CZ301548B6 - Univerzální preparát ke zvýšení obranyschopnosti, prevenci, profylaxi a lécbe Lymeské boreliózy pro humánní a veterinární použití, zpusob jeho výroby a použití - Google Patents

Abstract

Univerzální preparát ke zvýšení obranyschopnosti, prevenci, profylaxi a lécbe Lymeské boreliózy pro humánní a veterinární použití, vytvorený na bázi celobunecných bakterinu nebo bakteriálních lyzátu nebo bakteriálních purifikátu v tekuté podobe nebo jako lyofilizátu všech trí nejpatogennejších genomospecies borelií (Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii) a prípadne dalších genomospecies patogenních borelií, pricemž každá z použitých genomospecies borelií obsahuje soucasnej oba imunogenní protektivní proteiny vnejší membrány OspA a OspC, poprípade obsahuje i další imunogenní protektivní proteiny vnejší membrány, a dále preparát obsahuje celobunecný bakterin nebo bakteriální lyzát nebo bakteriální purifikát v tekuté nebo lyofilizované podobe vybraného imunomodulacního kmene Propionibacterium acnes. Preparát je ve forme pro intramuskulární, subkutánní, intradermální, transkutánní, orální ci kutánní aplikaci, k vyvolání aktivní protektivní imunity vuci prirozené infekci prostrednictvím infikovaných klíštat obecných všemi tremi nejpatogennejšími genomospecies Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii a z duvodu principu krížové imunity prípadne i vuci dalším známým genomospecies borelií. Preparát muže být úspešne aplikovatelný bez teritoriálního omezení. Užití preparátu orálne vylucuje vyvolání nežádoucích imunopatologických procesu. Rešení zahrnuje také zpusob výroby preparátu.

Description

Univerzální preparát ke zvýšení obranyschopnosti, prevenci, profylaxi a léčbě Lymeské boreliózy pro humánní a veterinární použití, způsob jeho výroby a použití s Oblast techniky

Vynález se týká složení univerzálního preparátu ke zvýšení obranyschopnosti, prevenci, profylaxi a léčbě Lymeské boreliózy pro humánní a veterinární použití, způsobu jeho výroby a použití.

io

Dosavadní stav techniky

Lymeská borelióza je chronické multisystémové infekční onemocnění, které je nejčastějším infekčním onemocněním přenášeným členovci (arthropod bom), a to v Evropě i ve Spojených is státech. O významu tohoto onemocnění svědčí četnost publikaci v Časopisech zabývajících se infekční problematikou. Z tohoto pohledu je v poslední dekádě borelióza svým významem zařazována za syndrom získané imunodeficience, jak je popsáno např. v článku „ The biological and sociál phenomenon of Lyme disease“ (Barbour AG, Fish D, Science. 1993 Jun

U;260(5114);1610~6).

Onemocnění je vyvolané skupinu spirochet souhrnně označovaných jako Borrelia burgdorferi sensu lato. Tato skupina mikroorganismů je tvořena zejména třemi blízce příbuznými subspecies, a to Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii. Zatímco Borrelia burgdorferi sensu stricto je příčinou prakticky všech onemocnění Lymeskou boreliózou na severo25 americkém kontinentu, v Evropě převládají Borrelia garinii a Borrelia afzelii.

Závažné poškození savčího hostitelského organismu, stejně jako problémy spojené s diagnostickou i terapií Lymeské boreliózy jsou významným stimulem pro vývoj efektivních vakcinačních preparátů. Na druhé straně existují i výhrady k vývoji vakcín a jejich použití zejména u lidí.

Jde především o to, že onemocnění není přenosné z člověka na Člověka, je relativně snadno léčitelné antibiotiky a klinická manifestace se závažnými důsledky postihuje pouze část infikovaných pacientů. Navíc je toto onemocnění velmi zřídka fatální. Na místě je proto obava z případných vedlejších účinků nové vakcíny, které by za těchto okolností byly velmi těžko přijatelné, jak je popsáno ve stati „Experimental immunization against Lyme borreliosis with recombinant Osp proteins: an overview “ (Sadziene A, Barbour AG., Infection, 1996 Mar-Apr;24(2):195-202).

První veterinární vakcína proti borelióze byla vyvinuta ve Spojených státech v r. 1990 pro psy. Licencována byla v r. 1992, jak je známo z článků „Performance of a Borrelia burgdorferi bacterin in borreliosis-endemic areas (Lew SA. Lissman BA. Ficke CM., J Am Vet Med

Assoc. 1993 Jun 1;202(11):1834-8.) nebo „Immunization against Lyme disease?“ (Wormser, GP., Ann Intem Med 123,627 - 629,1995).

Vakcína je celobunččná, chemicky inaktivovaná, aplikovaná s vehikulem obsahujícím polymerové adjuvantní látky. Vakcína je aplikována intramuskulárně dvakrát v intervalu dvou až tří týdnů.

Po roce je doporučena udržovací dávka (booster), Vakcinace domácích zvířat, zejména psů je doporučena bez ohledu na to, zda zvíře bylo infikováno, případně u něho probíhá onemocnění. Příprava této vakcíny vycházela z poznatků získaných v pokusech na hlodavcích. Protektívní efekt celobuněčné vakcíny byl poprvé popsán u křečků.

Vývoj celobuněčné vakcíny pro veterinární účely byl podporován především jednoduchostí příprava a také nízkou cenou. Tato vakcína však nebyla doporučena pro humánní použití s ohledem na skutečnost, že některé antigeny borelií zkříženě reagují s lidskými antigeny a nelze proto vyloučit indukci imunopatologických procesů, jak je popsáno ve statích „Molecular mimicry and Lyme borreliosis: a shared antigenic determinant between Borrelia burgdorferi and human tissue“ (Aberer E et al, Ann Neurol. 1989 Dec; 26(6):732-7) nebo „Sérologie response to the

-1CZ 301548 B6

Borrelia burgdorferíflagellin demonstrates an epitope common to a neuroblastoma cell line“.

