A találmány immunstimuláns és metasztázist gátló fermentált, szárított anyagra, az ezt tartalmazó gyógyszerkészítményekre, az előállítására szolgáló eljárásra, valamint a szárított anyagnak táplálékkiegészítőként, tápszerként, valamint immunstimuláns és különösen metasztázist gátló gyógyszerkészítmények előállításában történő alkalmazására vonatkozik.
A daganatos megbetegedések kezelésének egyik legjelentősebb feladata a metasztázisok gátlása, ugyanis a sejtek rosszindulatú burjánzása nyomán kialakult elsődleges daganat a szomszédos szövetekbe és szervekbe áttétképző sejtek révén átterjedve másodlagos daganatokat alakít ki, amelyek már nem távolíthatók el sebészeti beavatkozással, és kemoterápiás kezelésre is rezisztensekké válhatnak.
A kutatók egyre nagyobb figyelmet fordítanak az immunmoduláns anyagok kidolgozására, és előtérbe került a természetes - általában növényi - eredetű anyagok intenzív tanulmányozása is.
Ismeretes, hogy a kinonszerkezetű vegyületeknek fontos biológiai szerepük van. Számos kinonszármazék előfordul a növényekben, így az ubikinonok, plasztokinonok, menakinonok, amelyek például a fotoszintézisben játszanak szerepet, de a gerincesek, így az ember sejtlégzésében és a véralvadásban is van jelentőségük. Számos benzokinonszármazékot alkalmaznak gyógyászati célokra is. Például az adriamicin, daunorubicin és mitomicin C olyan kinonszármazékok, amelyek citosztatikus hatásúak, míg más benzo-, illetve hidrokinonok antimikrobiális hatással bírnak, és olyan bakteriális fertőzések kezelésére alkalmas antibiotikumok aktív komponensei, mint például a tetran-B, metaciklin és doxiciklin.
A szakirodalom beszámol arról, hogy a 2,6-dimetoxi-p-benzokinonnak (2,6-DMBQ) és a 2-metoxip-benzokinonnak (2-MBQ) fungicid és bakteriosztatikus hatásuk van, valamint citotoxikusak rosszindulatú tumorsejtekre is [Int. J. Quant. Chem.: Quant. Bioi. Symp. 7, 217-222 (1980), 9, 27-30 (1982) és 12, 257-261 (1985); Phytochemistry 27, 225 (1971) és J. Agric. Food Chem. 39, 266 (1991)]. Kimutatták, hogy a 2,6-dimetoxi-p-benzokinon és aszkorbinsav keveréke gátolja az Ehrlich aszcitesz tumorsejtek növekedését egerekben [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81, 2088-2091 (1984) és 82, 1439-1442 (1985)]. A 2,6-dimetoxip-benzokinont és a 2-metoxi-p-benzokinont számos növényben kimutatták és izolálták [Magy. Kém. Folyóirat 102(1) 320-325 (1996)]. Legnagyobb mennyiségben a búzában (Triticum vulgáris), mégpedig a búzacsírában található meg ez a két vegyület glükozid formában. A vegyületeket az 1950-es években élesztővel fermentált búzacsírából izolálták és azonosították a búzacsírával adagolt kenyér minőségromlásának vizsgálatához [Helv. Chim. Acta 33, 433 (1950); J. Chem. Soc. London 1952, 4821-4823]. Szakirodalmi adatok szerint a búzacsírában a 2-MBQ körülbelül 0,05 tömeg%-ban, a 2,6-DMBQ körülbelül 0,01 tömeg%-ban fordul elő (glükozidként). A kinonok glükozidként való jelenlétének magyarázata az, hogy a kinonok, különösen a parametoxihelyettesített benzokinonok meglehetősen reakcióképesek, míg hidrokinon-glükozidjaik stabilabbak és inertek.
A búzacsíra fermentációs vizsgálatára irányuló kísérleteink során megállapítottuk, hogy a búzacsíra sütőélesztővel (Saccharomyces cerevisiae) végzett fermentációjával kapott fermentléből származó szárított anyagnak meglepő immunstimuláns és metasztázist gátló hatása van, és kiválóan alkalmazható immunstimuláns és metasztázist gátló gyógyszerkészítmények hatóanyagaiként.
Ez a felismerésünk azért meglepő, mert a szakirodalom [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80, 129 (1983)] beszámol ugyan a 2,6-DMBQ és aszkorbinsav keverékének Ehrlich aszcitesz tumorsejtekre - amelyek különösen alkalmasak a daganatok növekedési viszonyainak kvantitatív elemzésére, valamint funkcióinak biokémiai tanulmányozására - kifejtett növekedést gátló hatásáról, a találmány szerinti fermentált növényi anyag - amely eddig még nem azonosított alkotórészek mellett 2,6DMBQ-t és 2-MBQ-t is tartalmaz - aszkorbinsavval kombinálva is lényegében hatástalannak bizonyult ezekre a primer tumorsejtekre, és elsősorban az áttételes daganatok - metasztázisok - kezelésében bizonyult igen hatékonynak. A primer daganatok és az ezekből kifejlődő metasztázisok kezelésének szempontjai alapvetően eltérőek, így a szakember számára nem volt kézenfekvő, hogy primer daganatellenes hatásukról ismert komponenseket is tartalmazó, teljes kémiai összetételében azonban egyelőre nem azonosított, növényi eredetű fermentált anyagnak immunstimuláns és metasztázist gátló hatása lenne (Cancer, Principles & Practice of Oncology, 1. kötet, 4. kiadás, J. B. Lippincott Company, Philadelphia, 1993).
