EP4106869A1 - Kollagenhydrolysat als wirkstoff gegen parodontitis oder gingivitis - Google Patents

Kollagenhydrolysat als wirkstoff gegen parodontitis oder gingivitis

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Publication number
EP4106869A1
EP4106869A1 EP20839280.3A EP20839280A EP4106869A1 EP 4106869 A1 EP4106869 A1 EP 4106869A1 EP 20839280 A EP20839280 A EP 20839280A EP 4106869 A1 EP4106869 A1 EP 4106869A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
collagen hydrolyzate
use according
collagen
hydrolyzate
approx
Prior art date
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Pending
Application number
EP20839280.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Hausmanns
Hans-Ulrich Frech
Steffen Oesser
Tonja Lipp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gelita AG
Original Assignee
Gelita AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Gelita AG filed Critical Gelita AG
Publication of EP4106869A1 publication Critical patent/EP4106869A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/01—Hydrolysed proteins; Derivatives thereof
    • A61K38/012—Hydrolysed proteins; Derivatives thereof from animals
    • A61K38/014—Hydrolysed proteins; Derivatives thereof from animals from connective tissue peptides, e.g. gelatin, collagen
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P1/00—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
    • A61P1/02—Stomatological preparations, e.g. drugs for caries, aphtae, periodontitis

Definitions

  • Collagen hydrolyzate as an active ingredient against periodontitis or gingivitis
  • the present invention relates to collagen hydrolyzate for use as an active ingredient in the treatment and / or prevention of periodontitis or gingivitis.
  • Periodontitis is an inflammation of the so-called tooth supporting apparatus, i.e. the entire tissue that holds the tooth in the jawbone is affected by this disease. Colloquially, but not medically correct, this disease is often referred to as periodontal disease.
  • gingivitis is only an inflammation of the gums (gingiva) or the gum margin. Often, however, gingivitis is a preliminary stage of periodontitis and can develop into such, especially if it is not treated. Therefore, in the context of the present description, whenever a treatment or prevention of periodontitis is mentioned, it always includes treatment or prevention of gingivitis, unless the context indicates otherwise.
  • Periodontitis can be acute, but very often it takes a chronic course. Since it is usually painless in the early stages, it is often recognized too late, often in patients between the ages of 40 and 50. Typical symptoms are redness, swelling, bleeding gums and receding gums. The latter leads to an increased sensitivity to pain in the exposed tooth necks. At a more advanced stage, periodontitis can lead to loosening of the teeth and ultimately to tooth loss. In addition to the negative and sometimes serious effects on the teeth holding apparatus or teeth, periodontitis can also have systemic effects. On the one hand, the inflamed tooth-supporting apparatus facilitates the penetration of pathogens into the bloodstream, and on the other hand, the inflammation-promoting messenger substances are poured out from the affected tissue. As a result, chronic periodontitis leads to a sometimes significantly increased risk of cardiovascular diseases, respiratory diseases, heart attacks and strokes.
  • a causal treatment of periodontitis is not yet known.
  • the course of the disease can, however, be contained, in particular by regular mechanical removal of supragingival and subgingival dental plaque, with surgical opening of the gums being necessary in the advanced stage. In some cases it is also advisable to administer antibiotics. Overall, this treatment of periodontal disease is lengthy and complex.
  • the invention is based on the object of proposing an active substance for the treatment and / or prevention of periodontitis or gingivitis.
  • collagen hydrolyzate is proposed as a corresponding active ingredient.
  • the effectiveness of collagen hydrolyzate in the treatment of periodontal disease was clearly demonstrated on the basis of a double-blind, placebo-controlled clinical study, the results of which are presented in detail below.
  • collagen hydrolyzate physiological effects have been known for a long time, especially in connection with osteoporosis or joint complaints. Positive effects of collagen hydrolyzate on the health of the skin have already been described, for example in the international patent application WO 2012/065782 A2. Nevertheless, the high effectiveness of collagen hydrolyzate in the treatment of periodontal disease is surprising.
  • Collagen hydrolyzate is a degradation product of animal raw materials, which are also used as food, and is completely harmless to health and has no known harmful side effects. It does not require any legal approval as a medicinal product, but can, in particular, be placed on the market and used in the form of a dietary supplement.
  • collagen hydrolyzate as a food supplement, as an over-the-counter drug (OTC) or as a prescription drug (in particular in combination with other active ingredients) is encompassed.
  • OTC over-the-counter drug
  • the collagen hydrolyzate is a therapeutic agent.
  • the collagen hydrolyzate is conveniently administered orally. It is known that the peptides of the collagen hydrolyzate are at least to a certain extent absorbed in the intestine, even with relatively high molecular weights of up to 10,000 Da.
  • the specific form of administration of the collagen hydrolyzate can be that of a powder, a solution, a tablet or a capsule.
  • compositions are chewing gum, in particular based on compressed tablets, lozenges or similar products that remain in the mouth for a longer period of time, as well as drinkable mouthwashes.
  • this type of administration also enables an intensive local action of the collagen hydrolyzate on the gums.