(Fikrigetal. 1993, Proč Nat Acad Sci USA. 1993 Jan 1:90(1):183-7).

Určitým varováním bylo např. zjištění, že některé antigeny Borrelia burgdorferí aktivují sety spe5 cífických T lymfocytů, které se podílely na rozvoji arthritidy u křečků, což je popsáno v článku „Involvement of CD4+ T lymphocytes in induction of severe destructive Lyme arthritis in inbred LSHhamsters“ (Lim LC et al., Infect Immun. 1995 Dec; 65(12):4818-25).

Králíci jsou chráněni proti infekci, pokud je imunní sérum připravené imunizací zvířat imunogen10 nimi proteiny boreliózového kmene aplikováno před experimentální Čelenží. Podání imunního séra po infekci nebrání rozvoji erythema migrans a viscerálním projevům infekce. Podobné výsledky byly zjištěny také u myší a křečků a popsány v „Serum-mediated resolution of Lyme arthritis in mice“ (Barthold SW et al., Lab. Invest. 1996, Jan; 74(1):57-67) nebo „Protective and arthritis-resolving activity in sera of mice infected with Borrelia burgdorferí“ (Bathold SW et al., Clin Infect Dis 1997 Jul; 25 Suppl 1:S9-Ž7.) nebo „Experimental infection of the hamster with Borrelia Burgdorferí“ (Johnson RC et al., Ann Acad Sci. 1988;539:258-63).

Těmito experimentálními poznatky byla naznačena možnost vývoje bezpečné subjednotkové vakcíny. Hlavními kandidátními antigeny pro takovou vakcínu se staly vnější povrchové proteiny (outer surface proteins Osp) označované jako OspA, B, C a D. Intenzívně byl studován zejména protein OspA. Protektivní efekt této subjednotkové vakcíny byl potvrzen experimentálně u myší křečků a králíků a popsán v článcích „Protection of mice against the Lyme disease agent by immunizing with recombinant OspA “ (Firking E et al., Science 1990 Oct 26; 250(4980):553-6) nebo „ Long-term protection of mice from Lyme disease by vaccination with OspA “ (Firking E et al., Infect Immun. 1992 Mor; 60(3):773-7). Laboratorní testy potvrdily, že aplikace tohoto proteinu ve formě purifikovaného, lipidovaného rekombínantního proteinu indukuje protektivní imunitu při parenterálním podání a chrání proti infekci boreliemi podanými nejen injekční cestou, ale též s pomocí klíštěcího vektoru. Potvrdilo se také, že infekcí klíšťata sající na takto imunizovaných zvířatech ztrácejí svou infekciozitu, což je popsáno v „Safety and immunogeni30 city of a recombinant outer surface protein A Lyme vaccine “ (Keller D et al., JÁMA. 1994 Jun 8;271(22): 1764-8) nebo „Elimination of Borrelia burgdorferí from vector ticks feeding on OspA~immunized mice“ (Firking E et al., Proč Nati Acad Sci USA. 1992 Jun 15,89(12):541821).

V nepřítomnosti lipidové jednotky vyžaduje indukce tvorby protilátek adjuvantní efekt Freundova kompletního adjuvans, nebo jiného imunitního adjuvans, jak je popsáno ve stati „Role of attached lipid in immunogenicity of Borrelia burgdorferí OspA “ (Erdile IF et al., Infect Immun. 1993 Jan;61 (1):81-90). To naznačuje dvojí možný efekt vakcinaee:

(1) spirochety jsou inaktivovány již v organismu klíštěte a je tak zabráněno transmisi infekce, (2) spirochety mohou být inaktivovány krátce po vstupu do hostitelského organismu ještě před antigenní variací a útlumem exprese antigenu OspA.

K verifikaci protektivního efektu antigenu OspA byly připraveny dva různé konstrukty a vakcinační formule:

1. Nativní a čistý rekombinantní OspA, popsaný v „Recombinant outer surface protein a from Borrelia burgdorferí induces antibodies protective against spirochetal infection in mice“ so (Simon MMet al., J. Infect Dis. 1991 Jul;164(1):123-32)

2. OspA inkorporovaný do genomu BCG (Calmette, Guérin). OspA se exprimoval jako membránově asociovaný lipoprotein, což je známo z článku „Protective immunity elicited by rBCG vaccines“ (Stover CK et al., Dev Biol Stand. 1994;82:163-70). V této formě byl testován při íntraperitoneální aplikaci a také při intranazálním podání, jak je publikováno v „Systemic and

-2CZ 301548 B6 mucosal immunity induced by BCG vector expressing outer-surface protein A of Borrelia burgdorferi“ (Langermann Set aí, Nátuře. 1994 Dec 8;372(6506):552-5). Při této formě aplikace byly dlouhodobě indukovány specifické IgG i IgA protilátky, což je patrné z článku „Protective immunity elicited by recombinant bacille Calmette-Guerin (BCG) expressing outer surface protein A (OspA) lipoprotein: a candidate Lyme disease vaccine“ (Stover CK et al., JExp Med. 1993 Jul 1;178(1):197-209).

V současné době jsou jediným producentem takové vakcíny pro humánní použití Spojené státy americké. Vakcína byla schválena Food and Drug Administration (FDA) 21. 12. 1998 a je io popsána ve studii „ Vaccination against Lyme disease with recombinant Borrelia burgdorferi outer-surface lipoprotein A with adjuvant. Lyme Disease Vaccine Study Group “ (Steere AC et al., N Engl J Med. 1998 Jul 23;339(4):209-15). Jde o výrobek LYMErix firmy SmithKline Beecham. Podle třetí fáze klinických zkoušek poskytuje vakcína 80 až 90% ochranu, jak je prokazováno ve stati „A vaccine consisting of recombinant Borrelia burgdorferi outer-surface protein A to prevent Lyme disease. Recombinant Outer-Surface Protein A Lyme Disease Vaccine Study Consortium“ (Sigal LH et al., N Engl J Med. 1998 Jul 23;339(4):216-22. Erratum in: N Engl J Med 1998 Aug 20;339(8):571).

