животного. Согласно некоторым конкретными формам осуществления изобретения, композиция может быть представлена в форме водного экстракта или композиции выделенных углеводов.
Неограничивающие примеры урологических симптомов включают симптомы со стороны нижних мочевыводящих путей, такие как увеличение частоты мочеиспусканий в дневное время, никтурия, недержание мочи и ощущение неотложности мочеиспускания, прерывистая, медленная, расщепленная или разбрызгивающаяся струя мочи, замедленное мочеиспускание, затрудненное начало мочеиспускания, болезненное затрудненное мочеиспускание, выделение мочи по каплям в конце мочеиспускания, неполное опорожнение мочевого пузыря, подтекание мочи после мочеиспускания, боль в животе, боли в области таза, мочеполовой области, мочевого пузыря, уретры, вульвы, влагалища, мошонки и промежности.
Согласно другим формам осуществления изобретения, композиция, полученная из древесных растений, может быть использована при лечении больного человека или животного, страдающего от урологического заболевания или состояния, выбранного из группы, состоящей из интерстициального цистита / синдрома болезненного мочевого пузыря, геморрагического цистита, гиперактивности мочевого пузыря, хронического небактериального простатита / синдрома хронической тазовой боли, доброкачественной гиперплазии предстательной железы, рака предстательной железы, рака мочевого пузыря, рака почки, почечно-клеточной карциномы, уротелиальной карциномы и рака яичка
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает фармацевтическую композицию, содержащую композицию, полученную из древесных растений согласно любой из форм осуществления настоящего изобретения и фармацевтически приемлемый носитель.
В еще одном аспекте настоящее изобретение обеспечивает пищевой продукт или кормовой продукт для животных, и натуральный продукт, содержащий композицию, полученную из древесных растений согласно любой из форм осуществления настоящего изобретения.
И в еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу лечения по меньшей мере одного симптома или урологического заболевания у нуждающегося в лечении больного человека или животного путем введения этому больному эффективного количества композиции, полученной из древесных растений, согласно любой из форм осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем описании.
Другие аспекты, специфические формы осуществления изобретения, объекты, детали и преимущества настоящего изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения и станут очевидны из следующих ниже фигур, подробного описания и примеров.
Краткое описание фигур
Ниже изобретение будет описано более подробно посредством предпочтительных форм осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые фигуры, в которых
-4
Фигура 1 иллюстрирует (как значения оптической плотности) действие горячего водного экстракта (ГВЭ) из древесины хвойных пород и двух противораковых соединений, гемцитабина и цитарабина, на пролиферацию клеток в клеточной линии рака простаты LNCaP. Использующиеся концентрации гемцитабина и цитарабина составляли 100 нМ. Концентрации ГВЭ даны как %-ное содержание от конечного объема контрольной среды (от 1% до 1×10%, массо-объемная концентрация).
Фигура 2 показывает базальное давление в мочевом пузыре (в сантиметрах водного столба), измеренное у самцов крыс, получавших лечение или носителем, или экстрактом гетерополисахаридов из древесины хвойных пород.
Фигуре 3 иллюстрирует среднее значение диуреза (в мл/мин), измеренное у самцов крыс, получавших или носитель, или экстракт гетерополисахаридов из древесины хвойных пород.
Фигура 4 показывает объемы мочеиспускания (в мл), измеренные у самцов крыс, получавших или носитель, или экстракт гетерополисахаридов из древесины хвойных пород.
На Фигуре 5 показана оценка боли в животе во время исследования, определенная при помощи нитей фон Фрея. Порог реакции представляет собой измеренную при помощи нитей фон Фрея силу в граммах, с которой животные реагируют на боль; чем больше значение, тем выше порог, который имеют животные к болевому раздражению.
2
Фигура 6 иллюстрирует общую площадь ракового поражения (в мм), измеряемую по гистологическим срезам, полученным из предстательной железы у самцов крыс, которых лечили или носителем, или экстрактом гетерополисахаридов из древесины хвойных пород.