A találmány tehát immunstimuláns és metasztázist gátló fermentált, szárított anyagra vonatkozik, amely olyan fermentléből származik, amely búzacsíra Saccharomyces cerevisiae jelenlétében, vizes közegben végzett fermentálásával kapható meg.
A találmány tárgya továbbá eljárás a fermentált, szárított anyag előállítására oly módon, hogy búzacsírát sütőélesztővel (Saccharomyces cerevisiae) vizes közegben fermentálunk, a fermentlevet sejtmentesre szűrjük és beszárítjuk.
A találmány olyan immunstimuláns és metasztázist gátló gyógyszerkészítményekre is vonatkozik, amelyek hatóanyagként a találmány szerinti fermentált, szárított anyagot tartalmazzák.
A találmány tárgya továbbá az előzőkben említett fermentált anyag alkalmazása immunstimuláns és metasztázist gátló gyógyszerkészítmények előállítására.
A találmány szerinti fermentált és szárított anyag felhasználható emlősök kezelési eljárásában is az immunrendszer stimulálására és metasztázisok megakadályozására.
A találmány továbbá táplálékkiegészítőre és tápszerre is vonatkozik, amely találmány szerinti fermentált, szárított anyagot és maltodextrint vagy más alkalmas hordozót tartalmaz.
A találmány szerinti növényi fermentált, szárított anyagot 2,6-DMBQ-tartalma alapján azonosítottuk és vizsgáltuk. Itt jegyezzük meg, hogy a kivonat kémiai
HU 223 344 Bl összetételének azonosítása a rendelkezésre álló módszerekkel nem volt lehetséges, ezért minden adat a 2,6DMBQ-tartalomra, mint alapra vonatkozik.
A találmány szerinti fermentált anyagot búzacsírából állítjuk elő, amely malmi melléktermék, és nagy mennyiségben hozzáférhető. Előnyösen lisztfinomságúra őrölt búzacsírát alkalmazunk, amely lehet eredeti állapotában vagy zsírtalanított. A zsírtalanított búzacsíra használata azonban nem jár különös előnyökkel. A fermentálást sütőélesztővel (Saccharomyces cerevisiae) végezzük; a sütőélesztő kereskedelmi forgalomban kapható. A fermentáció ideje 10-24 óra, előnyösen 15-20 óra, célszerűen körülbelül 18 óra. A fermentálást általában 25-35 °C-on, előnyösen 30 °C körüli hőmérsékleten végezzük. A búzacsíra és a sütőélesztő tömegaránya általában 4:1-2:1, előnyösen körülbelül 3:1 lehet; a szárazanyag és víz tömegaránya pedig általában 1:6-1:12, előnyösen körülbelül 1:9 lehet.
A fermentálást - laboratóriumi méretben - például úgy végezhetjük, hogy üvegfermentorban a friss, őrölt búzacsírához a fent megadott arányban hozzákeverjük a sütőélesztő vízzel készült szuszpenzióját, majd az elegyet kevertetjük vagy rázógépen rázatjuk, miközben a fermentlé felhabosodik. A fermentáció befejeztével az elegyet 5-15 percig 2000-4500 ford./perc, előnyösen 3000 ford./perc fordulatszámmal centrifugáljuk, majd az így kapott felülúszót forraljuk, lehűtjük és alkalmas módon, például liofilizálással vagy porlasztva szárítással beszárítjuk. Barnásvörös port kapunk, amely a találmány szerinti anyag. Célszerű ezt az anyagot további felhasználásig higroszkópos volta miatt a levegő kizárásával tárolni. Az így kapott szárazanyag 2,6-DMBQ-tartalma körülbelül 0,4 mg/g.
Ipari méretű fermentálás esetén (például 4 köbméteres fermentáció) a fermentációt előnyösen folyamatos levegőztetéssel, célszerűen 1/2 liter levegő/liter fermentlé/perc, lassú kevertetés mellett, 18 órán át végezzük. A habzás megakadályozására szokásos habzásgátlókat adhatunk a fermentációs elegyhez, előnyösen napraforgóolajat alkalmazunk. A fermentáció végén leállítjuk a keverést és levegőztetést, és a fermentlevet elválasztjuk a búzacsíra-élesztő szuszpenzióból ismert módon, például csigás dekanterben, majd szeparátorban és végül szűrőprésben, adott esetben szűrési segédanyag jelenlétében. Szűrési segédanyagként előnyösen szűrőperlitet alkalmazunk 5-10 kg/m fermentlé mennyiségben. A fermentlevet tükrösre (élesre) szűrjük, az élességet mikroszkópos vizsgálattal ellenőrizzük. A szűrt fermentlé gyakorlatilag sejtmentes, ami azt jelenti, hogy minden 10. látómezőben van 1 élesztősejt. Az így kapott fermentlevet, melynek szárazanyag-tartalma körülbelül 1,5 tömeg%, vákuumsűrítőben bepároljuk, előnyösen 40-50 °C-on, majd a vákuum megszüntetésével atmoszferikus nyomáson forrásban tartjuk körülbelül 15 percig. Ezáltal a káros enzimaktivitások csökkenését érhetjük el. Ezután az oldatot célszerűen porlasztva szárítással, például egy forgótárcsás porlasztószárítóban beszárítjuk. A fenti fermentációs körülmények között - a kiindulási búzacsíra benzokinontartalmától függően - a kapott fermentált, szárított növényi anyag
2,6-DMBQ-tartalma 0,12-0,52 mg/g szárazanyag és 2MBQ-tartalma 0,05-0,28 mg/g szárazanyag.