I když je vakcína již v distribuci, je pod permanentní kontrolou s ohledem na minimum znalostí o dlouhodobém použití tohoto preparátu. Vakcína je aplikována injekěně třikrát v průběhu 12 měsíční periody (0, 1, 12) pro dosažení maxima imunitní odpovědi. Efektivnost vakcíny popisuje např. Wahlberg, který uvádí, že po dvou dávkách rekombinantního OspA proteinu vázaného na aluminium hydroxid ve fosfátovém pufru byla účinnost vakcíny 50% (1 rok), po třech vakcinačních dávkách (20 měsíců) byla účinnost 79%. Protilátkový titr klesal poměrně rychle a po dvou letech byl na úrovni prvního roku vakcinace (efektivnost 50%). Detaily o „booster“ efektu nejsou k dispozici. Doposud není povoleno aplikovat vakcínu dětem pod 15 let a lidem trpícím autoimunitním onemocněním, zejména arthritidou. V souboru 5765 vakcinovaných jedinců se u dvou osob s fenotypem HLA-DR4 vyvinula arthritida, jak bylo zveřejněno v článku „Guarded endorsementfor Lyme disease vaccine“ (Marwick C, JAMA. 1998 Jun 24;279(24):1937-8).

Komerčně dostupná vakcína je připravena z proteinu OspA z Borrelia burgdorferi sensu stricto. Vzhledem k tomu, že tato bakterie je dominantním infekčním původcem Lymeské boreliózy na severoamerickém kontinentu, může být vakcína relativně efektivní pro obyvatelstvo USA.

V evropských podmínkách však toto onemocnění vyvolávají zejména tri patogenní subspecies, a to Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii. U všech těchto kmenů je na evropském kontinentu popsána antigenní variabilita. V evropských podmínkách je proto vakcína připravená pouze z kmene Borrelia burgdorferi sensu stricto pro humánní i veterinární použití nepoužitelná. Při vývoji účinné formy vakcíny byly využity i nové trendy ve vakcinačních technologiích, kde například účinná DNA vakcína je publikována ve statích „Protective immuni40 zation with plasmid DNA containing the outer surface lipoprotein A gene of Borrelia burgdorferi is independent of cm eukaryotic promotér“ (Simon MM et aí, Eur J Immunol. 1996 Dec;26(l2):2831-40) nebo „DNA vaccines expressing a fitsion product of outer surface proteins A and C from Borrelia burgdorferi induce protective antibodies suitable for prophylaxis but not for resolution of Lyme disease “ (Wallich R. et aí. Infect Immun. 2001 Apr;69(4):2130-6).

Jiným možným východiskem je připravit vakcínu z proteinu OspC, který je exprimován na povrchu mikroorganismů v těle hostitele a podle literárních dokladů má humorální imunita proti tomuto proteinu protektivní charakter, jak je popsáno v „Protective immunization with plasmid DNA containing the outer surface lipoprotein A gene of Borrelia burgdorferi is independent of an eukaryotic promotér“ (Simon MMet aí, Eur. J. Immunol. 26, 2831-2840, 1996).

OspC je hlavním membránovým antigenem vyjádřeným v časné fázi infekce. U Borrelia burgdorferi sensu stricto je OspC vysoce variabilní. Epidemiologickou analýzou a sekvenováním genů pro OspC u jednotlivých izolátů a doplněním s GeneBank bylo pro tento antigen zjištěno 21 alelických skupin označovaných A-U, jak je popisováno v ,frour clones of Borrelia burgdorferi

-3CZ 301548 B6 sensu stricto čase invasive infection in humans“ (Seinost O etal., Infect. Immun. 67, 3518-3524,

1999).

Vnější povrchový antigen A (OspA) je hlavním povrchovým antigenem, který je exprimován, když je Borrelia burgdorferi rezidentní v klíštěti. V okamžiku, kdy klíště začne nasávat krev na savcích, je syntéza tohoto antigenu reprimována a naopak je indukována syntéza antigenu OspC. Takto se OspC stává hlavním antigenem vnější povrchové membrány v časné fázi infekce, což je popsáno například v „Induction of an outer surface protein of Borrelia burgdorferi during tick feeding“ (Schwan TG et al„ Proč, Nati. Acad. Sci.USA 92, 2909-2913, 1995). I když bylo io prokázáno, že OspC má limitovanou povrchovou expozici, je potentním imunogenem. Imunizace OspC je protektivní proti boreliové infekcí. Ochrana je však vázána na konkrétní alelu OspC, která kontroluje syntézu konkrétního proteinu. Infekce jiným typem borelie vede u těchto imunizovaných jedinců k onemocnění. To samozřejmě limituje použití tohoto antigenu získaného pouze z jedné genomospecies borelií pro přípravu univerzální vakcíny.

Otázka úspěšné vakcinace proti Lymeské borelióze zůstává tedy otevřenou otázkou. V Evropě je navíc komplikována existencí tří různých genomospecies (Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii) a onemocněním Lymeskou boreliózou vedle člověka i u různých druhů domácích a hospodářských zvířat. Problematikou onemocnění u psů a koček se věnu20 je stať Canine borreliosis“ (Littman MP, Vet Clin Smáli Anim 33, 2003, 827-862) a u koní „Equine Abortion Associated with the Borrelia parker i- B. turicatae Tick-Bome Relapsing Fever Spirochete Group (Walker RL et al., Journal of Ciinical Microbiology, 2002, 40, 4, 1558-1562),

O možnost překonat tyto problémy tzv. „kokteilových vakcín“ se pokusili např. Livey et al., a své výsledky publikovali ve stati „OspC vaccine candidate“ (Abstract of the Symposium on the Pathogenesis and Management of Tick-borne Diseases. 1998 Sept. 28-30. Vienna, Austria. 1998).

