ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящая заявка относится к новым антимикробным композициям и
способам применения указанных антимикробных композиций для подавления и лечения микробного роста, микробных инфекций, воспалительных заболеваний, вирусных заболеваний, сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и/или состояний, которые могут регулироваться или могут быть связаны с микробными инфекциями, таких как рак.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Образование биопленок на поверхности медицинских устройств представляет собой серьезную и все более актуальную проблему для медицинского сообщества. Биопленки образуются на многих типах поверхностей, состоящих из большого разнообразия материалов, включая катетеры и порты, металлические поверхности, такие как имплантированные протезные устройства, живую ткань, такую как травмированные участки глубокой раны, и ткани ротовой полости, такие как зубы, ткань десен и кость. Образовывать биопленки может множество типов организмов, включая бактерии и грибы. Также, несмотря на то, что некоторые биопленки могут быть заселены одним видом организмов, гораздо чаще биопленки состоят из целого сообщества различных организмов. В некоторых случаях в патологию, вызванную сообществом биопленки, могут вносить вклад даже вирусы в качестве бактериофагов. Биопленки могут образовывать как грамотрицательные, так и грамположительные бактериальные организмы, а также грибы.
[0003] При заселении биопленки многие организмы, особенно патогены, проявляют измененный профиль чувствительности или устойчивости к антибиотикам. Это, в сочетании с физико-химической защитой, обеспечиваемой биопленкой, сильно затрудняет лечение пациентов с биопленочными инфекциями. Данная проблема еще больше усугубляется тем, что все больше организмов вырабатывают устойчивость к антибиотикам, даже если можно найти способы доставки эффективной дозы антибиотика к обитателям биопленки.
[0004] Дополнительная проблема возникает при попытке разработать антимикробное лечение для уничтожения биопленочной инфекции с применением либо низкомолекулярных агентов, либо антибиотических агентов, которые высокоэффективны против планктонных форм организмов биопленки. Проблема состоит в неспособности антимикробных агентов, таких как антибиотики, проникнуть внутрь биопленки, отчасти вследствие того, что биопленка действует как защита для заключенных в нее микроорганизмов, предотвращая или уменьшая диффузию антибиотика, который, таким образом, достигает целевых организмов лишь в сниженной концентрации. Одним из способов, с помощью которых может работать данный вид барьера, является реагирование с поступающим антимикробным агентом на поверхности или около нее с превращением его в другую, потенциально менее смертоносную, форму. Другой механизм основан на физиологии и постулирует, что в связанных с биопленкой организмах по существу происходит изменение метаболических процессов, по сравнению с планктонными аналогами, и данное изменение уменьшает их чувствительность к антибиотическому агенту. Таким образом, разработка эффективных антимикробных агентов связана с решением множества непростых задач.
[0005] В условиях микробной инфекции также запускаются различные клеточные стрессовые реакции, что приводит к воспалению ткани и активации иммунных клеток. Данные иммунные события, в свою очередь, могут способствовать развитию и/или поддерживать пути, которые лежат в основе расстройств, таких как рак. Тем не менее, молекулярные события, связывающие данные процессы, до конца не ясны, что затрудняет исследования по обнаружению эффективных иммуномодуляторов, которые могут быть полезны для лечения вторичных состояний, связанных с иммунной системой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Настоящая заявка относится к обнаружению новой комбинации ингредиентов, которые совместно эффективны в качестве антимикробного агента. Соответственно, в настоящей заявке описаны новые композиции и способы применения антимикробного агента для подавления и лечения микробного роста, микробных инфекций, а также воспалительных заболеваний, вирусных заболеваний, сердечнососудистых заболеваний, диабета и состояний, которые могут регулироваться или могут быть связаны с микробными инфекциями, таких как рак или предраковые состояния.
[0007] В одном варианте реализации, в настоящей заявке предложен антимикробный агент, содержащий (a) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент.
[0008] В некоторых вариантах реализации, спирт в указанном антимикробном агенте включает этанол. В некоторых вариантах реализации, спирт присутствует в антимикробном агенте в концентрации, равной от приблизительно 1% до приблизительно 95% по объему. В других вариантах реализации, спирт присутствует в количестве от приблизительно 20% до приблизительно 60% по объему. В альтернативных вариантах реализации, спирт присутствует в количестве, приблизительно равном 50% по объему.
[0009] В некоторых вариантах реализации, хелатирующий агент в указанном антимикробном агенте включает этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА) и кислоты и соли указанного соединения. В некоторых вариантах реализации, ЭДТА присутствует в концентрации, равной от приблизительно 5 мг/мл до приблизительно 50 мг/мл. В других вариантах реализации, ЭДТА присутствует в концентрации, равной приблизительно 10 мг/мл.
[0010] В некоторых вариантах реализации, пероксид или пероксидобразующий агент в указанном антимикробном агенте включает перекись водорода (H2O2). В некоторых вариантах реализации, H2O2 присутствует в концентрации, равной от приблизительно 0,05% до приблизительно 40% по объему. В других вариантах реализации, H2O2 присутствует в концентрации, равной от приблизительно 0,05% до приблизительно 10% по объему. В альтернативных вариантах реализации, H2O2 присутствует в концентрации, равной приблизительно 1,5% по объему.
[0011] В некоторых вариантах реализации, антимикробный агент дополнительно включает агент, повышающий вязкость. В некоторых вариантах реализации, агент, повышающий вязкость, включает гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ).
[0012] В некоторых вариантах реализации, антимикробный агент полезен для уменьшения или подавления микробного роста, микробных инфекций, воспалительных заболеваний, вирусных заболеваний, сердечно-сосудистых заболеваний, диабета или состояний, возникших в результате или связанных с микробным ростом или инфекцией. В некоторых вариантах реализации, антимикробный агент полезен для лечения микробного роста, микробных инфекций, воспалительных заболеваний, вирусных заболеваний, сердечно-сосудистых заболеваний, диабета или состояний, возникших в результате или связанных с микробным ростом или инфекцией.
[0013] В другом варианте реализации, в настоящей заявке предложен способ подавления или уменьшения микробного роста, включающий введение субъекту терапевтически эффективного количества антимикробного агента, содержащего: (a) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент. В другом варианте реализации, настоящая заявка относится к способу лечения микробного роста, включающему введение субъекту терапевтически эффективного количества антимикробного агента, содержащего: (а) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент.
[0014] В другом варианте реализации, настоящая заявка относится к способу подавления или уменьшения микробной инфекции, включающему введение субъекту терапевтически эффективного количества антимикробного агента, содержащего: (a) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент. В другом варианте реализации, настоящая заявка относится к способу лечения микробной инфекции, включающему введение субъекту терапевтически эффективного количества антимикробного агента, содержащего: (a) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент.
[0015] В некоторых вариантах реализации, микробный рост или микробная инфекция обусловлена микроорганизмом, выбранным из группы, состоящей из бактерии, гриба, простейших и вируса.
[0016] В некоторых вариантах реализации, указанные способы предназначены для лечения микробного роста или микробной инфекции, связанных с медицинским устройством.
[0017] В другом варианте реализации, настоящая заявка относится к способу подавления или уменьшения воспалительного состояния или заболевания, включающему введение субъекту терапевтически эффективного количества антимикробного агента, содержащего: (a) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент. В другом варианте реализации, настоящая заявка относится к способу лечения воспалительного состояния или заболевания, включающему введение субъекту терапевтически эффективного количества антимикробного агента, содержащего: (a) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент.
[0018] В другом варианте реализации, настоящая заявка относится к способу подавления или уменьшения вирусного состояния или заболевания, включающему введение субъекту терапевтически эффективного количества антимикробного агента, содержащего: (a) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент. В другом варианте реализации, настоящая заявка относится к способу лечения вирусного состояния или заболевания, включающему введение субъекту терапевтически эффективного количества антимикробного агента, содержащего: (a) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент.
[0019] В некоторых вариантах реализации, способы лечения воспалительных или вирусных состояний или заболеваний связаны с микробным ростом или микробной инфекцией. В некоторых вариантах реализации, микробный рост или микробная инфекция связаны с медицинским устройством.
[0020] В некоторых вариантах реализации, способы лечения воспалительных состояний связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом и раком или предраковыми состояниями. В других вариантах реализации, способы лечения вирусных состояний связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом и раком или предраковыми состояниями.
[0021] В другом варианте реализации, настоящая заявка относится к способу подавления или уменьшения состояния или заболевания, возникшего в результате или связанного с микробным ростом или инфекцией, включающему введение субъекту терапевтически эффективного количества антимикробного агента, содержащего: (a) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент. В другом варианте реализации, настоящая заявка относится к способу лечения состояния или заболевания, возникшего в результате или связанного с микробным ростом или инфекцией, включающему введение субъекту терапевтически эффективного количества антимикробного агента, содержащего: (a) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент.
[0022] В некоторых вариантах реализации, состояние или заболевание, возникшее в результате или связанное с микробным ростом или инфекцией, выбрано из группы, состоящей из рака или предраковых состояний, воспалительного заболевания и вирусного заболевания. В некоторых вариантах реализации, указанное состояние представляет собой рак или предраковые состояния.
[0023] В другом варианте реализации, настоящая заявка относится к способу подавления или снижения иммунного ответа, включающему введение субъекту терапевтически эффективного количества антимикробного агента, содержащего: (a) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент.
[0024] В некоторых вариантах реализации, способы подавления или снижения иммунного ответа включают введение указанного антимикробного агента в количестве, эффективном для подавления местной или системной токсичности. В некоторых вариантах реализации, антимикробный агент вводят в количестве, эффективном для подавления уровней или активностей цитокинов или хемокинов и/или уровней или активностей рецепторов цитокинов или хемокинов. В некоторых вариантах реализации, подавление уровней или активностей цитокинов или хемокинов происходит в результате химического подавления или модификации цитокина или хемокина и/или его рецептора.
[0025] В некоторых вариантах реализации, указанный иммунный ответ связан с раком или предраковыми состояниями, воспалительными заболеваниями, вирусными заболеваниями, микробной инфекцией, сердечно-сосудистым заболеванием или диабетом. В некоторых вариантах реализации, иммунный ответ связан с раком или предраковыми состояниями. В некоторых вариантах реализации, микробная инфекция обусловлена микроорганизмом, выбранным из группы, состоящей из бактерии, гриба, простейших и вируса.
[0026] В другом варианте реализации, настоящая заявка относится к способу подавления или уменьшения образования биопленки, включающему: идентификацию участка; и нанесение антимикробного агента на указанный участок, указанный антимикробный агент содержит: (a) воду; (b) низкомолекулярный спирт; (c) пероксид или пероксидобразующий агент; и (d) хелатирующий агент.
[0027] В некоторых вариантах реализации, образование биопленки происходит в результате микробного роста или микробной инфекции. В некоторых вариантах реализации, микробный рост или микробная инфекция обусловлена микроорганизмом, выбранным из группы, состоящей из бактерии, гриба, простейших и вируса.
[0028] В некоторых вариантах реализации, субъект представляет собой человека.
[0029] В некоторых вариантах реализации, антимикробный агент вводят путем местного нанесения, внутривенной инъекции, интраперитонеальной инъекции или имплантации, внутримышечной инъекции или имплантации, инъекции внутрь пораженных тканей (внутрь опухоли), подкожной инъекции или имплантации, внутрикожной инъекции, с помощью суппозиториев, пессариев, энтерального введения или назальным путем. В некоторых вариантах реализации, агент вводят путем местного нанесения.
[0030] В некоторых вариантах реализации, антимикробный агент вводят в участок, выбранный из группы, состоящей из участка раны, участка катетера, участка хирургического вмешательства, места осуществления инъекции, катетера, просвета катетера, участка термического ожога, участка химического ожога, участка лучевого ожога, участка повреждения кожи, участков ротовой полости, костных участков, анальных участков, вагинальных участков, участков шейки матки, участков вульвы, участков мужских половых органов, изъязвленных участков кожи, участков с акне, участков с актиническим кератозом, воспаленных участков, раздраженных участков, участков желудка, участков желудочно-кишечного тракта, участков пищевода, участков пищеводно-желудочно-кишечного тракта, участков кишечника, участков сердца, участков сосудов, участков носа, участков носоглотки и участков уха.
[0031] Данное краткое описание изобретения приведено для ознакомления с упрощенными концепциями, связанными с антимикробными композициями и способами применения указанных антимикробных композиций, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании изобретения. Данное краткое описание не предназначено для идентификации существенных признаков заявленного изобретения, а также не должно использоваться для ограничения объема притязаний.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0032] Если не указано иначе, все технические термины, использованные в данной заявке, имеют те же значения, которые обычно понимает средний специалист в области, к которой относится настоящее изобретение.
[0033] В данной заявке термины "субъект", "пациент" и "индивид" используют взаимозаменяемо, и они означают млекопитающего субъекта (например, человека), которого нужно лечить и/или от которого нужно получить биологический образец.
[0034] В данной заявке термин "образец" используют в наиболее широком его смысле. Например, образец включает полинуклеотиды, пептиды, антитела и тому подобные, может включать жидкость организма, растворимую фракцию препарата клеток или среды, в которых растили клетки, геномную ДНК, РНК или кДНК, клетку, ткань, кожу, волос и тому подобные материалы. Примеры образцов включают биоптаты, сыворотку, кровь, мочу, плазму и слюну.
