FR2631829A1 - FUNGAL EXOPOLYSACCHARIDES HAVING AN IMMUNOSTIMULANT ACTIVITY, THE PROCESS FOR OBTAINING THEM AND THERAPEUTIC COMPOSITION CONTAINING THEM - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne des exopolysaccharides fongique ayant une activité immunostimulante chez les vertébrés qui peut tre utilisée notamment dans le traitement des tumeurs. The present invention relates to fungal exopolysaccharides having immunostimulating activity in vertebrates which can be used in particular in the treatment of tumors.
On connait déjà des glucanes ayant une activité immunostimulante qui sont utilisés dans le traitement de cancers. Parmi ces glucanes on peut citer le schizophyllane qui est produit par Schizoohvllum commune (T. Matsuo et al, Drug Res. 32, 647, 1982). Ce produit est décrit comme étant un béta 1,6; béta 1,3 glucane ayant une masse moléculaire de 4,5 105 . Il a déjà été utilisé dans le traitement de différents types de cancer. Glucans having immunostimulatory activity are already known which are used in the treatment of cancers. Among these glucans, mention may be made of schizophyllan which is produced by Schizoohvllum commune (T. Matsuo et al, Drug Res. 32, 647, 1982). This product is described as being a 1.6 beta; beta 1,3 glucan having a molecular mass of 4.5 105. It has already been used in the treatment of different types of cancer.
On a maintenant trouve des exopolysaccharides qui présentent une activité supérieure à celle du Schîzophyllane. Exopolysaccharides have now been found which exhibit an activity greater than that of Schizophyllan.
La présente invention a ainsi pour objet des exopolysaccharides fongiques ayant une activité immunostimulante, comprenant des chaines de type glucane de formule
A subject of the present invention is thus fungal exopolysaccharides having immunostimulatory activity, comprising chains of the glucan type of formula
<tb> <SEP> -D-Glcp
<tb> <SEP> 1
<tb> <SEP> I
<tb> <SEP> 6
<tb> [ <SEP> D-Glcp-(1e <SEP> 3)-1X-D-Glcp-(1-+3) <SEP> -D-Glcp-(17^3)~]n
<tb> qui présentent-entre elles des pontages, et éventuellement des chaines de type mannane et ayant une masse moléculaire au moins égale à 5.105.<tb><SEP> -D-Glcp
<tb><SEP> 1
<tb><SEP> I
<tb><SEP> 6
<tb>[<SEP> D-Glcp- (1e <SEP> 3) -1X-D-Glcp- (1- + 3) <SEP> -D-Glcp- (17 ^ 3) ~] n
<tb> which have bridges between them, and optionally chains of mannan type and having a molecular mass at least equal to 5.105.
Les exopolysaccharides selon 1 invention peuvent entre notamme-nt produits par des souches de
Nomuraea rilevi qui est un champignon imparfait. pa thogéne de nombreux lepidoptéres défoliateurs, et notamment par des souches déposées ATCC 46372 et ATCC 52631. The exopolysaccharides according to the invention can, among other things, be produced by strains of
Nomuraea rilevi which is an imperfect fungus. pa thogenes many lepidoptera defoliators, and in particular by deposited strains ATCC 46372 and ATCC 52631.
Toutefois plus généralement ils peuvent entre produits par des champignons pathogènes d'invertébrés capables d'excréter un polysaccharide stimulant les réactions de défense d'un invertébré. However, more generally they can be produced by pathogenic invertebrate fungi capable of excreting a polysaccharide stimulating the defense reactions of an invertebrate.
La présente invention a également pour objet un procédé d'obtention d un exopolysaccharide selon 1 invention qui consiste à cultiver une souche productrice de l'exopolysaccharide, à séparer par filtration le milieu de culture et à séparer par précipitation ou ultrafiltration les exopolysaccharides du milieu de culture. A subject of the present invention is also a process for obtaining an exopolysaccharide according to the invention which consists in cultivating a strain producing exopolysaccharide, in separating the culture medium by filtration and in separating the exopolysaccharides from the culture medium by precipitation or ultrafiltration. culture.