Se stávajícími problémy s diagnostikou a léčbou Lymeské boreliózy a vzhledem k nemožnosti účinně kontrolovat a snižovat rozšíření vektorů borelií, naléhavě vyvstala potřeba vakcíny schopné účinně imunizovat vnímavé druhy domácích a hospodářských zvířat i lidí proti infekci Borrelia burgdorferi sensu lato. Byly vyvinuty vakcíny na bázi celobuněčného bakterinu Borrelia burgdorferi pro použití u domácích zvířat, popsané např. v patentech US 4 721 617,

US 6 316 005. Byly vyvinuty i vakcíny založené na obsahu proteinu OspA, OspC či dalších povrchových (outer surface proteins) imunogenních proteinů, izolovaných z kultivovaných kultur borelií, exprimovaných jako rekombinantní proteiny z různých hostitelích (E. coli), nebo připravených synteticky, z nichž jako příklady je možno uvést spisy WO 094/25596. WO 96/0531, WO 9 749 812, US 6 716 574, US 2004067517, US 6 676 942, WO 0 216 422,

US 5 530 103, US 6 486 130, US 6 464 985, EP 633 028).

Tyto celobuněčné nebo subjednotkové vakcíny však nezahrnují ochranu proti celé šíři patogenních borelií všech genomospecies, tedy zejména Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia garinii a Borrelia afzelii a případně dalších. Jsou odvozeny vždy pouze z jedné genomospecies, a to Borrelia burgdorferi sensu stricto. Dále při použití těchto preparátů zůstává riziko indukce nežádoucích imunopatologických procesů.

Úkolem vynálezu je představit nový univerzální prostředek, který obsahuje současně oba hlavní imunogenní proteiny vnější membrány OspA a OspC všech tří nej patogennějších genomospecies borelií (Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii) a případně dalších genomospecies patogenních borelií, a který může být úspěšně aplikovatelný bez teritoriálního omezení, a to včetně způsobu per or (orálně, ústy), což vylučuje indukci imunopatologických procesů pri tomto způsobu podání.

-4CZ 301548 B6

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo vynálezem, kterým je univerzální preparát ke zvýšení obranyschop5 nosti, prevenci, profylaxi a léčbě Lymeské boreliózy pro humánní a veterinární použití, vytvořený na bází celobuněčných bakterinů nebo bakteriálních lyzátů nebo bakteriálních purifikátů v tekuté podobě nebo jako lyofilizátů všech tří nejpatogennějších genomospecies borelií (Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinií) a případně dalších genomospecies patogenních borelií, přičemž každá z použitých genomospecies borelií obsahuje současně io oba imunogenní protektivní proteiny vnější membrány, a dále preparát obsahuje celobuněčný bakterin nebo bakteriální lyzát nebo bakteriální purifíkát v tekuté nebo lyofilizované podobě vybraného imunomodulačního kmene Propionibacterium acnes.

Popisovaný preparát obsahuje bakteriální lyzáty všech tří nejpatogennějších genomospecies

Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii, z nichž každý obsahuje současně oba imunogenní protektivní proteiny vnější membrány OspA a OspC, a zároveň obsahuje bakteriální lyzát bakteriálního imunomodulačního kmene Propionibacterium acnes.

Další podstatou vynálezu je, že v optimálním případě jsou imunogenní protektivní proteiny vnější membrány kmenů Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii OspA a OspC v preparátu obsaženy s výhodou v poměru 8 : 1 : 1 až 1 :1 : 1.

Rovněž je výhodné, když lyofilizované bakteriální lyzáty kmenů Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii jsou ve vzájemném poměru 1:1:1a poměr směsi lyofilizátových bakteriálních lyzátů kmenů Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii k bakteriálnímu lyzátů kmene Propionibacterium acnes je v poměru 9 : 1 až 1:1a celkový obsah sušiny lyofilizátů všech kmenů v jedné aplikační dávce je 1 až 1000 mg.

Také je podstatou vynálezu, že preparát je vytvořen v lyofilizované či tekuté formě a je aplikován v pufrovaném fyziologickém roztoku nebo s minerálním Či olejovým imunitním adjuvans, případně dalšími imunomodulátory přírodního či syntetického charakteru či dalšími pomocnými látkami, s výhodou vehiculem, přičemž imunomodulátory přírodního charakteru jsou vybrány ze skupiny bakteriálních imunomodulátorů nebo glukanů nebo minerálních prvků a pH preparátu se pohybuje v rozmezí hodnot 4 až 9.

Podstatou vynálezu je dále způsob výroby univerzálního preparátu ke zvýšení obranyschopnosti, prevenci, profylaxi a léčbě Lymeské boreliózy pro humánní a veterinární použití, při jehož realizaci se každý z výrobních kmenů borelií kultivuje, kontroluje, inaktivuje a testuje až do stavu smísení samostatně, přičemž při kultivaci kmenů za účelem exprese antigenu OspA probíhá pomnožování a produkce kultury při teplotě 26 až 35 °C s dobou 6 až 18 dnů u každého kroku a pň kultivaci kmenů za účelem exprese antigenu OspC probíhá pomnožování a produkce kultury pň teplotě 36 až 38 °C s dobou 6 až 18 dnů u každého kroku, a výrobní kmen Propionibacterium acnes se kultivuje, kontroluje, inaktivuje a testuje až do stavu smísení rovněž samostatně, přičemž kultivace kmene za účelem získání imunomodulačního bakteriálního lyzátů probíhá v anaerobním prostředí pň teplotě 35 až 39 °C po dobu 48 hodin a extrakce probíhá pň teplotě 2 až 8 °C po dobu 22 až 26 hodin.