Mivel a végtermék higroszkópos, a porlasztva szárítás jobb kivitelezhetősége és a végtermék jobb kezelhetősége érdekében valamely szokásos adalékanyag, így például maltodextrin, gumiarábikum, guargumi, xantán, szentjánoskenyérmag-liszt stb., előnyösen maltodextrin jelenlétében végezhetjük a porlasztva szárítást. Ebben az esetben előnyösen úgy járunk el, hogy a vákuumsűrítőben bepárolt és felforralt oldat szárazanyagtartalmát meghatározzuk, és annyi maltodextrint adunk hozzá, hogy a szárításra kerülő oldat szárazanyag-tartalma körülbelül 30 tömeg% legyen. Ehhez a maltodextrint előnyösen forró vízben feloldjuk, majd hagyjuk lehűlni, és úgy adjuk a besűrített oldathoz. A szárítás után kapott por alakú végtermék körülbelül 60 tömeg% fermentált, szárított növényi anyagot és körülbelül 40 tömeg% maltodextrint tartalmaz.
A kapott anyag stabilitása a 2,6-DMPQ koncentrációjának változásával követhető nyomon, és a mennyiségi analízis HPLC-vel végezhető. A fenti módon előállított por szobahőmérsékleten körülbelül 3 évig stabil.
A találmány szerinti fermentált, szárított anyag immunstimuláns és metasztázist gátló gyógyszerkészítmények hatóanyagaként alkalmazható. A gyógyszerkészítmény a hatóanyag mellett aszkorbinsavat vagy például citosztatikumokat is tartalmazhat.
A találmány szerinti hatóanyag a szokásos szilárd vagy folyékony gyógyszerkészítményekké dolgozható fel, amelyek perorális vagy parenterális stb. beadásra alkalmasak. A gyógyszerkészítmények előállításánál figyelembe kell venni, hogy az anyag higroszkópos, tehát a gyógyszerformát is ennek megfelelően kell megválasztani. Célszerű gyógyszerforma a kapszula, amely úgy alakítandó ki, hogy a hatóanyagot a levegő nedvességétől megvédje. A gyógyszerkészítmények előállításához a szokásos és gyógyszerészeti gyakorlatban használatos segédanyagok használhatók fel. Ilyen segédanyagokat és ezek felhasználását a gyógyszerészeti szakkönyvek kellő részletességgel ismertetik, ennélfogva a megfelelő gyógyszerforma kiválasztása és elkészítése a szakember számára rutinfeladat. A hatóanyag egyszeri adagja a beteg állapotától fiiggően tág határok között változhat, és minden esetben az orvos feladata a megfelelő hatásos adag megválasztása. Általában kielégítő eredmények érhetők el egy kg testtömegre vonatkoztatva 0,001-100 g, előnyösen 0,01-50 g, előnyösebben 0,1-40 g, például 0,1-10,1-25 vagy 10-30 g dózisokkal.
A találmány szerinti hatóanyag aszkorbinsawal (Cvitamin) is összekeverhető. Vizsgálataink szerint bizonyos kísérleti modellekben a C-vitamin fokozhatja a találmány szerinti anyag metasztázist gátló hatását. A növényi anyag és az aszkorbinsav tömegaránya például 10:1-1:1, előnyösen 6:1-2:1, előnyösebben 3:1, 4:1 vagy 5:1 lehet.
A találmány szerinti fermentált, szárított anyag felhasználható immunstimuláns és/vagy metasztázist gátló kezelési eljárásban is. Az eljárás lényege, hogy a kezelendő betegnek a fermentált, szárított anyag hatásos mennyiségét adjuk be.
HU 223 344 Bl
A találmány szerinti fermentált, szárított anyagot emlősöknél táplálékkiegészítőként is alkalmazhatjuk. Erre a célra előnyösen a maltodextrint tartalmazó keveréket alkalmazzuk az élelmiszeriparban szokásosan alkalmazott segédanyagokkal, mint például aromaanyagok, édesítőszerek, élelmiszer-színezékek stb., vagy a tápszerkészítésben szokásosan alkalmazott anyagokkal, mint például fehérje, szénhidrát, ásványi anyagok, vitaminok stb. együtt. A táplálékkiegészítőt például úgy állíthatjuk elő, hogy a körülbelül 60 tömeg% szárított anyagot és körülbelül 40 tömeg% maltodextrint tartalmazó port aromával és édesítőszerrel fluid ágyban granuláljuk, és az instant granulátumot például zacskókba csomagoljuk.
Az alábbiakban ismertetjük az ábrákat:
1. ábra: a 2,6-DMBQ HPLC-mérésének kalibrációs diagramja
2. ábra: a kloroformos extraktum HPLC-kromatogramja
3. ábra: az etanolos extraktum HPLC-kromatogramja
4. ábra: B16 tumorsejtek letapadása különböző dózisú liofilizátum jelenlétében a kihelyezéstől számított 60. és 90. percben (minden érték 8 párhuzamos mérés átlagát ±SD mutatja be; a kiértékelés spektrofotometriás méréssel történt)
5. ábra: a liofilizátum különböző dózisainak hatása a B16 sejtek proliferációjára a kezelés kezdetétől számított 24 és 48 óra múlva (minden érték 8 párhuzamos mérés átlagát ±SD reprezentálja; a kiértékelés spektrofotometriás méréssel történt)
6. ábra: az A2058 jelű humán melanoma viselkedése különböző dózisú liofilizátum jelenlétében a kezelés kezdetétől számított 24 óra elteltével. A tenyészetek kiértékelése fehéqetartalom (SRB) és dehidrogenázaktivitás (MTT) alapján párhuzamosan spektrofotometriás méréssel történt (minden érték 8 párhuzamos mérés átlagát ±SD mutatja be)
7. ábra: az A2058 jelű humán melanoma in vitro tenyészetében különböző dózisú liofilizátumkezelést követően megjelenő apoptotikus sejtek aránya (FACS-analízis)
A találmány szerinti fermentált, szárított anyagot, előállítását és farmakológiai hatásait a következő példákkal illusztrálva részletesen ismertetjük.