  • the daily dose of the administered collagen hydrolyzate is favorably from approx. 1 to approx. 20 g, preferably from approx. 2 to approx. 15 g, more preferably from approx. 3 to approx. 10 g.
  • An effectiveness could be shown in the clinical study with a daily dose of 5 g collagen hydrolyzate.
  • a preferred embodiment of the invention relates to the treatment of periodontitis or gingivitis, ie the administration of the collagen hydrolyzate to a patient with a corresponding disease, in particular with chronic periodontitis.
  • the administration particularly in the case of an advanced disease, is advantageously carried out in combination with another therapy for periodontal disease.
  • This additional therapy includes, in particular, the mechanical removal of supragingival and subgingival plaque (biofilm and tartar). Even if the administration of collagen hydrolyzate according to the invention does not replace the removal of the plaque, it can positively influence the course of the disease and significantly reduce the symptoms and complaints of periodontitis. Under certain circumstances, a severe course of the disease, which ultimately also requires surgical measures, can be prevented by the administration of collagen hydrolyzate.
  • Another embodiment of the invention relates to the prevention of periodontitis or gingivitis.
  • it is particularly advantageous to administer collagen hydrolyzate to a patient who has one or more risk factors for these diseases.
  • the risk factors for periodontitis include, in particular, a weakened immune system, tobacco smoke, hormonal changes (e.g. menopause) and certain genetic diseases (e.g. Down syndrome).
  • Existing gingivitis can generally be viewed as a risk factor for periodontitis, so that treatment of gingivitis by administering collagen hydrolyzate is also a prevention of periodontitis.
  • the collagen hydrolyzate as the active ingredient according to the invention typically has an average molecular weight of 500 to 15,000 Da, preferably 1,000 to 8,000 Da, more preferably 1,500 to 5,000 Da, most preferably 1,800 to 2,200 Da. This information always means the weight average molecular weight, which can be determined in particular by gel permeation chromatography.
  • the collagen hydrolyzate is preferably produced by enzymatic hydrolysis of a collagen-containing starting material. Be for this hydrolysis in particular endopeptidases or exopeptidases of microbial or plant origin are used. By suitable selection of the peptidases and the hydrolysis conditions, collagen hydrolysates can be produced in the particular molecular weight range desired.
  • the collagen-containing starting material is usually selected from the skin or bones of vertebrates, preferably from mammals or birds, and in particular from the skin of cattle or pigs (beef split or pig skin) or of sheep.
  • the collagen-containing starting material can be selected from the skin, bones and / or scales of fish, in particular cold or warm water fish.
  • the collagen hydrolyzate can either be produced in a one-step process from these starting materials or via the intermediate gelatin, in which case both type A and type B gelatin can be used.
  • the collagen hydrolyzate is preferably produced by the successive action of at least two endoproteases with a different specificity, in particular of at least two different metalloproteases and / or serine proteases, ie of proteases which have the amino acid sequence of the collagen molecules before or after certain ami nosacids split.
  • the metalloproteases and / or serine proteases are advantageously enzymes from the microorganisms Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Aspergillus oryzae and Aspergillus melleus.
  • the collagen hydrolyzate can be produced in the context of the invention by recombinant gene expression.
  • natural collagen sequences especially from cattle or pigs, and expressing them in genetically modified cells (e.g. yeast, bacteria or plant cells, especially tobacco)
  • genetically modified cells e.g. yeast, bacteria or plant cells, especially tobacco
  • products can be produced which are essentially identical to the hydrolysis products of the corresponding collagen-containing raw materials. It is possible, please include to keep a narrower or precisely predetermined molecular weight distribution.
  • the present invention also relates to a therapeutic method for the treatment and / or prevention of periodontal disease or gingivitis, comprising the administration of collagen hydrolyzate to a patient. Advantages and preferred embodiments of this method have already been described in connection with the collagen hydrolyzate according to the invention.
  • the double-blind, placebo-controlled clinical study was carried out at the Department of Periodontology at the University Hospital Würzburg with 43 patients who were receiving regular treatment there for existing periodontitis (removal of subgingival plaque two to four times a year). All study participants had at least three teeth with a gingival index of 1 or 2 (see below) and a probing depth of the gingival pockets of at least 3 mm. The participants were between 35 and 70 years old and had a BMI between 24 and 30. The participants were randomly divided into a treatment group with 23 patients and a placebo group with 20 patients, whereby neither the participants nor the treating staff were informed about the classification of the individual participants.
  • the participants in the treatment group received a daily dose of 5 g collagen hydrolyzate for the entire study period of 90 ⁇ 14 days.
  • VERISOL B 2,000 Da is used, which is sold by the applicant GELITA AG under the name VERISOL B.
  • the production of VERISOL B essentially corresponds to the production process described in WO 2012/065782 A2.
  • the participants in the placebo group received a corresponding daily dose of a placebo, which was indistinguishable from the collagen hydrolyzate in terms of packaging, texture and taste.