Při výhodném provedení je směs aktivních účinných složek smísena až s lOOOnásobným hmotnostním množstvím výrobně a fyziologicky neškodného vehikula, kde vehikulum je vybráno ze skupiny oxid křemičitý a/nebo laktóza a/nebo škrob bramborový a/nebo křemičitan hořečnatý a/nebo stearan hořečnatý a/nebo galan propylnatý a/nebo glutaman sodný a/nebo indigokarmín a/nebo želatina a/nebo Xylitol a/nebo Mannitol a/nebo Erythritol a/nebo hydroxypropylmethylcelulóza a/nebo sodná sůl carboxymethyl celulózy a/nebo stearan hořečnatý a/nebo hydroxid hlinitý a/nebo fosforečnan hlinitý či jiné výrobně a fyziologicky neškodné láky.

-5CZ 301548 B6

Konečně je podstatou vynálezu, že univerzální preparát je proveden ve formě pro vnitrosvalovou (intramuskulámí), podkožní (subkutánní), vnitrokožní (intradermální), bezjehelnou (transkutánní), ústní (orální) či na pokožku a kůži (kutánní) aplikaci.

Předkládaným vynálezem se dosahuje nového účinku v tom, že po aplikaci, včetně orální aplikace, dochází u vakcinovaných zvířat Či člověka k tvorbě specifických OspA a OspC protilátek, které zabraňují přestupu patogenních borelií z klíštěte do vakcinovaného organismu (OspA protilátky) a napomáhají jejich destrukci krátce po případném přestupu patogenních borelií do vakcinovaného organismu (OspC protilátky) a případně k tvorbě dalších blíže nedefinovaných io postvakcinačních protektivních protilátek a stimulaci imunitních mechanismů. Dalším přínosem je, že kromě běžných dospělých jedinců je preparát možno aplikovat mláďatům domácích zvířat (přednostně psi a kočky) a mláďatům hospodářských zvířat (přednostně koně) od 3 týdnů jejich věku k navození aktivní protektivní imunity proti Lymeské borelióze. Rovněž je možno preparát současně aplikovat s jinými přípravky, léčivy a vakcínami proti virovým, bakteriálním, mykotic15 kým a jiným onemocněním psů, koček, koní a jiných druhů zvířat, pro které je preparát určen a jinými přípravky, léčivy a vakcínami pro humánní použití při humánním použití preparátu. Dalším přínosem vynálezu je, že kromě běžných způsobů aplikace (vnitrosvalově (intramuskulámě), podkožně (subkutánně), vnitrokožně (íntradermálně), bezjehelně (transkutánně), na pokožku a kůži (kutánně)) je možno preparát aplikovat orálně (ústy) k navození aktivní protek20 tívní imunity proti Lymeské borelióze. Užití aplikace preparátu orálně (ústy) vylučuje vyvolání nežádoucích imunopato logických procesů.

Příklady provedení vynálezu

Příkladě. 1:

Tento příklad provedení demonstruje ověření protektivíty univerzálního preparátu po orální imunizaci pokusných psů vůči čelenži virulentními kmeny Borelia burgdorferi sensu lato, v žádném případě však neomezuje patentová práva vztahující se k tomuto vynálezu.

Příprava pokusného vzorku preparátu a výsledky testací:

A) Kultivace výrobních kmenů borelií za účelem exprese antigenu OspA:

Při kultivaci výrobních kmenů borelií za účelem exprese antigenu OspA, byla jako výchozí surovina použita jedna z položek

- Médium BSK - H + králičí sérum

- Médium BSK - H complete a výrobní kmeny Borrelia afzelii, Borrelia garinii a Borrelia burgdorferi sensu stricto podle následně znázorněného schématického výrobního postupu:

-6CZ 301548 B6

| Inaktlvace jednotlivých kmenů I i

Koncentrace, purifikace antigenů

Kontrola růstu a Čistoty

Kontrola růstu a Čistoty Stanoveni pofitu Stanoveni přítomnosti OspA

Zkou&ka inakttvace I

Stanoveni nepřítomnosti séra

Příprava lyzátu

LyofiBzace

Poznámka: Každý kmen borelií (Borrelia afzelii, garinii a burgdorferi sensu stricto) se kultivuje, kontroluje, inaktivuje, lyofilizuje a testuje zvlášť až do stavu smísení všech kmenů (včetně kmenů s expresí antigenů OspC).

Vlastní kultivace se prováděla v plastových nebo skleněných Roux láhvích určených ke kultivaci kultur borelií, když kultivační médium BSK se před vlastní kultivací obohatí 6% sterilního králičího séra vhodného pro kultivaci borelií, popř. lze použít přímo kompletní BSK-H médium io s obsahem 6% králičího séra. Matečné i pracovní výrobní kmeny jsou udržovány v zamraženém stavu při teplotě -196 °C v tekutém dusíku.

Pří oživování kultury se ampule s kulturou vyjme z tekutého dusíku a rozmrazí se při teplotě cca 30 °C, Ihned po rozpušténí se inokuluje do zkumavky s živným médiem vytemperovaným na teplotu cca 28 °C v poměru 1 +9(1 díl kultury + 9 dílů média). Každý kmen se kultivuje samostatně inkubace probíhá při teplotě 26 až 35 °C po dobu 6 až 18 dní.

Při pomnožování kultury se dobře narostlá, životaschopná kultura (mění barvu kultivačního média z červené na žlutou) po mikroskopické kontrole za aseptických podmínek inokuluje do živného média v poměru 1 díl kultury + 9 dílů média. Kultivace probíhá 6 až 10 dnů při teplotě až 35 °C. Další subpasáže dobře narostlých borelií se provádí v poměru 1 díl násady : 10 až

100 dílům kultivačního média. Počet dalších subpasáží je závislý na požadovaném objemu borelií pro přípravu preparátu.

Při produkci kultury pro výrobu preparátu se narostlé kultury z předchozích kultivací za aseptických podmínek použijí jako ínokulum do živné půdy v 1000 ml lahvích v poměru 1 díl násady : 10 až 100 dílům kultivačního média. Kultivace probíhá 6 až 10 dnů při teplotě 26 až 35 °C.

