Настоящее изобретение относится к применению олигосахарида грудного молока (ОГМ) или композиции, содержащей ОГМ, для улучшения исполнительной функции у субъекта. Изобретение дополнительно относится к ОГМ или композиции, содержащей ОГМ, для применения в профилактике или лечении субоптимальной исполнительной функции у субъекта.
Предпосылки создания изобретения
Исполнительная функция представляет собой способность координировать и интегрировать когнитивно-перцептивные процессы в отношении времени и пространства и определяет, насколько хорошо субъект может распознавать, оценивать и делать выбор среди множества альтернативных вариантов и стратегий. Она управляет целенаправленным поведением и играет фундаментальную роль в регулировании когнитивных процессов высокого порядка, таких как решение задач, рассуждение, гибкое мышление и принятие решений. Она имеет центральное значение для когнитивного развития и обучения (особенно новым навыкам) и прочно ассоциируется с социальной и интеллектуальной/академической успеваемостью/достижениями.
Учитывая связи между исполнительной функцией и социальной и интеллектуальной/академической успеваемостью, существует потребность в нахождении способов ее улучшения. Кроме того, также существует потребность в нахождении способов лечения и/или профилактики субоптимальной исполнительной функции, которое может препятствовать когнитивному развитию и обучению и неблагоприятно влиять на интеллект и академическую успеваемость/достижения. В зависимости от степени тяжести субоптимальная исполнительная функция может даже отрицательно влиять на осуществление повседневной деятельности.
Субоптимальная исполнительная функция может быть связано с различными когнитивными состояниями, включая синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), болезнь Альцгеймера, обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР), синдром Туретта, посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) и сосудистую деменцию. Она также считается более распространенной у субъектов, родившихся недоношенными или маленькими для своего гестационного возраста (SGA). Известно также, что исполнительная функция может ухудшаться при старении. Соответственно, у этих групп пациентов может существовать особая потребность в улучшении исполнительной функции.
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что потребление ОГМ может улучшать исполнительную функцию у субъекта. Этот вывод происходит из нескольких доклинических исследований на поросятах, причем указанные исследования включают в себя комбинацию нескольких тестов, результат которых при рассмотрении в целом можно считать указанием на исполнительную функцию, например на способность субъекта сдерживать ответную реакцию, адаптировать стратегию, распознавать, оценивать и делать выбор среди множества альтернативных вариантов и/или стратегий.
Изложение сущности изобретения
Основные положения изобретения изложены в формуле изобретения и подробном описании, включенном в настоящий документ.
В настоящем изобретении предложено применение ОГМ или питательной композиции, содержащей ОГМ, для улучшения исполнительной функции у субъекта.
В настоящем изобретении также предложен ОГМ или питательная композиция, содержащая ОГМ, для применения в лечении или профилактике субоптимальной исполнительной функции у субъекта.
ОГМ может представлять собой фукозилированный олигосахарид, N-ацетилированный олигосахарид и/или сиалилированный олигосахарид.
Не имеющие ограничительного характера примеры фукозилированного (-ых) олигосахарида (-ов) включают: 2’-фукозиллактозу (2’FL), 3’-фукозиллактозу, дифукозиллактозу (diFL), лакто-N-фукопентаозу (например, лакто-N-фукопентаозу I, лакто-N-фукопентаозу II, лакто-N-фукопентаозу III, лакто-N-фукопентаозу V), лакто-N-фукогексаозу, лакто-N-дифукогексаозу I, фукозиллакто-N-гексаозу, фукозиллакто-N-неогексаозу (например, фукозиллакто-N-неогексаозу I, фукозиллакто-N-неогексаозу II), дифукозиллакто-N-гексаозу I, дифуко-лакто-N-неогексаозу, дифукозиллакто-N-неогексаозу I, дифукозиллакто-N-неогексаозу II, фукозил-пара-лакто-N-гексаозу, три-фуко-пара-лакто-N-гексаозу I и любую их комбинацию.
Особенно эффективными фукозилированными олигосахаридами могут быть 2’-фукозиллактоза (2’FL) и дифукозиллактоза (di FL).
Не имеющие ограничительного характера примеры N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов) включают: LNT (лакто-N-тетраозу), пара-лакто-N-неогексаозу (пара-LNnH), LNnT (лакто-N-неотетраозу) и любые их комбинации. Другими примерами являются лакто-N-гексаоза, лакто-N-неогексаоза, пара-лакто-N-гексаоза, пара-лакто-N-неогексаоза, лакто-N-октаоза, лакто-N-неооктаоза, изо-лакто-N-октаоза, пара-лакто-N-октаоза и лакто-N-декаоза.
Особенно эффективными N-ацетилированными олигосахаридами могут быть LNT (лакто-N-тетраоза), LNnT (лакто-N-неотетраоза) и их комбинации.
Не имеющие ограничительного характера примеры сиалилированных олигосахаридов включают: 3’-сиалиллактозу (3’-SL), 6’-сиалиллактозу (6’-SL).
В одном аспекте настоящее изобретение относится к питательной композиции, содержащей сиалилированный олигосахарид, для улучшения миелинизации при созревании участка префронтальной коры, что способствует улучшению исполнительной функции у ребенка или младенца, например недоношенного младенца или младенца SGA. Сиалилированный олигосахарид представляет собой 3’-SL, 6’-SL или их комбинацию.
Особенно эффективными сиалилированными олигосахаридами могут быть 3’-сиалиллактоза (3’-SL), 6’-сиалиллактоза (6’-SL) и их комбинации.
Соответственно, может быть особенно полезно, если ОГМ выбран из группы, состоящей из: 2’-фукозиллактозы (2’FL), diFL, LNT, LNnT, сиалиллактозы и любой комбинации вышеуказанных веществ.
Сиалиллактоза может быть выбрана из группы, состоящей из 3’-сиалиллактозы (3’-SL), 6’-сиалиллактозы (6’-SL) и их комбинации. Может быть особенно полезно, если сиалиллактоза представляет собой 6’-сиалиллактозу или комбинацию 3’-сиалиллактозы (3’-SL) и 6’-сиалиллактозы (6’-SL).
Особенно эффективными комбинациями ОГМ могут быть
2’fl, diFL, LNT и LNnT,
3’-сиалиллактоза (3’-SL) и 6’-сиалиллактоза (6’-SL) и
2’FL, diFL, LNT и LNnT, 3’-сиалиллактоза (3’-SL) и 6’-сиалиллактоза (6’-SL).
Исполнительная функция может представлять собой распознавание, оценку и/или осуществление выбора альтернативных вариантов и/или стратегий. Соответственно, ОГМ или питательная композиция, содержащая ОГМ, могут быть особенно эффективны в улучшении способности субъекта распознавать, оценивать и/или делать выбор среди множества альтернативных вариантов и/или стратегий.
Субъект может представлять собой млекопитающее и, например, может представлять собой человека или животное-компаньона. ОГМ или композиция, содержащая ОГМ, могут быть особенно подходящими или особенно эффективными для ребенка или младенца, например недоношенного младенца или младенца SGA.
Если ОГМ или композиция, содержащая ОГМ, предназначены для применения в лечении и/или профилактике субоптимальной исполнительной функции, они могут быть особенно эффективными у субъекта, страдающего от СДВГ, болезни Альцгеймера, ОКР, синдрома Туретта, ПТСР или сосудистой деменции. Они также могут быть особенно эффективными у стареющего человека или младенца или ребенка, родившегося недоношенным или SGA.
Питательная композиция, содержащая ОГМ, может представлять собой детскую смесь, начальную детскую смесь, смесь для прикармливаемых детей, детскую смесь для недоношенных младенцев, обогатитель, обогатитель грудного молока, смесь для детского питания, молочную смесь для детей от 1 до 3 лет, детскую композицию на зерновой основе, пищевой продукт, продукт лечебного питания для клинической диетологии, добавку, продукт корма для домашних животных или добавку для домашних животных.
В настоящем изобретении также предложен ОГМ или композиция, содержащая ОГМ, для применения в получении композиции для применения в профилактике и/или лечении субоптимальной исполнительной функции у субъекта
В настоящем изобретении также предложен способ профилактики и/или лечения субоптимальной исполнительной функции у субъекта, причем указанный способ включает стадию введения указанному субъекту ОГМ и/или композиции, содержащей ОГМ, как описано в настоящем документе, при этом указанный способ может необязательно включать стадию идентификации субъекта, страдающего от субоптимальной исполнительной функции.
В настоящем изобретении также предложен способ улучшения исполнительной функции у субъекта, причем указанный способ включает стадию введения указанному субъекту ОГМ и/или композиции, содержащей ОГМ, как описано в настоящем документе.