Le milieu de culture utilisé avec Nomuraea rilevi peut etre constitué de glucose (3 à 6Z en poids) et d'extrait de levure (1 à 2X en poids). Mais on peut également utiliser d'autres sources de carbone telles que des sirops de mais et d'autres sources d'azote telles que des hydrolysats de protéine du type peptone. The culture medium used with Nomuraea rilevi can consist of glucose (3 to 6% by weight) and yeast extract (1 to 2X by weight). However, other carbon sources such as corn syrups and other nitrogen sources such as peptone-type protein hydrolysates can also be used.
La séparation par précipitation peut etre réalisée notamment par de l'éthanol. Separation by precipitation can be carried out in particular with ethanol.
La présente invention a en outre pour objet une composition thérapeutique comprenant les exopolysaccharides à titre de principe actif. A subject of the present invention is also a therapeutic composition comprising exopolysaccharides as active principle.
Les compositions thérapeutiques selon l'invention peuvent etre administrées à l'homme ou aux animaux par voie topique ou parentérale, et notamment par voie intramusculaire. The therapeutic compositions according to the invention can be administered to humans or to animals by the topical or parenteral route, and in particular by the intramuscular route.
Elles peuvent etre sous la forme de prépara- tions solides, semi-solides ou liquides. Comme exemples, on peut citer les solutions ou suspensions injectables, les pommades, les collyres huileux ou aqueux, les col,lutoires, les solutions nasales et otologiques, ainsi que les formes retard. They can be in the form of solid, semi-solid or liquid preparations. As examples, there may be mentioned injectable solutions or suspensions, ointments, oily or aqueous eye drops, necks, lutories, nasal and otological solutions, as well as depot forms.
Dans ces compositions le principe actif est
généralement mélangé avec un ou plusieurs excipients
pharmaceutiquement acceptables habituels bien connus
de l'homme de l'art.In these compositions the active principle is
usually mixed with one or more excipients
well-known usual pharmaceutically acceptable
to those skilled in the art.
Les compositions thérapeutiques administra
bles par voie topique peuvent contenir notamment de
0,1 à 57 en poids du principe actif.The therapeutic compositions will administer
bles by the topical route may contain in particular
0.1 to 57 by weight of the active principle.
Les compositions thérapeutiques administra
bles par voie orale ou parentérale peuvent contenir
notamment de 17 à 60Z en poids de principe actif.The therapeutic compositions will administer
orally or parenterally may contain
in particular from 17 to 60% by weight of active principle.
La quantité de principe actif administré
dépend évidemment du patient qui est traité, de la
voie d'administration et de la sévérité de la maladie.The amount of active ingredient administered
obviously depends on the patient being treated, on the
route of administration and severity of the disease.
On décrira ci-aprés plus en détail l'obten
tion des exopolysaccharides selon l'invention, leurs
caractéristiques et leurs propriétés.We will describe in more detail the obtained below.
tion of the exopolysaccharides according to the invention, their
characteristics and their properties.
1) Culture de Nomuraea rilevi et séparation -des exopolysaccharides. 1) Culture of Nomuraea rilevi and separation of exopolysaccharides.
On cultive une souche de Nomuraea rilevi
(ATCC 46372) dans un milieu de culture comprenant 3Z
de glucose et 17 d'extrait de levure dans des condi
tions de fermentation submergée. A cet effet, on opère
dans un fermenteur en culture discontinue dans les
conditions suivantes : 600 tpm, 0,1-1,0 vvm (volume
d'air/volume de milieu/minute), 25 C. We grow a strain of Nomuraea rilevi
(ATCC 46372) in a culture medium comprising 3Z
of glucose and 17 yeast extract in condi
tions of submerged fermentation. For this purpose, we operate
in a fermenter in batch culture in the
following conditions: 600 rpm, 0.1-1.0 vvm (volume
air / volume of medium / minute), 25 C.
