ES2341232T3 - Extracto soluble en agua de una planta del genero solanum y procedimiento de preparacion del mismo, y composicion farmaceutica que contiene el extracto soluble en agua. - Google Patents

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Abstract

Un extracto soluble en agua de una planta del género Solanum que comprende al menos 60% de solamargina y de solasonina.

Description

Extracto soluble en agua de una planta del género Solanum y procedimiento de preparación del mismo, y composición farmacéutica que contiene el extracto soluble en agua.
Esta invención se refiere a extractos solubles en agua de una planta del género Solanum, sus procesos de preparación y las composiciones farmacéuticas que los contienen.
El cáncer es globalmente una de las principales causas de muerte y el cáncer de pulmón, el cáncer de hígado y el cáncer de mama son los más comunes. Aunque el mecanismo de desarrollo del cáncer todavía no ha sido totalmente comprendido, se cree que el inicio del cáncer en un sujeto puede ser producido por una división celular anormal e incontrolable que se produce en dicho sujeto (Chen. P. L. et al. (1990), Science, 250, 1576-1580; Finlay, C. A. et al. (1989), Cell, 57, 1083-1093, y Baker, S. J. et al. (1990) Science, 249, 912-915).
Generalmente, el crecimiento y la diferenciación de las células en un cuerpo humano o animal están controlados estrictamente por las hormonas del crecimiento presentes en el cuerpo humano o animal. Cuando las células acumulan en ellas mutaciones genéticas producidas por factores intrínsecos y/o extrínsecos, dichas células generarán transmisiones de señal incorrectas que, a su vez, conducen al crecimiento y división incontrolables de las células, produciendo de este modo gradualmente la formación de células cancerosas (Kerr, J. F. R. (1971), J. Pathol., 105, 13-20).
En los últimos años, investigadores en todo el mundo se han esforzado en trabajos de investigación sobre cánceres. Sin embargo, las terapias desarrolladas y usadas habitualmente no proporcionan efectos terapéuticos satisfactorios. Además de los factores personales de los pacientes, los importantes efectos secundarios de los fármacos anticancerosos y la resistencia de las células cancerosas a dichos fármacos son los problemas principales encontrados en la terapia clínica.
En vista del hecho de que las medicinas occidentales conocidas empleadas en la terapia clínica no logran mejorar de forma efectiva las terapias habituales para las enfermedades cancerosas, algunos investigadores, basándose en los resultados de la investigación en el mecanismo de inicio de la enfermedad cancerosa, han intentado encontrar ingredientes activos de las medicinas tradicionales chinas (abreviadas generalmente como TCM por sus iniciales en inglés: traditional Chinese medicines) o de hierbas que se pueden usar para curar o aliviar los síntomas de los cánce-
res.
Se considera que la apóptosis es un mecanismo natural que regula el crecimiento celular animal (Martin, S. J. y Green, D. R. (1995), Crit. Rev. Oncol. Hemat., 18, 137-153), y que tiene un papel importante en la regulación de la muerte celular natural, tal como la contracción natural de los tejidos y la absorción que se producen durante el proceso de crecimiento de los animales. Además, cuando se dañan las células humanas y no se pueden reparar se iniciará la apóptosis de forma que se evita la formación de células cancerosas.
Las principales características morfológicas de la apóptosis incluyen: formación de cuerpos apoptóticos, condensación de la cromatina y fragmentación del ADN (Arends, M. J. y Willye, A. H. (1991), Int. Rev. Exp. Pathol., 32, 223-254; Dive, C. et al., (1992) Biochim. Biophys. Acta 1133, 275-285; y Darzynkiewicz, Z. et al., (1992) Cytometry, 13, 795-808). Durante la apóptosis, los residuos de las células muertas serán rápidamente ingeridos por las células y los macrófagos vecinos por fagocitosis sin inducir una respuesta inflamatoria (Sarraf, F. E. y Bowen, I. D. (1988) Cell Tissue Res. 21, 45-49). Además, cuando se detecta la variación del ciclo celular por citometría de flujo se puede observar la presencia de un pico sub-G1 (Alzerreca, A. y Hart, G. (1982) Toxicology Lett. 12, 151-155; y Lin, C. N. et al., (1986) J. Taiwan Pharm. Assoc. 38, 166). Por lo tanto, se considera que el pico sub-G1 es un marcador típico para identificar células que están sufriendo apóptosis.
En la bibliografía se ha informado de que las células se vuelven células cancerosas si su mecanismo apoptótico está fuera de control (Carson, D. A. y Ribeiro, J. M. (1993) Lancet 341, 1251-1254; y Kaufmann, S. H. (1989) Cancer Res. 49, 5870-5878). Por lo tanto, la apóptosis se ha convertido en un sujeto de estudio en oncología. Además, se ha publicado que la apóptosis puede ser inducida por algunos fármacos anticancerosos (Wyllie, A. H. et al. (1980) Int. Rev. Cytol. 68, 251-306; Wyllie, A. H. et al. (1984) J. Pathol. 142, 67-77; Barry, M. A. et al. (1990) Biochem. Pharmacol. 40, 2353-2362; y Hickman, J. A. (1992) Cancer Metaest. Rev. 11, 121-139). Por lo tanto, la apóptosis señala una dirección principal en el desarrollo global de fármacos anticancerosos.
El uso de medicinas chinas tradicionales o de medicinas de hierbas para tratar enfermedades tiene una larga historia. Hasta el presente, no pocos investigadores están intentando encontrar fármacos anticancerosos útiles a partir de medicinas chinas tradicionales o medicinas de hierbas. Sin embargo, la aplicación de las medicinas chinas tradicionales o de las medicinas de hierbas se basa todavía en datos empíricos y no está soportada por una evidencia científica suficiente. Además, debido a que la extracción de los ingredientes activos y la dosificación y el control de calidad de las medicinas chinas tradicionales o de las medicinas de hierbas no se hacen de forma científica, los efectos terapéuticos presentados por las medicinas no son consistentes.
Además, la mayoría de los ingredientes activos de las medicinas chinas tradicionales o de las medicinas de hierbas son insolubles en agua. Cuando se administra oralmente o se inyecta un material insoluble en agua en cuerpos animales, pueden no alcanzarse sus efectos terapéuticos pretendidos debido a la dificultad de absorción. Estas son las principales limitaciones que obstaculizan el desarrollo y la aplicación de las medicinas tradicionales chinas y las medicinas de hierbas.
Las plantas que se pueden usar como medicinas son numerosas. Es bien conocido que muchos inhibidores de proteínas extraídos a partir de materiales de plantas se usan en terapia anticancerosa. Entre estos inhibidores de proteínas con potencial anticanceroso, se encontró que los alcaloides esteroidales de una planta del género Solanum eran un fármaco anticanceroso potencial.
Se sabe que la Solanum incanum L. (también denominada Solanum incanum Ruiz & Pav., Solanum coagulans Forsskal en latín y bitter apple en inglés) contiene un glicoalcaloide esteroidal (Kuo, K. W. et al. (2000) Biochemical Pharmacology 60 (12): 1865-73). Además, se ha publicado que muchas plantas del género Solanum contienen glicoalcaloides esteroidales, incluyendo por ejemplo el Solanum indicum, Solanum nigrum, también conocida como Long Kul en chino y black nightshade en inglés (Hu, K. et al. (1999) Planta Medica 65 (1): 35-8), Solanum capsicastrum (conocida como false Jerusalem cherry en inglés), Solanum xanthocarpum, Solanum melongena (Blankemeyer, J. T. et al. (1990) Food & Chemical Toxicology, 36 (5):383-9), Solanum coagulans, Solanum tuberosum (Friedman, M. et al. (1996), Journal of Nutrition, 126 (4): 989-99), Solanum sodomeum (conocida en Australia como manzana de Sodoma), Solanum turburosum, Solanum aculeastrum (Wanyonyl, A. W. et al. (2002) Phytochemistry 59 (1): 79-84), Solanum lycocarpum (Peters, V. M. et al., (2001) Contraception 63 (1): 53-5), Solanum khasianum (Putalun, W. et al. (2000) Biological & Pharmaceutical Bulletin 23 (1): 72-5), Solanum suaveolens (Ripperger, H. et al. (1997) Phytochemistry 46 (7): 1279-82), Solanum uporo (Ripperger, H. et al. (1997) Phytochemistry 44 (4): 731-4), Solanum abutiloides (Tian, R. H. et al. (1997) Phytochemistry 44 (4): 723-6), Solanum coccineum (Lorey, S. et al. (1996) Phytochemistry 41 (6): 1633-5), Solanum unguiculatum (Sarg, T. M. et al. (1995) Pharmacy World & Science 17 (6): 191-4; Solanum robustum (Ripperger, H. (1995), Phytochemistry 39 (6): 1475-7), Solanum anguivi (Ripperger, H. et al. (1994) Phytochemistry 37 (6): 1725-7), Solanum platanifolium (Puri, R. et al. (1994) Journal of Natural Products 57 (5): 587-96, Solanum mammosum (Alzerreca, A. et al. (1982) Toxicology Letters 12 (2-3): 151-5), etc.