Краткое описание графических материалов
Фиг. 1. Показатель эффективности у свиней, которые получали рацион питания перед отлучением от матки с добавлением молока A, B, C, контрольного молока или вскармливались свиноматкой, рассчитанный для оценки общей рабочей памяти. Различные буквы указывают на значимые отличия (p < 0,05).
Фиг. 2. Показатель эффективности у свиней, которые получали рацион питания перед отлучением от матки с добавлением молока A, B, C, контрольного молока или вскармливались свиноматкой, рассчитанный для оценки долговременной памяти. Различные буквы указывают на значимые отличия (p < 0,05).
Фиг. 3. Показатель эффективности у свиней, которые получали рацион питания перед отлучением от матки с добавлением молока A, B, C, контрольного молока или вскармливались свиноматкой, рассчитанный для оценки рабочей памяти. Различные буквы указывают на значимые отличия (p < 0,05).
Фиг. 4. Экспрессия гена миелина в образцах головного мозга из префронтальной коры и гиппокампа детенышей и взрослых мышей, получавших молоко без 6’SL, нормализованная к уровню экспрессии у мышей, получающих молоко с 6’SL. Звездочки указывают на значительные различия по сравнению с контрольной группой (p < 0,05).
Подробное описание изобретения
В первом аспекте настоящего изобретения предложено применение ОГМ или питательной композиции, содержащей ОГМ, для улучшения исполнительной функции у субъекта.
ОГМ может представлять собой фукозилированный олигосахарид, N-ацетилированный олигосахарид, сиалилированный олигосахарид или любую комбинацию любых из вышеуказанных веществ.
В одном варианте осуществления ОГМ представляет собой фукозилированный олигосахарид.
В одном варианте осуществления ОГМ представляет собой N-ацетилированный олигосахарид.
В одном варианте осуществления ОГМ представляет собой сиалилированный олигосахарид.
В одном варианте осуществления ОГМ представляет собой комбинацию одного или более фукозилированных олигосахаридов и одного или более N-ацетилированных олигосахаридов.
В одном варианте осуществления ОГМ представляет собой комбинацию одного или более фукозилированных олигосахаридов, и одного или более N-ацетилированных олигосахаридов, и одного или более сиалилированных олигосахаридов.
Не имеющие ограничительного характера примеры фукозилированного (-ых) олигосахарида (-ов) включают: 2’-фукозиллактозу (2’FL), 3’-фукозиллактозу, дифукозиллактозу (diFL), лакто-N-фукопентаозу (например, лакто-N-фукопентаозу I, лакто-N-фукопентаозу II, лакто-N-фукопентаозу III, лакто-N-фукопентаозу V), лакто-N-фукогексаозу, лакто-N-дифукогексаозу I, фукозиллакто-N-гексаозу, фукозиллакто-N-неогексаозу (например, фукозиллакто-N-неогексаозу I, фукозиллакто-N-неогексаозу II), дифукозиллакто-N-гексаозу I, дифуко-лакто-N-неогексаозу, дифукозиллакто-N-неогексаозу I, дифукозиллакто-N-неогексаозу II, фукозил-пара-лакто-N-гексаозу, три-фуко-пара-лакто-N-гексаозу I и любую их комбинацию.
Особенно эффективными фукозилированными олигосахаридами могут быть 2’-фукозиллактоза (2’FL) и дифукозиллактоза (di FL).
В одном варианте осуществления фукозилированные олигосахариды выбраны из группы, состоящей из 2’-фукозиллактозы (2’FL), дифукозиллактозы (di FL) и их комбинации.
Не имеющие ограничительного характера примеры N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов) включают: LNT (лакто-N-тетраозу), пара-лакто-N-неогексаозу (пара-LNnH), LNnT (лакто-N-неотетраозу) и любые их комбинации. Другими примерами являются лакто-N-гексаоза, лакто-N-неогексаоза, пара-лакто-N-гексаоза, пара-лакто-N-неогексаоза, лакто-N-октаоза, лакто-N-неооктаоза, изо-лакто-N-октаоза, пара-лакто-N-октаоза и лакто-N-декаоза.
Особенно эффективными N-ацетилированными олигосахаридами могут быть LNT (лакто-N-тетраоза) и LNnT (лакто-N-неотетраоза).
В одном варианте осуществления N-ацетилированные олигосахариды выбраны из группы, состоящей из LNT (лакто-N-тетраозы), LNnT (лакто-N-неотетраозы) и их комбинации.
Не имеющие ограничительного характера примеры сиалилированных олигосахаридов включают: 3’-сиалиллактозу (3’-SL), 6’-сиалиллактозу (6’-SL).
В одном варианте осуществления сиалилированные олигосахариды выбраны из группы, состоящей из: 3’-сиалиллактозы (3’-SL), 6’-сиалиллактозы (6’-SL) и их комбинации.
В одном варианте осуществления ОГМ выбраны из группы, состоящей из 2 -фукозиллактозы (2’FL), diFL, LNT, LNnT, сиалиллактозы и любой комбинации вышеуказанных веществ.
В одном варианте осуществления ОГМ представляет собой комбинацию 2’fl, diFL, LNT и LNnT.
В одном варианте осуществления ОГМ представляет собой комбинацию 3’-сиалиллактозы (3’-SL) и 6’-сиалиллактозы (6’-SL).
В одном варианте осуществления ОГМ представляет собой комбинацию 2’FL, diFL, LNT, LNnT, 3’-сиалиллактозы (3’-SL) и 6’-сиалиллактозы (6’-SL).
При использовании в настоящем документе термин «3’-сиалиллактоза» (3’-SL, 3-SL, 3’SL или 3SL) означает (6R)-5-ацетамидо-3,5-дидеокси-6-[(1R,2R)-1,2,3-тригидроксипропил]-β-L-трео-гекс-2-улопиранонозил-(2->3)-β-D-галактопиранозил-(1->4)-D-глюкопиранозу (IUPAC).
При использовании в настоящем документе термин «6’-сиалиллактоза» (6’-SL, 6-SL, 6’SL или 6SL) означает (6R)-5-ацетамидо-3,5-дидеокси-6-[(1R,2R)-1,2,3-тригидроксипропил]-β-L-трео-гекс-2-улопиранонозил-(2->6)-β-D-галактопиранозил-(1->4)-D-глюкопиранозу (IUPAC).
При использовании в настоящем документе термин «LNT (лакто-N-тетраоза)» означает бета-D-галакто-гексопиранозил-(1->3)-2-ацетамидо-2-дезокси-бета-D-глюко-гексопиранозил-(1->3)-бета-D-галакто-гексопиранозил-(1->4)-D-глюко-гексопиранозу (IUPAC).
При использовании в настоящем документе термин «LNnT (лакто-N-неотетраоза)» означает бета-D-галакто-гексопиранозил-(1->4)-2-ацетамидо-2-дезокси-бета-D-глюко-гексопиранозил-(1->3)-бета-D-галакто-гексопиранозил-(1->4)-D-глюко-гексопиранозу (IUPAC).
При использовании в настоящем документе термин «2’-фукозиллактоза (2FL)» означает (2R,3R,4R,5R)-4-[(2S,3R,4S,5R,6R)-4,5-дигидрокси-6-(гидроксиметил)-3-[(2S,3S,4R,5S,6S)-3,4,5-тригидрокси-6-метилоксан-2-ил]оксиоксан-2-ил]окси-2,3,5,6-тетрагидроксигексаналь (IUPAC).
При использовании в настоящем документе термин дифукозиллактоза (di FL) означает (3S,4S,5S,6R)-6-(гидроксиметил)-5-[(2S,3R,4S,5R,6R)-3,4,5-тригидрокси-6-(гидроксиметил)оксан-2-ил]окси-2,3-бис[(3S,4R,5S,6S)-3,4,5-тригидрокси-6-метилоксан-2-ил]оксан-2,3,4-триол (IUPAC).
N-ацетилированный (-ые) олигосахарид (-ы), например LNnT и/или LNT, можно синтезировать химическим путем с помощью ферментативного переноса сахаридных звеньев с донорных фрагментов на акцепторные фрагменты с использованием гликозилтрансфераз, как описано, например, в патенте США № 5,288,637 и WO 96/10086. В альтернативном варианте осуществления LNT и LNnT можно получать путем химического превращения кетогексоз (например, фруктозы), либо свободных, либо связанных с олигосахаридом (например, лактулозой) в N-ацетилгексозамин или N-ацетилгексозамин-содержащий олигосахарид, как описано в Wrodnigg, T.M.; Stutz, A.E. (1999) Angew. Chem. Int. Ed. 38:827–828. Полученный таким образом N-ацетиллактозамин можно затем переносить на лактозу в качестве акцепторного фрагмента.
