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TECHNISCHER BEREICH
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Die
Erfindung betrifft eine synergistische antibiotische pharmazeutische
Zusammensetzung mit Lysergol als bioaktives Verstärkungsmittel
und Bioverfügbarkeitsförderungsmittel
für Breitspektrumantibiotika. Die
vorliegende Erfindung hat direkten Einfluss auf die Verringerung
der Dosis von Antibiotika bei Erhöhung der Absorptionseffizienz
von Ernährelementen.
Die vorliegende Erfindung liefert auch ein Verfahren zur Behandlung
bakterieller Infektionen.
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HINTERGRUNDTECHNIK
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Der
Verbrauch von Antibiotika und Arzneimitteln durch Menschen ist mit
einer alarmierenden Rate zunehmend. Unter den gesamten Arzneimitteln
und Chemikalien sind 20% bis 50% derjenigen, die in Verwendung sind,
unnötig,
in Abhängigkeit
von der Antibiotikumklasse. Zusätzlich
fördert
die wahllose Verwendung von Antibiotika Antibiotikumresistenz, was
zu Multiarzneimittelresistenz führt
und es schwierig macht, die Krankheiten zu kontrollieren. Klar ausgedrückt verbrauchen
infizierte Personen bei der angegebenen Dosierung eine viel höhere Menge
Antibiotika als tatsächlich
erforderlich ist, um eine gegebene Parasitenpopulation in dem Körper zu
bekämpfen.
Die Gründe
hierfür
können
sein (i) verringerte Absorption in der Darmmembran beim oralen Aufnehmen,
(ii) eingeschränkte
Aufnahme durch die Zielmikrobe oder (iii) Wirkung einer Ausflusspumpe,
was zur wahllosen Expulsion der Antibiotika oder therapeutischern
Moleküle
führt.
So wird die Hauptmenge der Arzneimittel, die wir anwenden, verschwendet
und nur ein kleiner Prozentanteil ist auf infektiöse Mikroben
gerichtet. Zusätzlich
verbleibt die unverbrauchte Arzneimittel-/Antibiotikummenge als
eine Belastung in dem Körper
und in der Umgebung, wobei sie als ein Selektionsdruck wirkt, der
das Auftreten von Arzneimittelresistenz bei Parasiten und ihr Vorherrschen
erleichtert, was letztendlich zum Versagen von Antibiotika gegenüber resistenten
Infektionen führt.
Dies ist ebenfalls verantwortlich für Nebenwirkungen, Krankheit
und Verringerung der Lebenserwartung. Einer der Wege, welcher greifbar
gewesen ist, um die Arzneimitteldosis zu verringern, war Synergismus
zwischen zwei therapeutischen Mitteln. Wenn jedoch beide die antibiotische
Eigenschaft aufweisen, ist es wahrscheinlich, dass weiterhin das
Problem eines fortgesetzten Selektionsdrucks auf Mikroben besteht.
So zogen wir in Betracht nur diejenigen Moleküle zu suchen, welche an sich
nicht mikrobiozid sind, jedoch welche bei Vorliegen mit einem Arzneimittel
oder aktiven Molekül
seine Aktivität
und Verfügbarkeit
verbessern (Bioverstärkungsmittel
(Bioenhancer)). Auf diese Art werden diese Moleküle durch ihr Vorliegen keinen
Selektionsdruck zu Gunsten von Mutanten ausüben, um resistent gegen sie
zu werden und auf der anderen Seite könnten sie die Dosis von Antibiotika
oder Arzneimitteln verringern, sodass ihre Krankheitswirkungen minimiert
werden und die Entwicklung von Resistenzprozessen im Wesentlichen
verzögert wird,
was letztendlich zu verbesserter Lebenszeit der neuen und bestehenden
Antibiotika führt.