Hasta el momento, los alcaloides esteroidales que se pueden obtener a partir de las plantas mencionadas anteriormente del género Solanum comprenden, por ejemplo, la solamargina, la solasonina, la casianina y la solasodina (Chataing, B. et al. (1998) Planta Medica 64, 31-36 y Weissenberg, M. et al. (1998) Phytochemistry 47, 203-209). Las estructuras de la solasonina y la solamargina son las siguientes:
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Además, hay estudios que han mostrado que la solamargina obtenida a partir de varios materiales de plantas es capaz de inhibir el crecimiento de los siguientes organismos: parásitos, tales como el Tripanosoma cruzi; insectos, tales como el Tribolium castaneum (conocido como escarabajo rojo de la harina) y el Manduca sexta (conocido como gusano cornudo del tabaco); mohos, tales como el Phoma medicaginis y el Rhizoctomia solani; y moluscos, tales como el Lymnaea cubensis y el Biomphalaria glabrata (Chataing, B. et al. (1998) Planta Medica 64, 31-36; Fewell, A. M. et al. (1994) Phytochemistry 37, 1007-1011; Lin, C. N. et al. (1990) J. Nat. Prod. 53, 513-516).
Además, Chun-Nan Lin et al. han publicado que la solamargina se puede obtener a partir del fruto de la Solanum incanum y su estructura pertenece a un glicósido alcaloide esteroidal. Se ha encontrado que el compuesto protege el hígado del daño inducido por el CCl_{4} y que inhibe el crecimiento del JTC-26 y de las células de hematoma PLC/PRF/5 humanas (Lin, C. N. et al. (1986) J. Natural Prod. 53, 513-516).
Shu-Hui Hsu et al. han estudiado el mecanismo de citotoxicidad de la solamargina y han encontrado que la solamargina aumenta la muerte de células, tales como las células Hep3B y los fibroblastos de piel normal, por vía de la apóptosis. Particularmente, se ha encontrado que la expresión genética del receptor I del TNF implicado en el proceso de apóptosis celular era sobre-regulada por la solamargina (Hsu, S. H. et al. (1996) Biochem. Biophys. Res. Comm. 229, 1-5).
Katsuya Fukuhara e Isao Kubohas han publicado en Phytochemistry, 30 (2): 685-687, 1991, que los frutos maduros de Solanum incanum se extrajeron con metanol a temperatura ambiente. A continuación, se eliminó el disolvente a presión reducida y el residuo se liofilizó para dar un extracto marrón oscuro. Después, el extracto se puso en suspensión en agua que contenía metanol (1%). Después de eliminar la porción insoluble en agua, se repartió la suspensión con n-hexano, cloroformo, acetato de etilo y agua, y se obtuvo una fase acuosa con bioactividad. La fase acuosa con bioactividad así obtenida se sometió subsiguientemente a cromatografía de rotación locular en contracorriente y a cromatografía de gota en contracorriente, de forma que se obtuvieron la solamargina y la solasonina, los dos compuestos principales.
Ke Hu et al. (1999) en Planta Medica 65, 35-38, han descrito que una hierba completa seca de Solanum nigrum se mantuvo a reflujo con 75% de EtOH. Se eliminó el disolvente a vacío para obtener un residuo marrón que se desengrasó con éter de petróleo para dar un extracto. El extracto resultante se puso en suspensión en agua y se sometió a cromatografía en una columna de macrorresina. Hay un compuesto activo presente en el eluyente de EtOH al 60%. El eluyente de EtOH al 60% se repartió con H_{2}O y se extrajo con n-BuOH y el extracto en n-BuOH así obtenido se sometió a cromatografía en columna de gel de sílice usando CHCl_{3}-MeOH-H_{2}O como eluyente y en Sephadex LH-20 usando MeOH-H_{2}O (60:40) como eluyente, obteniendo \beta_{2}-solamargina, solamargina y desgalactotigonina. Sin embargo, en esta publicación no se muestra como se puede obtener un extracto bioactivo soluble en agua a partir de la Solanum nigrum.
El documento EP-0020029-A1 describe que un material de la planta de Solanum sodomeum, conocida en Australia como manzana de Sodoma, se extrajo con una disolución ácida diluida, tal como ácido acético al 2% o 3%, para obtener un primer extracto ácido (porción sobrenadante) y el residuo sólido se extrajo a continuación con otro volumen de la disolución ácida diluida después de ser separado del primer extracto ácido de forma que se obtuvo un segundo extracto ácido (porción sobrenadante). Después de combinar el primer y el segundo extractos ácidos se añadió una base para obtener un precipitado. Se disolvió el precipitado en etanol en ebullición. Después de eliminar el etanol, se obtuvo un extracto en forma de polvo fino (denominado BEC 001). El extracto BEC 001 se separó adicionalmente y se purificó para dar varios glicoalcaloides, incluyendo solamargina, solasonina y mono- y di-glicósidos de soladodina.
Aunque el documento EP-0020029-A1 menciona que se puede usar H_{2}O como vehículo para el extracto BEC 001, el extracto se formuló esencialmente con una disolución sulfóxido de dimetilo (DMSO), parafina, ungüento de zinc, crema de zinc y cetomacrogol (un tensioactivo) en los ejemplos de trabajo de dicha patente.
Además, según el documento US 5.958.770, los glicósidos de solasodina usados en el experimento citotóxico in vitro se disolvieron primero en DMSO y luego se diluyeron para dar una disolución de DMSO al 5%. Además, los glicósidos de solasodina empleados en el experimento estaban bien en forma de una mezcla (denominada BEC) que incluía solamargina (33%), solasonina (33%) y di- y mono-glicósido (34%) o bien en forma de un componente separado (solamargina, solasonina, una mezcla de di- y mono-glicósido y las agliconas de solasodina).
Como los alcaloides esteroidales mencionados anteriormente son insolubles en agua, la destilación en alcohol es un método de extracción habitual usado en las patentes o referencias mencionadas anteriormente, y las porciones extraídas se disuelven generalmente en un disolvente orgánico, por ejemplo DMSO, para el análisis. Debido a que los materiales insolubles en agua no son adecuados para la inyección directa en cuerpos de animales y pueden no poderse absorber por el tracto digestivo durante la administración oral, no se pueden obtener los efectos terapéuticos de los alcaloides esteroidales, limitando de este modo la aplicación farmacéutica y el desarrollo de los alcaloides esteroidales.
La Solicitante encontró que los polvos secos de solamargina y/o solasonina definitivamente no podían ser disueltos en agua sin haber sido tratados previamente con DMSO y que podían no disolverse completamente en agua incluso después de haber sido tratados con DMSO. Específicamente, los alcaloides esteroidales extraídos usando el método descrito en el documento EP-0020029-A1 no se podían disolver en agua destilada. Aunque la solamargina o la solasonina se pueden disolver en agua después de haberse disuelto primero en DMSO, precipitarán si su concentración es demasiado elevada (más de 5 mg/ml). Además, el DMSO (> 1%) tiene por sí mismo una toxicidad grande para las células y, por lo tanto, su concentración debe controlarse para que sea inferior a 5%. Estos hechos indican claramente que el uso del disolvente orgánico DMSO para disolver los alcaloides esteroidales extraídos de una planta del género Solanum tiene limitaciones.
En vista de lo precedente, en la actualidad los alcaloides esteroidales se producen principalmente por los fabricantes químicos en una escala pequeña y limitada y en lotes individuales y no existe un procedimiento eficaz para extraer los alcaloides esteroidales solubles en agua de una planta del género Solanum para su uso comercial a gran escala. Por lo tanto, la aplicación de los alcaloides esteroidales en la elaboración de medicamentos y fármacos está limitada.
Consecuentemente, en el primer aspecto, con el fin de producir alcaloides esteroidales solubles en agua a partir de una planta del género Solanum a gran escala, esta invención proporciona un extracto soluble en agua de una planta del género Solanum que comprende al menos 60%, tal como 60%-90% de solamargina y solasonina y que puede ser disuelto directamente en agua pura o en agua con un valor de pH neutro sin adición de ningún otro disolvente y/o coadyuvante de disolución, de tal manera que se forma una disolución acuosa amarillenta clara y transparente, que tiene una solubilidad en agua que varía de 2 a 20 mg/ml o superior.
En el segundo aspecto, esta invención proporciona una composición farmacéutica que comprende el extracto soluble en agua como un ingrediente activo para inhibir el crecimiento de las células tumorales/cancerosas, especialmente las células del cáncer de hígado, células del cáncer de pulmón y las células del cáncer de mama.