Stanovení počtu borelií se provádí v temném poli mikroskopu pomocí PETROFF HAUSSER

COUNTING CHAMBER.

Během procesu se provádějí mezioperační kontroly růstu a čistoty kultury pomocí makroskopického vyšetření, mikroskopického vyšetření a kultivačního vyšetření. Makroskopické vyšetření spočívá ve vizuálním sledování, když vhodná kultura mění barvu kultivačního média z červené barvy do žluté a v médiu se vyskytuje sediment. Mikroskopické vyšetření v temném poli mikroskopu sleduje, zda jsou borelie přiměřené pohyblivé s malým množstvím detrítu, bez známek bakteriální kontaminace. Při kultivačním vyšetření se hodnocená kultura borelií přenese v množství 0,5 ml na předsušený krevní agar a kultivace probíhá při 35 až 37 °C po dobu 48 h.

Při posouzení zkoušky se sleduje přítomnost jakéhokoliv bakteriálního nárůstu, který je nežádoucí a kultury s bakteriální kontaminací se vyřadí.

Stanovení přítomnosti OspA se provádí pomocí proteinové elektroforézy na SDS PAGE po obarvení Coomasie Blue nebo imunodetekcí metodou Western Blot s použitím anti OspA séra.

B) Kultivace výrobních kmenů borelií za účelem exprese antigenu OspC:

Při přípravě kultivace se použijí stejné suroviny a stejné výrobní kmeny a postupuje se dle stejné10 ho schématického výrobního postupu jako u exprese antigenu OspA popsaného ad A).

Rovněž vlastní kultivace probíhá ve stejném procesu s tím rozdílem, že při oživování kultury se ampule s kulturou po rozpuštění inokuluje do zkumavky s živným médiem vytemperovaným na teplotu cca 37 ^QC v poměru 1 + 9 (1 díl kultury + 9 dílů média) a inkubace probíhá při teplotě 36 až 38 °C po dobu 6 až 18 dní. Rovněž pomnožování kultury probíhá analogicky s tím rozdílem, že kultivace probíhá 6 až 10 dnů při teplotě 36 až 38 °C. Identicky s popisem v ad A) se provádí produkce kultury pro výrobu vakcíny, stanovení počtu borelií, mezioperační kontroly, kontrola růstu a čistoty kultury a stanovení přítomnosti OspC.

C) Kultivace výrobního kmene Propionibacterium acnes:

Tento proces probíhá v několika krocích:

a) Kultivace

Kmen se uchovává v lyofílizovaném stavu. Lyofilizát v ampulí se rehydratuje, naočkuje se na Petriho misky s předsušeným médiem Reinforced Clostridial agar (VL agar). Následuje kultivace v anaerobním prostředí při teplotě 35 až 39 °C po dobu 48 hodin.

b) Extrakce

Extrakce probíhá při teplotě 2 až 8 °C po dobu 22 až 25 hodin.

c) Koncentrace a purifikace antigenu

Koncentrace a purifikace probíhá metodou ultrafiltrace přes kazetu o porezitě 300kDa.

d) Inaktivace

Purifikovaný retentát se umístí do vodní lázně, vyhřáté na teplotu 56 až 62 °C a následuje ínaktivace po dobu 60 minut. Po vyjmutí z lázně se lahve umístí při teplotě 2 až 8 °C do druhého dne. Následuje znovu zahřátí na teplotu 56 až 62 °C. Tato inaktivace se provede opakovaně 3x.

e) Lyofilízace

Po ukončení lyofilízace se obsah jednotlivých lahví sesype a důkladně zhomogenizuje. Odeberou se vzorky pro stanovení zbytkové vlhkosti a lyofilizát se uchovává ve vzduchotěsně uzavřené nádobě v suchu a temnu při teplotě 2 až 8 °C.

D) Vlastní příprava finální podoby preparátu:

Všechny lyofilizaty jednotlivých výrobních vakcinačních kmenů Borrelia burgdorferi sensu stricto lysatum cryodesiccatum, Borrelia garinii lysatum cryodesiccatum, Borrelia afzelii lysatum cryodesiccatum a Propionibacterium acnes lysatum cryodesiccatum se smíchají tak, aby zastou55 pění jednotlivých lyofí lizátů bakteriálních lyzátů kmenů Borrelia burgdorferi sensu stricto lysa-8CZ 301548 B6 tum cryodesiccatum, Borrelia garinii lysatum cryodesiccatum, Borrelia afzelii lysatum cryodesiccatum bylo rovnocenné (1 : 1 : 1) a poměr směsi lyofilizatů bakteriálních lyzátů Borrelia burgdorferi sensu stricto lysatum cryodesiccatum, Borrelia garinii lysatum cryodesiccatum, Borrelia afzelii lysatum cryodesiccatum k lyofílizátu bakteriálního lyzátu Propionibacterium acnes lysa5 tum cryodesiccatum byl 1 : 1 a celkový objem sušiny všech 4 kmenů ve finálním produktu byl 5 mg v jedné kapsli (tj. jedné aplikační dávce). Všechny lyofílizáty bakteriálních lyzátů se mísí s pomocnými látkami (vehikulem) tak, že k 5 mg účinných látek se přidává 200 mg vehikula a jedna aplikační dávka v kapsli má celkem hmotnost 205 mg.

ίο E) Výsledky testací

Zkouška účinnosti na psech:

Provedla se orální aplikace preparátu 6psům pokusným vzorkem preparátu a za 90 dní po poslední aplikované dávce čelenž prostřednictvím přirozeně infikovaných klíšťat obecných (íxodes ricinus) genomospeciemi borelií, a to Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii, včetně infekce 3 psů, kterým preparát nebyl aplikován, kontrolním psům. Aplikace preparátu byla zabezpečena kapslemi per os (orálně) po dobu 10 dní, poté následovala 20 denní přestávka, opětovná aplikace 10 dní, opět 20 denní přestávka a opět opakovaná aplikace po dobu 10 dní.