[0035] В данной заявке термин "безопасное и эффективное количество" относится к такому количеству компонента, которого достаточно для выработки желательного терапевтического ответа без неспецифических неблагоприятных побочных действий (таких как токсичность, раздражение или аллергический ответ), в соответствии с приемлемым соотношением риск/польза, когда он используется, как описано в данной заявке.
[0036] В данной заявке термин "терапевтически эффективное количество" означает количество композиции, описанной в данной заявке, эффективное для выработки желательного терапевтического ответа.
[0037] Конкретное безопасное и эффективное количество или терапевтически эффективное количество будет зависеть от таких факторов, как конкретное состояние, которое лечат, физическое состояние пациента, тип млекопитающего или животного, которого лечат, продолжительность лечения, природа сопутствующей терапии (если такая проводится), конкретные используемые лекарственные формы и структура соединений или их производных.
[0038] В данной заявке термин "лечение" обозначает нанесение или введение терапевтического агента пациенту, или нанесение или введение терапевтического агента в выделенную ткань или линию клеток от пациента, который имеет заболевание, симптом заболевания или предрасположенность к заболеванию, с целью излечить, заживить, ослабить, облегчить, изменить, устранить, снизить выраженность, улучшить или повлиять на заболевание, симптомы заболевания или предрасположенность к заболеванию. Например, "лечение" пациента, у которого не были обнаружены симптомы или клинически значимые проявления заболевания или расстройства, представляет собой предупредительную или профилактическую терапию, тогда как клиническое, лечебное или паллиативное "лечение" пациента, у которого были обнаружены симптомы или клинически значимые проявления заболевания или расстройства, как правило, не представляет собой предупредительную или профилактическую терапию.
[0039] Композиции и способы, сходные или эквивалентные описанным в данной заявке, можно применять при осуществлении или проверке настоящей заявки. Подходящие композиции и способы описаны ниже.
[0040] Существует потребность в идентификации улучшенных антимикробных агентов с улучшенной активностью (и, в некоторых случаях, с уменьшенной токсичностью) для оптимального терапевтического применения и для разработки терапевтически эффективных схем лекарственной терапии для данных антимикробных агентов. Более того, существует потребность в лекарственных формах, которые полезны для множества смежных клинических показаний. Настоящая заявка удовлетворяет такие потребности и дополнительно обеспечивает другие схожие преимущества.
[0041] Настоящая заявка основана на новой комбинации ингредиентов, которые предназначены, чтобы действовать в качестве антимикробного агента для применений в медицине. Антимикробный агент согласно настоящей заявке содержит по меньшей мере три ингредиента, и разработан таким образом, что все ингредиенты в указанном антимикробном агенте пригодны для доставки в малых количествах в организм пациента человека или животного и не вызывают длительных нежелательных эффектов. Известно, что отдельные ингредиенты в указанном антимикробном агенте согласно настоящей заявке безопасны для нанесения или введения в организм человека или животного по меньшей мере на низких уровнях. Настоящая заявка относится к новой комбинации отдельных ингредиентов, которые обеспечивают существенный уровень антимикробного, антибактериального, противогрибкового, противовоспалительного или противовирусного действия, направленного против биопленок, или иммуномодулирующего действия, или некоторую комбинацию данных свойств.
Образование биопленки
[0042] Образование биопленок на многих типах поверхностей представляет собой серьезную и растущую медицинскую проблему. Биопленки могут образоваться на многих поверхностях, включая катетеры и порты, металлические поверхности, такие как имплантированные протезы, живая ткань, например, травмированные глубокой раной участки и ткани ротовой полости, такие как зубы, ткань десен и кость, среди прочих.
[0043] Развитие устойчивости к антибиотику у многих из микроорганизмов, заселяющих биопленки, усложняет разработку эффективного лекарства. Вдобавок, проникновение агента в биопленку представляется существенным препятствием. Было постулировано два сценария в попытках объяснить механизмы, лежащие в основе проникновения в биопленки, и бактериальной устойчивости, которая возникает в результате этого. В основе первого объяснения лежит транспорт, и предполагается, что биопленка действует как защита заключенных в нее микроорганизмов путем предотвращения или уменьшения распространения антибиотика, который, таким образом, достигает целевых организмов только в сниженной концентрации. Одним из способов, с помощью которого может работать данный вид барьера, является реагирование с поступающим антимикробным агентом на поверхности или около нее, с его превращением в отличную и потенциально менее летальную форму. Второе объяснение основано на физиологии и постулирует, что в связанных с биопленкой организмах по существу происходит изменение метаболических процессов, по сравнению с планктонными аналогами, и данное изменение уменьшает их чувствительность к антибиотическим агентам.
Чувство кворума
[0044] Наиболее существенному прогрессу в понимании биопленок способствовало открытие чувства кворума (quorum sensing, QS) как способа, с помощью которого образующие биопленку бактерии обмениваются информацией о своем присутствии и инициируют процесс образования биопленки, когда их количество достигает некоторого порогового значения. Поиск коммуникативного "переключателя", работающего на молекулярном уровне, привел к обнаружению семейства ацил-гомосерин лактонов (АГЛ) как первичной коммуникативной молекулы чувства кворума у грамотрицательных бактерий. У грамположительных бактерий чувство кворума включает каскад, состоящий из по меньшей мере трех этапов, но доминирующим, по меньшей мере у некоторых видов, является АГЛ. Теперь известно, что как у грамотрицательных, так и у грамположительных бактерий детектирование сигнала QS осуществляется посредством экспрессии гена. Как только АГЛ удается занять сайт связывания чувствительной молекулы, он инициирует каскад реакций, который приводит к образованию экзополисахаридной "слизи" биопленки.
[0045] Сходное семейство молекул обеспечивает функцию чувства кворума у грамположительных бактерий, хотя изученных случаев всего лишь несколько. В по меньшей мере некоторых случаях, грамположительные бактерии используют трехэтапный путь чувства кворума, но путь, включающий АГЛ, все же представляет собой первичный путь. В по меньшей мере одном случае, у морского организма Vibrio harveyi, система QS хорошо изучена, и включает три параллельные системы. Даже в этом более сложном случае, система АГЛ все же первична. В данном конкретном случае, вариант АГЛ представляет собой N-(3-гидроксибутаноил)гомосерин лактон.
[0046] Все АГЛ содержат лактоновое кольцо и атом N в 3 положении. Изменения в структуре происходят, главным образом, в N-связанной цепи, и затрагивают размер, форму, длину цепи, насыщение и присутствие или отсутствие гетероатомов. Встречаются изменения между видами. Среди данных изменений встречаются степени насыщения в N-связанной боковой цепи. Известно несколько случаев, в которых боковая цепь циклическая. Существуют доказательства, свидетельствующие о том, что АГЛ связывается с активным сайтом молекулы-переключателя, которая, в свою очередь, вызывает продукцию экзополисахарида (ЭПС), основного структурного элемента биопленок. Данные доказательства включают тот факт, что было показано, что ряд 3-замещенных фуранонов являются сильными антагонистами связывания АГЛ. Данные фураноны сходны по своей структуре с АГЛ, конечно, некоторые встречаются в природе и некоторые получены синтетически, некоторые содержат в качестве заместителя гетероатом, например, Br, и содержат в качестве заместителя в 3 положении боковые цепи приблизительно аналогичной структуры. Часто, в структурах фуранонового кольца присутствуют ненасыщенности (т.е., связи C=C), которые не абсолютно аналогичны таковым в лактоновом кольце АГЛ. Данные ненасыщенности в кольце не предотвращают антагонизм АГЛ фураноном. Так как ключевой структурный компонент фуранона представляет собой кольцо, а не боковая цепь, изменения в боковой цепи не вызывают существенных изменений в антагонизме, тогда как изменения, такие как, например, замена галогена в заместителях кольца, вызывают такие изменения.
[0047] Вторая характерная особенность поведения фуранона состоит в том, что фуранон, как правило, неспособен полностью блокировать связывание АГЛ. Как правило, считают, что это свидетельствует о конкурентном связывании между нативным АГЛ и рецептором, или между аналогичной структурой (ненативного) фуранона и рецептора. Если это соответствует действительности, конкурентное связывание, наиболее вероятно, также обратимо, хотя, насколько нам известно, этого не было установлено.
[0048] Если предположить, что связывание обратимо в обоих случаях, будут применимы равенства, показанные в Уравнении 1 и Уравнении 2 (мы допустили, что [LuX-1 инициатор]=1):
[0051] Присвоение К-значения KFur приблизительно, на основании значения для аналогичных реакций. При разработке антимикробного агента согласно настоящей заявке принимают во внимание желательную реакцию между спиртом (т.е., в частности, этанолом (EtOH)) и АГЛ, которая будет эффективно разрушать биопленки. Антимикробный агент согласно настоящей заявке содержит полезную смесь EtOH, пероксида водорода (H2O2) и хелатирующего агента, в частности, этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА). Таким образом, антимикробный агент согласно настоящей заявке обладает по меньшей мере двумя свойствами, полезными для разрушения биопленки, просто на основании его состава.
[0052] Сообщали, что ЭДТА разрушает некоторые биопленки, и EtOH токсичен для множества бактерий биопленки, включая бактерии, заселяющие биопленки, а также планктонные бактерии. Для увеличения спектра случаев, в которых патогенные организмы уничтожаются, антимикробный агент согласно настоящей заявке будет также подавлять или предотвращать образование биопленки. Такая стратегия улучшит спектр уничтожения антимикробным агентом благодаря подавлению образования биопленки, таким образом, сохраняя больший процент бактерий в планктонном состоянии, т.е. сохраняя их в состоянии, в котором они лучше поддаются уничтожению антибактериальными или антибиотическими агентами. Одним способом, с помощью которого можно достичь данной цели, является нарушение системы QS, что, в свою очередь, предотвратит переход от планктонного к биопленочному состоянию.
[0053] Наш подход к разрушению АГЛ отличается от предыдущей работы. Вместо того чтобы пытаться разработать ферментативное блокирующее вещество, которое специфично займет сайт связывания АГЛ, мы предпочли изменить химическую структуру самого АГЛ. Если не позволять содержанию АГЛ достигнуть критического уровня, необходимого для QS, все бактерии останутся незащищенными и неактивными.
[0054] Существует несколько хорошо известных реакций, которые могут вызвать неокислительное разрушение молекулы АГЛ при умеренных температурах, близком к нейтральному pH в спиртовом водном растворе, таком как антимикробный агент согласно настоящей заявке.
[0055] Вариант 1: Гидролиз с размыканием цикла в функциональной группе лактона:
АГЛ+H2O<=>HO-(CH2)2-CH-(CONH-R)-COOH
[0056] Вариант 2: Этанолиз с размыканием цикла (т.е., переэтерификация) в функциональной группе лактона:
АГЛ+EtOH<=>HO-(CH2)2-CH-(CONH-R)-COOEt
[0057] Вариант 3: Гидролиз амидной функциональной группы в боковой цепи с помощью воды:
АГЛ+H2O<=>3-аминотетрагидрофуран-2-он+HOOC-R (как правило, жирная кислота).
[0058] Все перечисленные реакции представляют собой равенства, удельные константы равновесия которых нелегко найти. Тем не менее, можно использовать несколько химических принципов для оценки параметров данных реакций, чтобы определить, обеспечивают ли они необходимые свойства для предотвращения образования или подавления биопленки. Во-первых, даже если константа равновесия гидролиза неблагоприятно мала, например, если структура АГЛ поддерживается термодинамикой или кинетикой гидролиза или этанолиза с размыканием цикла, вследствие большого различия в концентрациях должны произойти разумные количества реакции. Известно, что АГЛ активен в наномолярных (нМ) концентрациях. С другой стороны, обычный антимикробный агент согласно настоящей заявке может содержать, например, 20-60% EtOH в воде по объему. Плотность данных растворов составляет приблизительно 1,0-1,2 г/мл. Это позволяет предположить, что 60% раствор EtOH будет включать приблизительно 500-600 г/л EtOH, т.е., приблизительно 11 M в EtOH и приблизительно 28-30 М в воде. Данные уровни превосходят концентрацию АГЛ в 109 раз. Таким образом, даже если константа равновесия очень неблагоприятна, в состоянии равновесия будут ожидаться малые, но, вероятно, достаточные количества реакции гидролиза/этанолиза.
[0059] Тем не менее, может произойти реакция второй фазы, а именно, поглощение кислорода продуктом гидролиза/этанолиза, так как H2O2 присутствует в антимикробном агенте согласно настоящему изобретению на уровнях обычно около 3-6% (приблизительно 1,5 M-3,0 M). Реакции с участием пероксида часто обладают быстрой кинетикой, как правило, основанной на реакционноспособных свободных радикалах и/или на физической утечке продукта реакции, например, на испускании газа. Таким образом, в данном случае будет ожидаться, что равновесие между немодифицированным АГЛ и либо водой, либо этанолом сместится в сторону гидролизованного или этилированного продукта, так как его партнер по равновесию быстро превращается в другие соединения. Таким образом, АГЛ удаляют из раствора, или его концентрацию настолько снижают, чтобы поддерживать его уровни ниже критического порога QS. Следовательно, QS будет нарушено, даже если присутствует большое количество инокулята бактерий.