Solche Arzneimittel/Molekül-Förderungsmittel,
sollten neue Eigenschaften aufweisen, wie Nichttoxizität für Menschen,
Tiere oder Pflanzen aufweisen, sollten wirkungsvoll sein bei einer
sehr geringen Konzentration in einer Kombination, sollten leicht
zu formulieren sein und, was am wichtigsten ist, die Aufnahme/Absorption
und Aktivität
bzw. Wirkung der Arzneimittelmoleküle verstärken. Dies kann zur Entwicklung
von vernünftigen
und strategischen Konzentrationen von Antibiotika mit spezifischen
Bioverstärkungsmitteln
führen,
um die Verfügbarkeit
des Arzneimittels direkt gegenüber
dem Ziel für
ein wirkungsvolles Bekämpfen
der infektiösen
Organismen zu verbessern. Die vorliegende Erfindung war das Ergebnis
geplanter Versuche zum Verbessern einer pflanzlichen Verbindung, "Lysergol", mit neuen Eigenschaften
zum Verbessern der Aktivität
bzw. Wirksamkeit und Bioverfügbarkeit
von Antibiotika, Arzneimitteln und anderen Molekülen in verschiedenen Formulierungen.
Die Bioverfügbarkeitsverbesserung
der antibiotischen Wirkung ist von Relevanz für Menschen, Pflanzen, als auch
die Gesundheit von Tieren und daher sind die Zusammensetzungen und
Verfahren der Erfindung ebenfalls dafür vorgesehen in der Landwirtschaft
und in der Veterinärpraxis
verwendet zu werden. Die Verwendung des Ayurveda-Präparats "Trikatu" ist zurückzuführen auf
die Zeitspanne zwischen dem siebten Jahrhundert vor Christus und
dem sechsten Jahrhundert nach Christus, was ein Sanskritwort ist,
das drei Schärfen
bedeutet. Es betrifft eine Kombination von schwarzem Pfeffer (Piper
nigrum Linn.), Langpfeffer (Piper longum Linn.) und Ingwer (Zingiber
officinale Rosc.). Es wird angenommen, dass die Verwendung von "Trikatu" und seiner Bestandteile einzeln
als auch zusammen die Bioverfügbarkeit
einer Vielzahl von Arzneimitteln verbessert. In spezifischen Untersuchungen,
die an Tieren als auch an Freiwilligen durchgeführt wurden, wurde festgehalten,
dass die aktive Komponente, die für die Erhöhung der Bioverfügbarkeit
verschiedener Arzneimittel verantwortlich war, Piperin war (Vereinigte
Staaten Patent 5,616,593 und 5,972,382). Bis heute ist daher das
bekannte Bioverfügbarkeitsverstärkungsmittel,
das dokumentiert ist, Piperin und eine Reihe von Erfindungen, die
mit dieser Verbindung verbunden sind, sind in dem folgenden Stand
der Technik beschrieben worden. Obwohl berichtet worden ist, dass
die Verbindung Piperin die Bioverfügbarkeit von Arzneimitteln,
Nährstoffen
und Vitaminen verstärkt,
muss weiterhin eine geeignete Formulierung der Kombination auf dem
Markt eingeführt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung dient zum Erhalt eines Moleküls mit bioverstärkender
Wirkung mit höherer Potenz.
So wird eine große
Anzahl von verfügbaren
Extrakten und bekannten Verbindungen im Labor untersucht, insbesondere
diejenigen, welche an sich keine antimikrobielle Eigenschaft aufweisen.
Nach ausgiebigem Experimentieren ist gefunden worden, dass eine
pflanzliche Verbindung, Lysergol, die Abtötungsaktivitäten verschiedener
Antibiotika auf Bakterien verstärkte.
Die Verbindung wird isoliert aus Gattungen niederer Pilze: Claviceps,
Penicllium und Rhizopus. Aus höheren
Pflanzen wie Rivea corymbosa, Ipomoea violacea und Ipomoea muricata
wird die Verbindung auch isoliert und gut definierte Isolierungsprotokolle
sind bereits erhältlich.
Die Samen von Ipomoea muricata sind auf dem Handelsmarkt allgemein
bekannt als "Kaladana" und werden als Purgativ
in Pakistan und Indien verwendet. Die Samen sind eine gute Quelle
für Clavinalkaloide.
Es wird berichtet, dass die Samen 0,49% Gesamtalkaloid enthalten,
wovon Lysergol 53% und Chanoclavin 37% bildet. Lysergol wird als
hypotensives, psychotrophes, analgetisches, immunostimulierendes,
analeptisches und Uterus- und Darmstimulierungsarzneimittel verwendet.
Auch ist die Verbindung kommerziell erhältlich (Sigma Chemicals, USA).