En el tercer aspecto, esta invención proporciona un procedimiento para preparar un extracto soluble en agua a partir de una planta del género Solanum que comprende las etapas de:
(a)
someter un material de una planta del género Solanum a un tratamiento de extracción usando una disolución acuosa ácida con un valor de pH de 3\sim5 de forma que se obtenga una disolución acuosa;
(b)
ajustar el valor del pH de la disolución acuosa obtenida en la etapa (a) hasta un pH de 8\sim10 con una base, de manera que se forme un precipitado;
(c)
lavar el precipitado formado en la etapa (b) con agua, seguido por secado, de forma que se obtenga un producto seco;
(d)
mezclar el producto seco obtenido en la etapa (c) con cloroformo, seguido por adición de una cantidad adecuada de un alcohol al 100%, de manera que se forme una mezcla de cloroformo-alcohol;
(e)
mezclar la mezcla de cloroformo-alcohol formada en la etapa (d) con una disolución de agua/alcohol que tenga una relación agua:alcohol predeterminada, de forma que se obtenga una mezcla que contenga una fase con base de cloroformo y una fase con base distinta del cloroformo;
(f)
eliminar la fase con base de cloroformo de la mezcla obtenida en la etapa (e), seguido por adición de una cantidad adecuada de agua; y
(g)
obtener un sobrenadante de la mezcla resultante de la etapa (f), seguido por secado del sobrenadante, con lo que el producto seco resultante se puede disolver directamente en agua para formar una disolución acuosa amarillenta clara y transparente.
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Los objetivos, características y ventajas anteriores y otros de la presente invención se harán evidentes con referencia a la siguiente descripción y los modos de realización preferidos tomados junto con las figuras adjuntas, en las que:
La Figura 1A muestra el espectro de HPLC del extracto soluble en agua (25 \mug) obtenido a partir de la Solanum incanum L.
La Figura 1B muestra el espectro de HPLC del extracto soluble en agua (25 \mug) obtenido a partir de la Solanum incanum L. combinado con solasonina (5 \mug).
La Figura 1C muestra el espectro de HPLC del extracto soluble en agua (25 \mug) obtenido a partir de la Solanum incanum L. combinado con solamargina (5 \mug).
La Figura 2A muestra el espectro de HPLC del extracto soluble en agua (25 \mug) obtenido a partir de la Solanum nigrum.
La Figura 2B muestra el espectro de HPLC del extracto soluble en agua (25 \mug) obtenido a partir de la Solanum nigrum combinado con solasonina (5 \mug).
La Figura 2C muestra el espectro de HPLC del extracto soluble en agua (25 \mug) obtenido a partir de la Solanum nigrum combinado con solamargina (5 \mug).
Las Figuras 3A-3F son los espectros de HPLC del extracto soluble en agua obtenido a partir de la Solanum incanum L. con varias concentraciones.
La Figura 4 es un gráfico que indica los patrones cuantitativos de los componentes principales en el extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. calculados a partir de los espectros de HPLC de las Figuras 3A-3F.
Las Figuras 5A-5F son los espectros de HPLC del extracto soluble en agua obtenido a partir de la Solanum incanum L. para varios valores de pH.
La Figura 6 muestra los resultados comparativos en el tamaño de partícula de los extractos solubles en agua obtenidos a partir de la Solanum incanum L. según la presente invención y los del método del documento EP-0020029-A1 respectivamente.
Las Figuras 7A y 7B son los espectros de HPLC de los extractos solubles en agua obtenidos a partir de la Solanum incanum L. según la presente invención y los del método del documento EP-0020029-A1, en los que 50 \mug de los extractos solubles en agua obtenidos por los dos métodos se disuelven en agua, seguido por el análisis por HPLC.
Las Figuras 8A-8C son gráficos que indican el efecto inhibidor de dosis en serie del extracto soluble en agua obtenido de la Solanum incanum L. según la presente invención sobre el crecimiento de las células de cáncer de hígado, cáncer de pulmón y cáncer de mama humanos.
La Figura 9 es una serie de gráficos que muestran los resultados de la autorradiografía sobre un biochip que indica el efecto del extracto soluble en agua obtenido a partir de la Solanum incanum L. según la presente invención sobre la regulación genética de las células de cáncer de pulmón, en las que las muestras de ARN se aislaron a partir de las células de cáncer de pulmón tratadas con el extracto soluble en agua (100 mg/ml) obtenido de la Solanum incanum L. durante 2 horas y sometidas a transcripción inversa usando [^{32}P]-dCTP para producir ADN-c marcado y el ADN-c marcado así obtenido se hibrida con fragmentos de ADN sobre la red de biochip, seguido por autorradiografía en película de rayos X.
La Figura 10 es una serie de fotografías que muestran los cambios morfológicos de las células de cáncer de hígado (Línea A), células de cáncer de pulmón (Línea B) y células de cáncer de mama (Línea C) tratadas con el extracto soluble en agua obtenido a partir de la Solanum incanum L. según la presente invención.
Las Figuras 11A, 11B y 11C son gráficos que muestran los cambios en el tamaño de los tumores en ratones desnudos a los que se les administró el extracto soluble en agua obtenido a partir de la Solanum incanum L. según esta invención, a los que se les administró oralmente el extracto y a los que se les administró el extracto por vía intraperitoneal, en los que cada curva representa la variación en el tamaño del tumor en un ratón desnudo.
La Figura 12 es un gráfico que muestra el efecto inhibidor de la solasonina y de la solamargina obtenidas de la Solanum incanum L. según la presente invención sobre el crecimiento de las células de cáncer de pulmón humanas.
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Esta invención proporciona un extracto soluble en agua obtenido de una planta del género Solanum que comprende alcaloides esteroidales que se pueden disolver directamente en agua para formar una disolución acuosa clara y transparente y por lo tanto adecuada para la elaboración de medicamentos y fármacos.
En particular, esta invención proporciona un extracto soluble en agua obtenido de una planta del género Solanum que comprende al menos 60%, tal como 60%-90%, de solamargina y solasonina y que se puede disolver directamente en agua pura o en agua con un valor de pH neutro, sin añadir ningún otro disolvente y/o coadyuvante de disolución, de manera que se forma una disolución acuosa amarillenta clara y transparente que tiene una solubilidad en agua que varía de 2 a 20 mg/ml o superior.
Esta invención proporciona un procedimiento para preparar un extracto soluble en agua que comprende las etapas de:
(a)
someter un material de una planta del género Solanum a un tratamiento de extracción usando una disolución acuosa ácida con un valor de pH de 3\sim5 de forma que se obtenga una disolución acuosa;
(b)
ajustar el valor del pH de la disolución acuosa obtenida en la etapa (a) hasta un pH de 8\sim10 con una base, de manera que se forme un precipitado;
(c)
lavar el precipitado formado en la etapa (b) con agua, seguido por secado, de forma que se obtenga un producto seco;
(d)
mezclar el producto seco obtenido en la etapa (c) con cloroformo, seguido por adición de una cantidad adecuada de un alcohol al 100%, de manera que se forme una mezcla de cloroformo-alcohol;
(e)
mezclar la mezcla de cloroformo-alcohol formada en la etapa (d) con una disolución de agua/alcohol que tenga una relación agua:alcohol predeterminada, de forma que se obtenga una mezcla que contenga una fase con base de cloroformo y una fase con base distinta del cloroformo;
(f)
eliminar la fase con base de cloroformo de la mezcla obtenida en la etapa (e), seguido por adición de una cantidad adecuada de agua; y
(g)
obtener un sobrenadante de la mezcla resultante de la etapa (f), seguido por secado del sobrenadante, con lo que el producto seco resultante se puede disolver directamente en agua para formar una disolución acuosa amarillenta clara y transparente.
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Preferiblemente, en la etapa (a), el material de la planta del género Solanum ha sido triturado en un tratamiento preliminar.
Preferiblemente, en la etapa (a), el material de la planta es al menos uno de los frutos, raíces, tallos y hojas de la planta del género Solanum. En un modo de realización preferido de esta invención, el material de la planta usado en la etapa (a) es el fruto de la planta del género Solanum. En un modo de realización preferido adicional de esta invención, el material de la planta usado en la etapa (a) es la planta completa de la planta del género Solanum.
Preferiblemente, el extracto soluble en agua se obtiene a partir de una planta del género Solanum que es la Solanum incanum L., Solanum indicum, Solanum nigrum, Solanum capsicastrum Solanum xanthocarpum, Solanum melongena, Solanum coagulans, Solanum tunigrum, Solanum sodomeum, Solanum turburosum, Solanum aculeastrum, Solanum aculeastrum, Solanum lycocarpum, Solanum khasianum, Solanum suaveolens, Solanum uporo, Solanum abutiloides, Solanum coccineum, Solanum unguiculatum, Solanum robustum, Solanum anguivi, Solanum platanifolium o Solanum mammosum o una combinación de ellos.