Сиалилированный (-ые) олигосахарид (-ы), например 3’-сиалиллактозу (3’-SL) и/или 6’-сиалиллактозу (6’-SL) можно выделять из природного источника, такого как молоко животных, методом хроматографии или фильтрации. В альтернативном варианте осуществления их можно получать с помощью биотехнологических средств с применением специфических сиалилтрансфераз или сиалидаз, нейраминидаз либо методом ферментации на основе ферментов (рекомбинантных или природных ферментов), путем химического синтеза, либо методом микробиологической ферментации. В последнем случае или микроорганизмы могут экспрессировать свои природные ферменты и субстраты, или возможно создание микроорганизмов, вырабатывающих соответствующие субстраты и ферменты. Можно применять культуры из микроорганизмов одного вида или смешанные культуры. Образование сиалилолигосахаридов можно инициировать акцепторными субстратами, начиная с любой степени полимеризации (DP) от DP = 1 и далее. В альтернативном варианте осуществления сиалиллактозы можно получать путем химического синтеза из лактозы и свободной N’-ацетилнейраминовой кислоты (сиаловой кислоты). Сиалиллактозы также имеются в продаже, например производства компании Kyowa Hakko Kogyo (Япония) или GeneChem (Республика Корея).
Фукозилированный (-ые) олигосахарид (-ы), например 2’FL и/или diFL, можно выделять из природного источника, такого как молоко животных, методами хроматографии или фильтрации. В альтернативном варианте осуществления его (их) можно получать с помощью биотехнологических средств с применением специфических фукозилтрансфераз и/или фукозидаз, либо посредством применения метода ферментации на основе ферментов (рекомбинантных или природных ферментов), либо методом микробиологической ферментации. В последнем случае или микроорганизмы могут экспрессировать свои природные ферменты и субстраты, или возможно создание микроорганизмов, вырабатывающих соответствующие субстраты и ферменты. Можно применять культуры из микроорганизмов одного вида и/или смешанные культуры. Образование фукозилированного олигосахарида может быть инициировано акцепторными субстратами, начиная с любой степени полимеризации (DP) от DP = 1 и далее. В альтернативном варианте осуществления фукозилированные олигосахариды можно получать из лактозы и свободной фукозы с помощью химического синтеза. Фукозилированные олигосахариды также доступны, например от компании Kyowa, Hakko, Kogyo, Япония.
Термин «исполнительная функция» при использовании в настоящем документе относится к способности распознавать, оценивать и делать выбор среди множества альтернативных вариантов и стратегий. Этот термин охватывает целенаправленное поведение, планирование и/или когнитивную гибкость.
Используемый в настоящем документе термин «субъект» относится к млекопитающему и может представлять собой, например, человека или животное, такое как животное-компаньон, например кошка или собака.
В варианте осуществления изобретения субъект представляет собой человека или животное-компаньона, например кошку или собаку. Человек может представлять собой младенца, ребенка младшего возраста, ребенка, подростка или взрослого, включая стареющего взрослого.
Стареющий взрослый может представлять собой человека в возрасте 50 лет или старше, например 60 лет или старше, 70 лет или старше, 80 лет или старше, 90 лет или старше. Человеческий младенец представляет собой человека в возрасте 12 месяцев или младше. «Ребенок младшего возраста» представляет собой человека в возрасте от одного до семи лет, например от 1 до трех лет. «Ребенок» может быть ребенком младшего возраста.
Младенец может представлять собой недоношенного младенца, маленького для своего гестационного возраста (SGA) младенца и/или младенца с низким весом при рождении (LBW).
Термин «недоношенный» или «преждевременно родившийся» относится к младенцу или ребенку младшего возраста, который родился не в срок. По существу, этот термин относится к младенцу или ребенку младшего возраста, рожденному до 36-й недели беременности.
Выражение «маленький для своего гестационного возраста» или «SGA» относится к младенцу или ребенку младшего возраста, который меньше нормы по размерам для своего гестационного возраста при рождении, что чаще всего определяют как массу тела ниже 10-го процентиля для данного гестационного возраста. В некоторых вариантах осуществления изобретения состояние SGA может быть связано с задержкой внутриутробного развития (ЗВУР), которая относится к состоянию, при котором плод не может достичь своего потенциального размера.
Выражение «низкий вес при рождении» следует понимать как любую массу тела менее 2500 г при рождении. Таким образом, этот термин включает:
- младенца или ребенка младшего возраста, который имеет/имел массу тела от 1800 до 2500 г при рождении (обычно называемую «низкий вес при рождении» или LBW);
- младенца или ребенка младшего возраста, который имеет/имел массу тела от 1000 до 1800 г при рождении (называемую «очень низкий вес при рождении» или VLBW);
- младенца или ребенка младшего возраста, который имеет/имел массу тела менее 1000 г при рождении (называемую «крайне низкий вес при рождении» или ELBW).
Младенцы или дети младшего возраста с низким весом при рождении могут быть недоношенными или доношенными, и аналогично младенцы или дети младшего возраста, маленькие для своего гестационного возраста, могут быть недоношенными или доношенными.
ОГМ представляют собой соединения, обнаруживаемые в человеческом грудном молоке (олигосахариды грудного молока), соответственно, ОГМ или композиция, содержащая ОГМ, могут быть особенно полезными при введении младенцу или ребенку, и в частности младенцу или ребенку, находящемуся на вскармливании детской смесью или молочной смесью для детей от 1 до 3 лет. Хотя грудное вскармливание рекомендуется для всех младенцев, в некоторых случаях грудного вскармливания недостаточно или оно невозможно по медицинским причинам. В этих ситуациях детские смеси или молочные смеси для детей от 1 до 3 лет являются единственным возможным решением, поскольку их можно использовать в качестве альтернативы материнскому молоку.
Соответственно, в варианте осуществления субъект представляет собой человеческого младенца или ребенка младшего возраста, а в более конкретном варианте осуществления субъект представляет собой человеческого младенца или ребенка, вскармливаемого детской смесью или молочной смесью для детей от 1 до 3 лет.
Субъект может быть здоровым субъектом, не страдающим от субоптимальной исполнительной функции.
Исполнительную функцию можно измерять способами, хорошо известными специалисту в данной области, например, путем оценки, возможно оценки в целом, различных когнитивных навыков, которые, как известно, формируют исполнительную функцию, таких как сдерживание, рабочая память, когнитивная гибкость, тесты на распознавание паттернов и т.п.
У детей, например, задание на сортировку карточек с множественной классификацией (DCCS), у взрослых, например, висконсинский тест на сортировку карточек. Участникам показывают целевые карточки и просят отсортировать ряд двухзначных тестовых карточек в соответствии с одним параметром (например, цветом). Во время фазы после переключения их просят отсортировать тестовые карточки тех же типов в соответствии с другим параметром (например, формой).
Результаты теста субъекта, не страдающего от субоптимальной исполнительной функции, будут находиться в пределах диапазонов, считающихся нормальными (непатологическими), например, для субъекта данного типа и возраста.
ОГМ или питательную композицию, содержащую ОГМ, можно вводить вскармливающему млекопитающему и, таким образом, младенцу посредством грудного вскармливания. Без ограничений, накладываемых какой-либо теорией, авторы изобретения считают, что ОГМ или их метаболиты можно передавать младенцу посредством грудного молока.
ОГМ или питательную композицию, содержащую ОГМ, можно также вводить беременному млекопитающему или млекопитающему, пытающемуся забеременеть (до беременности) и, таким образом, младенцу в утробе. Без ограничений, накладываемых какой-либо теорией, авторы изобретения считают, что ОГМ или их метаболиты можно передавать младенцу, находящемуся в утробе матери.
Соответственно, в другом варианте осуществления изобретения введение ОГМ или композиции, содержащей ОГМ, младенцу происходит постнатально посредством грудного вскармливания.
Композицией, содержащей ОГМ, может быть композиция любого типа, пригодная для потребления субъектом.
В варианте осуществления изобретения композиция выбрана из группы, состоящей из детской смеси, начальной детской смеси, смеси для прикармливаемых детей, детской смеси для недоношенных детей, обогатителя, обогатителя грудного молока, смеси для детского питания, молочной смеси для детей от 1 до 3 лет, детской композиции на зерновой основе, пищевого продукта, продукта лечебного питания для клинической диетологии, добавки, продукта корма для домашних животных или добавки для домашних животных.
В более конкретном варианте осуществления изобретения композиция, содержащая ОГМ, представляет собой детскую смесь, обогатитель грудного молока или добавку.