Подробное описание изобретения
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «урологические заболевания» относится к широкому кругу врожденных или приобретенных нарушений мочевыделительной системы. У женщин урологические заболевания затрагивают мочевыводящие пути, тогда как у мужчин они поражают мочевыводящие пути и/или репродуктивные органы.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термины «симптомы нижних мочевыводящих путей (НМП)» и «урологические симптомы» являются взаимозаменяемыми и относятся к симптомам накопления, симптомам опорожнения и симптомам после опорожнения. Симптомы НМП могут быть связаны с болью в животе или не связаны с ней.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «симптомы накопления» относится к увеличению частоты мочеиспусканий в дневное время, никтурии, недержанию мочи (в нескольких различных формах) и ощущению неотложности мочеиспускания.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «симптомы опорожнения» относится к прерывистой, медленной, расщепленной или разбрызгивающейся струе мочи, замедленному мочеиспусканию, затрудненному началу мочеиспускания, болезненному затрудненному мочеиспусканию и выделению мочи по каплям в конце мочеиспускания.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «симптомы после опорожнения» относится к чувству неполного опорожнения мочевого пузыря и подтеканию мочи после мочеиспускания.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «боль в животе», какой бы она не была, острой или хронической, относится к боли в тазу и мочеполовой области, боли в области мочевого пузыря, уретры, вульвы, влагалища, мошонки, промежности или к тазовой боли, сопровождающейся другими симптомами НМП или не связанной с ними. Это относится также к болевым синдромам в мочеполовой области, где различные комбинации симптомов не могут быть использованы для точного диагноза.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термины «древесное растение» и «деревянистое растение» являются взаимозаменяемыми и относятся к растению, имеющему жесткие одревесневшие ткани или деревянистые части, в частности, стебель. Неограничивающие примеры древесных растений включают деревья и кустарники, независимо их географического происхождения.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «древесина хвойных пород» относится к древесине из голосеменных хвойных деревьев таких видов, как ель, лиственница и сосна.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «древесина лиственных пород» относится к древесине из покрытосеменных лиственных деревьев таких видов, как береза, осина и эвкалипт.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «ксиланы» относится к гетерополисахаридам, найденным в древесных растениях, например, в древесине лиственных и хвойных пород, а также ко всем фракциям и подгруппам ксилана, таким как арабиноглюкуроноксилан, выделенный из древесины хвойных пород, и ацетилметилглюкуроноксилан, выделенных из древесины лиственных пород. Природные ксиланы из древесины лиственных пород существуют в ацетилированной форм.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «глюкоманнаны» относится к гетерополисахаридам, найденным в древесных растениях, например, в древесине хвойных и лиственных пород, а также ко всем их фракциям и подгруппам, таким как галактоглюкоманнан (ГГМ). Кроме того, термин «глюкоманнаны» относится как к ацетилированным, так и к неацетилированным формам.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «пектиновые вещества» относится к гетерополисахаридам, таким как рамногалактуронан, галактан и арабинан, найденным в древесных растениях, включая как хвойные, так и лиственные породы.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «гетерополисахарид» относится к полимеру с более чем десятью моносахаридными остатками, в котором два или более из моносахаридных остатков отличаются друг от друга. В соответствии с определениями, приведенными выше, этот термин включает в себя как гемицеллюлозы, например, различные ксиланы и глюкоманнаны, так и пектиновые соединения. Термин «гетероолигосахарид» отличается от термина «гетерополисахарид» тем, что первый содержит только от 2 до 10 моносахаридных остатков.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «гетерополисахаридная композиция, полученная из древесных растений» или любое соответствующее ей выражение относится к содержащему гетерополисахариды экстракту, полученному из стеблей, ветвей, корней, клубней или любой комбинации упомянутых частей древесных растений. В экстрактах и препаратах изолированных гетерополисахаридов могут присутствовать или отсутствовать дополнительные олигосахариды и/или моносахариды.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «домашнее животное» относится к рогатому скоту, свиньям, лошадям, овцам, козам, курам, собакам и кошкам, независимо от породы.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «лечение» или «лечить» относится не только к полному излечению от заболеваний или симптомов, относящихся к НМП, но и к предупреждению, облегчению и коррекции этих заболеваний или симптомов.