Антимикробные агенты согласно настоящей заявке
[0060] Антимикробные агенты согласно настоящей заявке содержат спирт, пероксид или пероксидобразующий агент и хелатирующий агент, оставшаяся часть состоит из воды. Уникальная особенность разработки антимикробного агента согласно настоящей заявке и синергическое действие, возникающее в результате комбинирования отдельных компонентов, обеспечивают спектр действия, который позволяет избежать трудностей, связанных с однокомпонентным лечением.
[0061] Антимикробные агенты согласно настоящей заявке содержат спирт, предпочтительно низкомолекулярный спирт. Он может присутствовать в концентрации, равной от приблизительно 1% до приблизительно 95% по объему, предпочтительно от приблизительно 20% до приблизительно 60% по объему, и более предпочтительно в концентрации, равной приблизительно 50% по объему. Типичные спирты, которые предусмотрены в настоящей заявке, включают, но не ограничены перечисленными: этанол, изопропиловый спирт, н-пропиловый спирт, бутанол, пентанол, фенол и производные фенола, фуранол и производные фуранола, диолы, триолы, полиолы, содержащие цепь, кольцо и ароматические группы, и тому подобные соединения. Антимикробный агент содержит этанол, и предпочтительно содержит приблизительно 50% этанола по объему.
[0062] Антимикробные агенты согласно настоящей заявке также содержат пероксид или пероксидобразующий агент. Он присутствует в концентрации, равной от приблизительно 0,05% до приблизительно 40% по объему, предпочтительно от приблизительно 0,05% до приблизительно 10% по объему, и более предпочтительно в концентрации, равной приблизительно 1,5% по объему. Типичный пероксид или пероксидобразующие агенты, которые предусмотрены в настоящей заявке, включают, но не ограничены перечисленными: перекись водорода (H2O2), перекись карбамида (т.е., пероксид мочевины), пероксикислоты, такие как пероксиуксусная кислота, пероксибензойная кислота, уксусный ангидрид и тому подобные соединения. В некоторых случаях, вещества, образующие свободный гидроксил или образующие свободные радикалы, могут присутствовать или заменять перекись водорода. Типичные вещества, образующие свободные радикалы, которые предусмотрены в настоящей заявке, включают, но не ограничены перечисленными: перекись ацетона, перекись трет-бутила, ди-трет-бутилдиазин ((t-Bu)2N2) и тому подобные соединения. Другие вещества, образующие свободные радикалы, включают такие вещества, которые образуют свободные радикалы под воздействием, например, ультрафиолетового излучения. Антимикробный агент содержит H2O2, и предпочтительно содержит приблизительно 1,5% H2O2 по объему.
[0063] Антимикробные агенты согласно настоящей заявке дополнительно содержат одно или более соединений, которые представляют собой хелатирующие агенты (хелаторы). Они присутствуют в антимикробных агентах согласно настоящей заявке в виде, который требуется для подведения pH раствора до желательного уровня для конкретного применения. Типичные хелатирующие агенты, которые предусмотрены в настоящей заявке, включают, но не ограничены перечисленными: этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА), цитрат и соли указанных соединений, другие содержащие заместители соединения, такие как салициловая кислота или эфиры салициловой кислоты, и тому подобные соединения. Антимикробный агент содержит ЭДТА, и предпочтительно в концентрации, равной от приблизительно 5 мг/мл до приблизительно 50 мг/мл, более предпочтительно в концентрации, равной приблизительно 10 мг/мл.
[0064] Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, известно, что хелаторы, главным образом, действуют с образованием сильных связей с большим разнообразием неорганических или органических ионов, что делает их относительно недоступными для использования в метаболических процессах различных типов. В частности, предотвращается связывание или использование указанных ионов некоторыми белками и/или ферментными системами, которые поддерживают или вызывают определенные процессы в обмене веществ. Типичные белки, про которые известно, что они связываются с различными ионами, представляют собой матриксные металлопротеиназы (ММР), которые связывают двухвалентные катионы, такие как цинк (Zn+2). Хелатирующее действие таких агентов, как ЭДТА, может ингибировать активность ММР, лишая ММР иона Zn+2 (который необходим для ее функционирования). Таким образом, хелатирующие агенты (такие как ЭДТА) в антимикробных агентах согласно настоящей заявке могут способствовать контролированию, подавлению или избеганию разрушения ткани, вызванного ММР. Металлокарбамазам также требуются двухвалентные катионы, например, цинк, и они могут быть другими мишенями ЭДТА или аналогичных хелаторов. Также предусмотрены другие металлопротеиназы.
[0065] Белки с цинковыми пальцами, как правило, считают ДНК-связывающими защитными белками. Они содержат одну или более коротких петель с консервативным мотивом His-Cys, связывающим, как правило, один ион цинка на петлю. Они осуществляют функцию защиты ДНК путем окутывания молекулы ДНК белковой "перчаткой", которая, в свою очередь, удерживается на месте одним или более вставленными цинковыми пальцами, располагающимися с определенными интервалами вдоль спирали ДНК. Как правило, образование и стабильность цинкового пальца может быть нарушена хелаторами, такими как ЭДТА, которые связывают и контролируют количество свободного Zn+2, таким образом, обеспечивая способ, с помощью которого антимикробные агенты согласно настоящей заявке наделяются потенциалом изменять степень защиты ДНК или воздействия на ДНК других агентов.
[0066] Вдобавок, известно, что для образования и/или поддержания липополисахаридной матрицы, которая образует основную часть биопленки, необходимо присутствие двухвалентных ионов, в частности, ионов Mg+2 и Са+2. Дополнительно известно, что ЭДТА наделяет раствор способностью нарушать или полностью разрушать существующую биопленку, и задерживать или предотвращать ее образование по меньшей мере в случае некоторых важных с медицинской точки зрения образующих биопленку организмов. Следовательно, разумно предположить, что включение ЭДТА или других хелаторов в антимикробный агент согласно настоящей заявке, особенно вместе с другими активными ингредиентами, будет синергически полезно для предотвращения и уничтожения биопленки.
[0067] В применениях, в которых существует возможность, что антимикробный агент согласно настоящей заявке может контактировать с кровью пациента, желательно, чтобы антимикробный агент содержал антикоагулянт.ЭДТА часто используют в современной медицинской практике в качестве антикоагулянта, например, в пробирках для взятия крови, например, Vacutainers® (Becton Dickinson и Company, Резерфорд, Нью-Джерси). Внутривенное применение хорошо известно, например, в случаях хелатирующей терапии для облегчения, среди прочего, отравлений, вызванных тяжелыми металлами (например, свинцом, Pb). Антикоагулянтная функция ЭДТА, таким образом, обеспечивает антимикробному агенту согласно настоящей заявке дополнительное применение, особенно в ситуациях контакта с кровью. Другое важное преимущество включения ЭДТА в антимикробный агент согласно настоящей заявке обеспечивается в случае раствора для блокировки катетера, когда обеспечен контакт с кровотоком пациента. ЭДТА подходит для внутривенной терапии, а также широко применяется для лечения отравлений тяжелыми металлами.
[0068] ЭДТА можно применять в различных формах, например, в виде чистой кислоты, или, например, в виде динатриевой соли, или, например, динатриевой соли кальция, дикалиевой соли или тетранатриевой соли. Во всех данных и других случаях, фактический ионный состав ЭДТА в антимикробном агенте согласно настоящей заявке будет корректироваться, при этом ЭДТА действует как буфер, так как подводят pH. Более того, ЭДТА обеспечивает защитную функцию в растворе антимикробного агента согласно настоящей заявке, как и в других известных случаях, путем защиты пероксида от распада, катализируемого двухвалентными ионами.
[0069] В настоящей заявке предложено неожиданное открытие, состоящее в том, что хотя ЭДТА обладает относительно низкой растворимостью в растворах, например, этанола, пероксид или пероксидобразующие агенты, такие как перекись водорода (H2O2), могут действовать как эффективный сорастворитель. Например, в растворах с 50% об./об. этанола или выше и при pH, близком к физиологическому, но в отсутствии H2O2, растворимость ЭДТА ограничена менее чем 10 мг/мл. Тем не менее, когда H2O2 присутствует, даже на таких низких уровнях, как 1-2%, легко получить стабильные растворы ЭДТА при концентрации 10 мг/мл и по меньшей мере 50-60% об./об. этанола, и они стабильны (т.е., не наблюдается преципитация или другие изменения) при столь низких температурах, как 0°C. Более того, даже в растворах с 50% об./об. этанола, ЭДТА в присутствии 6% H2O2 оставалась растворимой при столь высокой концентрации, как 40 мг/мл, как при 27°C, так и при 0°C. Этот неожиданный эффект возникал не из-за присутствия дополнительного количества воды, вносимой с H2O2, о чем свидетельствовал тот факт, что данный эффект наблюдается даже когда общее количество воды в растворе поддерживалось постоянным.
[0070] Таким образом, уникальная комбинация отдельных ингредиентов в антимикробном агенте согласно настоящей заявке обеспечивает относительно высокие концентрации этанола, высокие концентрации ЭДТА и уровни перекиси водорода, которые недоступны при использовании других способов. Антимикробный агент согласно настоящей заявке обладает неожиданной стабильностью, и, кроме того, может быть функционально эффективным и универсальным антимикробным агентом. Исследования стабильности показали срок хранения (при комнатной температуре) для 4% растворов H2O2 с высокими концентрациями этанола (50%) и высокими концентрациями ЭДТА (10 мг/мл или больше) свыше 14 месяцев при сохранении по существу всей эффективности пероксида и спирта. Неожиданная стабильность ЭДТА от преципитации, обеспечиваемая H2O2, и стабильность перекиси водорода от распада, обеспечиваемая ЭДТА, представляет собой пример синергии, обычно не наблюдаемой в неодушевленных системах и напоминающей взаимоотношения при симбиозе. Можно применять дополнительные хелатирующие агенты, чтобы приспособить антимикробный агент согласно настоящей заявке для определенных применений. Примеры данных хелатирующих агентов могут включать, но не ограничены перечисленными: дипиколиновую кислоту, цитрат, производные пиридина, различные диамины или содержащие заместители диамины, и тому подобные соединения.
[0071] Кроме неожиданной стабильности, относительно высокие концентрации спирта (такого как этанол) в антимикробном агенте согласно настоящей заявке позволяют сохранять бактерицидные свойства по существу без снижения благодаря уникальным свойствам, обеспечиваемым пероксидным агентом (таким как H2O2) и хелатирующим агентом (таким как ЭДТА) в комбинации. Например, существует ряд доказательств, которые позволяют предположить, что проникновение в биопленку H2O2 может быть снижено вследствие присутствия реагирующих с пероксидом агентов, например, каталазы или пероксидазы, около наружной (дистальной) поверхности биопленки, и что только сниженные концентрации могут проникнуть глубоко внутрь. Присутствие этанола в антимикробном агенте согласно настоящей заявке может помочь облегчить потенциальное снижение проникновения H2O2 благодаря эффекту, открытому Mukergee и др. При некоторых медицинских состояниях, например, вызванных Candida albicans, присутствие этанола сможет значительно уменьшить толщину биопленки благодаря присутствию и действию фермента алкогольдегидрогеназы (ADH). Заселение биопленкой, например, катетера уменьшается. Дополнительно, этанол присутствует в большой концентрации по сравнению как с ферментом, так и с его кофактором, NADH. Потребление этанола будет сильно ограничено, в частности, потому что на одном из механистических этапов алкогольдегидрогеназа использует свободный ион Zn+2. Таким образом, в комбинированном действии антимикробного агента, ЭДТА связывает цинк и одновременно атакует структуру биопленки, в которой находится ограниченное количество кофактора NADH для ADH, и лишь малая фракция всего этанола будет израсходована, а оставшаяся основная часть будет действовать, чтобы быстро проникнуть внутрь биопленки, осуществляя бактерицидный эффект.
[0072] Агент, повышающий вязкость (такой как загуститель или гелеобразующий агент) также может быть желательным. Типичные агенты, повышающие вязкость, включают, но не ограничены перечисленными: карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ), метилцеллюлозу, метилгидроксиэтилцеллюлозу (МГЭЦ), гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксиалкилцеллюлозы натрия и их смеси. Также предусмотрены другие агенты, повышающие вязкость, в том числе, но не ограничены перечисленными: продукты на основе кремния, такие как диметикон и силикагели. Антимикробный агент содержит гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ) предпочтительно в концентрации, равной приблизительно 0,7% по объему.
[0073] В антимикробный агент согласно настоящей заявке можно включать дополнительные ингредиенты. Как правило, необходимо подвести pH антимикробного агента для конкретных применений. Например, в применениях, где антимикробный агент может быть кислым при получении, можно добавить основание, как правило, но не исключительно, раствор гидроксида натрия, чтобы подвести pH до желательного уровня pH или до физиологического pH. В качестве альтернативы, если антимикробный агент основный при получении, можно добавить кислоту, как правило, но не исключительно, любую из соляной кислоты, лимонной кислоты или уксусной кислоты, чтобы вернуть pH к желательному уровню pH или к физиологическому pH. В некоторых вариантах реализации, может оказаться желательным, чтобы антимикробный агент обладал несколько ненейтральным или нефизиологическим pH, в таком случае осуществляют дополнительные корректировки. В крайних случаях, может понадобиться далекий от нейтрального антимикробный агент, в таком случае может понадобиться дополнительный буфер. Такие буферы хорошо известны практикующим специалистам в данной области и множество из них доступно для применения.