Продукт лечебного питания имеет специальный состав и предназначен для диетического лечения заболеваний или медицинских состояний (например, для предотвращения или лечения нежелательных медицинских состояний). Продукт лечебного питания может обеспечивать диетическое питание, например удовлетворять особые потребности в питании пациентов с медицинским состоянием или других лиц с особыми потребностями в питании. Продукт лечебного питания может находиться в форме полного приема пищи, части приема пищи, в виде пищевой добавки или порошка для растворения.
Пищевой продукт, лечебное питание или питательная композиция могут находиться в любой форме, предназначенной для перорального питания, например в виде питательного напитка, в виде готового напитка, необязательно в виде безалкогольного напитка, включая соки, молочного коктейля, йогуртового напитка, смузи или соевого напитка, в батончике или распределенным в пищевых продуктах любого типа, таких как выпеченные изделия, батончики мюсли, молочные батончики, закуски, супы, готовые завтраки, мюсли, конфеты, пластинки, печенье, бисквиты, крекеры (такие как рисовые крекеры) и молочные продукты.
Добавка может, например, быть представлена в форме таблеток, капсул, пастилок или жидкости. Добавку можно добавлять в приемлемый для потребителя продукт, например в допустимый к проглатыванию носитель или основу. Не имеющими ограничительного характера примерами таких носителей или основ являются фармацевтическая композиция, пищевая композиция. Не имеющие ограничительного характера примеры пищевых композиций представляют собой молоко, йогурты, творог, сыры, кисломолочные продукты, ферментированные продукты на основе молока, ферментированные продукты на зерновой основе, порошки на основе молока, грудное молоко, смеси для недоношенных детей, детские смеси, добавки для перорального применения и смеси для кормления через зонд.
В настоящем документе термин «детская смесь» относится к продукту питания, специально предназначенному для употребления в пищу младенцами в течение первых месяцев жизни, который сам по себе удовлетворяет потребности в питании лиц данной категории (статья 2(c) Директивы Европейской комиссии 91/321/EEC 2006/141/EC от 22 декабря 2006 г. о детских смесях и смесях для прикармливаемых детей). Он также относится к питательной композиции, предназначенной для младенцев, как определено в Codex Alimentarius (Codex STAN 72-1981) и Infant Specialities (включая статью Food for Special Medical Purpose). Выражение «детская смесь» охватывает как «начальную смесь детскую смесь», так и «смесь последующего уровня» или «смесь для прикармливаемых детей».
По существу, «начальная детская смесь» предназначена для младенцев с рождения в качестве заменителя грудного молока.
«Смесь последующего уровня» или «смесь для прикармливаемых детей» дают, начиная с 6-го месяца. Она составляет главный жидкий элемент в постепенно увеличивающемся разнообразии рациона питания для данной категории лиц.
Термин «детская смесь для недоношенных младенцев» в настоящем документе означает детскую смесь, предназначенную для недоношенного младенца.
Термин «обогатитель молока» в настоящем документе относится к жидким или твердым питательным композициям, подходящим для смешивания с грудным молоком (которое представляет собой человеческое грудное молоко или обогатитель человеческого грудного молока) или детской смесью. Его используют для увеличения содержания калорий, белка, минеральных веществ и витаминов в грудном молоке, вводимом недоношенным младенцам или младенцам с низким весом при рождении. Термин «грудное молоко» следует понимать как материнское молоко, или молозиво материнского молока, или донорское молоко, или молозиво донорского молока.
Термин «смесь для детского питания» в настоящем документе означает продукт питания, специально предназначенный для употребления в пищу младенцами или детьми, такими как дети младшего возраста, в течение первых лет жизни.
Используемый в настоящем документе термин «молочная смесь для детей от 1 до 3 лет» (или GUM) относится к продукту молочной смеси, предназначенному для детей от одного года и далее. По существу, это молочный напиток, подобранный для специфических потребностей в питании у детей младшего возраста.
Термин «детская композиция на зерновой основе» в настоящем документе относится к продуктам питания, специально предназначенным для употребления в пищу младенцами или детьми, такими как дети младшего возраста, в течение первых лет жизни.
В дополнение к ОГМ композиции настоящего изобретения могут также содержать любые другие ингредиенты или эксципиенты, которые, как известно, можно использовать в рассматриваемом типе композиции, например в детской смеси.
Не имеющие ограничительного характера примеры таких ингредиентов включают белки, аминокислоты, углеводы, олигосахариды (помимо ОГМ), липиды, пребиотики или пробиотики, нуклеотиды, нуклеозиды, другие витамины, минеральные вещества и другие микроэлементы.
Если композиция представляет собой композицию для младенца или ребенка младшего возраста, композиция может, например, содержать источник белка, источник липидов и источник углеводов. Например, такая композиция может содержать белок в диапазоне от приблизительно 2 до 6 г/100 ккал, липиды в диапазоне от приблизительно 1,5 до 3 г/100 ккал и/или углеводы в диапазоне от приблизительно 1,7 до 12 г/100 ккал. Если указанная композиция представляет собой жидкость, ее энергетическая ценность может составлять от 60 до 75 ккал/100 мл. Если указанная композиция представляет собой твердое вещество, ее энергетическая ценность может составлять от 60 до 75 ккал/100 мл.
Не имеющие ограничительного характера примеры белков включают: казеин, альфа-лактальбумин, молочную сыворотку, бета-лактоглобулин, белок сои, белок риса, белок кукурузы, белок овса, белок ячменя, белок пшеницы, белок ржи, белок гороха, яичный белок, белок семян подсолнечника, белок картофеля, белок рыбы, белок мяса, лактоферрин, сывороточный альбумин, иммуноглобулины и их комбинации.
Не имеющие ограничительного характера примеры аминокислот включают лейцин, треонин, тирозин, изолейцин, аргинин, аланин, гистидин, изолейцин, пролин, валин, цистеин, глутамин, глутаминовую кислоту, глицин, L-серин, аргинин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан, аспарагин, аспарагиновую кислоту и их комбинации.
Не имеющие ограничительного характера примеры углеводов включают: лактозу, сахарозу, мальтодекстрин, крахмал и их комбинации.
Не имеющие ограничительного характера примеры липидов включают пальмовый олеин, подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты, сафлоровое масло с высоким содержанием олеиновой кислоты, масло канолы, рыбий жир, кокосовое масло, жир коровьего молока и их комбинации.
Особенно полезным может быть включение в композицию жира в количестве от 25 до 30 г/100 г массы композиции в сухом состоянии.
Не имеющие ограничительного характера примеры незаменимых жирных кислот включают линолевую кислоту (LA), α-линоленовую кислоту (ALA). Композиции настоящего изобретения могут дополнительно содержать ганглиозиды. Не имеющие ограничительного характера примеры ганглиозидов включают моносиалоганглиозид-3 (GM3) и дисиалоганглиозиды-3 (GD3) и их комбинации.
Не имеющие ограничительного характера примеры пребиотиков включают олигосахариды, необязательно содержащие фруктозу, галактозу, маннозу; пищевые волокна, в частности растворимые волокна, волокна сои; инулин; и их комбинации. Предпочтительные пребиотики представляют собой фруктоолигосахариды (FOS), галактоолигосахариды (GOS), изомальтоолигосахариды (IMO), ксилоолигосахариды (XOS), арабиноксилоолигосахариды (AXOS), маннанолигосахариды (MOS), соевые олигосахариды, гликозилсахарозу (GS), лактосахарозу (LS), лактулозу (LA), палатинозаолигосахариды (PAO), мальтоолигосахариды, смолы и/или их гидролизаты, пектины и/или их гидролизаты и комбинации вышеперечисленного.
Дополнительные примеры олигосахаридов описаны в публикации Wrodnigg, T. M.; Stutz, A.E. (1999) Angew. Chem. Int. Ed. 38:827–828, а также в WO 2012/069416, которые включены в настоящий документ путем ссылки.
Не имеющие ограничительного характера примеры пробиотиков включают: Bifidobacterium, Lactobacillus, Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus, Kluyveromyces, Saccharoymces, Candida, в частности выбранные из группы, состоящей из Bifidobacterium longum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium adolescentis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus lactis, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus salivarius, Lactococcus lactis, Enterococcus faecium, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces boulardii или их смесей, предпочтительно выбранные из группы, состоящей из Bifidobacterium longum NCC3001 (ATCC BAA-999), Bifidobacterium longum NCC2705 (CNCM I-2618), Bifidobacterium longum NCC490 (CNCM I-2170), Bifidobacterium lactis NCC2818 (CNCM I-3446), Bifidobacterium breve strain A, Lactobacillus paracasei NCC2461 (CNCM I-2116), Lactobacillus johnsonii NCC533 (CNCM I-1225), Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC53103), Lactobacillus rhamnosus NCC4007 (CGMCC 1.3724), Enterococcus faecium SF 68 (NCC2768; NCIMB10415) и их комбинаций.