  • PCR plaque control record
  • Table 2 Plaque Control Record (PCR) The results show that the PCR decreased in all patients during the study period, but significantly more so in the participants in the treatment group than in the participants in the placebo group.
  • the gingival index (Gl) results from the visual assessment of the acute inflammation of the gums on the buccal side according to the following scheme:
  • Grade 1 color change of a gum area, but not the entire gumline or the gingival papilla
  • Grade 2 color change that includes the entire gumline or the gingival papilla
  • Grade 3 as in Grade 2, but pronounced reddening
  • the gingival index Gl is the mean value of the indexes for all teeth.
  • the test results for the gingival index are shown in Table 3 below.
  • the PISA score indicates the extent of the periodontal inflamed surface area in mm 2 .
  • the PISA score can be calculated from the parameters described above; the results are shown in Table 4 below.
  • the gums are made up of gingival fibroblasts (gum cells) and the extracellular matrix formed by these cells, which contains various types of collagen and proteoglycans.
  • gingival fibroblasts tissue cells
  • the extracellular matrix formed by these cells which contains various types of collagen and proteoglycans.
  • Stimulation of the synthesis of matrix proteins by the fibroblasts can thus counteract periodontitis or gingivitis.
  • the human gingival fibroblasts were isolated from surgically removed gums by enzymatic digestion and cultivated in HAMs F12 medium, which was supplemented with 10% fetal calf serum, 20 U / ml penicillin-streptomycin and 50 pg / ml partricin. After a confluence of 80% had been reached, the culture medium was exchanged for fresh medium which had been supplemented with 0.5 mg / ml collagen hydrolyzate.
  • the cell tests were carried out with three different collagen hydrolyzates: (1) a bovine collagen hydrolyzate with an average molecular weight of approx. 2,000 Da, which was also used in the above clinical study, (2) a porcine collagen hydrolyzate with an average molecular weight of approx. 3,000 Da and (3) a bovine collagen hydrolyzate with an average molecular weight of approx. 6,000 Da.
  • the cells were harvested and lysed, and then the entire RNA was extracted and precipitated.
  • Figure 1 Stimulation of the synthesis of matrix proteins by a bovine
  • FIG. 2 Stimulation of the synthesis of matrix proteins by a porcine collagen hydrolyzate with approx. 3,000 Da; and
  • Figure 3 Stimulation of the synthesis of matrix proteins by a bovine

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Abstract

Die folgende Erfindung betrifft Kollagenhydrolysat zur Verwendung als Wirkstoff bei der Behandlung und/oder Vorbeugung von Parodontitis oder Gingivitis.

Description

Kollagenhydrolysat als Wirkstoff gegen Parodontitis oder Gingivitis
Die vorliegende Erfindung betrifft Kollagenhydrolysat zur Verwendung als Wirkstoff bei der Behandlung und/oder Vorbeugung von Parodontitis oder Gingivitis.
Die Parodontitis ist eine Entzündung des sogenannten Zahnhalteapparates, d.h. von dieser Erkrankung ist das gesamte Gewebe betroffen, das den Zahn im Kieferknochen hält. Umgangsprachlich, jedoch medizinisch nicht korrekt, wird diese Erkrankung häufig auch als Parodontose bezeichnet.
Demgegenüber ist die Gingivitis lediglich eine Entzündung des Zahnfleisches (Gingiva) bzw. des Zahnfleischrandes. Häufig ist die Gingivitis jedoch eine Vor stufe der Parodontitis und kann, insbesondere wenn sie nicht behandelt wird, in eine solche übergehen. Daher ist im Rahmen der vorliegenden Beschrei bung, wenn von einer Behandlung oder Vorbeugung von Parodontitis die Rede ist, davon stets auch eine Behandlung oder Vorbeugung von Gingivitis mit um fasst, sofern sich aus dem jeweiligen Kontext nichts Gegenteiliges ergibt.
In Industrieländern zählen Parodontitis und Gingivitis zu den häufigsten Erkrankungen. In Deutschland sind etwa 23 Millionen Menschen hiervon betroffen.
Die Parodontitis kann akut auftreten, sehr häufig nimmt sie jedoch einen chro nischen Verlauf. Da sie im Anfangsstadium meistens schmerzfrei ist, wird sie oft zu spät erkannt, häufig bei Patienten im Alter von 40 bis 50 Jahren. Typi sche Symptome sind Rötungen, Schwellungen, Zahnfleischbluten und Rück gang des Zahnfleisches. Letzteres führt zu einer erhöhten Schmerzempfind lichkeit der freiliegenden Zahnhälse. In einem weiter fortgeschrittenen Sta dium kann die Parodontitis zur Lockerung der Zähne und letztlich zum Zahn ausfall führen. Zusätzlich zu den negativen und teils gravierenden Auswirkungen auf den Zahnhalteapparat bzw. die Zähne kann die Parodontitis aber auch systemische Auswirkungen haben. Zum einen erleichtert der entzündete Zahnhalteapparat das Eindringen von Krankheitserregern in die Blutbahn, und zum anderen wer den von dem betroffenen Gewebe entzündungsfördernde Botenstoffe ausge schüttet. Dadurch führt eine chronische Parodontitis zu einem teilweise deut lich erhöhten Risiko für Herz-Kreislauferkrankungen, Atemwegserkrankungen, Herzinfarkte und Schlaganfälle.