[0074] Остальную часть антимикробного агента составляет вода.
[0075] Состав антимикробного агента (например, силу ингредиентов) можно специально приспособить для определенных нужд индивида. Например, состав может зависеть от таких факторов, как природа повреждения, глубина раны, продолжительность времени, истекшего после повреждения, суперинфекция, наличие кровеносных сосудов и общее состояние пациента (например, шок, почечная недостаточность, кардиореспираторная недостаточность, коагулопатия). В качестве альтернативы, антимикробный агент согласно настоящей заявке можно применять в сочетании с медицинскими перевязочными материалами. Предпочтительно, перевязочный материал может представлять собой нетоксичный материал, который будет высвобождать антимикробный агент в желательные области лечения. Подходящие перевязочные материалы будут зависеть от природы повреждения и общего состояния пациента.
[0076] Антимикробный агент согласно настоящей заявке для некоторых применений может предпочтительно быть в виде раствора. Для других применений, предпочтительная форма антимикробного агента согласно настоящей заявке может быть другой, например, гель, крем, мазь, капли, инъекция, спрей, твердые формы, такие как таблетки, и тому подобные формы.
[0077] Антимикробный агент согласно настоящей заявке можно вводить болюсно или множеством доз в течение некоторого периода времени в зависимости от общего состояния пациента и требуемого медицинского обслуживания.
[0078] Антимикробный агент согласно настоящей заявке можно вводить с помощью множества способов, включая, но не ограничиваясь перечисленными: местное нанесение, внутривенную инъекцию, интраперитонеальную инъекцию или имплантацию, внутримышечную инъекцию или имплантацию, инъекцию внутрь пораженных тканей (например, внутрь опухоли), подкожную инъекцию или имплантацию, внутрикожную инъекцию, введение с помощью суппозиториев, пессариев, энтеральное введение или назальный путь введения. Предпочтительно, антимикробный агент согласно настоящей заявке вводят путем местного нанесения.
[0079] Антимикробный агент согласно настоящей заявке можно вводить во множество участков, включая, но не ограничиваясь перечисленными: участок раны (включая кожу вокруг участка раны), участок катетера, участок хирургического вмешательства, место осуществления инъекции, катетер, просвет катетера, участок термического ожога, участок химического ожога, участок лучевого ожога, участок повреждения кожи (ссадины), участки ротовой полости (такие как лейкоплакии, карциномы-in-situ, карциномы ротовой полости, "афтозный стоматит" (т.е., открытые повреждения), костные участки (с остеомиелитом, например, вызванным Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii), анальные участки, вагинальные участки, участки шейки матки, участки вульвы, участки мужских половых органов, изъязвленные участки кожи (например, диабетические язвы стопы, места decubiti ("пролежней")), участки акне (например, лицевые, туловищные и другие), участки актинического кератоза, воспаленные участки, раздраженные участки, участки желудка, участки желудочно-кишечного тракта (верхние и нижние), участки пищевода, участки пищеводно-желудочно-кишечного тракта, участки кишечника, участки сердца, участки сосудов, участки носа, участки носоглотки и участки уха и раствор, блокирующий катетер.
Примеры применения антимикробных агентов
[0080] Антимикробный агент согласно настоящей заявке может быть предназначен для подавления или снижения микробного роста. Антимикробный агент согласно настоящей заявке также может быть предназначен, чтобы подавлять или снижать микробный рост.
[0081] Антимикробный агент согласно настоящей заявке может быть предназначен для подавления или уменьшения микробных инфекций. Антимикробный агент согласно настоящей заявке также может быть предназначен, чтобы подавлять или уменьшать микробные инфекции.
[0082] Микробный рост или микробные инфекции могут быть обусловлены различными микроорганизмами, включая, но не ограничиваясь перечисленными: бактерию, гриб, простейшие и вирус. В некоторых применениях, микробный рост или микробная инфекция могут быть связаны с медицинским устройством, включая, но не ограничиваясь перечисленными: катетеры, стенты, медицинские имплантанты, зубные устройства и имплантанты, протезы и имплантанты и сердечные устройства и имплантанты.
[0083] Также предполагается, что антимикробный агент согласно настоящей заявке можно применять на некоторых важных поверхностях, находящихся вне организма субъекта или пациента, но расположение которых позволяет быстрый доступ патогенных микроорганизмов в ткани или кровоток субъекта или пациента. Такие участки включают, без ограничения, просветы катетеров, места введения катетера и порты катетера. Антимикробный агент также можно применять во внутривенных и тому подобных устройствах. Вдобавок, раны, ожоги, повреждения и полости кожи, участки ротовой полости, участки шейки матки, вагинальные участки, участки вульвы, участки мужских половых органов, анальные участки, участки пищевода, участки желудка, участки желудочно-кишечного тракта, участки пищеводно-желудочно-кишечного тракта, участки кишечника и тому подобные участки представляют собой предполагаемые места для применения антимикробного агента согласно настоящей заявке. Например, предполагается, что антимикробный агент согласно настоящей заявке можно доставить в такие участки путем установки эндоскопической или рентгенологической трубки и внутрипросветной инфузии.
[0084] Антимикробный агент согласно настоящей заявке можно применять в качестве такого иммуномодулятора, который взаимодействует с матриксными металлопротеиназами (ММР) или другими цитокинами или хемокинами и модулирует степень взаимодействия между данными встречающимися в природе веществами и соответствующими тканями. Повышенная экспрессия данных встречающихся в природе веществ может вызывать нежелательное или опасное воспаление и другие нарушения, связанные с заживлением или восстановлением после травмы или болезни.
[0085] Соответственно, предполагается, что антимикробный агент согласно настоящей заявке можно применять для регулирования или изменения количеств, уровней или активностей ММР, цитокина или хемокина, или блокаторов TNF-альфа, как правило, путем химического взаимодействия. Например, ММР так названы, потому что для их функционирования требуется присутствие по меньшей мере одного иона двухвалентного металла, как правило Zn+2. Один компонент антимикробного агента согласно настоящей заявке разработан таким образом, чтобы образовывать координационный или хелатный комплекс с ионами поливалентных металлов, таким образом, предотвращая их доступность для использования ММР. Например, фактор некроза опухоли (TNF)-альфа-превращающий фермент (ТАСЕ) представляет собой ММР и ключевую шеддазу, которая высвобождает TNF-альфа из неактивного связанного с клеткой предшественника. Активность TACE может быть серьезно нарушена отсутствием ионов поливалентных металлов, которые были связаны хелатирующим компонентом антимикробного агента согласно настоящей заявке. Это, в свою очередь, уменьшит количество, уровень и активность активного TNF-альфа и вызванного TNF-альфа провоспалительного действия. Аналогично, другой компонент антимикробного агента согласно настоящей заявке разработан таким образом, чтобы вызывать окисление некоторых участков ферментативных молекул, обеспечивая средство, с помощью которого они инактивируются или денатурируют. Данное окислительное действие вызывает окисление серосодержащих аминокислот в структурах ферментов, и это изменение приводит к изменениям в заряде, образовании водородных связей, образовании связей с растворителем и способности к гидратации и, следовательно, к изменению общей пространственной конфигурации и формы белка, вызывая существенные изменения в его каталитических свойствах. Дополнительно предполагается, что окислительный компонент антимикробного агента согласно настоящей заявке может вызывать окисление серосодержащих аминокислот, распространенных в провоспалительных цитокинах и хемокинах (таких как IL-8, IL-12, IL-6 и TNF-альфа), что может значительно изменить уровни и активности данных белков.
[0086] Кроме синергического действия в отношении функций хелатирования и окисления, оказываемому компонентами антимикробного агента, он также обладает способностью обеспечивать взаимодействие с растворителем, что может изменить гидратацию, образование водородных связей и гидрофильное/гидрофобное равновесие во всем биоокружении. Такие изменения могут быть важны, например, для модифицирования различных мембран, которые важны для патогенных организмов, и, возможно, даже для модифицирования структуры вирусов или их вирулентности, путем модифицирования целевых для бактерий мембран, и даже мишеней в эукариотической клетке, например, эндоплазматического ретикулума (ER) или митохондрий. Аналогично, такие изменения также важны в том отношении, что они могут влиять на межклеточную и/или внутриклеточную передачу сигналов (часто путем ее нарушения) прокариотов и эукариотов, включая многоклеточные организмы, включая людей. В высших организмах, включая людей, такая химическая передача сигналов может вызывать многие состояния, включая, например, раки, на любой из канцерогенной стадии, стадии развития раков или метастатических стадий. Комплекс действий, осуществляемых антимикробным агентом согласно настоящей заявке, важен для контролирования химического общения в таких организмах.
[0087] Дополнительно предполагается, что антимикробный агент согласно настоящей заявке может корректировать или изменять количества, уровни или активности ММР, цитокинов и хемокинов посредством нуклеофильного взаимодействия. Например, ЭДТА в антимикробном агенте согласно настоящей заявке может играть роль не только в хелатировании ионов металлов, но также может проявлять нуклеофильную активность, свойственную двум его аминогруппам. Нуклеофильная активность ЭДТА может привести к разрушению пептидов различных биомолекул, особенно таких белков, как цитокины и хемокины, и, тем самым, разрушить их функцию. Вдобавок, S-S связь, которая создает "петли" и "шпилечные" изгибы в белках, также может быть легко разрушена нуклеофильными реагентами, вследствие чего изменяется сложная трехмерная структура белка и его функции. Белки, которые содержат аминокислоту метионин, также подвержены изменениям в трехмерной структуре под окислительным действием H2O2, которая легко превращает группу Met-S-R в группу Met-S(=O)-R, которая обладает сильно отличающейся полярностью, формой и способностью взаимодействовать с растворителем. Таким образом, антимикробный агент согласно настоящей заявке может изменить и разрушить структуры многих биомолекул, вызывая существенные изменения в их активностях и функциях. Такое нарушение, например, активности и функции ММР может значительно повлиять на многие опосредованные ей состояния, включая образование опухоли, прогрессирование опухоли, метастазирование и ангиогенез опухоли. ММР были охарактеризованы как ключевые участники множества этапов развития рака на любых из канцерогенных стадий, стадий развития или метастатических стадий.
[0088] Антимикробный агент согласно настоящей заявке можно применять для подавления или уменьшения иммунного ответа, как правило, путем подавления уровней или активностей цитокинов или хемокинов и/или уровней или активностей рецепторов цитокинов или хемокинов. Этого можно добиться с помощью многих способов, включая, но не ограничиваясь перечисленными: химическое подавление или модификацию цитокина или хемокина и/или его рецептора.
[0089] Антимикробный агент согласно настоящей заявке также может обеспечить средства, с помощью которых инактивируются другие потенциально опасные компоненты в боевой ране, травме, ожоге или других участках заживления и уменьшается тканевое повреждение и системная токсичность. Данные компоненты включают, но не ограничены перечисленными: ММР, TNF-альфа хозяина, бактериальные бета-лактамазы (включая бета-лактамазы расширенного спектра (ESBL), обладающие множественной лекарственной устойчивостью), карбапенемазы и металлокарбамазы. Указанные компоненты, как правило, представляют собой относительно сложные белковые соединения. Тем не менее, антимикробные агенты согласно настоящей заявке осуществляют спектр биохимических реакций, по меньшей мере одна или более из которых будет эффективно нарушать и/или ослаблять опасные процессы. Скорости заживления и/или общее состояние здоровья субъекта улучшится после уменьшения нежелательного действия, наблюдаемого при повышенной экспрессии цитокинов, хемокинов и других воспалительных молекул хозяина. Сохранение терапевтической активности системных противомикробных средств путем предотвращения инактивации микробных ферментов и снижения количества бактериальных и грибковых токсинов, также повысит выживаемость хозяев.
[0090] Соответственно, антимикробный агент согласно настоящей заявке также может быть предусмотрен для подавления или уменьшения воспалительного состояния. Антимикробный агент согласно настоящей заявке также может быть предусмотрен для лечения воспалительного состояния. В некоторых случаях, воспалительное состояние связано с микробным ростом или микробной инфекцией. В других случаях, воспалительное состояние связано с медицинским устройством.
[0091] Избыточная экспрессия цитокинов, хемокинов и других воспалительных молекул во время воспалительной реакции, вызванной, например, микробными инфекциями, может дополнительно способствовать возникновению, развитию и/или прогрессированию связанных с ними состояний или заболеваний.
[0092] Например, хроническому воспалению также сопутствовало развитие сердечно-сосудистых заболеваний и связанных с ними расстройств. Исследования теории воспаления в патогенезе коронарной недостаточности позволяют предположить, что в него могут быть вовлечены хронические инфекции посредством высвобождения цитокинов и других провоспалительных медиаторов (например, С-реактивного белка (CRP), фактора некроза опухоли (TNF-альфа)), которые, в свою очередь, могут вызвать каскад биохимических реакций, приводящих к повреждению эндотелия и способствующих присоединению холестериновых бляшек. Недавние исследования позволяют предположить, что пациенты с повышенными основными уровнями экспрессии С-реактивного белка (CRP) находятся в группе повышенного риска развития сердечно-сосудистого заболевания (такого как атеросклероз), гипертонии и диабета. CRP представляет собой белок острой фазы, обнаруживаемый в крови, уровни которого повышаются в ответ на воспаление. Его часто используют в качестве маркера воспаления и инфекции.