En un modo de realización preferido de esta invención, el extracto soluble en agua se obtiene de la Solanum incanum L. En un modo de realización preferido adicional de esta invención el extracto soluble en agua se obtiene de la Solanum nigrum.
Preferiblemente, en la etapa (a) del procedimiento, la disolución acuosa se obtiene realizando una centrifugación o filtración subsiguiente al tratamiento de extracción.
Preferiblemente, en la etapa (a), la disolución acuosa ácida usada en el tratamiento de extracción es una disolución acuosa que contiene ácido fórmico, ácido acético o ácido clorhídrico.
Preferiblemente, en la etapa (b) la base es preferiblemente una disolución acuosa alcalina que contiene un hidróxido alcalino o hidróxido de amonio. En un modo de realización preferido de esta invención, la disolución acuosa alcalina contiene hidróxido de amonio. En otro modo de realización preferido de esta invención, la disolución acuosa alcalina contiene hidróxido de sodio.
Preferiblemente, en la etapa (b) del procedimiento, el precipitado se obtiene realizando una centrifugación o filtración subsiguiente al ajuste del valor del pH.
Preferiblemente, en la etapa (c) del procedimiento, el tratamiento de secado se elige entre el grupo que consiste en liofilización, secado por pulverización, evaporación, secado térmico o una combinación de ellos. En un modo de realización preferido de esta invención, el tratamiento de secado se realiza por liofilización que se usa para mejorar la estabilidad y la actividad del ingrediente activo por tratamiento a baja temperatura.
Preferiblemente, en la etapa (c) del procedimiento, el precipitado formado en la etapa (b) se lava con agua, se centrifuga para eliminar el exceso de base y se pone en suspensión en agua destilada, seguido por el tratamiento de secado.
En la etapa (d) del procedimiento, las cantidades de cloroformo y alcohol no son particularmente críticas, con tal de que el producto seco obtenido en la etapa (c) se pueda disolver en ellas. En un modo de realización preferido de esta invención, la cantidad de alcohol no es mayor que la de cloroformo usada en la etapa (d).
Preferiblemente, en las etapas (d) y (e) del procedimiento, el alcohol se elige entre el grupo que consiste en metanol, etanol, alcohol propílico y una combinación de ellos. En un modo de realización preferido de la presente invención, el alcohol usado en las etapas (d) y (e) es metanol.
Preferiblemente, en la disolución de agua/alcohol usada en la etapa (e), el contenido en agua no es menor que el contenido en alcohol. Más preferiblemente, la relación entre el agua y el alcohol es 1:1.
Preferiblemente, en la etapa (f) del procedimiento, la fase basada en cloroformo en la mezcla obtenida en la etapa (e) se elimina realizando una centrifugación o una filtración.
Preferiblemente, en la etapa (g) del procedimiento, el sobrenadante se obtiene centrifugando o filtrando la mezcla resultante en la etapa (f).
Preferiblemente, en la etapa (g) del procedimiento, el tratamiento de secado se elige entre el grupo que consiste en liofilización, secado por pulverización, evaporación, concentración a presión reducida o secado térmico o una combinación de cualquiera de ellos. En un modo de realización preferido, el tratamiento de secado realizado en la etapa (g) comprende concentración a presión reducida y liofilización.
Si se desea, el producto seco obtenido en la etapa (g) se puede volver a disolver en agua, seguido por centrifugación y tratamiento de secado.
El extracto según esta invención se puede disolver directamente en agua corriente o en agua estéril de manera que se forme una disolución amarillenta clara y transparente. Consecuentemente, el extracto obtenido según esta invención es verdaderamente un extracto soluble en agua.
El extracto soluble en agua de la presente invención se puede obtener típicamente a partir del procedimiento de la presente invención como se ha definido anteriormente. Preferiblemente comprende al menos 60%, tal como 60%-90% de solamargina y solasonina. Además, la Solicitante ha encontrado que algunos factores pueden afectar al contenido y la proporción de solasonina y solamargina en el extracto soluble en agua obtenido usando el procedimiento de esta invención. Estos factores incluyen las especies de la planta del género Solanum y la/las parte/partes de la planta usadas en el procedimiento de extracción, así como los tipos de alcohol y base usados.
Por ejemplo, en el extracto soluble en agua producido a partir del fruto maduro de la Solanum incanum L., el contenido en solamargina es mayor que el de solasonina según los análisis de HPLC. Además, en comparación con una disolución básica de NH_{4}OH al 33%, en el extracto soluble en agua obtenido usando una disolución básica de NaOH 10M como base en la etapa (b), el contenido en solamargina es menor que el contenido en solasonina. Además, los contenidos de solasonina y solamargina en el extracto soluble en agua obtenido usando etanol en la etapa (d) son aproximadamente 50% del obtenido usando metanol. Además, el extracto obtenido del fruto no maduro (color verde oscuro) de la Solanum nigrum tiene contenidos mayores en solasonina y solamargina, mientras que el fruto maduro (color púrpura oscuro) y otras partes de la planta tienen contenidos menores. Los contenidos de solasonina y solamargina en el extracto de la Solanum nigrum son diferentes de los del extracto obtenido a partir de la Solanum incanum L. Por lo tanto, el experto en la técnica puede preparar un extracto soluble en agua deseado eligiendo las especies adecuadas de la planta del género Solanum y usando la parte o partes adecuadas de la planta junto con las condiciones de operación adecuadas.
En un modo de realización preferido de esta invención, la disolución acuosa usada en la etapa (a) para realizar el tratamiento de extracción contiene ácido acético, la disolución básica usada en la etapa (b) para formar el precipitado contiene hidróxido de amonio y el alcohol usado en las etapas (d) y (e) es metanol.
Preferiblemente, el extracto soluble en agua comprende al menos 75% de solamargina y solasonina.
La relación entre la solasonina y la solamargina en el extracto soluble en agua está preferiblemente en un intervalo de 0,3;1,0 a 1,0:0,6 y está más preferiblemente en un intervalo de 0,4:1,0 a 0,9:1,0. En un modo de realización preferido de esta invención, la relación entre la solasonina y la solamargina en el extracto soluble en agua es de aproximadamente 0,7:1,0.
Preferiblemente, el extracto está en una forma de partículas solubles en agua con un tamaño de nanopartículas. Más preferiblemente, el extracto está en una forma de partículas solubles en agua con un tamaño de partícula de menos de 1 \mum.
Se ha demostrado que el extracto soluble en agua según esta invención presenta un efecto inhibidor sobre el crecimiento de las células tumorales/cancerosas en particular de las células de cáncer de hígado, las células de cáncer de pulmón y las células de cáncer de mama. Además, la solasonina y la solamargina obtenidas a partir de extracto soluble en agua según la presente invención también han demostrado dicho efecto inhibidor. Por lo tanto, se espera que el extracto soluble en agua preparado según la presente invención, y la solasonina y la solamargina que están contenidas en él, puedan encontrar aplicación en la preparación de una composición antitumoral o anticancerosa.
Por lo tanto, esta invención también proporciona una composición farmacéutica que comprende un extracto soluble en agua según esta invención, o la solasonina y la solamargina obtenidas a partir del extracto soluble en agua. La solasonina y la solamargina purificadas a partir del extracto soluble en agua también se pueden disolver directamente en agua.
Opcionalmente, la composición farmacéutica según esta invención comprende adicionalmente un vehículo farmacéuticamente aceptable que sea ampliamente empleado en la tecnología de elaboración de fármacos. El vehículo farmacéuticamente aceptable comprende uno o más reactivos, incluyendo, por ejemplo, agua, disolución salina, disolución tampón, disgregante, aglomerante, excipiente, lubricante y retardador de la absorción.
La composición farmacéutica según esta invención se puede administrar por vía oral o parenteral en una formulación adecuada que incluye una disolución o suspensión acuosa esterilizada, polvo esterilizado, comprimidos, cápsulas, cremas, ungüentos, etc. La composición farmacéutica según esta invención se formula preferiblemente para ser adecuada para inyección, tal como una inyección acuosa, polvo para inyección, producto liofilizado para inyección,
etc.
Opcionalmente, la composición farmacéutica de esta invención se puede administrar sola o en combinación con un fármaco antitumoral/anticanceroso adicional, por ejemplo, mitomicina, adrianicina, actinomicina, cisplatina, etc.
La cantidad y el intervalo de dosificación de la composición farmacéutica según esta invención dependen de los siguientes factores: gravedad de la enfermedad que debe ser tratada, vía de administración, y el peso, edad, estado de salud y respuesta del sujeto que debe ser tratado. En general, la composición farmacéutica según esta invención se administra por vía oral o parenteral en una dosificación diaria de 2-6 mg/kg en una forma de dosificación única o una forma de multi-dosificación separada.
La presente invención se ilustrará en detalle con referencia a los siguientes ejemplos que se dan únicamente con el propósito de ilustración y no pretenden limitar el alcance de la presente invención.