1. példa
Búzacsíra fermentációja laboratóriumi méretben
100 g friss, lisztfmomságúra őrölt búzacsírához, amely megfelel a magyar szabványnak (MSZ-081361-80), hozzákevertünk 33,3 g pékélesztőből (Saccharomyces cerevisiae) és 1000 ml ivóvízből álló szuszpenziót. Az elegyet 30 °C-on, 18 órán át rázógéppel rázattuk. A fermentlé ez idő alatt felhabosodott, és kiindulási térfogatának közel 3-szorosára duzzadt. A fermentáció befejeztével az elegyet 15 percig 3000 min-' fordulaton centrifugáltuk. A felülúszót forraltuk, majd lehűtöttük, és liofilezéssel szárítottuk. A liofilizátumot további felhasználásig hűtőben (-10 °C) tároltuk. A kapott liofilizátum 2,6-DMBQ-tartalma 0,4 mg/g szárazanyag (0,04 tömeg%).
2. példa
Búzacsíra ipari méretű fermentációja
Egy 5 köbméteres fermentorba betöltöttünk 300 kg lisztfmomságúra őrölt, a magyar szabványnak megfelelő búzacsírát és 100 kg élesztőt, majd feltöltöttük ivóvízzel 4000 literre. A fermentációt folyamatos levegőztetés (1/2 1 levegő/1 fermentlé/perc), lassú kevertetés mellett (30 ford./perc), 18 órán át végeztük. Habzásgátlásra köbméterenként 11 napraforgó-étolajat adtunk az elegyhez. A fermentáció végén leállítottuk a keverést és levegőztetést, és a fermentlevet elválasztottuk először egy csigás dekanteren, majd szeparátoron és végül egy vásznas szűrőprésen történő átvezetéssel, köbméterenként 10 kg szűrőperlit segédanyag jelenlétében. A fermentlevet tükrösre (élesre) szűrtük, az élességet mikroszkópos vizsgálattal ellenőriztük. A szűrt fermentlé gyakorlatilag sejtmentes, ami azt jelentette, hogy minden 10. látómezőben van 1 élesztősejt. Az így kapott fermentlevet, melynek szárazanyag-tartalma körülbelül 1,5 tömeg%, vákuumsűrítőben 40-50 °C-on bepároltuk, majd a vákuum megszüntetésével atmoszferikus nyomáson körülbelül 15 percig forrásban tartottuk. Ezután meghatároztuk az oldat szárazanyag-tartalmát, és annyi - előzőleg forró vízben feloldott, majd lehűtött - maltodextrint adtunk hozzá, hogy a besűrített oldat szárazanyag-tartalomra nézve kb. 30 tömeg%-os legyen. Ezután az oldatot porlasztva szárítással egy nyíró porlasztófejes forgótárcsás porlasztószárítóban beszárítottuk, amelyben a kilépő levegő hőmérséklete kb. 90 °C volt. Az így kapott végtermék por 60 tömeg%-ban találmány szerinti fermentált növényi anyagot és 40 tömeg%-ban maltodextrint tartalmazott. 2,6-DMBQ-tartalma az alábbi példában megadott módszer szerint HPLC-vel meghatározva 0,4 mg/g szárazanyag.
3. példa
A találmány szerinti anyag jellemzése
A találmány szerinti anyagot kétféle módon jellemeztük, egyrészt 2,6-dimetoxi-p-benzokinon-tartalmának meghatározásával, másrészt úgynevezett ujjlenyomatkromatogram („fingerprint”) készítésével, mindkét esetben HPLC-kromatográfiával.
Az analitikai vizsgálatokat az 1. példa szerint kapott liofilizátumból és a 2. példa szerint kapott porlasztva szárított anyaggal is elvégeztük, és mindkét esetben ugyanazt azt az eredményt kaptuk.
A) Benzokinonszármazékok mennyiségi és minőségi analízise
Minta-előkészítés
Az analitikai vizsgálatok előtt a liofilizátum benzokinonokra való töményítése vált szükségessé. Ehhez a liofilizátumot desztillált vízzel az eredeti koncentrációig (1 tömeg% szilárdanyag-tartalom) hígítottuk (0,5 g liofilizátum, 50 ml desztillált víz). Az oldatot
HU 223 344 Bl másfélszeres mennyiségű (3x25 ml) kloroformmal, 3 lépésben extraháltuk. A kloroformos fázist vízmentes nátrium-szulfáton megszárítottuk. Szűrés után a kloroformos fázist bepároltuk, a maradékot kloroformmal 5 ml-re kiegészítettük. Ez a minta került injektálásra a HPLC-analízis során.
A benzokinonszármazékok mennyiségi és minőségi analízisét HPLC-módszerrel végeztük.
HPLC-módszer leírása
Az alkalmazott HPLC-berendezés Beckman modell 114M pumpa, LaborMIM UV-, illetve mód. 4500 Merck-Hitachi-DAD diódasoros detektor, és Waters 740 típusú integrátoregységekből állt. A méréshez Chromsil C18 (250x4 mm) 10 μ-os oszlopot használtunk. Az UV-detektálást 290 nm hullámhosszon végeztük, az áramlási sebesség 2 ml/perc volt.