В значении, использующемся в настоящем изобретении, термин «эффективное количество» относится к количеству гетерополисахаридной композиции, полученной из древесных растений, при котором вредные эффекты симптомов и/или болезней НМП, как минимум, корректируются.
Настоящее изобретение обеспечивает средства и способы для лечения симптомов и/или заболеваний НМП у людей, как у мужчин, так и у женщин, или у больных животных. Более конкретно, эти средства представляют собой гетерополисахаридную композицию, полученную из древесных растений. В некоторых формах осуществления настоящего изобретения композиция находится в форме водного экстракта, либо выделенных или очищенных гетерополисахаридов, таких как ГГМ, с прибавлением или без прибавления дополнительных олигосахаридов и/или моносахаридов. В других формах осуществления изобретения гетерополисахариды находятся, главным образом, в форме глюкоманнанов, но также ксиланов и пектиновых полисахаридов, включая их фракции, подгруппы или смеси.
Полисахариды являются макромолекулярными/полимерными углеводами, состоящими из различных моносахаридов, соединенных друг с другом посредством гликозидных связей. Полисахариды, т.е. целлюлоза, гемицеллюлоза и пектины, являются основными составными частями древесины и древесной массы. Водорастворимые полисахариды выделяются в промышленные воды и накапливаются в них при производстве древесной массы и бумаги, содержащей древесину. Гетерополисахариды могут быть извлечены из древесины водой под давлением при повышенных температурах со значительным выходом, равным 5-10% от древесины. Извлеченные сахариды являются гетерополисахаридами различных нейтральных и кислых моносахаридов.
Что касается древесины хвойных и лиственных пород в целом, содержание их основных компонентов различаются по своим пропорциям, но полисахариды представляют основную часть обоих типов древесины. Галактоглюкоманнаны являются основным гемицеллюлозным компонентом в древесине хвойных пород, а ксиланы представляют собой основной гемицеллюлозный компонент в древесине лиственных пород. Другими гемицеллюлозами древесины хвойных пород являются арабиногалактаны, ксилоглюканы и другие глюканы, а также пектины. Термин «пектин» или «пектиновые соединения» используется либо строго для компонента рамногалактуронан или в более общем смысле для группы компонентов, включающей рамногалактуронаны, галактаны и арабинаны.
Основными гемицеллюлозами в древесине хвойных пород являются галактоглюкоманнаны (ГГМ) и арабиноглюкуроноксиланы. ГГМ составляют основной тип гемицеллюлозы в древесине хвойных пород. Основная цепь ГГМ является линейной цепью из соединенных β-(1→4)-связью остатков D-маннопиранозы и D-глюкопиранозы. Галактоглюкоманнаны можно условно разделить на два типа: один с низким содержанием галактозы - часто упоминаемый просто как глюкоманнан, а другой тип с высоким содержанием галактозы. Арабиноглюкуроноксиланы древесины хвойных пород и ксиланы древесины лиственных пород (O-ацетил-4-O-метилглюкуроно-β-D-ксилан является основной гемицеллюлозой в древесине лиственных пород), называемые для краткости ксиланами, имеют основную цепь из соединенных β-(1→4)-связью остатков ксилопиранозы. Как ГГМ древесины хвойных пород, так и ксиланы лиственных пород содержат ацетильные группы, примерно один ацетил на два остатка моносахарида. Ацетильные группы делают эти гемицеллюлозы растворимыми в воде даже при комнатной температуре.