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Ejemplo 1 Preparación del extracto soluble en agua
Se trituraron 500 g de fruto maduro de Solanum incanum L. subsiguientemente a la adición de 1.000 ml de agua pura. A la mezcla acuosa resultante se le añadió gota a gota ácido acético al 99,5% para ajustar el valor del pH a 4,0, seguido por agitación a temperatura ambiente durante 12 horas. Se obtuvo un sobrenadante centrifugando la mezcla acuosa y se le añadió gota a gota una disolución básica de NH_{4}OH al 33% para ajustar el valor del pH del sobrenadante a 9,0 y se formó un precipitado. El precipitado se obtuvo centrifugando a 4.500 rpm (Beckman Coulter, Avanti J-25, rotor JA-14), y la disolución básica residual presente en él se eliminó lavando el precipitado con agua, seguido por centrifugación a 4.500 rpm. El precipitado así obtenido se puso en suspensión en agua destilada y se sometió a liofilización (Virtis, Freezemobile 12ES) para dar 5 g de polvo seco. El polvo seco se puso ampliamente en suspensión en disolución acuosa y no se pudo disolver directamente en agua o solo se pudo disolver una pequeña cantidad de él.
Para la preparación de un extracto que se pueda disolver directamente en agua, se disolvieron 2 g del polvo seco en 50 ml de cloroformo de grado reactivo, seguido por adición de 40 ml de metanol al 100% y agitación para formar una suspensión uniforme. Se obtuvo un sobrenadante por centrifugación a 4.500 rpm o filtración. Se añadieron 70 ml de una disolución de metanol:agua (1:1) al sobrenadante y se mezcló bien. La mezcla obtenida se centrifugó a 12.000 rpm durante 10 minutos. Se retiró el sobrenadante resultante y se le añadieron 120 ml de agua destilada y se agitó bien. Mientras tanto el sobrenadante se volvió turbio. El sobrenadante se centrifugó adicionalmente a 12.000 rpm durante 10 minutos para eliminar el precipitado. El sobrenadante resultante se sometió a concentración a presión reducida a 55ºC para eliminar el metanol, seguido por liofilización para obtener un polvo seco.
El polvo seco obtenido en esta etapa se puede disolver directamente en agua destilada para formar una disolución amarillenta clara y transparente. Si todavía hay algún precipitado, se puede eliminar por centrifugación a 12.000 rpm durante 10 minutos y el sobrenadante resultante se puede someter directamente a liofilización para dar el polvo seco soluble en agua sin realizar la etapa de concentración a presión reducida.
En general, se pueden extraer 800 mg de polvo seco soluble en agua a partir de 500 g de fruto de Solanum incanum L. Por análisis por HPLC, se observó que los componentes principales del polvo seco soluble en agua eran solamargina y solasonina, siendo el contenido en solamargina mayor que el de solasonina (véanse el ejemplo 2 y la Figura 1A).
Alternativamente, en el procedimiento de preparación mencionado anteriormente, el fruto se puede sumergir en 1.000 ml de una disolución acuosa de ácido acético al 3% o 5% y ser triturado. Además, en lugar de realizar la etapa de agitar la mezcla acuosa a temperatura ambiente durante 12 horas, la mezcla acuosa formada se puede agitar a 50ºC durante 5 horas, o a 80ºC durante 2 horas. Alternativamente, se puede usar una disolución acuosa de hidróxido de sodio como sustituto de la disolución acuosa de NH_{4}OH.
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Ejemplo 2 Identificación de los componentes del extracto soluble en agua
Se usó cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) para determinar los componentes principales del extracto soluble en agua obtenido mediante el procedimiento de la presente invención.
Metodologías:
En este ejemplo la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) empleada se realizó con un modelo 1100 de Agilent Technologies (Waldbronn, Alemania), con una columna de LiChroCART 250-4 Lichropher 100 RP-18e (5 \mum) y un tamaño de 250 mm x 4 mm; se usó 60% de acetonitrilo/40% de agua bidestilada (pH = 2,8) como fase móvil; y el caudal fue de 1 ml/min. Las muestras patrones de solasonina y solamargina usadas en este experimento fueron proporcionados por el profesor Chun-Nan Lin, Departamento de Farmacia, Universidad Médica Kaohsiung, y las dos muestras patrones se obtuvieron según el procedimiento de purificación descrito por Gan, K. H., Lin, C. N. y Won, S. J. (1989) Journal of Natural Products 56, 15-21.
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Se disolvieron en agua pura cantidades adecuadas de los extractos solubles en agua, preparados a partir de los frutos de Solanum incanum L y Solanum nigrum según el método del Ejemplo 1, y se sometieron al análisis por HPLC en las condiciones siguientes:
1.- El extracto soluble de Solanum incanum L. (25 \mug), el extracto soluble en agua de Solanum incanum L. (25 \mug) combinado con solasonina (5 \mug) y el extracto soluble en agua de Solanum incanum L. (25 \mug) combinado con solamargina (5 \mug);
2.- El extracto soluble de Solanum nigrum (25 \mug), el extracto soluble en agua de Solanum nigrum (25 \mug) combinado con solasonina (10 \mug) y el extracto soluble en agua de Solanum nigrum (25 \mug) combinado con solamargina (10 \mug); y
3.- Los extractos solubles en agua de Solanum incanum L. en cantidades de 50 \mug, 40 \mug, 30 \mug, 20 \mug, 10 \mug y 5 \mug, respectivamente.
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Resultados:
La Figura 1A muestra un espectro de HPLC del extracto soluble en agua del fruto de Solanum incanum L. En comparación con el tiempo de retención mostrado en las Figuras 1B y 1C, se observa que el primer pico en la Figura 1A corresponde a la solasonina y el segundo corresponde a la solamargina, y que el contenido de solamargina es mayor que el de solasonina.
Con respecto a las Figuras 2A-2C, los espectros de HPLC mostraron que el extracto soluble en agua del fruto de la Solanum nigrum también dio dos picos que corresponden a la solasonina y la solamargina. Sin embargo, la diferencia entre el extracto soluble en agua del fruto de la Solanum nigrum y el de la Solanum incanum reside en que, en el de la Solanum nigrum, el contenido en solasonina era superior que el de la solamargina.
Además, como se muestra en las Figuras 1A-1C y en las Figuras 2A-2C, el extracto soluble en agua según la invención no incluía solasodina y obviamente era diferente del extracto descrito en el documento EP-0020029-A1.
Las Figuras 3A-3C son los espectros de HPLC del extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. en las cantidades de 75 \mug, 50 \mug, 40 \mug, 30 \mug, 20 \mug y 10 \mug respectivamente. Se encontró que los valores de los picos de los dos componentes principales del extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. fluctuaban en proporción con las concentraciones del extracto soluble en agua.
Como la proporción de solasonina y solamargina, se puede estimar por integración automática usando un programa de ordenador (Agilent ChemStation Integrator Algorithm) según el espectro de elución del HPLC. Si en el espectro aparece una forma de pico puntiaguda o redondeada, dicha variación puede ser debida a factores de madurez del fruto o a la estación. En función de 26 experimentos repetidos, se encontró que el extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. tenía una relación entre la solasonina y la solamargina en el intervalo de aproximadamente 0,3:1,0 a aproximadamente 1,0:1,0 y principalmente en el intervalo de 0,4:1,0 a 0,9:1,0.
A partir de los resultados experimentales, la Solicitante encontró que el extracto soluble en agua según esta invención consiste esencialmente en al menos 60% a 95% (preferiblemente más de 75%) de solasonina y solamargina.
La Solicitante también encontró que el contenido y proporción de solasonina y solamargina variaba con la concentración del extracto soluble en agua usado en el análisis de HPLC con una relación lineal. La Figura 4 es un gráfico que muestra las curvas de calibración representadas usando una regresión lineal, en las que a siete concentraciones de los extractos solubles en agua de la Solanum incanum L. se les sometió al análisis por HPLC por triplicado y los valores, media \pm desv. est., se calcularon a partir de la integral del área de pico por HPLC de los dos componentes principales. El resultado mostrado en la Figura 4 indica claramente que los valores de los picos de solasonina y solamargina aumentaron y disminuyeron en una relación lineal con la concentración del extracto soluble en agua. Por lo tanto, los dos componentes, solasonina y solamargina, pueden ser utilizados como un componente indicativo para el control de calidad del extracto soluble en agua según esta invención.
Además, la solamargina y la solasonina capaces de ser disueltas directamente en agua pueden purificarse adicionalmente a partir del extracto soluble en agua de esta invención usando las condiciones de HPLC mencionadas anteriormente.
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Ejemplo 3 Efecto del pH en la elución del extracto soluble en agua
Metodologías:
Con el fin de determinar la influencia del pH en la elución del extracto soluble en agua, se preparó el extracto soluble en agua (40 \mug) de la Solanum incanum L. usando el método del Ejemplo 1 y se sometió al análisis por HPLC usando el mismo equipo que en el Ejemplo 2 con las siguientes condiciones de HPLC:
1.