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Die
Verbindung Lysergol ist chemisch als 9,10-Didehydro-6-methylergolin-8-β-methanol bekannt.
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Ergotamin
und alle Verbindungen, die entweder strukturell und/oder pharmakologisch ähnlich zu
ihm sind, wie Lysergol, sind 5HT-Agonist-vasoaktive Mittel (Vereinigte
Staaten Patent 6,077,539), d. h. sie stellen normalen Blutfluss
in Blutgefäßen in einer
therapeutisch wirksamen Menge sicher. Diese Verbindung ist berichtsgemäß auch psychoaktiv,
wobei sie Nausea bewirkt, was während
der ersten Stunde passieren kann. Diese Verbindung besitzt auch
Halluzinations- und Antitensionseigenschaften.
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Großer Nachdruck
ist nun auf Qualitätssicherstellung
von Roharzneimitteln von pflanzlichen Quellen gelegt worden, welche
weit verbreitet in dem indischen Medizinsystem verwendet werden.
Die wissenschaftliche Untersuchung traditioneller Medizin, Derivatisieren
von Arzneimitteln durch Bioprospektion und systemische Konservierung,
Domestizierung und Kultivierung der betroffenen Medizinalpflanzen
hat große
Wichtigkeit in der heutigen Zeit erreicht, wenn mehr und mehr Menschen
sichere und wirkungsvolle Medizin zu erschwinglichem Preis zum Heilen
ihrer Krankheiten bevorzugen. Die vorliegende Erfindung erweitert
den Bereich und die Verwendung der natürlichen Pflanzenverbindung
Lysergol bei therapeutischen Anwendungen.
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GEGENSTAND DER ERFINDUNG
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Hauptgegenstand
der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines nichttoxischen
Bioverstärkungsmittels
Lysergol, das in einer antibiotischen pharmazeutischen Zusammensetzung
verwendet werden soll.
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Ein
anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer synergistischen antiobiotischen pharmazeutischen Zusammensetzung
zur Behandlung bakterieller Infektionen.
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Ein
noch weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer antibiotischen pharmazeutischen Zusammensetzung mit verringerter
Konzentration antibiotischer Verbindungen.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer antibiotischen pharmazeutischen Zusammensetzung zum Verhindern
von Antibiotikaarzneimittelresistenz.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung liefert eine synergistische pharmazeutische Zusammensetzung
mit Lysergol als Bioverstärkungsmittel
antibiotischer Wirkung auf das Ziel. Das Molekül der Erfindung hilft bei der
Absorption von Antibiotika durch die Zellmembran in tierischen Zellen
zur Wirkung gegen grampositive und -negative Bakterien. Die vorliegende
Erfindung liefert auch ein Verfahren zur Behandlung bakterieller
Infektionen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Demgemäß liefert
die vorliegende Erfindung eine synergistische antibiotische pharmazeutische
Zusammensetzung mit verbesserter Bioaktivität, wobei die Zusammensetzung
umfasst:
- (a) eine antibiotische Verbindung,
0,2–20 μg/ml;
- (b) eine wirkungsvolle Menge Lysergol, 1–10 μg/ml oder 2–10 μg/ml; und
- (c) optional pharmazeutisch verträgliche Additive.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, worin das Antibiotikum ausgewählt ist
aus der Gruppe, bestehend aus Rifampicin, Tetracyclin und Ampicillin.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, worin die bevorzugte Dosis Lysergol
10 μg/ml
ist.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, worin die verstärkte Aktivität der antimikrobiellen
Wirkung im Bereich des 2–12-fachen
ist.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, worin die Zusammensetzung wirkungsvoll
ist gegen Breitspektrummikroben, sowohl grampositive als auch -negative,
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus E. coli, Bacillus subtilis und Mycobacterium
smegmatis und andere ähnliche
Mikroben.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung ist, worin Lysergol isoliert wurde aus einer Gattung
niederer Pilze, bestehend aus Claviceps, Pencillium und Rhizopus,
und aus den Pflanzen, ausgewählt
aus Rivea corymbosa und Ipomoea violace.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, worin Lysergol den Transport von Antikörpern durch
den Intestinaltrakt und die Zellmembran für verbesserte Wirkung auf die
Zielstelle verstärkt.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, worin die verringerte Dosis Antibiotika
und die verstärkte
Bioaktivität
der Zusammensetzung die Krankheitswirkungen von Antibiotika verringern.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, worin die Resistenz gegenüber Antibiotika
aufgrund der verringerten Konzentration von Antibiotika wesentlich
verringert ist.