Пектиновые полисахариды, такие как рамногалактуронан, имеют основную цепь из соединенных α-(1→4)-связью остатков D-галактуроновой кислоты и соединенной α-(1→2)-связью или α-(1→4)-связью L-рамнозы. Галактан, иногда называемый пектиновым галактаном, был описан в основном для креневой древесины. Этот галактан имеет основную цепь из соединенных β-(1→4)-связью остатков D-галактозы, частично замещенных в гидроксильной группе C6 на остатки галактуроновой кислоты. Основная цепь арабинана состоит из соединенных α-(1→5)-связью остатков арабинозы с боковыми цепями остатков арабинозы, соединенных α-(1→3)-связями.
В некоторых неограничивающих формах осуществления изобретения богатые гетерополисахаридами продукты для использования в настоящем изобретении могут быть выделены из древесины хвойных и лиственных пород с помощью экстракции водой под давлением, например, горячей водой при температуре 160-180°C, с последующим осаждением путем добавления к водным экстрактам этанола (Song et al. 2008, Holzforschung 62, 659-666). При таком способе древесина хвойных пород, таких как ель и сосна, будет обеспечивать гетерополисахаридный продукт с ГГМ в качестве основного компонента, с выходом 5-10% от древесины. Молярная масса осажденных гетерополисахаридов находится в основном в диапазоне 4000-10000, соответствующем степени полимеризации 25-60. Моносахаридный состав этого богатого гетерополисахаридами продукта белого цвета, как правило, является следующим:
галактозы 8%, глюкозы 13%, маннозы 58%, т.е. общее содержание ГГМ 79%;
арабинозы 2%, 4-O-метилглюкуроновой кислоты 2%, ксилозы 11%, то есть общее содержание ксиланов 15%; и
рамнозы 1%, галактуроновой кислоты 5%, т.е. общее содержание пектинов 6%.
Если требуется, гетерополисахариды древесины могут быть также выделены и очищены путем осаждения в этаноле таким путем, какой хорошо известен специалистам в данной области техники.
Содержание ацетильных групп, как правило, составляет 0,6-0,7%. Ацетильные группы в ГГМ замещены на остатки маннозы. Такое содержание ацетильных групп соответствует молярному соотношению ацетила к маннозе равному 0,5; это означает, что в среднем каждая вторая группа маннозы содержит ацетильную группу. Для обеспечения водорастворимого гетерополисахаридного продукта следует избегать гидролиза ацетильных групп. Это может быть достигнуто за счет оптимизации температуры и времени экстракции, и поддержания в процессе экстракции pH около 4 единиц.
Экстракция может быть проведена в экстракторах периодического действия или в проточных экстракторах (Song et al. 2008, ibid; Leppänen et al. 2011, Wood Sci. Technol. 45(2), 223-236). Оба метода дают гетерополисахаридные продукты с аналогичным составом и чистотой. Горячие водные экстракты могут быть также очищены с помощью мембранной фильтрации для того, чтобы удалить олигомерные и мономерные сахариды.
Водорастворимые гетерополисахариды, все еще содержащие большинство ацетильных групп, могут также быть извлечены из технологических вод с древесномассных заводов (Thornton et al. 1994, J. Wood Chem. Technol. 14, 159-175; Willför et al. 2003, Tappi J. 2:11, 27-32; Xu et al. 2007, Cellulol. Chem. Technol. 51, 51-62). Осаждение с помощью этанола дает гетерополисахаридный продукт с составом очень близким к тому, который получают путем экстракции из древесины горячей водой. Однако выход богатых ГГМ гемицеллюлоз из технологических вод после получения древесной массы является довольно низким, всего примерно 1% от древесины как основы.
В некоторых формах осуществления изобретения гетерополисахаридная композиция является водным экстрактом, полученным из древесных растений, например, из древесины хвойных и лиственных пород, причем, ГГМ составляют по меньшей мере 50% от общего содержания углеводов в экстракте. В некоторых других формах настоящего осуществления изобретения ГГМ могут составлять, по меньшей мере, 80% от общего содержания углеводов в экстракте, особенно если в способе производства применяется осаждение этанолом. В некоторых других формах осуществления изобретения экстракт может содержать олигосахариды с остатками Сахаров от двух до десяти, в основном, с остатками маннозы, глюкозы и/или галактозы, и/или моносахариды, такие как манноза, глюкоза, галактоза, ксилоза и арабиноза. Эти олигосахариды могут быть получены и очищены из древесины путем гидролиза. С другой стороны, если требуется, экстракт может быть очищен от таких олигосахаридов и/или моносахаридов способами, известными специалисту в данной области техники.