Az alkalmazott eluens összetétele a következő volt: Na2HPO4 25 mM, NaH2PO4 25 mM, Na2EDTA 25 mM, NH2OH.HC120 mM, 10 tf% metanol, pH=6,05.
Három különböző, benzo-, illetve hidrokinont vizsgáltunk meg a fent leírt módszerrel. A vegyületek retenciós ideje között kicsi a különbség. Az eluens erősségét csökkentve - a szerves fázist 10%-ra - a szelektivitás nagymértékben javult. A retenciós adatok elemzése azt mutatja, hogy a p-benzokinonok nagyobb retenciót mutatnak, mint a megfelelő hidrokinonok, és a retenció a metoxicsoportok számával növekszik. Mindhárom standard koncentrációja 0,1 mg/ml. A standardok retenciós idejét (tR) és kapacitási tényező (k’) adatait a 2. táblázat tartalmazza. Számunkra a 2,6-dimetoxi-p-benzokinon kimutatása és mennyiségi meghatározása volt a cél, ezért a méréseknek ezzel a részével foglalkoztunk tovább részletesebben. Megvizsgáltuk, hogy a kidolgozott módszer alkalmas-e a 2,6-dimetoxi-p-benzokinon mennyiségi elemzésére. Felvettünk egy kalibrációs diagramot, amely az 1. ábrán látható. Jó közelítéssel egyenest kaptunk, a korrelációs koefficiens 0,99. Ellenőriztük a mérés reprodukálhatóságát is, három párhuzamos mérést végeztünk minden mintából, s számoltuk az adatok szórását. Az 1. táblázat kb. három hónapon keresztül mért minták párhuzamos értékeit és azok szórását mutatja be. Eredményeink alapján megállapítható, hogy a mérési módszer alkalmas 2,6-dimetoxi-p-benzokinon pontos és reprodukálható mérésére.
1. táblázat
2,6-DMBQ mennyiségi analízisének párhuzamos értékei és az eredmények szórása
Dátum |
2,6-DMBQ-tartalom (mg/50g minta) |
(σ-%) |
IV. 27. |
3,45 |
3,54 |
3,66 |
0,08-2 |
IV. 28. |
3,27 |
3,68 |
3,31 |
0,18-5 |
V. 10. |
1,56 |
1,49 |
1,48 |
0,03-1,9 |
[ V. 10. |
3,65 |
3,42 |
- |
0,12-3 |
1 VI. 8. |
3,00 |
2,98 |
2,86 |
0,06-2 |
[ VI. 9. |
2,92 |
3,06 |
2,87 |
0,08-2,3 |
I VI. 10. |
3,34 |
3,23 |
3,36 |
0,05-1,5 |
2. táblázat
A vizsgált anyagok retenciós idő (tR) és kapacitási tényező (k’) értékei
I Standard |
4r |
k’ |
S 2,6-DMBQ |
13,4 |
5,0 |
| 2,6-DMHQ |
5,1 |
L2 |
I 2-MBQ |
8,5 |
2,7 |
A fentiekben leírt módon előkészített kloroformos minta HPLC-kromatogramját a 2. ábrán mutatjuk be. A kromatogram csak egy csúcsot mutat, amely jellemző a 2,6-DMBQ-ra. Ennek alapján határoztuk meg a minta 2,6-DMBQ-tartalmát.
B) Ujjlenyomat-kromatogram készítése Minta-előkészítés g porlasztva szárított anyaghoz (2. példa szerinti) 50 ml 96%-os etanolt adtunk. Az elegyet 30 percen keresztül 50 °C-on 200 ford./perc sebességgel rázattuk. Ezután az elegyet leszűrtük, szárazra pároltuk, majd a maradékot 10 ml metanolban oldottuk. A szűrt oldatot injektáltuk az oszlopra.
HPLC-módszer
A fentiekben megadott HPLC-készüléket, oszlopot és körülményeket alkalmaztuk azzal az eltéréssel, hogy az eluens összetétele az alábbi volt: Na2HPO4 1,25 mM, NaH2PO4 1,25 mM, Na2EDTA 1,25 mM, NH2OH.HC1 2,50 mM, 5 tf% metanol.
A kapott HPLC-kromatogramot a 3. ábrán mutatjuk be. Amint az ábrából látható, ilyen körülmények között jellegzetes csúcs jelent meg kb. 4,7 percnél (5), majd 5,8 percnél (6). Két csúcs (7, 8) jelent meg 7,3, illetve 7,7 perces retenciós időnél szorosan egymás után, amelyek nem válnak el egymástól teljesen. Kisebb intenzitású csúcs jelent meg 9,8 percnél (9), majd egy jellegzetes intenzív csúcs (11) 13,1 perc körül. 15 perc körül egy kisebb csúcs (12), majd 18 percnél egy újabb intenzív csúcs (14) látható a kromatogramon. 21,8 percnél egy kisebb csúcs (15) és 31 perc körül egy laposabb, több anyagot is tartalmazó csúcs jelent meg a kromatogramon.
C) Stabilitási vizsgálatok
A találmány szerinti anyag bomlékonyságát a 2,6dimetoxi-p-benzokinon koncentrációjának változásán keresztül ellenőriztük. Tárolási kísérleteket végeztünk különböző hőmérsékleten, úgymint szobahőmérsékleten (20-25 °C), 40 °C és 60 °C-on. A kb. 1 g-nyi liofilizátumot légmentesen zárt kémcsövekben tároltuk az adott hőmérsékleteken. A kísérletek 8 hétig tartottak, mintavétel (három párhuzamos mérés) minden héten történt mindegyik hőmérsékletű sorozatból. A benzokinonszármazékok mennyiségi analízisét HPLC-vel végeztük. Azt találtuk, hogy a találmány szerinti szárított anyag szobahőmérsékleten stabil (még 3 év után is), azaz a 2,6-DMBQ mennyisége gyakorlatilag változatlan. Ugyanakkor 40 °C-on már nem stabil (a 2,6DMBQ pár hét alatt lebomlik), és 60 °C-on rohamosan bomlik (a 2,6-DMBQ mennyisége már pár nap alatt lecsökken).