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Die
vorliegende Erfindung liefert auch ein Verfahren zum Behandeln einer
bakteriellen Infektion, worin den Patienten eine wirkungsvolle Menge
synergistischer pharmazeutischer Zusammensetzung verabreicht wird,
wobei die Zusammensetzung umfasst:
- (a) eine
antibiotische Verbindung;
- (b) eine wirkungsvolle Menge Lysergol, 1–10 μg/ml oder 2–10 μg/ml; und
- (c) optional pharmazeutisch verträgliche Additive.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, worin das Antibiotikum
ausgewählt
ist aus der Gruppe, bestehend aus Rifampicin, Tetracyclin und Ampicillin.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, worin die bevorzugte Dosis
von Lysergol 10 μg/ml
ist.
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Noch
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, worin die verstärkte Aktivität der antimikrobiellen
Wirkung im Bereich des 2–12-fachen ist.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, worin die Zusammensetzung
wirkungsvoll ist gegen Breitspektrummikroben, sowohl grampositive
als auch -negative, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus E. coli, Bacillus subtilis und Mycobacterium
smegmatis und anderen ähnlichen
Mikroben.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, worin Lysergol isoliert
wird aus der Gattung niederer Pilze, bestehend aus Glaviceps, Pencillium
und Rhizopus und aus höheren Pflanzen,
ausgewählt
aus Rivea corymbosa und Ipomoea violace.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, worin Lysergol den Transport
von Antibiotika durch den Darmtrakt und die Zellmembran für bessere
Effizienz an der Zielstelle verbessert.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, worin die verringerte
Dosis Antibiotika und die verbesserte Bioaktivität der Zusammensetzung die Krankheitswirkungen
von Antibiotika verringern.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, worin die Resistenz gegenüber Antibiotika
aufgrund verringerter Konzentration von Antibiotika wesentlich verringert
ist.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, worin der Patient ausgewählt ist
aus Säugern
und Menschen.
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Die
Erfindung wird weiter in Form der folgenden Ausführungsformen erklärt.
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1. Bioverstärkungsassays
bzw. Bioenhancementassays von Antiinfektionsmitteln
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- (a) Die minimale inhibierende Konzentration
(MIC) eines Antibiotikumns wird gegen Escherichia coli (ATCC 10536),
Bacillus subtilis (ATCC 6051) und Mycobacterium smegmatis (ATCC
14468) im Nährmedium-
und Scheibendiffusionsassay bestimmt.
- (b) Die Antibiotika werden in Konzentrationen von 1/4, 1/3,
1/2 und gleich der MIC alleine und in Kombination mit der Testverbindung
bei variierenden Konzentrationen auf die Scheibe und in das Nährmedium
gegeben, um die Vergleichsinhibierung zu beurteilen.
- (c) Diese Kombinationen, welche einen deutlichen Vorteil oder
höhere
Aktivität
zeigen als Antibiotikum alleine hinsichtlich verbesserter Inhibierung
von Bakterienwachstum (große
Inhibierungszone bei der Scheibendiffusion und Wirksamkeit bei geringerer
Konzentration im Nährmediumassay)
werden für
weiteres Testen aufgenommen.
- (d) Im Nährmediumassay
wird die Aktivität
quantifiziert durch Zählen
der Anzahl lebensfähiger
Zellen bei einer gegebenen Behandlung und Übertragen in das Verstärkungsvielfache
durch Kombination, im Vergleich mit Antibiotikum/Arzneimittel alleine
beim prozentualem Abtöten
von Zellen.
- (e) Der Vorbehandlungsassay erfolgte, um zu bestimmen, ob die
Verbindung zusammen mit Antibiotikum erforderlich ist um seine Aktivität zu verstärken oder
ob sogar ihr Entfernen nach der Behandlung oder vor Antibiotikumbehandlung
von Vorteil wäre.