[0093] Также существуют исследования, показывающие, что периодонтальные заболевания могут повышать риск сердечно-сосудистого заболевания, и что этот риск еще выше для инсульта. Эпидемиологические исследования позволяют предположить, что воспаление может быть той связью между периодонтальными заболеваниями и сердечнососудистыми осложнениями. Интересно отметить, что у пациентов с хроническим периодонтитом, были обнаружены повышенные уровни CRP, наряду с повышенным риском развития атеросклероза. Было показано, что периодонтальная терапия вызывает существенную модуляцию уровней CRP и может быть полезна для индивидов с сердечнососудистыми заболеваниями. Предполагается, что периодонтальная терапия, осуществляемая с помощью антимикробного агента согласно настоящей заявке, будет эффективна для индивидов с сердечно-сосудистыми заболеваниями или с риском их развития. Соответственно, антимикробный агент согласно настоящей заявке может быть полезен для лечения сердечно-сосудистых заболеваний и связанных с ними расстройств или уменьшения риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и связанных с ним расстройств.
[0094] Также предполагают, что воспалительная активность может играть ключевую патогенную роль в устойчивости к инсулину и диабете. Например, биомаркер воспаления CRP использовали для отслеживания устойчивости к инсулину и риска для сердечно-сосудистой системы у страдающих диабетом и не страдающих диабетом индивидов. Все в большем числе клинических испытаний проверили гипотезу, состоящую в том, что противодиабетические лекарственные средства, специфично нацеленные на устойчивость к инсулину, могут принести пользу индивидам путем уменьшения воспаления, атерогенеза и, таким образом, риска сердечно-сосудистых осложнений. Результаты клинических испытаний подчеркивают пользу раннего лечения устойчивости к инсулину для противодействия системному сосудистому воспалению и кардиометаболическому синдрому у пациентов с повышенными уровнями CRP. Соответственно, антимикробный агент согласно настоящей заявке может быть подходящим для лечения диабета и связанных с ним расстройств или уменьшения риска развития диабета и связанных с ним расстройств.
[0095] Также было показано, что хроническое воспаление играет важную роль в онкогенезе, позволяя предположить, что негативная регуляция воспаления, вероятно, подавляет опухоль. Например, один медиатор, который участвует в системном воспалении и индуцирует апоптотическую гибель клеток, представляет собой фактор некроза опухоли (TNF-альфа). Первичная роль TNF-альфа состоит в регуляции иммунных клеток. Он способен индуцировать апоптотическую гибель клеток, вызывать воспаление и подавлять онкогенез и репликацию вирусов. Нарушение регуляции продукции TNF-альфа вовлечено во множество заболеваний человека, включая рак. Таким образом, модуляция активности воспалительных медиаторов, таких как TNF-альфа, может быть полезна для регулирования опосредованного воспалением канцерогенеза. В качестве альтернативы, модуляция TNF-альфа-превращающего фермента (ТАСЕ), который высвобождает активный TNF-альфа, также может быть полезна для регулирования опосредованного воспалением канцерогенеза. Предполагается, что антимикробный агент согласно настоящей заявке будет эффективен для индивидов, страдающих раком, или находящихся в группе риска развития рака. Дополнительно предполагается, что в настоящую заявку включены раки на различных стадиях канцерогенеза: на предраковой стадии, во время развития рака или на метастатических стадиях.
[0096] p53 (также известный как белок 53 или опухолевый белок 53) представляет собой другой хорошо известный медиатор, который является супрессором опухоли и проапоптотическим белком, важным для многоклеточных организмов. Он регулирует клеточный цикл и, таким образом, действует как опухолевый супрессор, который участвует в предотвращении рака. p53 также представляет собой основной ингибитор воспаления, который действует как антагонист ядерного фактора каппа-В (NFkappaB). Исследования показали, что p53, действующий посредством супрессирования NFkappaB, играет роль основного "буфера" врожденного иммунного ответа in vivo, что хорошо согласуется с его функцией опухолевого супрессора. Это обеспечивает дополнительное доказательство того, что иммуномодуляция может представлять собой эффективный подход для облегчения или лечения опосредованного воспалением канцерогенеза. Предполагается, что антимикробный агент согласно настоящей заявке будет эффективен для индивидов, страдающих раком, или находящихся в группе риска развития рака. Дополнительно предполагается, что в настоящую заявку включены раки на различных стадиях канцерогенеза: на предраковой стадии, во время развития раков или на метастатических стадиях.
[0097] Проапоптотическое действие p53 также было связано с вирусами папилломы человека (ВПЧ) и развитием рака. Например, онкобелок ВПЧ типа 16, E6, образует комплекс с p53 и вызывает его деградацию. Интересно отметить, что ВПЧ типа 16 также, похоже, играет роль в развитии некоторых злокачественных новообразований. Предполагается, что медиаторы апоптоза могут быть вовлечены в регуляцию рака и что иммуномодуляция может представлять собой эффективный подход к лечению.
[0098] Роль эпидермального фактора роста (EGF) и фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) в онкогенезе также хорошо документирована. EGF участвует в регуляции роста, пролиферации и дифференцировки клеток. Повышенная регуляция активности EGF/EGFR (рецептора эпидермального фактора роста) приводит к неконтролируемому делению клеток, что предрасполагает к развитию рака. VEGF продуцируется клетками, которые стимулируют рост новых кровеносных сосудов (данный процесс известен как ангиогенез). Ангиогенез необходим для роста и метастазирования опухолей, и ингибирование VEGF ухудшает ангиогенез и нарушает распространение метастазов. Предполагается, что иммуномодуляция может представлять собой эффективный подход для регулирования развития и/или прогрессирования рака, вызванного или опосредованного сигнальными путями EGF и/или VEGF. Интересно отметить, что в исследованиях продемонстрировали, что этанол может вызывать структурные и функциональные изменения в молекуле EGFR, которые приводят к пониженному связыванию EGF с рецептором и, тем самым, уменьшают киназную активность его рецептора и его физиологическую функцию. Таким образом, предполагается, что этанольный спиртовой компонент в антимикробном агенте согласно настоящей заявке может эффективно регулировать развитие и/или прогрессирование рака посредством модуляции активности молекулы EGFR.
[0099] В настоящей заявке продемонстрировано, что антимикробный агент согласно настоящей заявке был способен модифицировать и значительно и быстро улучшать течение лейкоплакии (предзлокачественного повреждения) или рака, на любой из стадии карциномы-in-situ или инвазивной стадии карциномы. Развитие лейкоплакии происходило на инфицированном участке у субъекта с диагнозом хронический периодонтит (воспалительное состояние, характеризуемое хроническим воспалением периодонтальных тканей, которое вызвано накоплением чрезмерной массы зубного налета). Хронический периодонтит вызывается грамотрицательными и грамположительными микробными биопленками на поверхности зубов и десен, которые вызвают воспалительный ответ хозяина, который приводит к разрушению кости и мягкой ткани. Данное заболевание связано с изменчивым микробным паттерном. В ответ на эндотоксин, продуцируемый периодонтальными патогенами, некоторые продуцируемые остеокластами медиаторы вызывают разрушение альвеолярной кости и защищают соединительную ткань, такую как периодонтальные связки. Некоторые основные белки, запускающие такое агрессивное разрушение ткани, включают матриксные металлопротеиназы (ММР), катепсины и другие продуцируемые остеокластами ферменты. Хотя для изменения ответа хозяина на периодонтальные патогены использовали субантимикробные дозы антибиотиков, было продемонстрировано, что местное лечение с применением антибиотиков доксициклина или миноциклина приводит к устойчивости не только флоры ротовой полости, но также может способствовать потенциальному развитию инфекции в других участках организма пациента. Пероральное применение хлоргексидина способствует селекции более устойчивых бактерий, например, устойчивого к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA), что может привести к постоянному воспалению и распространению устойчивых патогенов. Настоящая заявка демонстрирует, что антимикробный агент оказался эффективным для подавления и лечения состояния лейкоплакии и форм плоскоклеточной карциномы, которые, вероятно, представляют собой вторичные проявления, вызванные цитокинами, хемокинами и другими воспалительными молекулами, присутствующими при воспалительной реакции.
[00100] Роль вирусов (и вирусных инфекций) в патогенезе рака представляет собой другую важную область медицинских исследований. Вирус папилломы человека (ВПЧ) представляет собой член семейства вирусов папилломы, который способен заражать людей. Инфицирование ВПЧ происходит в многослойном эпителии кожи или в слизистых оболочках (например, в шейке матки, вульве, влагалище, пенисе, анусе и ротоглотке). Постоянная инфекция типами ВПЧ "высокого риска" может развиться в предраковые повреждения и инвазивный рак. Все большее число исследований показывают связь между инфекцией ВПЧ и некоторыми типами раков (такими как раки пениса и ануса). Дополнительные исследования также показали связь между широким диапазоном типов ВПЧ и плоскоклеточной карциномой кожи. Предполагается, что эффективное лечение состояния лейкоплакии (формы плоскоклеточной карциномы) путем применения антимикробного агента согласно настоящей заявке может быть опосредовано, отчасти, его действием на любую возможную лежащую в основе указанного состояния вирусную инфекцию или активность. Данный эффект также может быть опосредован любой возможной лежащей в основе указанного состояния воспалительной активностью.
[00101] Интересно отметить, что белки E6 и E7 ВПЧ связывают с возникновением дисплазии и плоскоклеточной карциномы. В частности, белок E6 участвует во множестве процессов, включая инактивацию p53, блокирование апоптоза, активацию теломеразы, нарушение клеточной адгезии, полярность и эпителиальную дифференцировку, изменение транскрипции и снижение узнавания иммунной системой. Белок Е6 содержит четыре цистеиновых группы, которые составляют два относительно больших цинковых пальца, каждый из которых необходим для полного функционирования. Предполагается, что антимикробный агент согласно настоящей заявке может нарушать образование цинкового пальца и стабильность белка E6 благодаря хелатирующей функции, которая блокирует и связывает свободные ионы Zn+2. Он может обеспечить эффективные способы подавления или лечения опосредованных ВПЧ карцином.
[00102] Другой пример роли вирусов в патогенезе раков продемонстрирован для вируса Эпштейна-Барра (EBV), также называемого вирусом герпеса человека 4-го типа (HHV-4). Известно, что он представляет собой вызывающий рак вирус из семейства герпеса, и является одним из наиболее широко распространенных вирусов у людей. Существуют убедительные доказательства того, что указанный вирус играет первичную роль в патогенезе множества раков, особенно болезни Ходжкина, лимфомы Беркита, носоглоточной карциномы и лимфом центральной нервной системы, связанных с ВИЧ. В случаях носоглоточной карциномы предполагается, что антимикробный агент согласно настоящей заявке будет представлять собой эффективное средство для подавления или лечения карциномы посредством его действия на любую возможную лежащую в основе указанного состояния вирусную инфекцию или активность. Данный эффект также может быть опосредован любой возможной лежащей в основе указанного состояния воспалительной активностью.
[00103] Антимикробный агент согласно настоящей заявке может дополнительно обеспечивать способ значительного уменьшения тяжести и сокращения длительности "герпетической лихорадки", вероятно возникшей в результате вспышки вируса простого герпеса. Соответственно, антимикробный агент согласно настоящей заявке также может быть предусмотрен для подавления или сокращения вирусного состояния или заболевания. Антимикробный агент согласно настоящей заявке также может быть предусмотрен для лечения вирусного состояния или заболевания.
[00104] Другое предполагаемое применение антимикробного агента согласно настоящему изобретению может включать подавление и/или лечение афтозного стоматита (афтоида), типа язвы ротовой полости, которая представляет собой болезненную открытую рану внутри рта или верхней части глотки и характеризуется разрывом слизистой оболочки. Ранее считалось, что афтозный стоматит возникает в результате инфицирования вирусом герпеса, теперь считают, что целый класс афтозных стоматитов возникает в результате совокупности множества патологических процессов, каждый из которых способен, своим путем, вызывать быстрое, но самоограничивающееся разрушение слизистых оболочек, преимущественно посредством иммунологических и ишемических механизмов. У некоторых индивидов язвы вторичны по отношению к реакции гиперчувствительности в ответ на антигенный стимул, особенно на пищу, тогда как у других они представляют собой первичное аутоиммунное расстройство. Предполагается, что антимикробный агент согласно настоящей заявке может быть полезен для подавления и/или лечения афтозного стоматита. Данный эффект может быть опосредован модуляцией любой лежащей в основе указанного состояния вирусной инфекции или активности или воспалительной активности.