HU 223 344 Bl
Megvizsgáltuk a 2-metoxi-p-benzokinon bomlását is. Ez a vegyület sokkal bomlékonyabb a 2,6-dimetoxip-benzokinonnál, s ennek megfelelően már az első hét után nem tudtuk kimutatni sem a 40 °C-on, sem a 60 °C-on tárolt mintákból. Szobahőmérsékleten ennek a vegyületnek a mennyisége sem változott.
4. példa
Hatástani vizsgálatok
A hatástani vizsgálatokat az 1. példa szerinti liofilizátummal és a 2. példa szerinti porlasztva szárított anyaggal is elvégeztük. Egy standardizált szárított anyagot alkalmaztunk, melynek 2,6-DMBQ-tartalma 0,4 mg/g szárazanyag volt, és HPLC-görbéje megfelel a 2. ábrának. Mindkét anyaggal ugyanazokat az eredményeket kaptuk, az egyszerűség kedvéért a továbbiakban a találmány szerinti anyagra „liofilizátum”-ként hivatkozunk. Erre a liofilizátumra vonatkozó biológiai és toxikológiai vizsgálatok eredményeit foglaljuk össze az alábbiakban, különös tekintettel annak immunrekonstitúciót keltő és daganatnövekedést és áttétképzést gátló hatására.
I. Daganatnövekedést és metasztázist gátló hatás (in vivő vizsgálatok)
A kísérletekhez a következő, egereken vagy patkányokon növekedő átoltható daganatvonalakat használtuk: Lewis lung karcinóma (egértüdőrák) magasan áttétképző variánsa (3LL-HH), B16 egérmelanoma és HCR-25 humán kolonkarcinóma xenograft.
A 3LL-HH (LLT-HH) és B16 tumorokat C57B1/6 beltenyésztett egereken tartottuk fenn. A HCR-25 xenograftot timektómiával és egésztest-besugárzással immunszupprimált CBA/CA egerekre oltottuk. A 3LLHH és HCR-25 tumor esetében a daganatsejtek oltása a lépbe, B16 melanoma esetében a bal alsó végtag izomzatába történt. Az állatok egy kezelt és egy kontrollcsoportjával HCR-25 tumor esetében splenektómiát (lép eltávolítása) végeztünk, 21 nappal a tumor lépbe oltása után.
A találmány szerinti liofilizátummal a kezelést a daganat beoltása után 24 órával kezdtük meg. Per os, gyomorszondán át vittük be naponta a 3 g/testtömeg kg dózisnak megfelelő mennyiséget 0,6 g/ml vizes szuszpenzió formájában.
A kísérletet 3LL-HH tumor esetében 14 nappal, B16 tumor esetében 21 nappal és HCR-25 tumor esetében 51 nappal a daganat beoltása után fejeztük be az állatok altatásban történő elvéreztetésével.
A kísérletek eredményeit a 3., 4. és 5. táblázatban foglaltuk össze.
3. táblázat
A találmány szerinti liofilizátummal végzett kezelés hatása a májáttétek számára lépbe oltott 3LL-HH egértüdőrák esetében
Kezelés |
Beoltott sejtszám |
Májáttétek száma |
Kontroll |
3xl03 |
104,0±28,2 |
Liofilizátum |
3xl03 |
29,8± 16,4* |
*p<0,01, minden egyes kísérleti csoport 10-10 állatból állt
4. táblázat
A találmány szerinti liofilizátummal végzett kezelés hatása a májáttétek számára 51 nappal a HCR-25 humán kolonkarcinóma immunszuppresszált CBA/CA egerek lépébe történt oltás után
1 Kezelés |
Tumoros lép tömege (g) |
Májmetasztázisok száma |
Kontroll nem lépirtott |
l,02±0,59 |
42,0±25,8 |
Liofilizátum nem | lépirtott |
0,62±0,47 |
19,5±19,0 |
Kontroll lépirtott* |
0,10+0,02 |
19,1±13,5 |
Liofilizátum lépirtott* |
0,08±0,02 |
10,6±ll,6 |
* A lépeltávolítást 21 nappal a tumor lépbe oltása után végeztük, minden egyes kísérleti csoport 12-12 állatból állt.
5. táblázat
A találmány szerinti liofilizátummal végzett kezelés hatása a tumorral oltott végtag tömegére és a tüdőmetasztázisok számára végtagizomba oltott B16 melanoma esetében 21 nappal a tumor oltása után
1 Kezelés |
A tumoros végtag tömege (átlag) |
Tüdőmetasztázisok száma (átlag) |
| Kontroll |
7,6±0,43 |
42,4±10,2 |
I Liofilizátum |
7,2±0,38 |
6,2±3,7* |
* p<0,01, minden kísérleti csoport 10-10 állatból állt
A fenti adatokból látható, hogy a találmány szerinti liofilizátummal történő kezelés szignifikánsan, 71%kal csökkentette a lépbe oltott 3LL-HH tumor tüdőmetasztázisainak számát (3. táblázat).
HCR-25 humán kolonkarcinóma esetében az 50 napig tartó kezelés mind a tumoros lép tömegét, mind a májmetasztázisok számát csökkentette. Az áttétek száma a kontrolihoz képest mind a splenektomizált, mind a nem splenektomizált kezelt állatokban 50% körüli volt (4. táblázat).