Eine ursächliche Behandlung der Parodontitis ist bislang noch nicht bekannt. Der Krankheitsverlauf lässt sich jedoch eindämmen, insbesondere durch eine regelmäßige mechanische Entfernung von supra- und subgingivalen Zahnbelä gen, wobei im fortgeschrittenen Stadium auch eine chirurgische Öffnung des Zahnfleisches erforderlich sein kann. In einigen Fällen ist zusätzlich die Gabe von Antibiotika sinnvoll. Insgesamt ist diese Behandlung der Parodontitis lang wierig und aufwendig.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wirk stoff für die Behandlung und/oder Vorbeugung von Parodontitis oder Gingivitis vorzuschlagen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Ver wendung von Kollagenhydrolysat als entsprechender Wirkstoff vorgeschlagen. Anhand einer doppelblinden, Placebo-kontrollierten klinischen Studie, deren Ergebnisse weiter unten im Einzelnen dargestellt werden, konnte die Wirksam keit von Kollagenhydrolysat bei der Behandlung von Parodontitis eindeutig belegt werden.
Für Kollagenhydrolysat sind bereits seit längerer Zeit physiologische Wirkun gen bekannt, insbesondere im Zusammenhang mit Osteoporose oder Gelenk beschwerden. Auch positive Wirkungen von Kollagenhydrolysat auf die Gesundheit der Haut wurde bereits beschrieben, z.B. in der internationalen Pa tentanmeldung WO 2012/065782 A2. Dennoch ist die hohe Wirksamkeit von Kollagenhydrolysat bei der Behandlung von Parodontitis überraschend. Kollagenhydrolysat ist als ein Abbauprodukt von tierischen Ausgangsmateria lien, die auch als Lebensmittel verwendet werden, ein gesundheitlich völlig un bedenkliches Produkt, von dem keine schädlichen Nebenwirkungen bekannt sind. Es bedarf keiner rechtlichen Zulassung als Arzneimittel, sondern kann insbesondere in Form eines Nahrungsergänzungsmittels in Verkehr gebracht und verwendet werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist sowohl eine Verwendung von Kollagenhydrolysat als Nahrungsergänzungsmittel, als rezeptfreies Arzneimittel (OTC) oder als verschreibungspflichtiges Arzneimittel (insbesondere in Kombination mit anderen Wirkstoffen) umfasst. Unabhängig von dieser Klassifizierung stellt das Kollagenhydrolysat einen therapeutischen Wirkstoff dar.
Das Kollagenhydrolysat wird günstigerweise oral verabreicht. Es ist bekannt, dass die Peptide des Kollagenhydrolysats selbst bei relativ hohen Molekular gewichten von bis zu 10.000 Da im Darm mindestens zu einem gewissen An teil resorbiert werden.
Die konkrete Darreichungsform des Kollagenhydrolysats kann die eines Pul vers, einer Lösung, einer Tablette oder einer Kapsel sein.
Weitere bevorzugte Darreichungsformen sind Kaugummis, insbesondere auf Basis von Komprimaten, Lutschpastillen oder ähnliche Produkte, die eine längere Zeit im Mund bleiben, sowie trinkbare Mundspülungen. Diese Art der Verabreichung ermöglicht neben der systemischen Wirkung auch eine intensive lokale Einwirkung des Kollagenhydrolysats auf das Zahnfleisch.
Die Tagesdosis des verabreichten Kollagenhydrolysats, insbesondere bei oraler Verabreichung, beträgt günstigerweise von ca. 1 bis ca. 20 g, bevorzugt von ca. 2 bis ca. 15 g, weiter bevorzugt von ca. 3 bis ca. 10 g. Eine Wirksamkeit konnte in der klinischen Studie mit einer Tagesdosis von 5 g Kollagenhydroly sat gezeigt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft die Behandlung von Parodontitis oder Gingivitis, d.h. die Verabreichung des Kollagenhydrolysats an einen Patienten mit einer entsprechenden Erkrankung, insbesondere mit einer chronischen Parodontitis. Dabei erfolgt die Verabreichung, insbesondere bei ei ner fortgeschrittenen Erkrankung, günstigerweise in Kombination mit einer weiteren Therapie der Parodontitis. Diese weitere Therapie umfasst insbeson dere die mechanische Entfernung von supra- und subgingivalen Zahnbelägen (Biofilm und Zahnstein). Auch wenn die erfindungsgemäße Verabreichung von Kollagenhydrolysat die Belagsentfernung nicht ersetzt, kann sie den Krank heitsverlauf positiv beeinflussen und die Symptome und Beschwerden der Pa rodontitis deutlich mindern. Unter Umständen kann ein schwerer Verlauf der Erkrankung, der schließlich auch chirurgische Maßnahmen notwendig macht, durch die Verabreichung von Kollagenhydrolysat verhindert werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft die Vorbeugung von Paro dontitis oder Gingivitis. In diesem Zusammenhang ist insbesondere die Verab reichung von Kollagenhydrolysat an einen Patienten vorteilhaft, bei dem ein oder mehrere Risikofaktoren für diese Erkrankungen vorliegen. Zu den Risiko faktoren für eine Parodontitis zählen insbesondere ein geschwächtes Immun system, Tabakrauch, hormonelle Veränderungen (z.B. Menopause) und be stimmte genetische Erkrankungen (z.B. Down-Syndrom). Eine bestehende Gingivitis kann generell als Risikofaktor für eine Parodontitis angesehen wer den, so dass eine Behandlung von Gingivitis durch Verabreichung von Kolla genhydrolysat gleichzeitig eine Vorbeugung von Parodontitis darstellt.