Не имеющие ограничительного характера примеры нуклеотидов включают: цитидинмонофосфат (CMP), уридинмонофосфат (UMP), аденозинмонофосфат (AMP), гуанозинмонофосфат (GMP) и их комбинации.
Композиция, содержащая ОГМ, может дополнительно содержать по меньшей мере один неперевариваемый олигосахарид (например, пребиотики) в дополнение к ОГМ. Примеры таких пребиотиков включают в себя определенные олигосахариды, такие как фруктоолигосахариды (FOS), галактоолигосахариды (GOS), фукозилированные олигосахариды (такие как 2’-фукозиллактоза, 3’фукозиллактоза, дифукозиллактоза, лакто-N-фукопентаоза I, лакто-N-фукопентаоза II, лакто-N-фукопентаоза III, лакто-N-фукопентаоза V, лакто-N-фукогексаоза, лакто-N-дифукогексаоза I, фукозиллакто-N-гексаоза, фукозиллакто-N-неогексаоза I, фукозиллакто-N-неогексаоза II, дифукозиллакто-N-гексаоза I, дифукозиллакто-N-неогексаоза I, дифукозиллакто-N-неогексаоза II, фукозил-пара-лакто-N-гексаоза и любая их комбинация), N-ацетилированные олигосахариды (такие как лакто-N-тетраоза (LNT), N-неотетраоза (LNnT) и любая их комбинация). Они, как правило, могут присутствовать в количестве от 0,3 до 10 мас.% композиции.
Другие подходящие и желательные ингредиенты композиций, которые можно использовать в композиции изобретения, могут быть описаны в руководящих указаниях Кодекса пищевых международных стандартов Codex Alimentarius в отношении рассматриваемого типа композиций, например, детской смеси, обогатителя ГМ, смеси для прикармливаемых детей, продуктов питания, предназначенных для употребления младенцами, например композиции на зерновой основе для детей.
Композицию, содержащую ОГМ, например детскую смесь, можно получать любым подходящим способом. Например, детскую смесь можно готовить смешиванием вместе источника белка, источника углеводов и источника жиров в соответствующих пропорциях. В эту смесь можно включать эмульгаторы в случае их применения. На данном этапе можно добавлять ОГМ, а также на данном этапе можно добавлять любые витамины и любые минеральные вещества, но обычно их добавляют позднее во избежание термического разложения. Перед смешиванием в источнике жира можно растворять любые липофильные витамины, эмульгаторы и т.п. Затем можно домешивать воду, предпочтительно очищенную обратным осмосом, с образованием жидкой смеси. После этого жидкую смесь можно подвергать термообработке для снижения бактериальных нагрузок. Например, жидкую смесь можно быстро нагревать до температуры в диапазоне от приблизительно 80°C до приблизительно 110°C в течение от приблизительно 5 секунд до приблизительно 5 минут. Это можно осуществлять путем нагнетания пара или с помощью теплообменника, например, пластинчатого теплообменника. Затем жидкую смесь можно охлаждать до температуры от приблизительно 60°C до приблизительно 85°C; например, путем резкого охлаждения. После этого жидкую смесь можно гомогенизировать; например, в две стадии под давлением от приблизительно 7 МПа до приблизительно 40 МПа на первой стадии и от приблизительно 2 МПа до приблизительно 14 МПа на второй стадии. Затем гомогенизированную смесь можно дополнительно охлаждать для добавления любых термочувствительных компонентов; таких как витамины и минеральные вещества. На данной стадии для удобства стандартизируют уровень рН и содержание твердых веществ в гомогенизированной смеси. Гомогенизированную смесь переносят в подходящий сушильный аппарат, такой как распылительная сушилка или сублимационная сушилка, и превращают в порошок. Влагосодержание порошка должно составлять менее приблизительно 5 мас.%. Если необходимо добавить пробиотик (-и), то его (их) можно культивировать в соответствии с любым подходящим способом и подготавливать для добавления в детскую смесь, например, путем сушки сублимацией или сушки распылением. В альтернативном варианте осуществления бактериальные препараты можно приобретать у специализированных поставщиков, таких как Christian Hansen и Morinaga, уже в готовой подходящей форме для добавления в продукты питания, такие как детская смесь. Такие бактериальные препараты можно добавлять к порошковой детской смеси путем сухого смешивания.
Композиция, содержащая ОГМ, может содержать ОГМ в любом эффективном количестве. Специалист в данной области в состоянии определить эффективное количество исходя из природы, предназначения, целевого субъекта и дозы композиции, например определить, сколько раз в день субъекту необходимо употреблять композицию перорально. Как правило, эффективное количество будет зависеть от возраста, размеров и состояния здоровья субъекта, от образа жизни субъекта и от дозы композиции.
Эффективное количество может представлять собой любое количество, которое улучшает исполнительную функцию у субъекта.
Улучшения исполнительной функции можно измерять с помощью хорошо известных тестов, подробно описанных выше.
Улучшение исполнительной функции можно обнаружить только более чем через 6 месяцев, 1 год, например более чем через 5 лет, более чем через 10 лет, более чем через 20 лет.
Способность определять эффективную дозу на основании приведенной в настоящем документе информации и знаний в данной области входит в сферу компетенции специалиста в данной области.
В случае детской смеси или молочной смеси для детей от 1 до 3 лет специалист в данной области может выбирать количество ОГМ, например 2’FL, diFL, LNT, LNnT, 3SL и/или 6’SL, на основании количеств, обнаруживаемых в человеческом грудном молоке, вырабатываемом для младенца или ребенка того же возраста, в частности, полноценно питающейся матерью. Такие количества могут находиться в человеческом грудном молоке в следующих диапазонах: diFL: 100–500 мг/л, LNT: 50–300 мг/л, LNnT: 200–2000 мг/л, 2’FL: 500–3000 мг/л, 3’SL: 100–400 мг/л, 6’SL: 50–750 мг/л. Однако они могут находиться за пределами этих диапазонов, например, в зависимости от биодоступности указанных ОГМ в детской смеси по сравнению с грудным молоком.
В качестве ориентира, в случае детской смеси или молочной смеси для детей от 1 до 3 лет, фукозилированный (-ые) олигосахарид (-ы), например 2’FL и/или diFL, может (могут) присутствовать в питательной композиции в соответствии с настоящим изобретением в общем количестве 0,75–1,65 г/л композиции; например, в общем количестве 0,8–1,5 г/л композиции, например 0,85–1,3 г/л, 0,9–1,25 г/л, 0,9–1,1 г/л, 1–1,25 г/л, 1,05–1,25 г/л композиции (концентрация может относиться к концентрации после разведения композиции, например, водой).
В качестве ориентира, в случае детской смеси или молочной смеси для детей от 1 до 3 лет, N-ацетилированный (-ые) олигосахарид (-ы), например LNT и/или LNnT, может (могут) присутствовать в питательной композиции в соответствии с настоящим изобретением в общем количестве 0,45–0,9 г/л композиции, например в общем количестве 0,5 г/л композиции, например 0,63 г/л композиции.
В качестве ориентира, в случае детской смеси или молочной смеси для детей от 1 до 3 лет, сиалилированный (-ые) олигосахарид (-ы), например сиалиллактоза (3’-сиалиллактоза (3’-SL) и/или 6’-сиалиллактоза (6’-SL)), может (могут) присутствовать в питательной композиции в соответствии с настоящим изобретением в концентрации от 50 мг до 5000 мг/л, например от 50 мг до 2500 мг/л, например от 60 мг до 2000 мг на литр, от 80 мг до 1000 мг на литр питательной композиции. В конкретном варианте осуществления композиция содержит 2090 мг всей сиалиллактозы на литр композиции. В другом конкретном варианте осуществления композиция содержит от 87,5 мг до 735 мг всей сиалиллактозы на литр питательной композиции.
Если композиция, содержащая ОГМ, содержит 3’-сиалиллактозу (3’-SL) и 6’-сиалиллактозу (6’-SL), она может быть особенно полезна, если указанная 3’-сиалиллактоза (3’-SL) и 6’-сиалиллактоза (6’-SL) содержатся в указанной питательной композиции в массовом соотношении от 10 : 1 до 1 : 10, например от 10 : 1 до 2 : 1, от 8 : 1 до 3 : 1, от 6 : 1 до 3 : 1, от 5 : 1 до 3 : 1, от 5 : 1 до 4 : 1 или от 4,7 : 1 до 4,1 : 1.