Columna: LiChroCART 250-4 Lichropher 100 RP-18e (5 \mum), 250 mm x 4 mm; y
2.
Fase móvil: 60% de acetonitrilo/40% de agua bidestilada; pH ajustado a 2,3, 2,5, 2,8, 3,0 y 3,2.
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Resultados:
Las Figuras 5A-5E muestran los espectros de HPLC del extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. a diferentes valores del pH. Como se muestra, el tiempo de retención del componente principal del extracto soluble en agua se retrasó al aumentar el valor del pH de la fase móvil. Aunque los perfiles de elución cambiaron ligeramente, el perfil de los picos de los dos componentes se mantuvo.
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Ejemplo 4 Comparación del tamaño de partícula del extracto soluble en agua
Este ejemplo se realizó para comparar la diferencia en el tamaño de partícula entre el extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. preparado usando el método de esta invención y el obtenido usando el método descrito en el Ejemplo 2 del documento EP-0020029-A1.
Metodologías:
Se disolvieron respectivamente 50 mg del extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención y 50 mg del extracto preparado a partir de la Solanum incanum L. según el método descrito en el Ejemplo 2 del documento EP-0020029-A1 en 50 ml de agua destilada y se sometieron a un análisis del tamaño de partícula usando un analizador de tamaño de partícula (Beckman Coulter LS 230, Coulter Corporation, Miami, Estados Unidos).
Resultados:
Con referencia a la Figura 6, el tamaño medio de partícula del extracto preparado a partir de la Solanum incanum L. según el método descrito en el Ejemplo 2 del documento EP-0020029-A1 fue de 238,2 \mum y la distribución de tamaños de partícula estaba en el intervalo de 1,8 \mum a 1.500 \mum, y había una gran cantidad de precipitado insoluble en la disolución acuosa (véase la Figura 6A). Por el contrario, el tamaño medio de partícula del extracto preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención fue de 0,418 \mum y la distribución de tamaños de partícula estaba en el intervalo de 0,28 \mum a 0,65 \mum (véase la Figura 6B). El extracto según esta invención se puede disolver completamente en agua.
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Ejemplo 5 Comparación de la solubilidad del extracto soluble en agua
Este experimento ejemplo se realizó para comparar la diferencia en la solubilidad en agua entre el extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. preparado usando el método de esta invención y el obtenido usando el método descrito en el Ejemplo 2 del documento EP-0020029-A1.
Metodologías:
Se disolvieron en 2 ml de agua 5 mg del extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención y 5 mg del extracto preparado a partir de la Solanum incanum L. según el método descrito en el Ejemplo 2 del documento EP-0020029-A1 respectivamente y se centrifugaron a 12.000 rpm para obtener un sobrenadante. Se tomaron 20 \mul de sobrenadante y se sometieron a análisis por HPLC según el procedimiento descrito en el ejemplo 2 de esta invención.
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Resultados:
Las Figuras 7A y 7B son gráficos que muestran respectivamente la solubilidad en agua del extracto preparado a partir de la Solanum incanum L. según el método descrito en el Ejemplo 2 del documento EP-0020029-A1 (Figura 7A) y del extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención (Figura 7B). Como se muestra, el extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención tiene mejor solubilidad en agua.
En los Ejemplos y Figuras anteriores es evidente que, en comparación con el extracto preparado usando un método convencional, el extracto soluble en agua preparado a partir de la planta del género Solanum según esta invención se puede disolver de hecho en agua para formar una disolución acuosa clara y transparente. Esto puede ser debido al hecho de que el extracto soluble en agua preparado a partir de la planta del género Solanum según esta invención tiene un tamaño de partícula de nanopartículas, particularmente menor que 1 \mum. Consecuentemente, se espera que el extracto soluble en agua preparado a partir de una planta del género Solanum según esta invención es adecuado para usarlo en la preparación de un medicamento que comprende alcaloides esteroidales, especialmente un medicamento para el tratamiento del cáncer.
Consecuentemente, con el fin de demostrar la bioactividad del extracto soluble en agua preparado a partir de una planta del género Solanum según esta invención, se analizó el efecto farmacológico del extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. preparado en el Ejemplo 1.
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Experimento farmacológico 1
Actividad anticancerosa del extracto soluble en agua in vitro
Con el fin de determinar si el extracto soluble en agua obtenido a partir de la planta del género Solanum según esta invención tiene actividad anticancerosa, se usaron las células cancerosas principales Hep3B, H441 y MCF-7 como dianas analíticas, donde las Hep3B y H441 se obtuvieron de la American Type Culture Collection (ATCC, P. O. Box 1549, Manassas, Va 20108, Estados Unidos) y las MCF-7 se obtuvieron del Food Industry Research and Development Institute (331 Shih-Pin Road, Hsinchu, 300 Taiwan R. O. C.).
Metodologías:
Se incubaron las células Hep3B en medio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM), mientras que las H441 y las MCF-7 se incubaron en RPMI-1640, ambos medios contenían 10% de suero fetal bovino y 40 mg/l de gentamicina.
La citotoxicidad de las células cancerosas se determinó usando el ensayo con sal de tetrazolio (MTS, Mosmann, T. 1983, Immunol. Meth. 65, 55-63) que se realizó mediante determinación colorimétrica de la viabilidad celular según el procedimiento de fabricante (CellTiter 96^{TM} AQ, Promega, Madison, Estados Unidos).
Las células se sembraron a 1x10^{4} células/pozo en una placa de 96 pozos y se incubaron en un incubador con 5% de CO_{2} a 37ºC durante al menos 16 horas. El extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. se disolvió en agua para inyección estéril para dar diferentes concentraciones de ensayo que se añadieron a cada medio de incubación de las células cancerosas en el pozo y se dejó que reaccionara durante 12 horas. A continuación, se añadieron 20 \mul de METS a cada pozo y se dejó que la disolución reaccionara durante 3 horas. Después de finalizar la reacción, se determinó la absorbancia en cada pozo a 490 nm usando un lector de ELISA 312e, Bio-TEK. Cada valor se expresó como media \pm desv. est. de tres experimentos.
Resultados:
Las Figuras 8A-8C son gráficos que muestran el efecto del extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención en la inhibición del crecimiento de las células Hep3B, H441 y MCF-7. Se observó que el extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención inhibió efectivamente el crecimiento de estas células cancerosas.
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Experimento farmacológico 2
Determinación del efecto del extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención sobre el mecanismo de regulación genética en células de cáncer de pulmón usando un biochip
Con el fin de comprender el efecto del extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención sobre la regulación genética en células cancerosas de forma que se abra un camino en el desarrollo y la investigación del tratamiento del cáncer y de ayudar en la búsqueda de factores carcinogénicos y el desarrollo de un medicamento anticanceroso eficaz, este experimento se realizó para determinar el efecto regulador del extracto soluble en agua de esta invención mediante tecnología de biochip.
En este experimento, se usó una red de biochips disponible comercialmente (SuperArray Inc., Bethesda, MD, Estados Unidos) para determinar el efecto del extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención sobre la regulación genética de células cancerosas H441.
En primer lugar, se aislaron las muestras de ARN de las células cancerosas tratadas durante 2 horas con extracto soluble en agua (100 mg/ml) preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención y de las células cancerosas no tratadas con el extracto (grupo de control). Se generaron los ADNc marcados realizando una transcripción inversa usando [^{32}P]-dCTP que se puede usar como sonda para la hibridación con fragmentos de ADN sobre la red de biochips (SuperArray Inc., Bethesda, MD, Estados Unidos). La red de biochips después de la reacción se expuso en una película de rayos X mediante autorradiografía.
Resultados:
Con respecto a la Figura 9, después de que las células H441 se trataron con el extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención durante dos horas, la expresión del receptor 1 del factor de necrosis tumoral (TNFR-1) y se sobrerreguló el factor 1 asociado al receptor del TNF (TRAF-1) asociado positivamente con la muerte de las células cancerosas, mientras que la expresión genética de la proteína inhibidora de la apóptosis 2 (IAP-2) y el inhibidor de la apóptosis 4 (API-4) que inhibe la muerte celular se infrarregula debido a la influencia del extracto. Por lo tanto, se puede observar que el extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención es capaz de iniciar la expresión genética del TNFR-1 y del TRAF-1.
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Experimento farmacológico 3
Efecto del extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención sobre el ciclo celular de las células cancerosas
Se usó citometría de flujo ("FACScan"; Becton Dickinson Corp.) para determinar el cambio del ciclo celular de las células cancerosas antes y después de que las células se trataran con el extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención.