Das Kollagenhydrolysat als erfindungsgemäßer Wirkstoff weist typischerweise ein mittleres Molekulargewicht von 500 bis 15.000 Da auf, bevorzugt von 1.000 bis 8.000 Da, weiter bevorzugt von 1.500 bis 5.000 Da, am meisten be vorzugt von 1.800 bis 2.200 Da. Mit diesen Angaben ist stets das gewichts mittlere Molekulargewicht gemeint, welches insbesondere durch Gelperme ationschromatographie bestimmt werden kann.
Das Kollagenhydrolysat ist vorzugsweise durch enzymatische Hydrolyse eines kollagenhaltigen Ausgansmaterials hergestellt. Für diese Hydrolyse werden insbesondere Endopeptidasen oder Exopeptidasen mikrobiellen oder pflanzli chen Ursprungs eingesetzt. Durch geeignete Auswahl der Peptidasen und der Hydrolysebedingungen können Kollagenhydrolysate in dem jeweils gewünsch ten Molekulargewichtsbereich hergestellt werden.
Das kollagenhaltige Ausgangsmaterial ist in der Regel ausgewählt aus Haut oder Knochen von Wirbeltieren, bevorzugt von Säugetieren oder Vögeln, und insbesondere aus der Haut von Rindern oder Schweinen (Rinderspalt bzw. Schweineschwarte) oder von Schafen. Alternativ kann das kollagenhaltige Ausgangsmaterial ausgewählt sein aus Haut, Knochen und/oder Schuppen von Fischen, insbesondere Kalt- oder Warmwasserfischen.
Das Kollagenhydrolysat kann entweder in einem einstufigen Verfahren aus die sen Ausgangsmaterialien hergestellt sein oder über die Zwischenstufe Gela tine, wobei in diesem Fall sowohl Gelatine vom Typ A als auch vom Typ B ver wendet werden kann.
Vorzugsweise ist das Kollagenhydrolysat durch die nacheinander folgende Ein wirkung von mindestens zwei Endoproteasen mit einer unterschiedlichen Spe zifität, insbesondere von mindestens zwei verschiedenen Metalloproteasen und/oder Serinproteasen, hergestellt, d.h. von Proteasen, die die Amino säuresequenz der Kollagenmoleküle jeweils vor bzw. hinter bestimmten Ami nosäuren spalten. Günstigerweise handelt es sich bei den Metalloproteasen und/oder Serinproteasen um Enzyme aus den Mikroorganismen Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Aspergillus oryzae und Aspergillus melleus.
Durch die Auswahl geeigneter Endoproteasen kann nicht nur eine bestimmte Molekulargewichtsverteilung des Kollagenhydrolysats erhalten werden, son dern es wird auch die Art der Aminosäuren an den Termini der in dem Hydro- lysat enthaltenen Peptide beeinflusst. In dieser Hinsicht ist es z.B. bevorzugt, wenn mindestens 50% der N-terminalen Aminosäuren des Kollagenhydrolysats hydrophobe Aminosäuren sind, insbesondere Alanin, Leucin und Isoleucin. Alternativ zur enzymatischen Hydrolyse kann das Kollagenhydrolysat im Rah men der Erfindung durch rekombinante Genexpression hergestellt sein. Durch den Einsatz von natürlichen Kollagensequenzen, insbesondere aus Rindern oder Schweinen, und deren Expression in gentechnisch modifizierten Zellen (z.B. Hefen, Bakterien oder Pflanzenzellen, insbesondere Tabak) können Pro dukte hergestellt werden, die mit den Hydrolyseprodukten der entsprechenden kollagenhaltigen Rohstoffe im Wesentlichen identisch sind. Dabei ist es mög lich, eine engere bzw. exakt vorgegebene Molekulargewichtsverteilung zu er halten.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein therapeutisches Verfahren zur Be handlung und/oder Vorbeugung von Parodontitis oder Gingivitis, umfassend die Verabreichung von Kollagenhydrolysat an einen Patienten. Vorteile und be vorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens wurden bereits im Zusammen hang mit dem erfindungsgemäßen Kollagenhydrolysat beschrieben.