Следует понимать, что термин «экстракт» относится к композиции, получаемой путем экстракции. Следовательно, содержание экстрагента в такой композиции, т.е. экстракционного реагента, такого как вода или этанол, может изменяться. В некоторых формах осуществления изобретения экстракт может быть представлен в сухой форме, такой как порошок.
Гетерополисахаридные композиции по настоящему изобретению могут применяться для лечения по меньшей мере одного урологического симптома или симптома НМП у больного человека или животного, включая, без ограничений, такие симптомы наполнения, как увеличение частоты мочеиспусканий в дневное время, никтурия, недержание мочи, непроизвольная утечка мочи и ощущение неотложности мочеиспускания; такие симптомы опорожнения, как прерывистая, медленная, расщепленная или разбрызгивающаяся струя мочи, затрудненное начало мочеиспускания, болезненное затрудненное мочеиспускание и выделение мочи по каплям в конце мочеиспускания; такие симптомы после опорожнения, как чувство неполного опорожнения мочевого пузыря, подтекание мочи после мочеиспускания, боль в животе, боль в области таза, мочеполовой области, мочевого пузыря, уретры, вульвы, влагалища, мошонки и промежности. Симптомы боли могут сопровождаться или не сопровождаться другими симптомами НМП.
Кроме того, настоящая гетерополисахаридная композиция может быть использована для лечения урологических заболеваний, таких как заболевания НМП или состояния, имеющие отношение к НМП, независимо от того, человек или животное страдает от симптомов НМП, описанных выше. Неограничивающие примеры заболеваний НМП включают следующие заболевания мочевого пузыря и предстательной железы: урологический синдром хронической тазовой боли (УСХТБ), включающий интерстициальный цистит / синдром болезненного мочевого пузыря и хронический небактериальный простатит / синдром хронической тазовой боли, геморрагический цистит, гиперактивность мочевого пузыря, доброкачественную гиперплазию предстательной железы и рак предстательной железы. Гетерополисахаридная композиция может быть также применена для лечения других урологических видов рака, таких как рак мочевого пузыря, почек и яичек. Не ограничиваясь какой-либо гипотезой, гетерополисахаридные композиции могут быть особенно эффективны для ингибирования пролиферации клеток андроген-чувствительного рака предстательной железы.
В некоторых формах осуществления настоящего изобретения урологические заболевания, подлежащие лечению настоящими гетерополисахаридными композициями, не являются бактериальной инфекцией, такой как инфекция мочевыводящих путей.
Гетерополисахаридные композиции в соответствии с различными формами осуществления настоящего изобретения могут быть приготовлены, например, в качестве фармацевтических композиций, пищевых или кормовых добавок для животных, пищевых продуктов или кормовых продуктов для животных, натуральных продуктов или продуктов для укрепления здоровья.
Пероральный путь введения является наиболее предпочтительным для фармацевтических композиций, которые могут быть приготовлены, например, в виде таблеток, пастилок, таблеток для рассасывания, суспензий, дисперсных порошков или гранул, капсул, сиропов или эликсиров. Необходимое количество активного соединения может зависеть от конкретного состояния, подлежащего лечению. В фармацевтическом препарате может быть использован любой вид фармацевтически приемлемого твердого или жидкого носителя, известного специалистам в области медицины и фармации.
Количества и схемы введения фармацевтических композиций могут быть легко определены специалистами в области клинического лечения симптомов и болезней, относящихся к НМП. Как правило, дозировка зависит от таких обстоятельств, как возраст, пол и общее состояние здоровья пациента, находящегося на лечении; от вида сопутствующего лечения, если таковое имеется; периодичности лечения и природы желаемого эффекта; степени повреждения тканей; длительности симптомов; и других переменных. Необходимая доза может быть введена в один или несколько приемов для того, чтобы получить требуемые результаты. Если требуется, фармацевтические композиции согласно представленным формам осуществления настоящего изобретения могут быть предусмотрены в виде лекарственных форм с однократной дозировкой.