Metodologías:
En primer lugar, después de incubar 1x10^{6} células cancerosas en una placa de 35 mm durante 16 horas, el extracto soluble en agua (30 \mug/ml) preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención se añadió a cada placa y se dejó que reaccionara durante 0, 1, 3, 5, y 8 horas. Cuando finalizaron los respectivos tiempos de reacción, las células se tripsinizaron con 1xtripsina y se recogieron el sobrenadante y el medio. El sobrenadante que contenía las células se transfirió en un tubo de centrífuga de 15 ml y se centrifugó a 1.000 rpm durante 5 minutos para obtener el precipitado. Después de añadir 300 \mul de 1xPBS y mezclar bien, se transfirieron 300 \mul de suspensión celular en un microtubo y se fijó en 700 \mul de alcohol absoluto. Se dejó que las células fijadas permanecieran en un refrigerador a 4ºC durante al menos 30 minutos y se centrifugaron a 4ºC a 1.200 rpm durante 5 minutos. Después de centrifugación, se obtuvo un sobrenadante y se mezcló bien. Se le añadieron al sobrenadante 445 \mul de disolución de 1xPBS y se mezcló bien, seguido por adición de 5 \mul de ARN-asa (10 mg/ml) para digerir el ARN. Las células se permeabilizaron con 50 \mul de Tritón-X-100 al 10% y se incubaron en un incubador a 37ºC durante 1 hora, seguido por centrifugación. Se retiró un sobrenadante y se mezcló bien con 495 \mul de disolución de PBS. Las células se tiñeron con 5 \mul de yoduro de propidio (5 mg/ml) en oscuridad a 4ºC durante 15-30 minutos, seguido por filtración y análisis.
Determinación del ciclo celular:
Las células que se adhirieron al filtro se pusieron bien en suspensión en disolución de 1xPBS y se introdujeron en el dispositivo de citometría de flujo (Beckman-Coluter FACScan) a 100 células/segundo. Se analizaron 10.000 células a la vez. Las células pasaron a través de poros de 75 \mum de radio para producir señales de pulso de corriente proporcionales al volumen de las células. Las células se excitaron con un haz láser de ión argón a 488 nm para emitir fluorescencia. Los datos obtenidos se usaron para analizar el contenido de ADN en combinación con un programa de Winmdi para determinar el ciclo celular.
Resultados:
La tabla 1 muestra los cambios del ciclo celular de las células Hep3B, H441 y MCF-7 tratadas con el extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención, en la que el aumento del pico sub-G1 indica que las células cancerosas estaban experimentando apóptosis inducida por el extracto soluble en agua.
Como se observa en la tabla 1, el pico sub-G1 del ciclo celular en las células cancerosas aumentó drásticamente en 1 hora y aumentó con un aumento en el tiempo de reacción. Las células cancerosas murieron por ruptura de la membrana celular como resultado de las dosis elevadas del extracto. Por lo tanto, se ha demostrado que el extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención puede iniciar el mecanismo de apóptosis de los tres tipos de células cancerosas.
TABLA 1 Efecto del extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención sobre el ciclo celular de células Hep3B, H441 y MCF-7
2
Experimento farmacológico 4
Efecto del extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención sobre la morfología de las células cancerosas
Para investigar los cambios morfológicos de las células cancerosas inducidos por el extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención, se estudiaron por microscopia óptica las morfologías de las células cancerosas teñidas con hematoxilina.
Metodologías:
En primer lugar, una cantidad adecuada de células de cáncer de hígado, células de cáncer de pulmón y células de cáncer de mama que se habían tratado con el extracto soluble en agua (30 \mug/ml) de la Solanum incanum L. según esta invención durante 1, 3, y 8 horas, se centrifugó en citospina a 800 rpm durante 10 minutos para obtener portamuestras para citología. Las células se fijaron en 4% de paraformaldehído durante 30 minutos y se tiñeron con hematoxilina, seguido por eliminación del exceso de colorante con 70%, 80%, 90% y 100% de alcohol absoluto. Los portamuestras para citología se colocaron en xileno para el tratamiento de deshidratación y se cubrieron con un cubreobjetos y un medio de fijación. Los cambios en la morfología celular se observaron por microscopia óptica (Olympus CX-40) a 400x y se registraron.
Resultados:
La Figura 10 muestra los cambios morfológicos de las células cancerosas humanas antes y después de que las células se trataran con el extracto soluble en agua (30 \mug/ml) preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención durante 1, 3, 5 y 8 horas, en la que la línea A corresponde a las células Hep3B, la línea B corresponde a las células H441 y la línea C corresponde a las células MCF-7. Las células no tratadas con el extracto se usaron como grupo de control y las flechas indican los cambios morfológicos típicos de las células.
Como se muestra en la Figura 10, se observó reducción nuclear, condensación de la cromatina y presencia de cuerpos apoptóticos en las células cancerosas después de que fueran tratadas con el extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención durante 1 hora. Al mismo tiempo, los cambios morfológicos de las células cancerosas se hicieron más y más evidentes con el aumento del tiempo de reacción hasta que las membranas celulares finalmente se rompieron.
Como el pico sub-G1, la condensación de la cromatina y la presencia de cuerpos apoptóticos son características de la apóptosis, los resultados mostrados en este análisis y en el ensayo farmacológico 3 indican claramente que el extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención puede iniciar el mecanismo de la apóptosis en células cancerosas para inducir la muerte celular.
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Experimento farmacológico 5
Efecto anticanceroso del extracto soluble en agua preparado a partir de la Solanum incanum L. según esta invención in vivo
Para confirmar el efecto anticanceroso del extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. según esta invención in vivo, se usaron ratones desnudos como modelo animal in vivo.
Metodologías:
En primer lugar, se implantaron 2x107 células H441 en el costado posterior del ratón desnudo, BABL/c-nu-nu (8 meses de edad, aproximadamente 20-25 g) por inyección subcutánea. Después de que se formara el tumor comenzó a crecer (aproximadamente 10 días) y los ratones desnudos con tumor se dispusieron aleatoriamente en grupos de 6-7 ratones.
A los ratones desnudos del grupo de administración por inyección se les administraron por vía intraperitoneal 220 \mug del extracto soluble en agua disuelto en agua usando una aguja de 0,8 mm una vez al día. La inyección se continuó durante 3 días y se interrumpió durante 4 días. Los ratones se pesaron cada dos días y se midió el tamaño del tumor usando un micrómetro. Se realizó el siguiente tratamiento y se continuó la observación durante dos meses. El volumen del tumor se calculó como el producto longitud x anchura x (altura/2).
A cada ratón desnudo en el grupo de administración oral se le administró oralmente el extracto soluble en agua (600 \mug) mediante una línea de alimentación una vez al día. La alimentación prosiguió durante 5 días y se interrumpió durante 2 días. Se registraron el peso del ratón desnudo y el tamaño del tumor de la misma forma que anteriormente. La administración y la observación prosiguieron durante dos meses. El volumen del tumor también se calculó de la misma forma que anteriormente.
Resultados:
Las Figuras 11A, 11B y 11C muestran respectivamente los cambios en el tamaño del tumor en los ratones desnudos, donde la Figura 11A muestra el cambio en el tamaño del tumor en los ratones del grupo de control (6 ratones desnudos) a los que no se les administró el extracto soluble en agua obtenido a partir de la Solanum incanum L. según esta invención; la Figura 11B muestra el cambio en tamaño del tumor en el grupo con administración oral (7 ratones desnudos); y la Figura 11C muestra el cambio en el tamaño del tumor en el grupo con inyección (7 ratones desnudos).
Como se muestra en las Figuras 11A, 11B y 11C, se encontró que el tamaño del tumor en los ratones del grupo de control a los que no se les administró el extracto soluble en agua obtenido a partir de la Solanum incanum L. según esta invención aumentó rápidamente, casi seis veces el tamaño original después de 1 mes. Sin embargo, los tumores en los ratones desnudos a los que se les administró oralmente el extracto soluble en agua obtenido a partir de la Solanum incanum L. según esta invención se redujeron en gran parte o desaparecieron. Aunque el tumor aumentó en algunos ligeramente en tamaño, la tasa de crecimiento fue mucho más lenta en comparación con el grupo de control. En cuanto a los ratones desnudos a los que se les administró intraperitonealmente el extracto soluble en agua obtenido a partir de la Solanum incanum L. según esta invención, los tumores en todos los ratones se redujeron o desaparecieron. Estos resultados demuestran que la administración oral o intraperitoneal del extracto soluble en agua obtenido a partir de la Solanum incanum L. según esta invención fue eficaz para retrasar el crecimiento del tumor implantado en ratones desnudos, reduciendo su tamaño e incluso eliminándolo, y que el efecto fue mejor en el grupo con administración intraperitoneal que en el grupo con administración oral.