Die Wirksamkeit von Kollagenhydrolysat bei der Behandlung von Parodontitis wird anhand der nachfolgend beschriebenen klinischen Studie und anhand von Zellversuchen an gingivalen Fibroblasten näher erläutert.
1. Klinische Studie
1.1 Studiendesian
Die doppelblinde, Placebo-kontrollierte klinische Studie wurde an der Abteilung für Parodontologie des Universitätsklinikums Würzburg durchgeführt mit 43 Patienten, die sich dort wegen einer bestehenden Parodontitis in einer regel mäßigen Behandlung befanden (Entfernung von subgingivalen Zahnbelägen zwei- bis viermal pro Jahr). Alle Studienteilnehmer hatten mindestens drei Zähne mit einem Gingival-Index von 1 oder 2 (siehe unten) und einer Sondie rungstiefe der Zahnfleischtaschen von mindestens 3 mm. Die Teilnehmer wa ren in einem Alter zwischen 35 und 70 Jahren und hatten einen BMI zwischen 24 und 30. Die Teilnehmer wurden zufällig eingeteilt in eine Behandlungsgruppe mit 23 Patienten und eine Placebogruppe mit 20 Patienten, wobei weder die Teilneh mer noch das behandelnde Personal über die Einteilung der einzelnen Teilneh mer informiert waren.
Die Teilnehmer der Behandlungsgruppe erhielten während des gesamten Stu dienzeitraums von 90 ± 14 Tagen eine tägliche Dosis von 5 g Kollagenhydroly- sat. Es wurde ein durch enzymatische Hydrolyse von Rinderkollagen herge stelltes Kollagenhydrolysat mit einem mittleren Molekulargewicht von ca.
2.000 Da eingesetzt, welches von der Anmelderin GELITA AG unter der Be zeichnung VERISOL B vertrieben wird. Die Herstellung von VERISOL B ent spricht im Wesentlichen dem in der WO 2012/065782 A2 beschriebenen Her stellungsverfahren.
Die Teilnehmer der Placebogruppe erhielten statt des Kollagenhydrolysats eine entsprechende tägliche Dosis eines Placebos, welches von dem Kollagenhydro lysat hinsichtlich Verpackung, Textur und Geschmack nicht zu unterscheiden war.
Zu Beginn der Studie (VI am Tag 0) wurden alle Studienteilnehmer eingehend untersucht und es wurden eine Reihe von Parametern und Indizes ermittelt, die den Status der Parodontitis kennzeichnen. Anschließend erhielten die Pati enten eine professionelle Zahnreinigung mit mechanischer Entfernung von supra- und subgingivalen Zahnbelägen.
Dieselben Parameter und Indizes wurden erneut bei einer zweiten Untersu chung (V2 nach 60 ± 14 Tagen) und bei einer dritten Untersuchung am Ende des Studienzeitraums (V3 nach 90 ± 14 Tagen) ermittelt. Dabei konnten nicht alle Untersuchungen bei allen ursprünglich 43 Studienteilnehmern durchge führt werden; die Anzahl der untersuchten Teilnehmer der beiden Gruppen ist in der nachfolgenden Auswertung jeweils angegeben. Ein Vergleich der Veränderungen der ermittelten Parameter und Indizes zwi schen der Behandlungsgruppe und der Placebogruppe erlaubt einen Rück schluss auf die Wirksamkeit des Kollagenhydrolysats bei der Behandlung von Parodontitis.
1.2 Sondierunasblutuna
Bei der Sondierungsblutung (BoP, Bleeding on Probing ) wird eine Parodontal- sonde in die Zahnfleischtaschen eingeführt. Eine hierbei auftretende Blutung ist ein sicheres Anzeichen für eine akute Entzündung.
Die Sondierungsblutung wurde bei den Untersuchungen VI, V2 und V3 jeweils mit einer Parodontalsonde PCP-11 durchgeführt, als Ergebnis wurde dabei für jeden Patienten der Prozentsatz aller Zahnfleischtaschen, bei denen eine Blu tung auftrat, als BoP [%] erfasst. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1: Sondierungsblutung (BoP) Diese Ergebnisse zeigen, dass der Prozentsatz an blutenden Zahnfleisch taschen bei allen Patienten während des Studienzeitraums zurückgegangen ist, bei den Teilnehmern der Behandlungsgruppe jedoch signifikant stärker als bei den Teilnehmern der Placebogruppe.
1.3 Plaque Control Record
Für die Ermittlung des Plaque Control Record (PCR) nach O'Leary et al. 1972 werden die Zahnbeläge angefärbt und deren Ausmaß entlang des gesamten Zahnfleischrandes (d.h. an allen Seiten des Zahnes) optisch erfasst. Der Para meter ergibt sich aus der Anzahl der Plaque-positiven Flächen im Verhältnis zur Gesamtzahl der beurteilten Flächen in Prozent.