Средства и способы приготовления настоящих фармацевтических препаратов известны специалистам в данной области техники, и могут быть произведены общеизвестным образом, например, с помощью обычного смешивания, гранулирования, растворения, лиофилизации или аналогичных процессов.
В пищевой добавке по изобретению любой нетоксичный носитель, пригодный для использования в пище, может быть смешан с настоящей гетерополисахаридной композицией. Пищевой продукт по настоящему изобретению представляет собой, главным образом, функциональный продукт питания, пищевую добавку, питательное вещество, продукт фармацевтического назначения, биологически активную добавку, лечебное питание, продукт продовольственного дизайна или любой пищевой продукт. Функциональный продукт питания по настоящему изобретению может, например, быть в виде печенья, хлеба, торта, конфеты, ферментированного молочного продукта или каши.
Для специалиста в данной области техники будет очевидно, что, как достижение технического прогресса, концепция изобретения может быть реализована различными способами. Изобретение и формы его осуществления не ограничиваются примерами, описанными ниже, но могут изменяться в пределах объема формулы изобретения.
Примеры
Все эксперименты на животных были проведены с одобрения Национального комитета по экспериментам на животных (National Committee for Animal Experiments).
Пример 1. Ингибирование пролиферации раковых клеток предстательной железы путем использования гетерополисахаридных композиций, богатых галактоглюкоманнанами (ГГМ)
Действие очищенного (осаждением в этаноле) богатого ГГМ горячего водного экстракта, полученного из древесины ели европейской (как в Примере 2, Метод 1), на пролиферацию клеток тестировали на клеточной линии рака предстательной железы, а именно, на клеточной линии LNCaP, которая является клеточной линией андроген-чувствительной аденокарциномы предстательной железы человека.
-4
Для этого клетки культивировали во флаконах для клеточных культур в инкубаторе при 37°C в присутствии 5% двуокиси углерода с использованием культуральной среды, рекомендованный поставщиком клеточной линии (АТСС). Через 48 часов после посева экстракт, богатый ГГМ, был добавлен в различных концентрациях (от 1% до 1×10% от конечной среды культивирования клеток) к клеткам. Для каждой концентрации использовали шесть параллельных лунок. Два известных соединения, используемые в химиотерапии, а именно гемцитабин и цитарабин, были использованы в качестве положительного контроля (100 нМ).
После 3 или 5 дней инкубации применяли WST-1 реагент (Roche) для измерения пролиферации клеток в соответствии с инструкциями изготовителя. Этот тип анализа пролиферации основан на способности живых клеток восстанавливать WST-1 реагент до желтого соединения формазана, количество которого пропорционально скорости пролиферации и может быть измерено спектрофотометрически. Вкратце, 10 мкл WST-1 реагента добавляли в каждую лунку и клетки инкубировали в течение 2 часов при 37°C в присутствии диоксида углерода. После инкубации измеряли поглощение в каждой лунке при 450 нм с использованием лабораторного счетчика Wallac Victor2 multilabel counter.
Статистический анализ проводили с использованием пакета программ Sigmastat software package. Сравнения были сделаны с помощью дисперсионного анализа ANOVA, а метод Стьюдента-Ньюмана-Келса был использован в качестве апостериорной проверки. Все результаты представляли в виде средних значений и стандартного отклонения. ***=P<0,001 по сравнению с фосфатно-солевым буфером (ФСБ), **=P<0,005 по сравнению с ФБС, *=P<0,05 по сравнению с ФБС.
Результаты показали, что богатый ГГМ экстракт древесины хвойных пород снижал пролиферацию раковых клеток в зависимости от его концентрации (Фигура 1). Аналогичные результаты были получены с использованием другой клеточной линии рака предстательной железы, а именно клеточной линии РС-3, которая представляет собой андроген-независимую клеточную линию, полученную из костных метастазов рака предстательной железы.