Před aplikací preparátu byl proveden odběr krve. Za 3 měsíce po aplikaci preparátu byla provedena čelenž prostřednictvím klíšťat obecných (Ixodes ricinus) z přírodního sběru, která byla přirozeně infikována všemi třemi nejpatogennějšími genomospecies - Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii. Stupeň infekce klíšťat byl ověřen před zahájením čelenžního experimentu.

Po infekci byli všichni pokusní psi denně klinicky hodnoceni a byl zaznamenáván jejich zdravotní stav, včetně měření tělesné teploty. Po infekci byly provedeny probatomí odběry krve ode všech pokusných zvířat 14. den, 28. den, 42. den a 60. den. Krev byla odebrána i v den čelenže, těsně před infekcí prostřednictvím klíšťat 7., 28. a 60. den po čelenži byly provedeny biopsie kůže v místě přisátí klíšťat s cílem reizolace borelií z těchto vzorků. 60 den po čelenži byla všechna pokusná zvířata utracena a byla provedena patologicko - anatomická pitva s odběrem vzorků ze svalu, kloubní synovie, mízní uzliny, kůže a ledviny, s cílem reizolace borelií z těchto predilekčních míst.

Dosažené výsledky jsou názorně presentovány v přehledných tabulkách Č. 1, 2, 3 a 4. Z dosažených výsledků jednoznačně vyplývá, že preparát proti borelióze připravený z výrobních kmenů Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii exprimujících povrchové proteiny OspA a OspC a imunomodulačního kmene Propionibacterium acnes je pro psy neškodný a vyvolává u nich po orální aplikaci aktivní protektivní imunitu vůči přirozeně infekci prostřednictvím infikovaných klíšťat obecných všemi třemi nejpatogennějšími genomospecies Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii a z důvodu principu křížové imunity případně i vůči dalším známým genomospecies borelií.

-9CZ 301548 Bó

Tabulka č. 1- Schéma čelenžního pokusu

Pes č.	Imunizace	Čelenž	Odběry biologického matená	upo<	teleni	h/dny
7	14	28	35	42	49	56	60
IV	+	+	B	K	BK	-	K		-	BKP	Klinika- denně
2V	+	+	B	K	BK	-	K		-	BKP	Klinika- denně
3V	+	+	B	K	BK	-	K		-	BKP	Klinika- denně
4V	+	+	B	K	BK	-	K		-	BKP	Klinika- denně
5V	+	+	B	K	BK	-	K		-	BKP	Klinika- denně
6V	+	+	B	K	BK	-	K		-	BKP	Klinika- denně
7KO	-	+	B	K	BK	-	K		-	BKP	Klinika- denně
8KO		+	B	K	BK	-	K		-	BKP	Klinika- denně
9KO	-	+	B	K	BK	-	K		-	BKP	Klinika- denně

Vysvětlivky:

V - aplikace preparátu B-biopsie kůže

KO - bez aplikace (kontrola) K- odběr krve io +- proveden úkon P-patoIogicko-anatomická pitva

- - neproveden úkon

Tabulka č. 2 - Klinické hodnocení po čelenži

Pesč.	Klinické změny po Čelenži- dny
7	14	21	28	35	42	49	56	60
IV									-	Klinika- sledována denně
2V	-		-	-	-		-	-	-	Klinika- sledována denně
3V							-	-	-	Klinika- sledována denně
4V	-		-	-			-	-	-	Klinika- sledována denně
5V	-		-	-			-	-	-	Klinika- sledována denně
6V			-	-			-	-	-	Klinika- sledována denně
7KO	-		-	-			+	+	+	Klinika- sledována denně
8KO	-		-	-			-	+	+	Klinika- sledována denně
9KO									+	Klinika- sledována denně

Vysvětlivky:

+ - klinické příznaky — bez klinických příznaků

-10CZ 301548 B6

Tabulka č. 3- Nález borelií v bioptátech kůže po čelenži

Pes č.	Termín odběru bioptátů kůže- dny	Poznámka
7	28	60
IV		-
2V		-
3V		-
4V		-
5V		-
6V		-
7K.0	+	-
8KO	+	-
9KO	+	+

Vysvětlivky:

+ - pozitivní záchyt — negativní záchyt

Tabulka č. 4 - Nález borelií v orgánech

Pes č.	PredilekČní orgány (60 den- pitva).	Poznámka
sval	kůže	mízní uzlina	kloubní synovie	ledvina
IV		-	*	-		PA- neg.
2V		-	-	-		PA- neg.
3V		-	-			PA-neg.
4V		-	-	-		PA- neg.
5V		-	-	-		PA- neg.
6V		-	-	-		PA- neg.
7KO		-	+	+		PA- poz.
8KO	+	-	+	+		PA- poz.
9KO	+	-	+			PA- poz.

Vysvětlivky:

+ - pozitivní záchyt — negativní záchyt

PA- patologicko-anatomická pitva

Popsaný příklad složení, přípravy a použití preparátu nejsou jedinými možným složením, provedením a použitím podle vynálezu, ale bez vlivu na jeho podstatu mohou být celobuněčné bakteriny nebo bakteriální lyzáty nebo purifikáty v tekuté podobě nebo jako lyofilizáty s obsahem speci25 fických a nespecifických imunogenních protektivních proteinů aplikovány v pufrovaném fyziologickém roztoku nebo s minerálním či olejovým imunitním adjuvans, popřípadě s imunitními komplexy (ISCOM), liposomy a dalšími přírodními (bakteriální imunomodulátory, glukany, minerální prvky aj.) či syntetickými imunitními adjutanty či dalšími pomocnými látkami, s výhodou vehikulem.