Как будет очевидно специалисту в данной области, ОГМ или композицию, содержащую ОГМ, как описано в настоящем документе, для применения с целью улучшения исполнительной функции можно также использовать для профилактики и/или лечения субоптимальной исполнительной функции у субъекта.
Соответственно, в другом аспекте настоящего изобретения предложен ОГМ и/или композиция, содержащая ОГМ, как описано в настоящем документе, для применения в профилактике и/или лечении субоптимальной исполнительной функции.
В одном варианте осуществления субъект может быть субъектом, страдающим от субоптимальной исполнительной функции и, таким образом, нуждающимся в улучшении исполнительной функции.
Человек, страдающий субоптимальной исполнительной функцией, может быть субъектом, результаты тестов которого (в стандартном тесте, используемом для оценки исполнительной функции) не находятся в диапазоне, считающемся нормальным (непатологическим), например, для субъекта данного типа и возраста. Специалисту в данной области будет легко определить, страдает ли субъект от субоптимальной исполнительной функции.
Субоптимальная исполнительная функция может быть связана с различными когнитивными состояниями, включая синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), болезнь Альцгеймера и сосудистую деменцию. Она также считается более распространенной у субъектов, родившихся недоношенными или маленькими для своего гестационного возраста (SGA), и известно, что исполнительная функция может ухудшаться при старении. Поэтому может существовать особая потребность в лечении и/или профилактике субоптимальной исполнительной функции в этих группах пациентов.
Соответственно, в более конкретном варианте осуществления субъект, нуждающийся в улучшении исполнительной функции, является субъектом, страдающим от СДВГ, болезни Альцгеймера или сосудистой деменции, или представляет собой стареющего взрослого, младенца, родившегося недоношенным или маленьким для своего гестационного возраста (SGA).
В другом аспекте настоящего изобретения предложено применение ОГМ или композиции, содержащей ОГМ, как описано в настоящем документе, для применения в получении композиции для применения в профилактике и/или лечении субоптимальной исполнительной функции.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ профилактики и/или лечения субоптимальной исполнительной функции у субъекта, причем указанный способ включает стадию введения указанному субъекту ОГМ и/или композиции, содержащей ОГМ, как описано в настоящем документе. Указанный способ может также необязательно включать стадию идентификации субъекта, страдающего от субоптимальной исполнительной функции.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ улучшения исполнительной функции у субъекта, причем указанный способ включает стадию введения указанному субъекту ОГМ и/или композиции, содержащей ОГМ, как описано в настоящем документе, при этом указанный способ может необязательно включать стадию идентификации субъекта, страдающего от субоптимальной исполнительной функции.
Следует понимать, что все признаки настоящего изобретения, описанные в настоящем документе, можно свободно комбинировать и что изменения и модификации можно вносить без отступления от объема изобретения, определенного в формуле изобретения. Кроме того, если существуют известные эквиваленты конкретных признаков, такие эквиваленты включены так, как если бы они конкретно были упомянуты в данном описании.
При применении в настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают ссылки на множественное число, если из контекста явным образом не следует иное. Таким образом, например, ссылка на «ингредиент» или «конкретный ингредиент» включает два или более ингредиентов. Термин «и/или», применяемый в контексте «X и/или Y», следует интерпретировать как «X» или «Y», либо «X и Y». В настоящем документе термин «пример», особенно если за ним следует перечисление терминов, носит исключительно примерный и иллюстративный характер, и его не следует считать исключающим или исчерпывающим.
При применении в настоящем документе термин «приблизительно» следует понимать как относящийся к числам в числовом диапазоне, например в диапазоне от -10% до +10% от указанного числа, предпочтительно от -5% до +5% от указанного числа, более предпочтительно от -1% до +1% от указанного числа, наиболее предпочтительно от -0,1% до +0,1% от указанного числа. Диапазон, находящийся «между» двумя значениями, включает в себя эти два значения. Помимо этого, следует понимать, что все числовые диапазоны в настоящем документе включают в себя все числа, целые и дробные в пределах диапазона. Более того, эти числовые диапазоны следует рассматривать как подтверждающие пункт формулы изобретения, относящийся к любому числу или подгруппе чисел в данном диапазоне. Например, описание «от 1 до 10» следует рассматривать как включающее диапазон «от 1 до 8», «от 3 до 7», «от 1 до 9», «от 3,6 до 4,6», «от 3,5 до 9,9» и т.д.
Если не указано иное, все процентные отношения в настоящем документе выражены по массе от общей массы композиции. При ссылке на pH значения соответствуют pH, измеренному при 25°C с помощью стандартного оборудования.
Относительные термины «улучшать» и «уменьшать» относятся к влиянию ОГМ или композиции, содержащей ОГМ, как описано в настоящем документе, на исполнительную функцию (например, влияние на различные когнитивные навыки, которые, как известно, формируют исполнительную функцию, например внимание или импульсивность, рабочая память, когнитивная гибкость. Возможно, все это необходимо рассматривать в целом.) у субъекта по сравнению с субъектом, которому не вводят ОГМ или композицию, содержащую ОГМ. Специалист в данной области может легко оценить улучшение, повышение или усиление. Улучшение исполнительной функции (различных когнитивных навыков, которые, как известно, формируют исполнительную функцию, например когнитивная гибкость, рабочая память, внимание и/или уменьшение импульсивности) можно обнаружить только более чем через 1 год, например более чем через 5 лет, более чем через 10 лет, более чем через 20 лет.
Композиции, описанные в настоящем документе, могут не содержать любого элемента, который конкретно не описан в настоящем документе. Таким образом, описание варианта осуществления с применением термина «содержащий» включает в себя описание вариантов осуществления, «состоящих, по существу, из» и «состоящих из» указанных компонентов. Аналогичным образом способы, описанные в настоящем документе, могут не включать любой стадии, которая конкретно не описана в настоящем документе. Таким образом, описание варианта осуществления с применением термина «содержащий» включает описание вариантов осуществления, «состоящих, по существу, из» и «состоящих из» указанных стадий. Более того, описание некоторых стадий как «необязательных» не подразумевает, что другие стадии, которые явным образом не описаны как необязательные, непременно требуются. Если в тексте упоминается просто композиция, то это может быть питательная композиция.
Ниже представлен ряд не имеющих ограничительного характера примеров, которые иллюстрируют изобретение.
Примеры
Пример 1. Способы. Поведенческое исследование
На 53 поросятах женского пола (геттингенские мини-пиги, компания Ellegaard, Дания) после отлучения от матки проводили тесты на количество обследований отверстий. В возрасте 1 недели поросят на искусственном вскармливании (N = 45) отделяли от свиноматок и содержали в смешанных группах по 2 поросят в небольших загонах (2,5 м × 1 м) с нарезанной соломой в качестве подстилки, оснащенных мячиком для сжатия и подстилкой для собак. Кроме того, 8 поросят были подвергнуты перекрестному выкармливанию и содержанию с 3 свиноматками до возраста 10 недель (подсосные поросята). После отлучения от материнского молока в возрасте 10 недель подсосных поросят содержали в таких же условиях, что и поросят на искусственном вскармливании. Загоны также оснащались двумя металлическими цепями в качестве дополнительного материала для улучшения среды обитания.
Обработки. Молочную интервенцию проводили в возрасте от 1 до 10 недель. В возрасте 1 недели поросят, находящихся на искусственном вскармливании, случайным образом распределяли для получения 1 из 4 молочных смесей, обогащенных различными пребиотическими смесями (молоко A: 3’SL и 6‘SL, молоко B: 2’FL + diFL + LNT + LNnT, молоко C: 2’FL + diFL + LNT + LNnT + 3’SL + 6‘SL) или без пребиотиков (контрольное молоко). Подсосных поросят кормили материнским молоком на протяжении всего периода диетологической интервенции. После отлучения от грудного молока поросят в возрасте 10 недель кормили высококалорийным вызывающим полноту рационом питания. В ходе эксперимента были получены 5 экспериментальных групп: молоко A (N = 12), молоко B (N = 12), молоко C (N = 10), контрольное молоко (N = 11) и естественный подсос (N = 8).