Пример 2. Действие in vivo гетерополисахаридных композиций, богатых ГГМ, на симптомы НМП и тазовую боль
Модель in vivo небактериального хронического небактериального простатита / синдрома хронической тазовой боли (ХП/СХТБ) является обычным инструментом для изучения воспаления предстательной железы и связанных с ним изменений при мочеиспускании. Симптомы простатита включают боль в мочеполовой области и/или в области таза, связанные с такими изменениями при мочеиспускании, как затрудненное начало мочеиспускания, прерывистая струя мочи, медленная струя мочи, ощущение неотложности мочеиспускания и увеличение частоты мочеиспусканий. Эти симптомы могут быть экспериментально смоделированы с помощью гормонального воздействия. Экспериментальные исследования показали постепенное развитие воспаления предстательной железы в течение шести недель после комбинированного воздействия тестостерона и эстрадиола на взрослых самцов интактных крыс. При использовании соответствующего гормонального воздействия в течение более чем 13 недель у животных развивается весьма выраженное воспаление напоминающее хроническое воспаление предстательной железы у человека. Кроме того, гормональное воздействие вызывает обструктивное мочеиспускание, наблюдаемое, например, как снижение скорости потока мочи, увеличение частоты мочеиспускания и снижение объемов мочеиспускания. Обструктивное мочеиспускание связано с воспалением предстательной железы.
Действие принимаемых перорально богатых ГГМ экстрактов из хвойных деревьев были испытаны на упомянутой выше животной модели гормонально индуцированных изменений мочеиспускания, связанных с воспалением предстательной железы. Исследование было повторено на каждой особи дважды для того, чтобы получить подтверждение результатов.
В начале исследования самцам крыс линии Вистар вживляли имплантаты с тестостероном (Т) и эстрадиолом (Э2). Ежедневное количество высвобождающегося гормона составляло 830 мкг для T и 83 мкг для Э2. Общее время гормонального воздействия составляло 18 недель.
Гетерополисахаридные продукты, богатые ГГМ, были извлечены из ели европейской двумя различными способами:
Метод экстракции 1: Древесную муку ели экстрагировали водой в экстракторе периодического действия (экстрактор для ускоренной экстракции растворителем (Accelerated Solvent Extractor)) и очищали осаждением в водном этаноле с получением гетерополисахаридного препарата с молекулярной массой в диапазоне от 4000 до 20000, со средней молекулярной массой 9200 Дальтон. Продукт состоял в основном из галактоглюкоманнана (ГГМ) и меньших количеств ксиланов и пектинов. Состав углеводов, определенный при помощи кислотного метанолиза и газовой хроматографии, был следующий:
галактозы 7%, глюкозы 15%, маннозы 60%, то есть, общее содержание ГГМ 82%
арабинозы 1%, 4-O-метилглюкуроновой кислоты 2%, ксилозы 9%, т.е. общее содержание ксиланов 12%
рамнозы 0,3%, галактуроновой кислоты 3,5%, т.е. общее содержание пектинов 4%.
Продукт содержал 0,6% ацетильных групп, что соответствует соотношению ацетил:манноза примерно 0,5.
Метод экстракции 2: Другой препарат получали путем экстракции в проточном экстракторе (Leppänen et al. 2011, там же) и дополнительно очищали осаждением в смеси этанол:вода. Этот второй препарат имел среднюю молярную массу 8200 Да. Его углеводный состав был очень похож на углеводный состав первого продукта.
Независимые эксперименты на животных проводили с использованием обоих экстрактов. С этой целью экстракты растворяли в водопроводной воде до получения 2%-ых растворов. Растворы экстрактов помещали в бутыли-поилки для животных, к которым животные имели свободный доступ. Контрольной группе давали водопроводную воду в качестве носителя. Животные имели свободный доступ к носителю или экстракту в течение 5 недель (между 13-ой и 18-ой неделями исследования). После суммарного гормонального воздействия в течение 18 недель проводили уродинамические измерения под анестезией.