[00105] Предполагается, что антимикробный агент согласно настоящей заявке можно применять в качестве дополнительной терапии в комбинации с существующими методами лечения. Термин "дополнительный" используется взаимозаменяемо с термином "в комбинации" или "комбинаторный" и используется, когда две или более терапевтические или профилактические схемы приема влияют на лечение или предотвращение одного и того же заболевания. Например, антимикробный агент согласно настоящей заявке можно применять в качестве дополнительной терапии для лечения рака. Антимикробный агент согласно настоящей заявке может осуществлять синергическое действие, состоящее как в противораковой эффективности, так и в контролировании или уменьшении побочных эффектов, таких как токсичность от химиотерапии или лучевой терапии и химиорезистентность. Антимикробный агент согласно настоящей заявке может обеспечить способ корректировки (например, уменьшения) дозировок по сравнению с существующими методами лечения, таким образом, что желательного эффекта добиваются, не достигая пороговой дозировки, которая приведет к возникновению существенных побочных эффектов. Например, антимикробный агент согласно настоящей заявке можно применять в качестве дополнительной терапии к лучевой терапии, которая вызывает образование радикалов гидроксила и повреждение ДНК в раковых клетках, потенциально снижая дозу и/или продолжительность лучевой терапии и повышая эффективность при уменьшенной токсичности. Предполагается, что такого дополнительного лечения можно добиться путем одновременного, последовательного или раздельного от существующих методов лечения введения дозы.
[00106] Соответственно, антимикробный агент согласно настоящей заявке также может быть предназначен для подавления или уменьшения состояния или заболевания, возникшего в результате или связанного с микробным ростом или инфекцией. Антимикробный агент согласно настоящей заявке также может быть предназначен для лечения состояния или заболевания, возникшего в результате или связанного с микробным ростом или инфекцией. Такие состояния могут включать, но не ограничены воспалительными заболеваниями, вирусными заболеваниями и раком или предраковыми состояниями.
[00107] Антимикробный агент согласно настоящей заявке может обеспечить способ изменения химического окружения целевых участков организма пациентов людей и животных, особенно ран, ожогов, прооперированных участков и участков вставки катетера, для предотвращения повреждения клеток и/или токсичности, вызванной присутствием ряда материалов, которые обычно обнаруживают в таких участках. Такие материалы часто находятся в равновесии полезного и вредного действий, в зависимости от их концентрации и других факторов. Они обычно присутствуют на очень низких уровнях, как правило, на микромолярньгх или даже на наномолярных (10-9) уровнях и, в некоторых случаях, на пикомолярных (10-12) уровнях. Соответственно, согласно настоящей заявке предложен ряд реакционных возможностей на таких уровнях, так как комбинация компонентов в указанном антимикробном агенте присутствует на значительно более высоких уровнях (т.е., миллимолярных или молярных), которые способны приводить к дальнейшему завершению реакций, которые в противном случае, по-видимому, были бы неблагоприятными.
[00108] Предполагается, что антимикробный агент согласно настоящей заявке можно доставить в целевые участки посредством медицинского устройства. Медицинские устройства можно обработать или покрыть антимикробным агентом согласно настоящей заявке и присоединить к медицинским и зубным инструментам, включая одноразовые, или долговременные, или постоянные катетеры (например, катетер центральных вен, диализные катетеры, долговременный туннельный катетер центральных вен, кратковременный катетер центральных вен, периферически вводимый центральный венозный катетер, катетер периферических вен, катетеры легочной артерии, мочевые катетеры и перитонеальные катетеры), мочевые устройства, сосудистые трансплантаты, порты сосудистого катетера, трубки для дренирования ран, желудочные катетеры, гидроцефалические шунты, сердечные клапаны, сердечные вспомогательные устройства (например, левожелудочковые вспомогательные устройства), капсулы электрокардиостимулятора, устройства для лечения недержания, имплантанты полового члена, устройства для вульвы, небольшие или временные заменители суставов, мочевой дилататор, канюли, эластомеры, гидрогели, хирургические инструменты, зубные инструменты, такие как зубные пластинки, трубки, такие как внутривенные трубки, дыхательные трубки, адгезивы (например, гидрогелевые адгезивы, термоплавкие адгезивы, адгезивы на основе силикона или адгезивы на основе растворителя), бандажи, ортопедические имплантанты и любое другое устройство, применяемое в области медицины и стоматологии. Медицинские устройства также включают любое устройство, которое можно вставить или имплантировать человеку или другому животному, или поместить в месте введения или имплантации, таком как кожа около места введения или имплантации. Медицинские устройства дополнительно включают поверхности оборудования в операционных залах, отделениях неотложной хирургии, больничных залах, клиниках и ванных комнатах.
[00109] Также предполагается, что антимикробный агент согласно настоящей заявке может быть эффективен в качестве спермицидного и антимикробного агента, который может помочь предотвратить распространение заболеваний, передающихся половым путем. Предотвращение передачи ВПЧ, наряду с вакцинами, может заметно снизить частоту возникновения рака шейки матки, а также некоторых вульварных и фарингеальных карцином ротовой полости. Антимикробный агент согласно настоящей заявке можно вводить отдельно или использовать в комбинации с одним или более барьерными методами контрацепции, такими как диафрагма, губка или презерватив.
[00110] Антимикробный агент согласно настоящей заявке можно применять в качестве моющего средства/антисептика для нанесения на руки для уменьшения или предотвращения передачи бактериальных, грибковых, вирусных и паразитарных заболеваний, особенно в клинической среде.
[00111] Антимикробный агент согласно настоящей заявке может обеспечить средство, с помощью которого биопленки, образованные бактериальными и грибковыми организмами, разрушаются, и заключенные в биопленку организмы, либо образующие биопленку, либо присутствующие в ней в результате случайного включения, захвата или попадания в нее иным образом, убиваются или становятся нежизнеспособными и/или в другом отношении неугрожающими.
[00112] Антимикробный агент согласно настоящей заявке может обеспечить способ, с помощью которого споры бактерий и дрожжей либо убиваются сразу на стадии споры, либо становятся неэффективными, то есть неспособными созревать, либо быстро убиваются после созревания, перед тем, как реализуется их патогенный потенциал.
[00113] Антимикробный агент согласно настоящей заявке может обеспечить способ, с помощью которого механизмы чувства кворума (QS), используемые образующими биопленку микроорганизмами, нарушаются. Хотя данные механизмы изменяются от организма к организму, и грамположительные организмы используют немного отличную от грамотрицательных организмов систему QS, во всех случаях существует молекула или группа молекул, которые обеспечивают функцию QS. Во многих случаях, такие молекулы представляют собой белковые молекулы, которые потенциально подвержены структурным изменениям при реакции с антимикробным агентом согласно настоящей заявке. Реакции, такие как гидролиз, спиртовой гидролиз, этерификация, переэтерификация, окисление, денатурирование белка или хелатирование как свободных ионов, так и частично связанных катионов, представляют собой вероятно возможные. Вещества, которые являются мишенями для гидролитического или алкоголитического разрушения или деструкции, представляют собой, например, ацил-гомосерин лактоны (АГЛ, молекулы QS грамположительных создателей биопленки) и другие лактоновые или сложноэфирные компоненты грамположительных бактерий. Также известно, что области биопленок разрушаются хелатирующими агентами, что, как полагают, происходит в результате связывания хелатором двухвалентных, трехвалентных или других катионов, необходимых для образования биопленки. Включение одного или более хелаторов, как правило, предпочтительно, но не ограничено включением ЭДТА, наделяет данной функцией антимикробный агент согласно настоящей заявке.
Candida albicans
[00114] С распространением исследований биопленок и все более широким признанием их важности в патогенезе у человека и животного, стали известны другие аспекты чувствительности. Часто, данные исследования проводятся для конкретного организма и поэтому их потенциал для обобщенного применения в медицине пока не известен. С другой стороны, в некоторых из них исследуют такие важные патогены, что даже узкий диапазон подходящих видов обеспечивает важные с медицинской точки зрения способы лечения. Например, Mukherjee и др. показали, что фермент алкогольдегидрогеназа (Adhlp) ограничивает способность Candida albicans образовывать биопленки на поверхностях катетера посредством механизма, в основе которого лежит спирт.Интересно отметить, что хотя фермент Adhlp необходим для образования биопленки, как только планктонные клетки C.albicans образуют биопленку, продукция Adhlp значительно снижается по сравнению с таковой у планктонных клеток. Также интересно отметить, что было обнаружено существенное изменение химической активности превращения ацетальдегида в этанол ферментом Adhlp, когда сравнили планктонные и биопленочные C.albicans. У планктонной формы, указанный фермент продуцирует большие количества этанола, тогда как в биопленке значительно повышаются количества ацетальдегида. Данное открытие позволяет предположить, что связанная с биопленкой Adhlp не способна превращать ацетальдегид в этанол, но не объясняет механизм этого феномена. Тем не менее, мы можем предположить, что С albicans, ограничивая количество этанола в биопленке, снижают активность Adhlp, что, в свою очередь, способствует дальнейшему росту биопленки. Антимикробный агент согласно настоящей заявке разработан таким образом, что он содержит большие количества этанола, который отдельно проявляет существенную активность против C.albicans посредством эффекта Mukherjee уменьшения образования биопленки. Вдобавок, уже было показано, что предложенные нами комбинации ингредиентов незамедлительно проявляют активность против планктонного C.albicans (неопубликованные результаты). Ожидается, что такая комбинация высокой эффективности умерщвления планктонных клеток и способности содействовать в предотвращении образования биопленки несколькими оставшимися жизнеспособными клетками обеспечит пациенту существенную защиту от инфекции Candida на катетерах и других имплантированных устройствах.
[00115] Данная гипотеза подтверждена в работе Baillie и Douglas. В своей работе они разработали физические условия для роста биопленок Candida максимальной толщины и плотности и изучили их химический состав. При стационарных условиях, образование матрикса биопленки минимально, но сильно повышается в присутствии потока жидкости. Особый интерес представляет открытие, что размер образованного матрикса не влиял на чувствительность биопленок к различным противогрибковым лекарственным средствам, включая флуцитозин и триазольные соединения, даже на уровнях множества единиц планктонных микроорганизмов.
[00116] Независимость чувствительности при изменении толщин/плотностей матрикса биопленки подтверждена в исследованиях Andes и др., где для Candida они также ссылаются на данные, показывающие важность контролирования или устранения инфекций. В большинстве случаев кандидемии подвержены катетеры и, в наиболее крупном отчетном исследовании, 71% данных случаев приходились на долю катетера. Среди случаев инфицирования кровотока Candida, связанных с катетером, наблюдался 41% случаев смертности пациентов, у которых оставляли катетер. Andes и др. также акцентируют внимание на том, что они наблюдали существенное различие в поведении Candida, связанном с образованием биопленки, в зависимости от материала поверхности катетера или другого пластикового субстрата. Различия обнаруживали даже для аналогичных полимерных материалов, поставляемых различными производителями, например, для поливинилхлорида (ПВХ).
[00117] Эта работа представляет особый интерес для патентообладателя, так как в первичную заявку включены медицинские устройства, в которых поток жидкости либо минимален, либо отсутствует. В таких случаях, когда образование матрикса биопленки не стимулируется потоком, микроорганизмы будут проявлять тенденцию к пребыванию в планктонном состоянии и, следовательно, будут более чувствительны к раствору.
Staphylococcus aureus
[00118] Другой вид, который недавно стал привлекать к себе внимание медицинского сообщества и который потенциально дает альтернативный взгляд на предотвращения или уменьшения биопленок, представляет собой Staphylococcus aureus. В частности, MRSA, т.е., устойчивый к метициллину S. aureus, вызывает особое беспокойство и опасность. Caiazza и O'Toole показали, что вызывающий межклеточное взаимодействие альфа-токсин, также называемый альфа-гемолизином, необходим для образования биопленки. Другие вещества, такие как аутолизин, тейхоевые кислоты и поверхностные белки, принимают непосредственное участие в раннем формировании заселения биопленки, но альфа-токсин незаменим для этого процесса. Похоже, что альфа-токсин необходим для синтеза полисахарида внутриклеточной адгезии (PIA). Альфа-токсин известен в течение некоторого времени (см., например, Bhakdi S, Tranum-Jensen J) и был описан как гидрофильный белок (молекулярная масса составляет 34 кДа), и было показано, что он образует поры на поверхности мембран клеток организма.
[00119] При применении антимикробного агента согласно настоящей заявке для уменьшения биопленок S.aureus, мы, главным образом, будем ожидать, что перекись водорода будет атаковать структуру альфа-токсина путем окислительного разрушения S-S связей, окисления метилтиоэфира метионина до сульфоксида, окисления свободных аминогрупп и свободных гидроксильных групп и, таким образом, разрушит укладку указанного белка. Такие изменения, вероятно, также нарушат способность альфа-токсина провоцировать образование биопленки. Можно ожидать, что другие грамположительные бактерии, такие как виды Streptococcus, с несколько схожими структурами клеточных мембран, токсинами и биопленками будут восприимчивы к действию антимикробного агента согласно настоящей заявке.
Грамотрицательные бактерии, включая Escherichia coli, Klebsiella и Pseudomonas aeruginosa
[00120] Липополисахарид, часто называемый липидом A, представляет собой эндотоксин, известный как контролирующий фактор, необходимый для биогенеза мембранных липидов. Липид А является одним из высокотоксичных компонентов, высвобождаемых при гибели некоторых бактериальных клеток, и в некоторых случаях вызывает токсический шок. Структура липида A известна (см., например, Jia и др.). Хотя основная коровая структура по существу неизменна, известно множество видоспецифичных модификаций. Одна высоко гидрофобная область образована из группы (обычно, из четырех цепей) жирных ацильных эфиров или амидов либо связанной с OH-группам сахарного кольца, либо связанной с NH-группам сахарного кольца. Данные четыре цепи содержат гидроксильные группы в 3′-положениях, которые часто также ацилированы, и образуют большую гидрофобную зону в молекуле, обычно с двумя дополнительными цепями. Ла и др. сообщили, что одна из гидроксильных групп участвует в транспорте липидов через наружную бактериальную мембрану (НМ) путем образования пальмитоилового эфира по 3′-гидроксиду. Образование пальмитоилового эфира обеспечивает защитную функцию, предотвращая атаку иммунной системой хозяина и контролируя образование эндотоксина.