Обеих свиней в каждом загоне тестировали по отдельности в пространственном тесте на количество обследований отверстий для оценки их пространственных когнитивных (память и обучение) способностей. Площадка для теста (3 м × 3 м) имела черные деревянные стены высотой 80 см и 4 входа с гильотинными дверями. На площадке к полу были привинчены 16 серых металлических ведер (∅12 см — H12 см) по схеме 4 × 4, в 4 из которых помещали приманку — маленькие кусочки яблока (~ 12 × 12 × 20 мм). Поросята внутри площадки могли видеть стены помещения и потолок с вентиляционным каналом и световыми колодцами. Поросят лишали кормления в течение ночи на протяжении всего периода тестирования на количество обследований отверстий.
В возрасте приблизительно от 16,5 до 19 недель поросят по отдельности подвергали 2 массированным испытаниям (т.е. проводимым с интервалом в несколько минут) в день в течение 12 последовательных рабочих дней, т.е. 24 испытаниям на приобретение навыка. Ежедневно использовали разные входы, по 2 разных входа в один день теста (т.е. 1 вход на каждое испытание). Испытание начинали, когда все 4 ноги поросенка оказывались на площадке для теста, и завершали, когда поросенок находил все 4 вознаграждения или через 180 секунд. Каждый раз, когда поросенок в первый раз подходил к ведру с приманкой, для облегчения обучения раздавался звук кликера. Если поросенок выполнял задание (т.е. находил 4 вознаграждения менее чем за 180 с), выходная (южная) гильотинная дверь открывалась, и поросенок получал половину белой виноградины. Если поросенок не выполнял задание в течение 180 с, раздавался звук сирены; поросенок не получал вознаграждения. После того как 2 поросенка из каждого загона были протестированы дважды, всех соседей по загону направляли обратно в их домашний загон и распределяли между ними утренний молочный рацион.
После завершения этапа приобретения навыка поросят по отдельности подвергали 16 испытаниям на переобучение, по 2 массированных испытания в день в течение 8 последовательных рабочих дней. Процедура была такой же, что и на этапе приобретения навыка, но поросятам назначалась другая конфигурация ведер с приманкой.
В ходе испытания с помощью программного обеспечения The Observer XT 10 (компания Noldus Information Technology, г. Вагенинген, Нидерланды) «вживую» оценивали в баллах следующие параметры: все подходы и повторные подходы ко всем ведрам, время ожидания во всех подходах к ведрам, продолжительность испытания, общее число актов дефекации, мочеиспускания и попыток побега во время испытания. Исходя из параметров, зарегистрированных во время теста, переменные рассчитывали апостериори в соответствии с работой van der Staay et al. (2012. Neurosci and biobehav rev 36, 379-403) (таблица 1).
Таблица 1. Параметры, рассчитанные апостериори в тесте на количество обследований отверстий
На этапе приобретения навыка у всех свиней наблюдалось повышение эффективности, заметное по линейному возрастанию показателей РП, ДП и общей РП во времени, а количество ошибок РП, ДП и общей РП с течением времени линейно уменьшалось. Обработка молока не оказывала влияния на когнитивную эффективность поросят после отлучения от матки.
На этапе переобучения у всех свиней наблюдалось повышение эффективности, заметное по линейному возрастанию показателей РП, ДП и общей РП во времени, а количество ошибок РП, ДП и общей РП с течением времени линейно уменьшалось. Такое повышение эффективности РП, ДП и общей РП снижалось (причем значительно для общей РП и ДП) в контрольной группе с заменителем молока по сравнению с подсосными поросятами, и неожиданно было обнаружено, что этот дефицит восстанавливался при наличии ОГМ в заменителе молока до уровней, аналогичных наблюдаемым в группе естественного подсоса (см. фиг. 1–3).
Пример 2
Ниже в таблице 2 приведен пример состава питательной композиции (например, детской смеси) в соответствии с настоящим изобретением. Эта композиция приведена исключительно в качестве иллюстрации.
Таблица 2. Пример состава питательной композиции (например, детской смеси) в соответствии с настоящим изобретением
(ОГМ)
Пример 3. Животные и условия выращивания
Взрослые пары дикого типа (WT) B6.129 и гетерозиготные (HZ) B6.129-St6gal1tm2Jxm пары для разведения (четыре самца и четыре самки и три самца и четыре самки соответственно) приобретали у промышленного заводчика (The Jackson Laboratory). По прибытии мышей одного и того же пола содержали в группах по 2–3 животных одинакового пола в поликарбонатных клетках типа 1 (33,0 × 13,0 × 14,0 см), снабженных подстилкой из древесных опилок, пополняющим мешком (Mucedola, г. Сеттимо-Миланезе, Италия), металлической крышкой и водой и пищевыми пеллетами (Mucedola, г. Сеттимо-Миланезе, Италия). Мышей выращивали с поддержанием обратного 12-часового цикла дня и ночи (включение света в 19:00) в помещении с системой кондиционирования воздуха (температура 21 ± 1°C и относительная влажность 60 ± 10%). Через две недели после прибытия животных формировали триады для размножения (один самец, две самки). После двух недель спаривания мышей-самцов удаляли, а самок содержали по отдельности в стандартных клетках типа 1. Самок ежедневно проверяли на беременность и день их родов обозначали как постнатальный день (PND) 0. Помимо очистки клетки один раз в неделю, самок и их потомство не трогали до отлучения от лактирующей самки (в PND 25). При отлучении самцов и самок мышей разделяли и помещали в клетки (в одной клетке находились животные одинакового пола и одного помета); кроме того, самцов мышей помечали путем подрезания уха, а ткань уха, удаленную посредством этой процедуры, использовали для генотипирования. Затем для экспериментов использовали гомозиготных нокаутированных (KO) мышей и мышей WT.
Процедуры кормления и выращивание
Четырнадцать самок мышей дикого типа (WT) и 14 гомозиготных самок мышей St6Gal1 (далее KO) спаривали с семью самцами WT и семью самцами KO соответственно. Из этой партии 10 самок WT и 10 самок KO родили жизнеспособное потомство. День рождения обозначали как постнатальный день (PND) 0. Процедура кормления (подробная информация приведена на фиг. 1), которую проводили с 10:00 до 13:00, требовала одновременного использования четырех лактирующих самок (две WT и две KO). Таким образом, для сведения к минимуму числа субъектов, подлежащих отбраковке из-за отсутствия лактирующих самок, процедуры кормления выполняли в период с 24 до 60 часов после рождения. В день кормления сначала извлекали лактирующих самок из клеток, а затем определяли пол потомства и помечали посредством вкалывания в палец ноги краски для татуировки. После завершения процедур определения пола и маркировки детенышей перемещали в клетку, покрытую древесными опилками, в которой находилась лактирующая самка. Каждое потомство переносили к лактирующей самке для создания одинаковых условий для всех субъектов эксперимента. Каждая лактирующая самка кормила смешанный помет, состоящий из самцов и самок WT и KO (по возможности соотношение между полами составляло 1 : 1). При открытии глаз и во взрослом возрасте собирали образцы префронтальной коры и гиппокампа головного мозга для анализа экспрессии генов.
Были сформированы следующие экспериментальные группы:
- потомство WT, вскормленное лактирующими самками WT (WT с WT)
- потомство WT, вскормленное лактирующими самками KO (WT с KO)
- потомство KO, вскормленное лактирующими самками WT (KO с WT)
- потомство KO, вскормленное лактирующими самками KO (KO с KO)
Выделение общей РНК и контроль качества
Общую РНК выделяли с помощью набора для выделения РНК из тканей Agencourt RNAdvance Tissue Kit (компания Beckman Coulter): Лизис проводили в 450 мкл. Экстрагировали 400 мкл лизата. Объем элюирования 50 мкл.
Количественное определение выполняют с помощью набора для анализа Quant-iT RiboGreen (компания Life Technologies).
Оценку по контролю качества проводят с помощью набора для РНК стандартной чувствительности на анализаторе Fragment Analyzer 96 (компания Agilent).
Подготовка библиотек образцов
Библиотеки генерируют с помощью набора QuantSeq 3 mRNA Seq Library Prep Kit (FWD) HT для Illumina от компании Lexogen. Он предназначен для генерирования совместимых с оборудованием Illumina последовательностей, расположенных ближе к 3’-концу полиаденилированной РНК.