Die Ergebnisse für den PCR [%] bei den Untersuchungen VI, V2 und V3 sind in der nachfolgenden Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2: Plaque Control Record (PCR) Die Ergebnisse zeigen, dass der PCR während des Studienzeitraums bei allen Patienten zurückgegangen ist, jedoch bei den Teilnehmern der Behandlungs gruppe signifikant stärker als bei den Teilnehmern der Placebogruppe.
1.4 Gingival-Index
Der Gingival-Index (Gl) nach Löe 1967 (modifiziert nach Lobene et al. 1986) ergibt sich aus der visuellen Beurteilung des akuten Entzündungszustandes des Zahnfleisches an der bukkalen Seite gemäß folgendem Schema:
Grad 0: keine Entzündung
Grad 1 Farbänderung eines Zahnfleischbereiches, jedoch nicht des gesamten Zahnfleischrandes oder der Zahnfleischpapille Grad 2: Farbänderung, die den gesamten Zahnfleischrand oder die Zahn fleischpapille einschließt
Grad 3: wie bei Grad 2, aber ausgesprochene Rötung
Für jeden Patienten ergibt sich der Gingival-Index Gl als Mittelwert der Indizes aller Zähne. Die Untersuchungsergebnisse für den Gingival-Index sind in der nachfolgenden Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3: Gingival-Index (Gl)
Die Ergebnisse zeigen, dass sich der Gingival-Index aller Patienten während des Studienzeitraums reduziert hat, d.h. das akute Ausmaß der Zahnfleisch entzündung abgenommen hat. Bei den Teilnehmern der Behandlungsgruppe ist diese Abnahme jedoch signifikant stärker als bei den Teilnehmern der Placebogruppe.
1.5 PISA-Score
Der PISA-Score gibt das Ausmaß der parodontalen Entzündungsfläche (periodontal inflamed surface area ) in mm2 an. Der PISA-Score kann aus den oben beschriebenen Parametern berechnet werden, die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4: PISA-Score Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Reduzierung des PISA-Scores für alle Patienten während des Studienzeitraums, aber auch bei diesem Parameter ist die Änderung bei den Teilnehmern der Behandlungsgruppe signifikant stärker ausgeprägt als bei den Teilnehmern der Placebogruppe.
1.6 Zusammenfassung
Die klinische Studie zeigt anhand der Parameter Sondierungsblutung, Plaque Control Record, Gingival-Index und PISA-Score, dass durch die Verabreichung von täglich 5 g Kollagenhydrolysat eine signifikant stärkere Verbesserung der Parodontitis erreicht wurde als bei der Placebogruppe. Dieses Ergebnis wurde über einen relativ kurzen Zeitraum von drei Monaten erzielt, wobei beide Gruppen dieselbe konventionelle Behandlung (supra- und subgingivale Entfer nung von Zahnbelägen) erhalten haben.
Die Ergebnisse belegen somit eindeutig die Wirksamkeit von Kollagenhydroly sat als Wirkstoff bei der Behandlung und/oder Vorbeugung von Parodontitis oder Gingivitis.
2. Zellversuche an gingivalen Fibroblasten
Das Zahnfleisch besteht aus gingivalen Fibroblasten (Zahnfleischzellen) und der von diesen Zellen gebildeten extrazellulären Matrix, die verschiedene Typen von Kollagen und Proteoglycanen enthält. Im Falle einer Parodontitis oder Gingivitis liegt typischerweise auch eine Störung des Gleichgewichts zwischen der Biosynthese und dem Abbau dieser Matrixproteine vor. Eine Stimulation der Synthese von Matrixproteinen durch die Fibroblasten kann somit einer Parodontitis oder Gingivitis entgegenwirken.
Bei den nachfolgend beschriebenen Zellversuchen wurde die stimulierende Wirkung von Kollagenhydrolysaten mit verschiedenen mittleren Molekularge wichten auf die Synthese der Matrixproteine Typ-I-Kollagen, Biglycan und Decorin bei humanen gingivalen Fibroblasten in vitro untersucht. Dies erfolgte durch eine Bestimmung der Expression der entsprechenden mRNA mittels Realtime-PCR und einer semiquantitative Auswertung (bezogen auf eine Kont rolle ohne Kollagenhydrolysat).
Die humanen gingivalen Fibroblasten wurden durch enzymatischen Aufschluss aus operativ entferntem Zahnfleisch isoliert und in HAMs F12-Medium kulti viert, welches supplementiert war mit 10% fötalem Kälberserum, 20 U/ml Penicillin-Streptomycin und 50 pg/ml Partricin. Nach Erreichen einer Konfluenz von 80% wurde das Kulturmedium ausgetauscht durch frisches Medium, wel ches mit 0,5 mg/ml Kollagenhydrolysat supplementiert war.
Die Zellversuche wurden mit drei verschiedenen Kollagenhydrolysaten durch geführt: (1) ein bovines Kollagenhydrolysat mit einem mittleren Molekularge wicht von ca. 2.000 Da, welches auch in der obigen klinischen Studie einge setzt wurde, (2) ein porcines Kollagenhydrolysat mit einem mittleren Moleku largewicht von ca. 3.000 Da und (3) ein bovines Kollagenhydrolysat mit einem mittleren Molekulargewicht von ca. 6.000 Da.