[00121] Такой подход должен помочь избежать быстрого развития устойчивости у бактерий, так как он не предусматривает селективного давления для развития устойчивости. Прекращение или препятствование фундаментальному процессу, приводящему к образованию биопленки, может предотвратить возникновение простой мутации или простого ряда мутаций, или противодействовать возникновению биопленки. Также важно отметить, что гипотетический процесс происходит в присутствии антимикробного агента согласно настоящей заявке, который, как уже было показано, обладает антитоксическим действием для широкого спектра тестированных микроорганизмов, включая создающие биопленки, не создающие биопленки и споры. Например, против спор Bacillus cereus, антимикробный агент согласно настоящей заявке быстро оказывал быстрое спороубивающее действие на более чем 6-log колониеобразующих единиц (КОЕ) (неопубликованные результаты). Вследствие множества различных физико-химических реакций, запускаемых антимикробным агентом согласно настоящей заявке, выживание или, в частности, размножение находящихся в фазе покоя организмов или спор, даже в защитных биопленках, будет крайне невероятно. Дополнительно, вероятность развития генетической устойчивости будет даже ниже. Так как терапия антимикробным агентом согласно настоящей заявке может включать местное нанесение и не включает противомикробные агенты для системной терапии, антимикробный агент согласно настоящей заявке не будет вызывать развитие устойчивости к распространенным системным антимикробным средствам.
[00122] Антимикробный агент согласно настоящей заявке также обеспечивает другие эффекты, относящиеся к биопленкам и их образованию. Например, выше упоминалось, что биопленки, как только они образовались, способны снижать эффективность множества известных антибиотиков на несколько порядков величины, по сравнению с терапевтическими уровнями для планктонных форм тех же видов. Данная проблема еще больше усугубляется в случае некоторых бактерий тем фактом, что они изменяют свою фенотипическую форму в процессе и после образования биопленки. Например, Pseudomonas aeruginosa принимает множество фенотипов в процессе создание биопленки, фактически, было идентифицировано по меньшей мере четыре стадии, включая одну стадию, которая включает развитие и использование жгутиков, отсутствующих в других фенотипах. Таким образом, вдобавок к потенциальной устойчивости к "традиционным" антибиотикам вследствие наличия физико-химических эффектов самой биопленки, очевидно, что происходит ряд эндогенных изменений экспрессии генов, что, таким образом, усложняет применение традиционных или поиск новых антибиотиков. Эффект изменения экспрессии участков генома также может изменить степень разнообразия внутри данного вида в биопленке, даже без воздействия внешнего стресса или мутагена. Boles и Singh показали, что такие "варианты" образуются в биопленках Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescence, Vibrio cholera, Staphylococcus pneumonia и Staplylococcus aureus. Похоже, они возникают из организмов дикого типа (WT), которые подвержены эндогенному окислительному стрессу. Добавление антиоксидантов, например, N-ацетилцистеина или L-пролина, снижало или исключало способность WT превращаться в такие варианты. И, напоминаем, меньшее количество вариантов позволяет легче контролировать биопленки. Таким образом, в некоторых случаях может быть необходимо "отрегулировать" антимикробный агент согласно настоящей заявке, особенно если целевые организмы могут отвечать на обработку исходным антимикробным агентом согласно настоящей заявке образованием вариантов. Cantin и Woods показали, что перекись водорода может взаимодействовать in vitro с хлорид-ионом (Cl-1) с образованием гипохлорной кислоты (HOCl), которая, в свою очередь, может реагировать с образованием различных хлораминов в присутствии аминогликозидов, таких как тобрамицин или гентамицин. Применяя 5-тио-2-нитробензол в качестве модельного соединения для окислительного стресса или окислительного повреждения, вызванного серой, они обнаружили, что диметилсульфоксид (ДМСО), добавленный в раствор, содержащий НОС1, защищал 5-тио-2-нитробензол от окисления, но ДМСО не мог обеспечить такое же защитное действие в присутствии гентамицина или тобрамицина. Так как известно, что ДМСО обладает минимальными токсичными и другими разрушающими действиями на человека в низких концентрациях, ДМСО и аналогичные соединения представляют собой потенциальные вспомогательные вещества для антимикробного агента согласно настоящей заявке, чтобы отрегулировать его окислительные свойства. Аналогично, также было показано, что окислительные продукты гидрофильны. В случае антимикробного агента согласно настоящей заявке, этанольная фракция смеси станет относительно более гидрофобной, вследствие перемещения гидрофильных материалов (т.е., ионов и тому подобных) в водную фазу. Этанол, "высвобожденный" таким образом, станет более проникающим и более токсичным для липидных фракций, включая клеточные мембраны или клеточные стенки создателей биопленки и их ЭПС "крепости". Следует ожидать дополнительного разрушительного действия на бактериальное чувство кворума, бактериальную цитотоксичность и пролиферацию и образование биопленки.
[00123] При внутривенной инфузионной терапии с применением катетеров необходимо предотвращение свертывания крови и сохранение стерильности на внутренних поверхностях порта и просвета катетера. По этой причине, использование промывочных растворов и блокирующих растворов вошло в стандартную практику. Антимикробный агент согласно настоящей заявке, в одном варианте реализации, представляет собой полезный раствор для блокировки катетера. В данном варианте реализации, перечень ингредиентов не будет включать загуститель или гелеобразующее вещество, и уровень пероксида будет снижен до приблизительно 0,5%-1,0%.
[00124] Настоящая заявка дополнительно проиллюстрирована следующими конкретными примерами. Примеры приведены исключительно для иллюстрирования и не должны истолковываться как ограничивающие каким бы то ни было образом объем настоящей заявки.
ПРИМЕРЫ
ПРИМЕР 1: Получение антимикробного агента
[00125] Антимикробные агенты согласно настоящей заявке получали путем смешивания низкомолекулярного спирта, такого как этанол, пероксида или пероксидобразующего агента, такого как перекись водорода, и хелатирующего агента, такого как ЭДТА, в различных концентрациях.
[00126] Вкратце, отмеряли необходимое количество безводного динатрия ЭДТА дегидрата и добавляли в 50 мл колбу. Затем, в ЭДТА добавляли необходимое количество перекиси водорода (H2O2) вместе с необходимым количеством стерильной воды. Испытуемый раствор механически перемешивали до тех пор, пока ЭДТА полностью не растворился, при этом контролировали pH. Как только испытуемый раствор стал полупрозрачным, pH испытуемого раствора подвели до ~7,4, используя необходимое количество 1,0 M NaOH. Затем, необходимое количество этанола медленно (по каплям) добавляли в испытуемый раствор до полного растворения. pH полученного испытуемого раствора снова подводили до ~7,4, при необходимости, используя необходимое количество 1,0 М NaOH. При необходимости добавляли стерильную воду до тех пор, пока общая масса не достигла приблизительно 40,00 г.
[00127] В Таблице 1 проиллюстрированы свойства, полученные в результате различных комбинаций компонентов антимикробных агентов согласно настоящей заявке.
[00128] Таблица 1
[00129] В Таблице 1 показано, что в отсутствии H2O2 растворимость ЭДТА в этаноле была очень ограничена, что приводило к преципитации раствора. Тем не менее, в присутствии H2O2, даже в очень низких концентрациях, легко получали стабильные растворы ЭДТА в этаноле, при этом преципитация не наблюдалась как при комнатной температуре, так и после хранения при 0°C.
[00130] Необязательно, в антимикробные агенты согласно настоящей заявке можно дополнительно добавить агент, повышающий вязкость, такой как гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ). Вкратце, для получения антимикробного агента, содержащего ГПМЦ, сначала получали предварительно приготовленные смеси (премиксы): Премикс A и Премикс B. В Премиксе A, который содержал 20,0 г 3% USP H2O2 и 0,40 г динатрия ЭДТА дегидрата, ингредиенты объединяли и механически перемешивали до полного растворения. В Премиксе B, который содержал 0,27 г Dow К15М ГПМЦ и 5,00 г абсолютного этанола, ингредиенты объединяли и хорошо перемешивали до получения равномерной взвеси. Раствор Премикса A помещали на механическую мешалку (магнитную) для интенсивного перемешивания и добавляли взвесь из Премикса В с помощью одноразовой пипетки. Особое внимание уделили тому, чтобы убедиться, что взвесь, попавшая в пипетку, не отличалась от остальной взвеси, и чтобы поместить массу, заполняющую пипетку, в наиболее активную часть вортекса. Прозрачный раствор сразу же стал мутным, но в нем не образовалось комков или видимого разделения. Добавление Премикса В заняло приблизительно 5 минут, и затем всю смесь перемешивали в течение дополнительного часа. По окончании этого времени, раствор стал мутным или немного непрозрачным, но после отстаивания в течение 15 минут, находящиеся в нем пузырьки воздуха вышли, и раствор стал прозрачным. Перемешивание осуществили повторно и в смесь медленно добавили 15,0 г абсолютного этанола. Смесь сначала была прозрачной, но при концентрации этанола, равной приблизительно 31% (например, когда добавили приблизительно 8,3 г этанола), смесь стала более мутной. После того, как добавление этанола завершили, смесь перемешивали в течение еще 15 минут. Полученная в результате этого сгущенная смесь выглядела перламутровой, и ее можно было использовать после легкого встряхивания или простого перемешивания. Исходная вязкость составляла приблизительно 330 сП (Brookfield LVF2/30 об/мин). Вязкость выровнялась на уровне приблизительно 270-280 сП через 10 дней отстаивания при комнатной температуре.
ПРИМЕР 2: Антимикробная активность антимикробного агента
[00131] Чтобы проиллюстрировать эффективность антимикробных агентов согласно настоящей заявке, для экспериментов выбрали три типичных патогенных микроорганизма. Candida albicans представляет собой вид грибов, устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA) представляет собой вид грамположительных бактерий и Pseudomonas aeruginosa представляет собой вид грамотрицательных бактерий.
[00132] Каждым испытуемым микроорганизмом инокулировали бульон с сердечно-мозговым экстрактом (BHIB) и инкубировали при 37°C в течение 20 ч-36 ч с получением культуры, содержащей минимум 108 колониеобразующих единиц на миллилитр (КОЕ/мл). Определение исходной концентрации культуры КОЕ/мл осуществляли путем посева на агар с сердечно-мозговым экстрактом (BHIA) методом разведения, а затем инкубирования при 37°C в течение 24 ч.
[00133] Чтобы проверить эффективность антимикробных агентов согласно настоящей заявке, 1 мл культуры добавляли пипеткой в 5 мл раствора антимикробного агента, получая соотношение 5:1. Такую комбинацию раствора антимикробного агента и микроорганизма незамедлительно встряхивали на вортексе и оставляли отстаиваться в течение необходимого промежутка времени. Как только необходимый промежуток времени завершился, раствор антимикробного агента подвергли фильтрации.
[00134] Шприцевое устройство для фильтрации со сменной мембраной применяли для улавливания любых микроорганизмов при пропускании раствора антимикробного агента и бульона, после того, как убедились, что микроорганизмы находились в контакте с раствором антимикробного агента в течение необходимого количества времени. С помощью 0,2 мкм шприца, 1 мл смеси культуры микроорганизма и раствора антимикробного агента пропускали через фильтр. Приблизительно 2 мл стерильного 0,85% солевого раствора использовали для промывки фильтра от остаточного количества раствора антимикробного агента. Мембрану затем удаляли в стерильных условиях, а после этого помещали на чашку с BHIA и инкубировали в течение 24 ч для последующего определения КОЕ. Мембрана позволяла распространение питательных веществ от агара к любым жизнеспособным клеткам, что приводило к образованию колоний. Любой рост на мембране подтверждали путем удаления отдельной колонии, высевания штрихом для выделения и окрашивания по Граму. Дополнительно, при отсутствии роста, с мембраны брали мазок и субкультивировали на BHIA.
[00135] В Таблице 2 резюмирована эффективность уничтожения C.albicans, MRSA и P.aeruginosa различными испытуемыми растворами антимикробного агента.
[00136] Таблица 2
[00137] В Таблице 2 проиллюстрировано, что растворы антимикробного агента, содержащие низкие концентрации этанола, не эффективно уничтожали C.albicans и MRSA (уничтожение P.aeruginosa не тестировали). Тем не менее, в присутствии более высоких концентраций этанола наблюдалась потеря жизнеспособности всех трех тестированных штаммов, что продемонстрировали отсутствием роста для всех периодов воздействия/обработки, начиная уже с 30 секунд.