Après 48 h de croissance, le milieu de cul
ture et le mycélium sont séparés par filtration. Le
filtrat de culture est précipité par éthanol (3-4 vo
lumes d'éthanol/7 vol. filtrat). Après plusieurs la
vages à l'alcool, le précipité est conservé à -20-C en
présence d alcool. After 48 h of growth, the ass
ture and mycelium are separated by filtration. The
Culture filtrate is precipitated with ethanol (3-4 vo
lumes of ethanol / 7 vol. filtrate). After several la
vages in alcohol, the precipitate is stored at -20-C in
presence of alcohol.
2) Composition et caractéristiques des exo
polysaccharides.2) Composition and characteristics of the exo
polysaccharides.
Les exopolysaccharides sont exclusivement
composés d 'hexoses (avec, en fonction des opérations, des doses variables mais toujours très faibles de protéines < 17 des exopolysaccharides, provenant probable-ment de la lyse cellulaire). L'analyse de la composition centésimales du polysaccharide et des liaisons existant entre les différentes unités a été effectuée à l'aide des techniques suivantes
a) Composition des monosaccharides.Exopolysaccharides are exclusively
compounds of hexoses (with, depending on the operations, variable but always very low doses of proteins <17 of the exopolysaccharides, probably originating from cell lysis). The analysis of the percentage composition of the polysaccharide and of the bonds existing between the different units was carried out using the following techniques
a) Composition of monosaccharides.
La teneur en hexose a été mesurée sur des échantillons non hydrolysés en utilisant des méthodes au phénol et à l'anthrone. (JP Latgé et al, Can. J. Hexose content was measured on unhydrolyzed samples using phenol and anthrone methods. (JP Latgé et al, Can. J.
Microbiol, 30, 1507, 1984) . La composition en monosaccharide a été déterminée après méthanolyse ( HCl 0,5M/méthanol pendant 24 heures à 80'C). Les méthylglycosides ont été identifiés sous forme de dérivés trifluoroacétylés par chromatographie en phase gazeuse et liquide selon la méthode décrite par Zanetta et al
(J. Chromatog. 69, 291, 1972).Microbiol, 30, 1507, 1984). The monosaccharide composition was determined after methanolysis (0.5M HCl / methanol for 24 hours at 80 ° C.). Methylglycosides were identified in the form of trifluoroacetylated derivatives by gas and liquid phase chromatography according to the method described by Zanetta et al.
(J. Chromatog. 69, 291, 1972).
b) Méthylation. b) Methylation.
L'acétolyse et l'oxydation périodique des échantillons d'exopolysaccharide ont été réalisées comme décrit par Dubourdieu et al. (Carbohydr. Res. Acetolysis and periodic oxidation of exopolysaccharide samples were performed as described by Dubourdieu et al. (Carbohydr. Res.
93, 294, 1981). 93, 294, 1981).
Des échantillons d'exopolysaccharides intacts ou ayant subi une acétolyse ou une oxydation périodique ont été méthylés par la méthode décrite par
Finne (Carbohydr. Res. 80, 336, 1980) puis méthano
lysés avec un mélange méthanol/HCl n, 5M à 80 C pendant
24 heures.Samples of exopolysaccharides intact or having undergone periodic acetolysis or oxidation were methylated by the method described by
Finne (Carbohydr. Res. 80, 336, 1980) then methane
lysed with a 5M methanol / HCl mixture at 80 ° C. for
24 hours.
Les dérivés méthylés sont identifiés par
chromatographie en phase gazeuse couplée à la spec
trométrie de masse comme décrit par Fournet et al
(Anal. Biochem. 116, 486, 1981) : colonne OV 101 30 m
x 0,30 mm, 110 à 230-C 2' par minute: mode d'ionisa
tion électronique avec un potentiel d'ionisation de 70
eV. Methylated derivatives are identified by
gas chromatography coupled to spec
mass trometry as described by Fournet et al
(Anal. Biochem. 116, 486, 1981): 30 m OV 101 column
x 0.30 mm, 110 to 230-C 2 'per minute: ionisa mode
electronic ion with an ionization potential of 70
eV.
c) Analyse enzymatique. c) Enzymatic analysis.