В наборе в качестве входных данных используют общую РНК, поэтому нет необходимости в предварительном поли(A)-обогащении или снижении содержания рРНК. Генерирование библиотеки начинается с праймирования oligodT, содержащего специфичную для Illumina последовательность линкера Read 2. После синтеза первой цепи РНК удаляют. Синтез второй цепи инициируют путем случайного праймирования и ДНК-полимеразы. Случайный праймер содержит специфичную для Illumina последовательность линкера Read 1. Между синтезом первой и второй цепей не требуется очистки. После синтеза второй цепи следует этап очистки с помощью магнитных гранул. На этапе амплификации библиотеки вводят последовательности, необходимые для генерирования кластеров для секвенирования. Двухцепочечную кДНК амплифицируют посредством ПЦР. На данном этапе вводят отдельные штрихкодовые индексы для мультиплексирования образцов. Чтения секвенирования следующего поколения (NGS) генерируются в направлении поли(A)-хвоста и непосредственно соответствуют мРНК. Более подробную информацию см. на фиг. 1. Библиотеки количественно оценивают с помощью Quant-iT Picogreen (компания Life Technologies). Паттерн размера контролируют с помощью набора High Sensitivity NGS Fragment Analysis на анализаторе Fragment Analyzer (компания Agilent). Библиотеки объединяют в эквимолярном соотношении (т.е. одинаковое количество каждой библиотеки образцов) и кластеризуют в концентрации 9 пМ на проточной ячейке для секвенирования с однократным прочтением (SR) (компания Illumina). Секвенирование проводили в течение 65 циклов на HiSeq 2500 (компания Illumina) с использованием наборов HiSeq SR Cluster Kit v4 cBot, HiSeq SBS Kit V4 (набор на 50 циклов) (секвенирование путем синтеза). Первичный контроль качества данных осуществляют во время прогона секвенирования для обеспечения оптимальной загрузки проточной ячейки (плотность кластеров) и проверки параметров качества в ходе прогона секвенирования (QC30). Оптимальное значение плотности кластеров, обнаруженных путем анализа изображений, составляет от 850 до 1000 K/мм2. Осуществление прогона при оптимальной плотности кластеров включает поиск баланса между пониженной кластеризацией, которая обеспечивает данные высокого качества, но приводит к снижению выхода данных, и повышенной кластеризацией, которая может привести к низкой эффективности прогона. Процент ≥ Q30 означает процентную долю оснований с показателем качества Phred 30 или выше. Это мера качества идентификации сгенерированных нуклеотидных оснований. Показатель Phred логарифмически связан с вероятностями ошибок. Показатель Phred, равный 30, означает вероятность неправильного назначения оснований 1 из 1000, поэтому точность распознавания нуклеотидных оснований составляет 99,9%. Что касается спецификации Illumina, этот показатель должен быть не менее 80%.
Анализы данных
Маловероятно, что гены с очень низким уровнем численности будут дифференциально экспрессироваться в разных группах. Мы отфильтровали гены с низкой экспрессией, выбрав только гены с по меньшей мере 5 чтениями в по меньшей мере 8 образцах. Пороговое значение количества образцов гарантирует, что гены будут экспрессироваться в наименьшей группе (которая содержит 8 образцов). Этап фильтрации выполняют в отношении значений числа чтений на миллион (CPM), при котором учитывают размер библиотеки. В нашем случае это соответствует пороговому значению 2,427 для значений CPM. Мы также отбрасывали гены без аннотации. С этими критериями фильтрации мы сохраняем 11523 признака. Мы проводили нормализацию методом TMM (усеченное среднее для M-значений).
Результаты
Экспрессия множества генов, связанных с миелинизацией, была пониженной у мышей, получавших молоко без 6’SL, только в префронтальной коре на ранних этапах развития, это не наблюдалось ни во взрослом возрасте, ни в гиппокампе ни в одном из двух возрастов. На фиг. 4 показано 50%-е снижение экспрессии основного белка миелина (MBP) и миелин-ассоциированного гликопротеина (MAG) (двух ключевых белков миелиновой оболочки) у мышей, получавших молоко без 6’SL (экспрессия генов, количественно выраженная в кратном изменении по сравнению с контрольными мышами). При исследовании влияния отсутствия 6’SL на ранних этапах развития на метаболические пути (Киотская энциклопедия генов и геномов) было установлено, что как путь миелинизации, так и путь миелиновой оболочки были угнетены у мышей, получавших молоко без 6’SL. Это также было заметно только в префронтальной коре на ранних этапах развития, но ни в префронтальной коре во взрослом возрасте, ни в гиппокампе (во взрослом возрасте или на ранних этапах развития). Эти результаты четко показывают, что присутствие 6’SL в материнском молоке необходимо для наблюдения оптимальной миелинизации префронтальной коры на ранних этапах жизни. Интересно, что префронтальная кора, как известно, является ключевой областью головного мозга, которая опосредует исполнительные функции.
Изобретение относится к применению олигосахарида грудного молока или питательной композиции, содержащей олигосахарид грудного молока, в лечении и/или профилактике субоптимальной исполнительной функции у субъекта. Причём результаты теста субъекта, не страдающего от субоптимальной исполнительной функции, будут находиться в пределах диапазонов, считающихся непатологическими для субъекта данного типа и возраста. При этом указанный олигосахарид грудного молока предпочтительно выбран из группы, состоящей из 2’-фукозиллактозы (2’FL), дифукозиллактозы (diFL), лакто-N-тетраозы (LNT), лакто-N-неотетраозы (LNnT), сиалиллактозы и любой комбинации вышеуказанных веществ. Изобретение позволяет улучшить исполнительную функцию у субъекта. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 3 пр.
1. Применение олигосахарида грудного молока в лечении и/или профилактике субоптимальной исполнительной функции у субъекта, причём результаты теста субъекта, не страдающего от субоптимальной исполнительной функции, будут находиться в пределах диапазонов, считающихся непатологическими для субъекта данного типа и возраста.
2. Применение питательной композиции, содержащей олигосахарид грудного молока, в лечении и/или профилактике субоптимальной исполнительной функции у субъекта, причём результаты теста субъекта, не страдающего от субоптимальной исполнительной функции, будут находиться в пределах диапазонов, считающихся непатологическими для субъекта данного типа и возраста.
3. Применение по п. 1 или 2, причём олигосахарид грудного молока представляет собой комбинацию 2’FL, diFL, LNT и LNnT, или комбинацию 3’-сиалиллактозы (3’-SL) и 6’-сиалиллактозы (6’-SL), или комбинацию 2’FL, diFL, LNT и LNnT, 3’-сиалиллактозы (3’-SL) и 6’-сиалиллактозы (6’-SL).
4. Применение по любому из пп. 1-3, причём олигосахарид грудного молока представляет собой 3’-SL, 6’-SL или их комбинацию; и при этом субъект представляет собой ребёнка или младенца, например недоношенного младенца или младенца SGA.
5. Применение по любому из пп. 1-3, причём субъект представляет собой млекопитающее и предпочтительно представляет собой человека или животное-компаньона, и при этом необязательно указанный субъект нуждается в улучшении исполнительной функции.
6. Применение по п. 1 или 2, причём субъект, нуждающийся в улучшении исполнительной функции, представляет собой субъекта, страдающего от СДВГ, болезни Альцгеймера или сосудистой деменции, и/или представляет собой стареющего человека, и/или младенца или ребёнка, родившегося недоношенным или маленьким для своего гестационного возраста.
7. Применение питательной композиции по любому из пп. 2-6, причём указанная композиция представляет собой детскую смесь, начальную детскую смесь, смесь для прикармливаемых детей, детскую смесь для недоношенных детей, обогатитель, обогатитель грудного молока, смесь для детского питания, молочную смесь для детей от 1 до 3 лет, детскую композицию на зерновой основе, пищевой продукт, продукт лечебного питания для клинической диетологии, добавку, продукт корма для домашних животных или добавку для домашних животных.
8. Применение олигосахарида грудного молока в получении композиции для применения в профилактике и/или лечении субоптимальной исполнительной функции у субъекта, причём указанный олигосахарид грудного молока предпочтительно выбран из группы, состоящей из 2’-фукозиллактозы (2’FL), diFL, LNT, LNnT, сиалиллактозы и любой комбинации вышеуказанных веществ, и при этом указанный субъект может представлять собой субъекта, нуждающегося в улучшении исполнительной функции.
9. Применение композиции, содержащей олигосахарид грудного молока, в получении композиции для применения в профилактике и/или лечении субоптимальной исполнительной функции у субъекта, причём указанный олигосахарид грудного молока предпочтительно выбран из группы, состоящей из 2’-фукозиллактозы (2’FL), diFL, LNT, LNnT, сиалиллактозы и любой комбинации вышеуказанных веществ, и при этом указанный субъект может представлять собой субъекта, нуждающегося в улучшении исполнительной функции.
| WO 2018215406 A1, 29.11.2018 | |||
| WO 2016146789 A1, 22.09.2016 | |||
| EP 3335577 A1, 20.06.2018 | |||
| EP 3403655 A4, 07.08.2019 | |||
| WO 2018215572 A1, 29.11.2018 | |||
| RU 2009141298 A, 20.05.2011. |