Nach einer Inkubation der Fibroblasten für 24 h in Gegenwart des jeweiligen Kollagenhydrolysats (bzw. ohne Kollagenhydrolysat bei der Kontrolle) wurden die Zellen geerntet und lysiert, anschließend wurde die gesamte RNA extra hiert und gefällt.
Die Ergebnisse der semiquantitativen Auswertung der Mengen an mRNA für Typ-I-Kollagen, Biglycan und Decorin ist in den Figuren dargestellt.
Es zeigen im Einzelnen:
Figur 1: Stimulation der Synthese von Matrixproteinen durch ein bovines
Kollagenhydrolysat mit ca. 2.000 Da;
Figur 2: Stimulation der Synthese von Matrixproteinen durch ein porcinesKollagenhydrolysat mit ca. 3.000 Da; und Figur 3: Stimulation der Synthese von Matrixproteinen durch ein bovines
Kollagenhydrolysat mit ca. 6.000 Da.
Alle drei untersuchten Kollagenhydrolysate führen demnach zu einer deutli chen Stimulation der Synthese der extrazellulären Matrixproteine Typ-I- Kollagen, Biglycan und Decorin durch humane gingivale Fibroblasten in vitro. Am stärksten ausgeprägt ist dieser Effekt bei dem Kollagenhydrolysat mit einem mittleren Molekulargewicht von ca. 2.000 Da, und dies ganz besonders bezüglich der Stimulation der Synthese von Typ-I-Kollagen und Decorin.
Dieses Ergebnis bestätigt die Wirksamkeit von Kollagenhydrolysat bei der Behandlung und/oder Vorbeugung von Parodontitis oder Gingivitis. Mindestens einer der Wirkungsmechanismen ist dabei die Stärkung der extrazellulären Matrix des Zahnfleisches durch eine verstärkte Synthese von Matrixproteinen unter Einwirkung von Kollagenhydrolysat.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Kollagenhydrolysat zur Verwendung als Wirkstoff bei der Behandlung und/oder Vorbeugung von Parodontitis oder Gingivitis.
2. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Kollagenhydrolysat ein Nahrungsergänzungsmittel oder ein Arzneimittel ist.
3. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kollagenhydrolysat oral zu verabreichen ist.
4. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach Anspruch 3, wobei das Kolla genhydrolysat in Form eines Pulvers, einer Lösung, einer Tablette oder einer Kapsel zu verabreichen ist.
5. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kollagenhydrolysat in einer Tagesdosis von ca. 1 bis ca. 20 g zu verabreichen ist, bevorzugt in einer Tagesdosis von ca. 2 bis ca. 15 g, weiter bevorzugt in einer Tagesdosis von ca. 3 bis ca. 10 g.
6. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kollagenhydrolysat an einen Patienten mit einer Parodontitis oder Gingivitis zu verabreichen ist, insbesondere mit einer chronischen Parodontitis.
7. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach Anspruch 6, wobei das Kolla genhydrolysat in Kombination mit einer weiteren Therapie der Parodon titis oder Gingivitis zu verabreichen ist, insbesondere einer mechani schen Entfernung von supra- und subgingivalen Zahnbelägen.
8. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Kollagenhydrolysat an einen Patienten zu verabreichen ist, bei dem ein oder mehrere Risikofaktoren für Parodontitis oder Gingivitis vorliegen.
9. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kollagenhydrolysat ein mittleres Molekulargewicht von 500 bis 15.000 Da aufweist, bevorzugt von 1.000 bis 8.000 Da, weiter bevorzugt von 1.500 bis 5.000 Da, am meisten bevorzugt von 1.800 bis 2.200 Da.
10. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kollagenhydrolysat durch enzymatische Hydrolyse eines kollagenhaltigen Ausgangsmaterials hergestellt ist.
11. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach Anspruch 10, wobei das kol la genhaltige Ausgangsmaterial ausgewählt ist aus Haut oder Knochen von Wirbeltieren, bevorzugt von Säugetieren, Vögeln oder Fischen, insbe sondere aus Haut von Rindern oder Schweinen.
12. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Kollagenhydrolysat durch die nacheinander folgende Einwirkung von mindestens zwei Endoproteasen mit einer unterschiedlichen Spezifität, insbesondere von mindestens zwei verschiedenen Metalloproteasen und/oder Serinproteasen, hergestellt ist.
13. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach Anspruch 12, wobei die Metalloproteasen und/oder Serinproteasen ausgewählt sind aus Enzy men aus den Mikroorganismen Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Aspergillus oryzae und Aspergillus melleus.
14. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach Anspruch 12 oder 13, wobei mindestens 50% der N-terminalen Aminosäuren des Kollagenhydroly- sats hydrophobe Aminosäuren sind, insbesondere Alanin, Leucin und Isoleucin.
15. Kollagenhydrolysat zur Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Kollagenhydrolysat durch rekombinante Genexpression hergestellt ist.
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