Для уродинамических измерений катетер вводили через верхушку мочевого пузыря в его просвет. Катетер подключали к инфузионному насосу и к датчику давления для измерения давления в мочевом пузыре. Для того, чтобы вызвать рефлексы мочеиспускания, в мочевой пузырь вводили физиологический раствор со скоростью вливания 10 мл/ч. Ультразвуковой датчик потока, подключенный к расходомеру, использовали для измерения скорости потока из дистальной части уретры. Снижение скорости потока мочи, интервалов и объемов мочеиспускания, и увеличение частоты мочеиспускания и давления в мочевом пузыре расценивали как признаки обструктивного мочеиспускания.
Оба отдельно проведенных исследования показали, что богатый ГГМ экстракт древесины хвойных пород имел явное благотворное действие на обструктивное мочеиспускание за счет коррекции признаков обструктивного мочеиспускания, т.е. снижения базального давления в мочевом пузыре (Фигура 2), увеличения скорости потока мочи (Фигура 3) и увеличения объемов мочеиспускания (Фигура 4). Лечение экстрактом также увеличивало интервалы мочеиспускания и снижало частоту мочеиспускания, что показывает улучшение функции мочевого пузыря.
Кроме оценки признаков обструктивного мочеиспускания была выполнена оценка боли в животе (Фигура 5). Оценка боли в тазовой области было выполнена у животных в трех временных точках в ходе исследования путем стимуляции брюшной области самцов крыс нитями фон Фрея. Для сравнения, величину болевого раздражителя измеряли также у крыс, не подвергнутых гормональному воздействию, которые демонстрировали базисный ответ на нити фон Фрея. Результаты показывают, что гормональное воздействие действительно увеличивает боль в области таза, напоминающее клинические признаки у пациентов с воспалением предстательной железы, сопровождающимся тазовой болью. Результаты показывают, что лечение с помощью экстракта уменьшает ощущение боли по сравнению с животными, получавшими носитель, за счет увеличения порога болевой чувствительности.
Основываясь на результатах двух повторных исследований, описанных выше, можно сделать вывод, что экстракты древесины хвойных пород, богатые ГГМ, имеют явное благотворное действие на обструктивное мочеиспускание и уменьшают боли в животе, сопутствующие воспалению. Без привязки к какой-либо гипотезе, в основе механизма действия лежит, скорее всего, прямое воздействие на функции нижних мочевыводящих путей.
Пример 3. Влияние гетерополисахаридных композиций, богатых ГГМ, на частоту возникновения заболеваний раком предстательной железы и предраковые изменения
Образцы предстательной железы, полученные в ходе исследований, описанных в Примере 2, подвергали гистологической оценке для определения предраковых изменений предстательной железы.
2
После фиксации образцов предстательной железы в 10%-ном нейтральном растворе формалина в течение 18-20 часов образцы переносили в 70%-ный этанол для хранения. После этого предстательные железы обезвоживали этанольно-ксилольным раствором и заливали в парафин. Из каждого образца предстательной железы делали срезы толщиной 100-200 мкм. После этого срезы окрашивали гематоксилином и эозином (Г&Э). Гистопатологическая оценка была сделана исходя из окрашенных Г&Э срезов предстательной железы каждого животного. Два среза из каждого блока были исследованы для обнаружения рака (частота возникновения заболеваний и площадь в мм). Средние значения для каждого животного были рассчитаны из значений, полученных на этих двух уровнях исследования.
Результаты показали, что испытуемые экстракты древесины хвойных пород явно снижали общую площадь ракового поражения, измеренную по гистологическим срезам (Фигура 6). Кроме того, гормональное лечение вызывало рак предстательной железы у примерно 57% животных контрольной группы, в то время как в группе животных, получающих лечение экстрактом, заболеваемость раком предстательной железы снизилась примерно до 38%.