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Experimento farmacológico 6
Efecto anticanceroso de la solasonina y la solamargina purificadas adicionalmente del extracto soluble en agua obtenido a partir de la Solanum incanum L. según esta invención in vivo
El experimentó se usó para estudiar la bioactividad de la solasonina y la solamargina purificadas a partir del extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. según esta invención usando HPLC.
Metodologías:
Según el procedimiento de HPLC descrito en el Ejemplo 2, los dos compuestos, solasonina y solamargina, que también pueden disolverse directamente en agua, se separaron y purificaron adicionalmente a partir del el extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. según esta invención.
Se determinó la citotoxicidad mediante el ensayo MTS con sal de tetrazolio descrito en el Ensayo Farmacológico 1. Se trataron las células H441 con varias dosis de solasonina y de solamargina purificadas a partir del extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. según esta invención durante 12 horas, seguido por determinación colorimétrica de la viabilidad celular según el procedimiento del fabricante (CellTiter 96^{TM} AQ, Promega, Madison, Estados Unidos). Los datos se indicaron como media \pm desv. est. de tres experimentos.
Resultados:
La Figura 12 muestra que el crecimiento de las células de cáncer de pulmón humanas puede ser inhibido eficazmente con la solasonina y la solamargina purificada a partir del extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. según esta invención. Como se muestra, la solasonina y la solamargina purificadas a partir del extracto soluble en agua de la Solanum incanum L. según esta invención presentan actividades anticancerosas notables.
En resumen, la Solicitante ha obtenido con éxito un extracto soluble en agua a partir de una planta del género Solanum, ha establecido las condiciones para el análisis científico durante la extracción del extracto soluble en agua y ha obtenido sus compuestos activos de forma que sea posible un control de calidad efectivo. Además, se ha demostrado que el extracto soluble en agua según esta invención presenta actividades de inhibición del crecimiento de las células cancerosas y de iniciación del mecanismo apoptótico de las células cancerosas. Estos hechos indican que el extracto soluble en agua de esta invención tiene los potenciales de inhibir el crecimiento de las células cancerosas y de detectar las células cancerosas.

Claims (33)

1. Un extracto soluble en agua de una planta del género Solanum que comprende al menos 60% de solamargina y de solasonina.
2. El extracto soluble según la reivindicación 1, que se extrae de una planta del género Solanum que es la Solanum incanum L., Solanum indicum, Solanum nigrum, Solanum capsicastrum Solanum xanthocarpum, Solanum melongena, Solanum coagulans, Solanum tunigrum, Solanum sodomeum, Solanum turburosum, Solanum aculeastrum, Solanum lycocarpum, Solanum khasianum, Solanum suaveolens, Solanum uporo, Solanum abutiloides, Solanum coccineum, Solanum unguiculatum, Solanum robustum, Solanum anguivi, Solanum platanifolium o Solanum mammosum o una combinación de cualquiera de ellas.
3. El extracto soluble en agua según la reivindicación 2 que se extrae de la Solanum incanum L.
4. El extracto soluble en agua según la reivindicación 2 que se extrae de la Solanum nigrum.
5. El extracto soluble en agua según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 que está en forma de partículas solubles en agua con un tamaño de partícula menor que 1 \mum.
6. Un procedimiento para preparar un extracto soluble en agua de una planta del género Solanum, cuyo procedimiento comprende:
(a)
someter un material de una planta del género Solanum a un tratamiento de extracción usando una disolución acuosa ácida con un valor de pH de 3\sim5 de forma que se obtenga una disolución acuosa;
(b)
ajustar el valor del pH de la disolución acuosa obtenida en la etapa (a) hasta un pH de 8\sim10 con una base, de manera que se forme un precipitado;
(c)
lavar el precipitado formado en la etapa (b) con agua, seguido por secado, de forma que se obtenga un producto seco;
(d)
mezclar el producto seco obtenido en la etapa (c) con cloroformo, seguido por adición de una cantidad adecuada de un alcohol al 100%, de manera que se forme una mezcla de cloroformo-alcohol;
(e)
mezclar la mezcla de cloroformo-alcohol formada en la etapa (d) con una disolución de agua/alcohol que tenga una relación agua:alcohol predeterminada, de forma que se obtenga una mezcla que contenga una fase con base de cloroformo y una fase con base distinta del cloroformo;
(f)
eliminar la fase con base de cloroformo de la mezcla obtenida en la etapa (e), seguido por adición de una cantidad adecuada de agua; y
(g)
obtener un sobrenadante de la mezcla resultante de la etapa (f), seguido por secado del sobrenadante, con lo que el producto seco resultante se puede disolver directamente en agua para formar una disolución acuosa.
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7. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que en la etapa (a), el material de dicha planta del género Solanum ha sido triturado en un tratamiento preliminar.
8. El procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, en el que en la etapa (a) el material de la planta es al menos uno del fruto, la raíz, el tallo o la hoja de dicha planta del género Solanum.
9. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que en la etapa (a) el material de la planta es la planta completa de dicha planta del género Solanum.
10. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que en la etapa (a) el material de una planta del género Solanum es de Solanum incanum L., Solanum indicum, Solanum nigrum, Solanum capsicastrum Solanum xanthocarpum, Solanum melongena, Solanum coagulans, Solanum tunigrum, Solanum sodomeum, Solanum turburosum, Solanum aculeastrum, Solanum lycocarpum, Solanum khasianum, Solanum suaveolens, Solanum uporo, Solanum abutiloides, Solanum coccineum, Solanum unguiculatum, Solanum robustum, Solanum anguivi, Solanum platanifolium o Solanum mammosum o una combinación de cualquiera de ellas.
11. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en el que en la etapa (a) la disolución acuosa se obtiene realizando una centrifugación subsiguiente al tratamiento de extracción.
12. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en el que en la etapa (a) la disolución acuosa ácida en el tratamiento de extracción es una disolución acuosa que contiene ácido fórmico, ácido acético o ácido clorhídrico.
13. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, en el que en la etapa (b) la base es una disolución acuosa alcalina que contiene un hidróxido alcalino o hidróxido de amonio.
14. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que en la etapa (b) la base es una disolución acuosa alcalina que contiene hidróxido de sodio.
15. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 14, en el que en la etapa (b) el precipitado se obtiene realizando una centrifugación subsiguiente al ajuste del valor del pH.
16. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 15, en el que en la etapa (c) el tratamiento de secado es liofilización, secado por pulverización, evaporación o secado térmico o una combinación de cualquiera de ellos.
17. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 16, en el que en la etapa (c) el producto seco se obtiene lavando el precipitado formado en la etapa (b) con agua y poniendo en suspensión el precipitado lavado en agua, seguido por liofilización.
18. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 17, en el que en las etapas (d) y (e) el alcohol es metanol, etanol o alcohol propílico o una combinación de cualquiera de ellos.
19. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 18, en el que en la etapa (f) la eliminación de la fase con base de cloroformo se realiza por centrifugación.
20. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 19, en el que en la etapa (g) el tratamiento de secado es liofilización, secado por pulverización, evaporación o secado térmico o una combinación de cualquiera de ellos.
21. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 20, en el que el producto resultante de la etapa (g) está en forma de partículas solubles en agua con un tamaño de nanopartículas.
22. El procedimiento según la reivindicación 21, en el que el producto resultante de la etapa (g) está en forma de partículas solubles en agua con un tamaño de partícula menor de 1 \mum.
23. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 22, en el que el producto resultante de la etapa (g) comprende al menos 60% de solasonina y solamargina.
24. El procedimiento según la reivindicación 23, en el que el producto resultante de la etapa (g) comprende al menos 75% de solasonina y solamargina.
25. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 24, en el que el producto resultante de la etapa (g) tiene una relación entre la solasonina y la solamargina que varía de 0,3:1,0 a 1,0:0,6.
26. El procedimiento según la reivindicación 25, en el que el producto resultante de la etapa (g) tiene una relación entre la solasonina y la solamargina que varía de 0,4:1,0 a 0,9:1,0.
27. El procedimiento según la reivindicación 25 ó 26, en el que el producto resultante de la etapa (g) tiene una relación entre la solasonina y la solamargina de aproximadamente 0,7:1,0.
28. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 27, en el que el producto resultante de la etapa (g) tiene una solubilidad en agua que varía de 2 a 20 mg/ml o superior.
29. Un extracto soluble en agua que se puede obtener por un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 28.
30. Una composición farmacéutica que comprende un extracto soluble en agua según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 ó 29 y, opcionalmente, un vehículo o diluyente farmacéuticamente aceptable.
31. Un extracto soluble en agua según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 ó 29 para usarlo para inhibir el crecimiento de las células tumorales/cancerosas.
32. Uso de un extracto soluble en agua según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 ó 29 en la elaboración de un medicamento para usarlo para inhibir el crecimiento de las células tumorales/cancerosas.
33. Uso según la reivindicación 32 en el tratamiento de un cáncer.
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