Hierfür
werden die Zellen der Verbindung für 4 bis 8 Stunden behandelt
und dann frei von ihr gewaschen, durch Zentrifugieren und Waschen
in sterilem Wasser. Dies wird gefolgt von einer Behandlung mit Antibiotikum
wie in den Schritten b bis d.
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Verfahren zur Isolierung
von Lysergol
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Die
Samen von Ipomoea muricata wurden pulverisiert und mit Hexan entfettet
und dann mit Methylalkohol extrahiert. Der alkoholische Extrakt
wurde getrocknet und mit 5–10%iger
HCl-Lösung
extrahiert. Der saure Extrakt wird dann basisch auf einen pH-Wert
von 9,0 eingestellt und dann mit Chloroform und Butanol aufeinanderfolgend
extrahiert. Das erhaltene rohe Alkaloid in Chloroform- und Butanol-Extrakt
wird weiter durch Säulenchromatographie
gereinigt, um Lysergol in einer maximalen Ausbeute von bis zu 0,2%
zu erhalten. Die Bioaktivität
wird untersucht mit den Abtötungsaktivitäten verschiedener
Antibiotika gegenüber
Bakterien, einzeln und in Kombination mit der Testverbindung Lysergol,
unter Befolgung des oben beschriebenen Verfahrens. Diese Versuche
sind in den folgenden Beispielen beschrieben. Wenn die Bakterien
in der Gegenwart der Verbindung als solche gezüchtet werden, wird keine wesentliche
Abtötung
beobachtet. In allen Versuchen wird die Lysergol-Konzentration bei
10 μg/ml
gehalten, es sei denn, es ist gesondert angegeben.
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Die
Erfindung wird weiter in der Form von Beispielen erklärt.
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Beispiel
1
Lysergol-vermittelte Verstärkung der Abtötungswirkung
von Antibiotika gegen das gram-negatives Bakterium Escherichia coli
Tabelle
1
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Beispiel
2
Lysergol-vermittelte Verstärkung der Abtötungswirkung
von Antibiotika gegen gram-positives Bakterium Bacillus subtilis
Tabelle
2
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Beispiel
3
Lysergol-vermittelte Verstärkung der Abtötungswirkung
von Antibiotika gegen Bakterium Mycobacterium smegmatis
Tabelle
3
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Aus
den obigen Versuchen wird abgeleitet, dass die Potenz des Antibiotikums
sowohl gegen grampositive als auch -negative Bakterien erhöht wird
wenn es zusammen mit der Verbindung Lysergol verabreicht wird.
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Beispiel
4
Lysergol-vermittelte Verstärkung der Abtötungswirkung
von Antibiotikum gegenüber
Bakterien in Scheibendiffusionsassays
Tabelle 4
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Bei
anderen Beobachtungen verstärkt
die Verbindung Lysergol den Transport von Antibiotika, z. B. Rifampicin,
Tetracyclin, durch die Darm- als auch die künstliche Membran. Wir führten Versuche
in U-förmigen Schläuchen mit
einer Verbindung dazwischen durch, worin die frisch isolierte Darmmembran
fixiert ist. In den Kontrollschlauch wird nur Antibiotikumlösung (4 μl bei 1 mg/ml
Lösung)
in den linken Arm gegossen, während in
dem rechten Arm nur Wasser gegossen wird. In dem anderen Schlauch
wird zusätzlich
zur Antibiotikumlösung
Lysergol (4 μg
bei 1 μg/ml)
gegeben. Dann werden Veränderungen
der Absorption im rechten Arm der beiden Schläuche bei 340 nm (für Rifampicin)
und 223 nm (für
Tetracyclin) aufgezeichnet. Die Verbesserung des Transports ist
ungefähr
das 2,96- bis 8,53-fache. Dies hat wiederum erhebliche Bedeutung
für die
Absorption der Arzneimittel, Pharmazeutika, Nährstoffe und andere damit in
Verbindung stehende Verbindungen und Ionen durch die Zellen.
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VORTEILE
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- 1. Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung
ist die Verringerung der antibiotischen Dosis mittels synergistischer
Zusammensetzung.
- 2. Verringerung der Antibiotikumdosis, was zur Verhinderung
von Antibiotikumarzneimittelresistenz führt.
- 3. Einbringen eines bioaktiven Verstärkungsmittels in die antibiotische
Zusammensetzung, welches nicht toxisch für Tiere und Menschen ist.