Az izomba oltott B16 melanoma esetében a liofilizátummal történő kezelés hatására az izomban növekedő tumor tömege nem változott, viszont a tüdőmetasztázisok száma igen szignifikánsan, 85%-ban csökkent a kontrolihoz viszonyítva (5. táblázat).
II. In vitro vizsgálatok
Tekintettel arra, hogy a fenti kísérletek egyértelműen arra utalnak, hogy a találmány szerinti liofilizátum képes a rosszindulatú daganatok áttétképzését jelentős mértékben csökkenteni, megvizsgáltuk a készítmény hatását az áttétképzésben fontos szerepet játszó, néhány lépésben. A metasztázisképződés egy többlépcsős folyamat, melyben a primer tumor sejtjeinek proliferációs és apoptotikus aktivitása, a daganatsejtek adhéziós (letapadási) készsége és a szervezetnek a daganatsejtekkel szembeni védekező mechanizmusai egyaránt szerepet játszanak. In vitro vizsgálatainkban a találmány szerinti liofilizátum sejtproliferációra és apoptózisra, valamint az adhézióra kifejtett hatását tanulmányoztuk.
HU 223 344 Bl
Mivel az in vivő kísérleteink nagy részét B16 egérmelanomasejteken végeztük, első kísérleteinkben ezt a tumort használtuk a liofilizátum tesztelésére.
1. Adhéziós teszt
A tumorsejtek letapadását 96 lyukú tenyésztőlemezen a liofilizátum 300, 3000, illetve 30 000 pg/ml dózisa jelenlétében szérummentes és szérumot (10% FCS) tartalmazó RPMI-tápközegben egyaránt, 10, 30, 60, 90 és 120 perccel a szokásos szövettenyésztési körülmények között történő inkubálás után vizsgáltuk. A kiértékelés kolorimetriás eljárással az SRB-teszt [Mossmann T.: J. Immunoi. Meth. 65, 55-63 (1983)] alapján történt (a teszt a tenyészet össz-fehéijetartalmának szulforodamin B-festésén alapszik, az abszorbanciát 570 nmen spektrofotométerrel olvassuk le). A 4. ábrán csak két időpontot ábrázoltunk, amely azonban jól reprezentálja a liofilizátum hatását, nevezetesen, hogy a liofilizátum 3000 pg/ml és természetesen ennek tízszeres dózisa drámaian csökkenti a tumorsejtek letapadását szérummentes és szérumot tartalmazó környezetben egyaránt. 300 pg/ml dózisnál ez a hatás még nem figyelhető meg.
2. Proliferáciös teszt
Ebben a tesztben a tumorsejteket a kezelés előtt 24 órával helyeztük ki a 96 lyukú tenyésztőlemezre. A liofilizátum megfelelő dózisaival végzett kezelést követően 24, 48 és 72 óra múlva ugyancsak SRB-teszt segítségével határoztuk meg a sejtek proliferáciös aktivitását. A kapott eredmények szerint, melyeket ismételt kísérletek is bizonyítottak - a liofilizátummal történő kezelés hatására a 900-15 000 pg/ml-es tartományban a tumorsejtek az egysejtrétegből (monolayer) felúsznak, és tripánkék festékkizárásos módszerrel [Kaltenbach J. P. et al.: Exp. Cell Rés. 15, 112-117 (1985)] bizonyítottuk, hogy a felúszott sejtek elpusztulnak (5. ábra).
Vizsgálataink humán amelanotikus melanomán [A2058 tumorsejt - Todaro G. J. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77, 5258-5262 (1980)] az egér melanotikus melanomához hasonló eredményt mutattak (6. ábra). Ezen tumor esetén az SRB-teszttel párhuzamosan a sejt metabolikus aktivitását reprezentáló MTTtesztet [Colé S. P. C.: Cancer Chemother. Pharmacol. 17, 259-263 (1986)] is elvégeztük. (A teszt azon alapul, hogy a metabolikusan aktív sejt, elsősorban dehidrogenázaktivitása révén a tetrazóliumsót színes formazántermékké alakítja át. A színreakciót, amely az aktivitással arányos, spektrofotométerrel 570 nm-en olvashatjuk le.) Az MTT-teszt világosan bizonyította, hogy a tumorsejtek funkcionális aktivitása még 300 pg dózis esetén is csökkent (4. ábra). Mivel a felúszott sejtek esetén az apoptózis (sejthalál) oka ismeretlen volt, flow cytometriás (FACS) analízissel megvizsgáltuk a teljes sejtpopuláció apoptotikus aktivitását (7. ábra). Amint a 7. ábrán látható, a tumorsejtek dózisfiiggően és szokatlanul magas arányban voltak apoptózisban.
111. Immunválaszra kifejtett hatások vizsgálata
A találmány szerinti liofilizátum immunválaszra kifejtett hatását két különböző modellben vizsgáltuk. Az egyik kísérletsorozatban a liofilizátummal kezelt állatok lépéből nyert mononukleáris sejtek blasztos transzformálhatóságát, míg egy másik, az allograft bőrtranszplantációs kísérleti modellben az egerek háti régiójába beültetett bőrtranszplantátumok teljes lelökődését vizsgáltuk.
1. T-limfociták blasztos transzformációjának vizsgálata
Az immunválaszban fontos szerepet játszó T-limfociták blasztos transzplantációjának mértékét a találmány szerinti liofilizátummal végzett kezelés szignifikánsan emeli. Ezt a következő kísérlettel igazoltuk.