[00138] Комбинация компонентов в антимикробных агентах согласно настоящей заявке оказывала летальное действие и была эффективна для уничтожения трех типичных и смертоносных патогенов связанных с катетером инфекций кровотока (CRBSI): Candida albicans, MRS A и Pseudomonas aeruginosa, - всего лишь за 30 секунд, даже при очень высокой степени бактериального заражения. Таким образом, антимикробные агенты согласно настоящей заявке оказались лучшими, чем другие антимикробные агенты, которые действуют лишь на ограниченный спектр организмов, т.е., не действуют на бактериальные или грибковые споры, требуют времени обработки порядка 10-15 минут и часто тестируются при более низкой степени заражения.
ПРИМЕР 3: Илтуномодулирующая активность антимикробного агента
[00139] Чтобы проверить, может ли воспалительное окружение, присутствующее при инфекции, активировать или быть связано с развитием и/или прогрессированием рака (и предрака), исследовали человека, у которого развился хронический периодонтит и наблюдались лейкоплакические повреждения в ротовой полости.
[00140] Человеку был поставлен диагноз хронического периодонтита, воспалительного состояния, которое характеризуется хроническим воспалением периодонтальных тканей, вызванным накоплением чрезмерного количества зубного налета. Хронический периодонтит может вызываться грамотрицательными и грамположительными зубными и десенными бактериями, обычно, анаэробными или микроаэрофильными организмами и биопленками, которые вызывают иммунный ответ хозяина, приводящий к разрушению кости и мягкой ткани. Данное заболевание связано с изменчивым микробным паттерном. В ответ на эндотоксин, продуцируемый периодонтальньгми патогенами, несколько связанных с остеокластами медиаторов направляют разрушение альвеолярной кости и защищают соединительную ткань, такую как периодонтальные связки. Несколько основных медиаторов, запускающих такое агрессивное разрушение ткани, включают матриксные металлопротеиназы (ММР), катепсины и другие связанные с остеокластами ферменты.
[00141] Вдобавок к поставленному диагнозу хронического периодонтита, у субъекта развились лейкоплакические повреждения в ротовой полости, наблюдалась инвазивная плоскоклеточная карцинома с окружающей ее карциномой-in-situ и дисплазией в правой челюстной области десен. Визуальный осмотр повреждений выявил белые, полупрозрачные бляшки. Гистологическое исследование биоптатов из пораженных участков выявило признаки обширной атипии поверхностного эпителия с подлежащей фиброзной соединительной тканью. Эпителиальные клетки продемонстрировали признаки потери созревания, ядерный гиперхроматоз и скопления ядер. В подлежащей соединительной ткани обнаружили инфильтрацию лимфоцитами, плазматическими клетками и нейтрофилами, свойственную для воспалительной реакции. На эпителии также были видны признаки веррукозного гиперпаракератоза и ортокератоза, неправильного акантоза и базальной гиперплазии с легкой эпителиальной гиперплазией, свидетельствующие о стадии пролиферативной веррукозной лейкоплакии, формы плоскоклеточной карциномы. Ранее, дантисты субъекта пытались лечить хронический периодонтит и лейкоплакию последовательным приемом пероральных антибиотиков, противогрибкового флуконазола, и длительными курсами промываний ротовой полости хлоргексидином, вдобавок к интенсивной зубной гигиене. Все эти терапевтические мероприятия не смогли существенно улучшить его состояние или предотвратить прогрессирование рака ротовой полости.
[00142] Осуществили разовое местное нанесение антимикробного агента согласно настоящей заявке в виде раствора на правую нижнечелюстную область десен, при этом правую верхнечелюстную область десен оставили необработанной. Визуальный осмотр участка, обработанного антимикробным агентом, выявил заметное уменьшение как размера, так и тяжести повреждения в течение приблизительно 10 часов. Продолжительное нанесение раствора антимикробного агента ежедневно или дважды в день на правую нижнечелюстную область десен в течение 12 дней позволило эффективно уменьшить повреждение до приблизительно 1 мм. Последующая биопсия повреждения и изучение путем гистологического исследования не выявило признаков инвазивной карциномы, присутствовала лишь легкая дисплазия. После лечения не наблюдалось признаков присутствия воспалительных клеток. В противоположность этому, патология необработанной правой верхнечелюстной области десен продолжала проявлять признаки инвазивной плоскоклеточной карциномы и ее, наконец, удалили путем хирургического вмешательства после лечения.
[00143] Полученные результаты позволяют предположить, что антимикробный агент согласно настоящей заявке эффективен в качестве иммуномодулятора для лечения таких состояний, как инвазивные плоскоклеточные карциномы, которые могут развиться в результате предсуществующего воспалительного состояния.
[00144] Вдобавок к визуальному осмотру обработанной области, до и после лечения исследовали следующие физические свойства верхне- и нижнечелюстных областей субъекта: кровоточивость, нагноение, налет, зубной камень, глубина кармана и клиническая стираемость. На 32 зубах субъекта были исследованы физические свойства 192 участков, и результаты представлены ниже в Таблице 3.
[00145] Таблица 3
[00146] На основании клинических измерений, лечение антимикробным агентом согласно настоящей заявке улучшило многие физические свойства субъекта, включая кровоточивость (на 19%), глубину кармана 1-3 мм (на 33%), клиническую стираемость 4-5 мм (на 20%) и клиническую стираемость 6 мм и более (на 8%). У субъекта не наблюдалось изменений глубины кармана 6 мм и более и клинической стираемости 1-3 мм и наблюдалось приблизительно 5% ухудшение глубины кармана 4-5 мм. Данные клинические результаты позволяют дополнительно предположить, что антимикробный агент согласно настоящей заявке эффективно улучшил общее состояние ротовой полости субъекта, что может объясняться его ролью как эффективного иммуномодулятора.
[00147] Для подтверждения того, что действие раствора антимикробного агента было иммуномодулирующим, а не противовирусным, исследовали присутствие вируса папилломы человека (ВПЧ) в биоптатах того же субъекта. Результаты скрининга, в котором проверяли присутствие 37 различных видов ВПЧ, оказались отрицательными, включая ВПЧ-16 и 18, наиболее частые причины раков половых органов. В частности, используя протокол амплификации ПЦР в сочетании с анализом с помощью системы детектирования на гранулах Luminex, были протестированы следующие виды ВПЧ: ВПЧ 6, 11, 16, 18, 26, 31, 33, 35, 39, 40, 42, 45, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 58, 59, 61, 62, 64, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 81, 82, 83, 84, IS39 и СР6108. В биоптатах не обнаружили ни одного вида ВПЧ, при этом ДНК человека была обнаружена.
[00148] Данные результаты представляют дополнительные доказательства неправдоподобности того, что указанный рак был вызван вирусной инфекцией наиболее распространенного типа, хотя они не исключают другие вирусные причины.
Пример 4: Противовирусная активность антимикробного агента
[00149] Противовирусную активность антимикробного агента согласно настоящей заявке также исследовали у двух людей, у которых развилась герпетическая лихорадка.
[00150] У двух людей развилась герпетическая лихорадка, которая соответствовала клиническому диагнозу рецидивирующий вирус простого герпеса (HSV) на губах.
[00151] Осуществляли местное нанесение первому субъекту антимикробного агента согласно настоящей заявке в виде раствора на пораженную герпетической лихорадкой область, когда вспышка вызвала образование цельной, заполненной жидкостью, похожей на волдырь везикулы. В течение двух дней лечения наблюдали существенное сокращение и уменьшение везикулы до очень малого размера. Везикула образовала небольшую область растрескавшейся кожи, которая также быстро зажила без видимых остаточных эффектов.
[00152] Осуществляли местное нанесение второму субъекту антимикробного агента согласно настоящей заявке в виде раствора на пораженную герпетической лихорадкой область, только после того, как везикула разорвалась. У субъекта после лечения тяжесть проявления инфекции уменьшилась, и произошло гораздо более быстрое заживление, чем обычно происходило при герпетической лихорадке у этого субъекта.
[00153] У первого субъекта возник еще один рецидив волдыря в результате потенциальной вспышки вируса простого герпеса на губах, и после местного нанесения антимикробного агента согласно настоящей заявке в виде раствора наблюдали существенное уменьшение и сокращение везикулы. Продолженное местное нанесение антимикробного агента согласно настоящей заявке приводило к непрерывному сокращению и уменьшению везикулы и быстрому заживлению без видимых струпьев на данном участке кожи.
[00154] Так как вирус простого герпеса представляет собой вирус, полученные результаты доказывают, что антимикробный агент согласно настоящей заявке проявляет противовирусную активность.
[00155] Все ссылочные материалы, включая публикации, заявки на патент и патенты, цитированные в данной заявке, настоящим включены в данную заявку посредством ссылки в той же степени, как если бы каждый ссылочный материал отдельно и конкретно был указан как включенный посредством ссылки, и был полностью изложен в данной заявке.
[00156] Любая комбинация описанных выше элементов и всех возможных их изменений входит в объем настоящей заявки, если в данной заявке не указано иначе, или если это явно не противоречит контексту.
[00157] Термины, указанные в форме единственного числа, использованные в контексте описания настоящей заявки, должны истолковываться как включающие как форму единственного, так и форму множественного числа, если в данной заявке не указано иначе, или если это явно не противоречит контексту.
[00158] Использование любого и всех примеров, или иллюстративного языка (например, "такой как"), приведенного в данной заявке, предназначено только для лучшего освещения данной заявки и не накладывает ограничение на объем настоящей заявки, если не указано иначе. Язык, используемый в настоящем описании, не должен истолковываться как указывающий на какой-либо элемент как на незаменимый для осуществления настоящего изобретения, если это явно не указано.
[00159] Предполагается, что описание в данной заявке любого аспекта или варианта реализации настоящего изобретения с помощью таких терминов, как "охватывающий", "обладающий", "включающий" или "содержащий", использованных в отношении элемента или элементов, также включает аналогичный аспект или вариант реализации настоящего изобретения, который "состоит из", "состоит по существу из" или "по существу включает" данный конкретный элемент или элементы, если в данной заявке не указано иначе, или если это явно не противоречит контексту (например, композиция, описанная в данной заявке как включающая конкретный элемент, должна рассматриваться также как композиция, состоящая из данного элемента, если в данной заявке не указано иначе, или если это явно не противоречит контексту). При этом, термины "охватывающий", "обладающий", "включающий" или "содержащий" в формуле изобретения должны пониматься в соответствии с обычным "открытым" значением данных терминов в патентном законе как включающие перечисленные элементы, а также другие элементы. Аналогичным образом, термины "состоящий из", "состоит из", "состоит по существу из" или "по существу включает" должны пониматься в соответствии с "закрытыми" или "частично закрытыми" значениями, приписанными данным терминам в патентном законе.
[00160] Настоящая заявка включает все модификации и эквиваленты изобретения, изложенного в аспектах или вариантах реализации, представленных в данной заявке, в максимальной степени, разрешенной действующим законодательством.
Изобретение относится к медицине. Предложен антимикробный агент, содержащий: (a) воду; (b) от приблизительно 20% до приблизительно 60% по объему низкомолекулярного спирта; (c) от приблизительно 0,05% до приблизительно 40% по объему пероксида или пероксидобразующего агента; и (d) ЭДТА в концентрации от приблизительно 5 мг/мл до приблизительно 50 мг/мл. Антимикробная композиция обеспечивает подавление и лечение микробного роста, микробных инфекций, воспалительных заболеваний, вирусных заболеваний за счет модифицирования мембран патогенных микроорганизмов, модифицирования структуры вирусов или их вирулентности. 10 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 пр.
1. Антимикробный агент, содержащий:
(a) воду;
(b) от приблизительно 20% до приблизительно 60% по объему низкомолекулярного спирта;
(c) от приблизительно 0,05% до приблизительно 40% по объему пероксида или пероксидобразующего агента; и
(d) ЭДТА в концентрации от приблизительно 5 мг/мл до приблизительно 50 мг/мл.
2. Агент по п. 1, отличающийся тем, что спирт включает этанол.
3. Агент по п. 1, отличающийся тем, что содержание спирта составляет приблизительно 50% по объему.
4. Агент по п. 1, отличающийся тем, что ЭДТА присутствует в концентрации, составляющей приблизительно 10 мг/мл.
5. Агент по п. 1, отличающийся тем, что пероксид или пероксидобразующий агент включают перекись водорода (H2O2).
6. Агент по п. 5, отличающийся тем, что содержание H2O2 составляет от приблизительно 0,05% до приблизительно 10% по объему.
7. Агент по п. 6, отличающийся тем, что содержание H2O2 составляет приблизительно 1,5% по объему.
8. Агент по п. 1, дополнительно включающий агент, повышающий вязкость.
9. Агент по п. 8, отличающийся тем, что агент, повышающий вязкость, включает гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ).
10. Агент по любому из пп. 1-9 для применения для уменьшения или подавления микробного роста, микробных инфекций, воспалительных заболеваний, вирусных заболеваний или состояний, возникших в результате или связанных с микробным ростом или инфекцией.
11. Агент по любому из пп. 1-9 для применения для лечения микробного роста, микробных инфекций, воспалительных заболеваний, вирусных заболеваний или состояний, возникших в результате или связанных с микробным ростом или инфекцией.
| US 2009324508 A1, 31.12.2009 | |||
| WO 2005025486 A2, 24.03.2005 | |||
| WO 2009076718 A2, 25.06.2009 | |||
| WO 2004108091 A2, 16.12.2004. |