-11CZ 301548 B6

Průmyslová využitelnost

Univerzální preparát ke zvýšení obranyschopnosti, prevenci, profylaxi a léčbě Lymeské boreliózy 5 je možno použít ve veterinární i humánní medicíně či jako doplněk stravy a je možno jej úspěšně aplikovat vnitrosvalově (intramuskulámě), podkožně (subkutánně), vnitrokožně (íntradermálně) nebo bezjehelně (transkutánně), ústy (orálně), na pokožku a kůži (kutánně) či jiným způsobem, vyvolávajícím aktivní protektivní imunitní odpověď organismu, kterému je preparát aplikován.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Univerzální preparát ke zvýšení obranyschopnosti, prevenci, profylaxi a léčbě Lymeské boreliózy pro humánní a veterinární použití, vyznačující se tím, že je vytvořen na bázi celobuněčných bakterinů nebo bakteriálních lyzátů nebo bakteriálních purifikátů v tekuté podobě nebo jako lyofilizátů všech tří nej patogennějších genomospecies borelií - Borrelia burg20 dorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii, a případně dalších genomospecies patogenních borelií, přičemž každá z použitých genomospecies borelií obsahuje současně oba imunogenní protektivní proteiny vnější membrány OspA a OspC, popřípadě obsahuje i další imunogenní protektivní proteiny vnější membrány, a dále preparát obsahuje celobuněčný bakterin nebo bakteriální lyzát nebo bakteriální purifikát v tekuté nebo lyofilizované podobě vybraného imuno25 modulačního kmene Propionibacterium acnes.
2. 2. Univerzální preparát podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje bakteriální lyzáty všech tří nejpatogennějších genomospecies - Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii, přičemž každá z použitých genomospecies borelií obsahuje současně

   30 oba imunogenní protektivní proteiny vnější membrány OspA a OspC, a zároveň preparát obsahuje bakteriální lyzát bakteriálního imunomodulačního kmene Propionibacterium acnes.
3. 3. Univerzální preparát podle nároku 1 nebo2, vyznačující se tím, že imunogenní protektivní proteiny vnější membrány kmenů Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii

   35 a Borrelia garinii OspA a OspC jsou v preparátu obsaženy s výhodou v poměru 8 : 1 : 1 až 1:1:1.
4. 4. Univerzální preparát podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že lyofilizované bakteriální lyzáty kmenů Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii

   40 jsou ve vzájemném poměru 1:1:1a poměr směsi lyofilizovaných bakteriálních lyzátů kmenů Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii a Borrelia garinii k bakteriálnímu lyzátů kmene Propionibacterium acnes je v poměru 9 : 1 až 1 : 1 a celkový obsah sušiny lyofilizátů všech kmenů v jedné aplikační dávce je 1 až 1000 mg.

   45 5. Univerzální preparát podle některých z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že je vytvořen v lyofilizované či tekuté formě a je aplikován v pufrovaném fyziologickém roztoku nebo s minerálním či olejovým imunitním adjuvans, případně dalšími imunomodulátory přírodního či syntetického charakteru či dalšími pomocnými látkami, s výhodou vehiculem.

   50 6. Univerzální preparát podle nároku 5, vyznačující se tím, že imunomodulátory přírodního charakteru jsou vybrány ze skupiny bakteriálních imunomodulátorů nebo glukanů nebo minerálních prvků.

   7. Univerzální preparát podle některého z nároků lažó, vyznačující se tím, že

   55 jeho pH se pohybuje v rozmezí hodnot 4 až 9.

   -12CZ 301548 Bó

   8. Způsob výroby univerzálního preparátu ke zvýšení obranyschopnosti, prevenci, profylaxi a léčbě Lymeské boreliózy pro humánní a veterinární použití podle nároků laž7, vyznačující se tím, že každý z výrobních kmenů borelií se kultivuje, kontroluje, inaktivuje
5. 5 a testuje až do stavu smísení samostatně, přičemž při kultivaci kmenů za účelem exprese antigenu OspA probíhá pomnožování a produkce kultury při teplotě 26 až 35 °C s dobou 6 až 18 dnů u každého kroku a při kultivaci kmenů za účelem exprese antigenu OspC probíhá pomnožování a produkce kultury při teplotě 36 až 38 °C s dobou 6 až 18 dnů u každého kroku, a výrobní kmen Propionibacterium acnes se kultivuje, kontroluje, inaktivuje a testuje až do stavu smísení rovněž io samostatně, přičemž kultivace kmene za účelem získání imunomodulačního bakteriálního lyzátu probíhá v anaerobním prostředí při teplotě 35 až 39 °C po dobu 48 hodin a extrakce probíhá při teplotě 2 až 8 °C po dobu 22 až 26 hodin.
6. 9. Způsob výroby podle nároku 8, vyznačující se tím, že směs účinných složek jedlí notlivých kmenů borelií a kmene Propionibacterium acnes je smísena až s lOOOnásobným hmotnostním množstvím výrobně a fyziologicky neškodného vehikula.
7. 10. Způsob výroby podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že výrobně a fyziologicky neškodné vehikulum je vybráno ze skupiny oxid křemičitý a/nebo laktóza a/nebo škrob

   20 bramborový a/nebo křemičitan horečnatý a/nebo stearan horečnatý a/nebo galan propylnatý a/nebo glutaman sodný a/nebo indigokarmín a/nebo želatina a/nebo Xylitol a/nebo Mannitol a/nebo Erythritol a/nebo hydroxypropylmethylcelulóza a/nebo sodná sůl karboxymethyl celulózy a/nebo stearan horečnatý a/nebo hydroxid hlinitý a/nebo fosforečnan hlinitý či jiné výrobně a fyziologicky neškodné látky.
8. 11. Univerzální preparát podle nároku 1, vyznačující se tím, že je ve formě pro vnitrosvalovou (intramuskulární), podkožní (subkutánní), vnitrokožní (intradermální), bezjehelnou (transkutánní), ústní (orální) či na pokožku a kůži (kutánní) aplikaci.