Le glucane peut être dégradé par un extrait de Trichoderma (Novozym 1161). La digestion enzymatique du glucane nécessite la présence simultanée d exo et d'endo (133] glucanase. L'adjonction de (136) glucanase, accélère la dégradation (compositions enzymatiques préparées selon le protocole décrit par Du bourdieu. Thèse Université de Bordeaux, 1982). Glucan can be degraded by an extract of Trichoderma (Novozym 1161). The enzymatic digestion of glucan requires the simultaneous presence of exo and endo (133] glucanase. The addition of (136) glucanase, accelerates the degradation (enzymatic compositions prepared according to the protocol described by Du bourdieu. Thesis University of Bordeaux, 1982) ).
Les exopolysaccharides comprennent des chaines de type bêta (133)(136) glucane de formule
Exopolysaccharides include beta (133) (136) glucan chains of formula
<tb> <SEP> Q-D-Glcp
<tb> <SEP> 1
<tb> <SEP> 6
<tb> <SEP> 6
<tb> C-P-D-tlcp-(l- <SEP> 3)-p-D-G;cp-(1- <SEP> 3)-#-D-Glcp-(1
il existe aussi des liaisons interchaines ainsi que le prouve l'identification de 4,6-diméthylglucopyranoside et de 4- et 6-monométhylglucopyranosides dans les produits de méthylation après méthanolyse.<tb><SEP> QD-Glcp
<tb><SEP> 1
<tb><SEP> 6
<tb><SEP> 6
<tb> CPD-tlcp- (l- <SEP> 3) -pDG; cp- (1- <SEP> 3) - # - D-Glcp- (1
there are also interchain bonds as evidenced by the identification of 4,6-dimethylglucopyranoside and 4- and 6-monomethylglucopyranosides in the methylation products after methanolysis.
La présence de mannanes a aussi été détectée dans certaines préparations d 'exopolysaccharides. Les chaines principales contiennent des mannoses liés en
The presence of mannans has also been detected in some exopolysaccharide preparations. The main chains contain mannoses bound in
Les branchements entre chaines sont au niveau des carbones 2 et 6 de résidus mannose.The connections between chains are at carbons 2 and 6 of mannose residues.
Le pourcentage de mannane varie suivant les souches et les opérations entre 0 et 75 7 des exopolysaccharides.The percentage of mannan varies according to the strains and the operations between 0 and 75% of the exopolysaccharides.
La masse moléculaire des exopolysaccharides est > 2.106. Ainsi sur Superose 6, les exopolysaccharides sont élues à l'exclusion au même endroit que le dextrane de référence T2000 layant une masse moléculaire voisine de 2 x 106). The molecular mass of exopolysaccharides is> 2.106. Thus on Superose 6, the exopolysaccharides are eluted to the exclusion at the same place as the reference dextran T2000 having a molecular mass close to 2 x 106).
En microscopie électronique à transmission (ombrage C-Pt à 5-7 après incubation des sucres en présence d'acétate d'uranyle) , les exopolysaccharides dans leur milieu de culture apparaissent comme un faisceau de plusieurs fibrilles (largeur totale comprise entre 2 et 4 nm, longueur impossible à mesurer) résultant de l'accouplement de fibrilles. Cet arrangement fibrillaire explose après ultrasonication des exopolysaccharides. In transmission electron microscopy (C-Pt shading at 5-7 after incubation of the sugars in the presence of uranyl acetate), the exopolysaccharides in their culture medium appear as a bundle of several fibrils (total width between 2 and 4 nm, length impossible to measure) resulting from the coupling of fibrils. This fibrillar arrangement explodes after ultrasonication of the exopolysaccharides.
Solubilité des exopolysaccharides
A saturation, après filtration stérilisante sur filtre 0,45 um, la solubilité est de 600-700 ug/ml d'eau ou d eau physiologique (NaCl 0,97 > . Solubility of exopolysaccharides
At saturation, after sterilizing filtration through a 0.45 μm filter, the solubility is 600-700 μg / ml of water or physiological water (NaCl 0.97>.
4. Activité biologique. 4. Biological activity.
Les exopolysaccharides ont des propriétés antitumorales dues à une stimulation globale du sys thème immunitaire. Exopolysaccharides have anti-tumor properties due to overall stimulation of the immune system.
a) Activité antitumorale. a) Antitumor activity.
Les exopolysaccharides à activité antitumorale ont été inoculés chaque jour à des souris avant inoculation de la tumeur à partir de J-11 jusqu à J-1 ou après inoculation de la tumeur de J+1 à J+11. The exopolysaccharides with antitumor activity were inoculated each day into mice before inoculation of the tumor from D-11 to D-1 or after inoculation of the tumor from D + 1 to D + 11.
- Sarcome 1B0/CD1
A J+30, pour des doses de 0,2 à 5 mg/kg d'exopolysaccharìdes de Nomuraea rilevi, la tumeur est totalement inhibée. Dans les animaux témoins, la tumeur pèse 4,2 g. L'inhibition totale de la tumeur nécessite des doses de schizophyllane de 1 à 5 mg/kg. A 0,2 mg/kg de schizophyllane, l'inhibition de la tumeur est voisine de 60 à 70%.- Sarcoma 1B0 / CD1
On D + 30, for doses of 0.2 to 5 mg / kg of exopolysaccharides of Nomuraea rilevi, the tumor is totally inhibited. In control animals, the tumor weighed 4.2 g. Complete tumor inhibition requires doses of schizophyllan of 1 to 5 mg / kg. At 0.2 mg / kg of schizophyllan, the inhibition of the tumor is close to 60 to 70%.
- Fibrosarcome DBA2/McScl
A J+38, le poids de la tumeur des animaux témoins est i,2 g, celui de ceux traités par le schizophyllane 5 mg/kg est de 2,9 g (toutes les souris ayant la tumeur). En revanche cinq animaux sur 10 traités avec 5 mg/kg de 1 exopolysaccharides de Nomurae rilevi ne présentent plus de tumeur (poids moyen de la tumeur sur tous les animaux traités : 0,9 g).- Fibrosarcoma DBA2 / McScl
On D + 38, the weight of the tumor of the control animals is 1.2 g, that of those treated with schizophyllan 5 mg / kg is 2.9 g (all the mice having the tumor). On the other hand, five animals out of 10 treated with 5 mg / kg of 1 exopolysaccharides from Nomurae rilevi no longer show a tumor (average tumor weight in all the treated animals: 0.9 g).
b) Activité anti-microbienne
les exopolysaçcharides de Nomuraea rilevi ont été inoculés à des souris Swiss à la dose de 1 mg/kg à J-7, J-3 et J-1 avant inoculation de AsDer cilles fumicatus et Candida albicans.b) Anti-microbial activity
the exopolysacharides of Nomuraea rilevi were inoculated into Swiss mice at a dose of 1 mg / kg on D-7, D-3 and D-1 before inoculation with AsDer cilles fumicatus and Candida albicans.
A J+15, 9 souris/10 du lot témoin sont tuées par Aspergillus fumisatus alors que 3/10 seulement sont mortes dans le lot où les souris ont reçu l'exopolysaccharide de Nomuraea rilevi. On D + 15, 9 mice / 10 of the control batch are killed by Aspergillus fumisatus while only 3/10 died in the batch where the mice received the exopolysaccharide of Nomuraea rilevi.
A J+15, 8 souris/10 sont tuées par Candida dans le lot témoin alors que 1 souris/10 seulement est morte dans le lot ayant reçu les 3 injections de l exopolysaccharide de Nomuraea rilevi. On D + 15, 8 mice / 10 are killed by Candida in the control batch whereas only 1 mouse / 10 died in the batch which received the 3 injections of the exopolysaccharide of Nomuraea rilevi.
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