C57B116 egereket 6 héten át heti 5 alkalommal kezeltünk per os, gyomorszondán át 3 g/kg dózisban a találmány szerinti liofilizátummal (0,6 g/ml vizes szuszpenzió formájában). A kezelés befejezése után az állatok lépéből perfúzió útján nyert limfocitákat sejttenyészetbe vittük, ahol azok 1 pg/ml konkonavalin A (Con A)-kezelésben részesültek, majd 48 óra múlva 0,4 pCi 3H-timidinnel jelöltük meg a DNS-szintézist folytató sejteket. A jelölődés mértékét folyadékszcintillációs számláló (Beckman) segítségével határoztuk meg. Amint azt a 6. táblázat mutatja, a Con A-kezelés szignifikánsan emelte a kontrollal szemben a 3H-TdR-beépülést, tehát a blasztos transzformációt.
6. táblázat 3H-timidin-beépülés a kontroll- és a liofilizátummal kezelt egerek léplimfocitáiba
Kezelés |
1 pg/ml ConA |
|
átlag (cpm) |
SEM |
Kontroll |
3760,6 |
583,3 |
Liofilizátum |
8041,8 |
957,1 |
2. Immunstimuláns hatás vizsgálata allograft bőrtranszplantációs modellben A károsított immunválasz helyreállítását (restitúció) legjobban timektómiával (timusz műtéti eltávolítása) részlegesen immundeficienssé tett egereken végzett allograft bőrátültetési kísérletben modellezhetjük. A C57B1 io és a B10LP egértörzsek csak a H-3 lókuszban különböznek egymástól, így az egyik törzsről a másikra oltott bőr nem 7 napon belül, hanem mintegy 3 héten belül lökődik le. Ha a recipiens timektómián esett át, a lelökődési idő 50 nap körül lesz átlagosan. Minden olyan szer, amely a csontvelői limfociták érését, differenciálódását a timuszhormonokhoz hasonlóan elősegíti, lerövidíti az átültetett bőr kilökődéséhez szükséges időt [J. Immunopharmacology 7, 67-78 (1985)]. Ez következett be a találmány szerinti liofilizátummal végzett kezelés hatására a következő kísérletünkben.
Recipiensként C57B11O egereket, donorként B10LP egereket használtunk. A recipiens egerek timektómián estek át, majd 7 hét múlva végeztük a bőrátültetést, donorként B10LP egereket használva. A liofilizátumos kezelést egy héttel a timektómia után kezdtük meg, éspedig per os adagoltunk naponta, gyomorszondán át 30 mg/kg liofilizátumot, heti 5 alkalommal. A kezelést 70 nappal a bőrátültetés után fejeztük be. A bőr lelökődést naponta végzett megfigyeléssel regisztráltuk.
A 7. táblázatból kitűnik, hogy a nem timektomizált egerek esetében a bőr lelökődése 21 (hímek), illetve 28,7 (nőstények) nap volt, ez timektómia hatására 52,4,
HU 223 344 Bl illetve 41,6 napra nyúlt meg. A találmány szerinti liofilizátummal végzett kezelés igen szignifikánsan megrövidítette a timektomizált és kezelt egerek esetében a bőrátültetések (bőrgraftok) túlélését. Ez arra utal, hogy a kezelés hatására a timektómia után bekövetkezett immundeficiencia jelentősen mérséklődött, tehát a vizsgált anyag immunstimuláns hatással rendelkezik.
7. táblázat
A találmány szerinti liofilizátummal végzett kezelés hatása bőrgraftok kilökődésére (recipiens: C57B110, donor: B10LP egér)
Kezelés |
Kilökődés ideje |
|
Hím |
|
Nőstény |
Átlag
(napok) |
SEM |
Átlag
(napok) |
SEM |
Kontroll (nem timektomizált) |
21,0 |
3,1 |
28,7 |
4,5 |
Kontroll
(timektomizált) |
52,4 |
5,0 |
41,6 |
5,5 |
Liofilizátum (30 mg/kg) |
28,8* |
8,6 |
32,6** |
4,5 |
* 0,001 <p<0,01 vs timektomizált kontroll ** 0,01 <p<0,05 vs timektomizált kontroll
A találmány szerinti liofilizátummal végzett in vitro és in vivő vizsgálataink arra utalnak, hogy ez a készítmény igen jelentős antimetasztatikus hatással rendelkezik, több állatkísérleti modellben. Ez a hatás nagy valószínűséggel összefügg az in vivő és in vitro egyaránt észlelt immunstimuláns hatással, de az antiproliferatív, apoptózist előidéző és az adhézióra kifejtett, valamint szabadgyök-képző effektusok is hozzájárulhatnak az áttétek számának csökkentéséhez.
IV. Gyökfogó aktivitás vizsgálata
Tekintettel a benzokinonok ismert, a szabad gyökök képződésére kifejtett hatására, megvizsgáltuk a találmány szerinti liofilizátum gyökfogó aktivitását. Mind a szuperoxid-gyökfogó- (SSA), mind a hidroxil-gyökfogó- (OH-SA) aktivitást mértük, elektronspinrezonanciamódszerrel. A liofilizátum jelentős SSA-val rendelkezik, számszerűen kifejezve 1 mg-jának tiszta gyökfogóaktivitása megfelel 5,64 pg szuperoxid-dizmutáz (SÓD) aktivitásának. A liofilizátum OH-SA-aktivitással nem rendelkezik, viszont zavaija a hidrogén-peroxid/Fe hidroxilgyökképző rendszert, tehát feltételezhető, hogy úgynevezett non-chelator aktivitással rendelkezik.
V. Toxikológiai vizsgálatok (szubakut)
A 77 napos toxikológiai vizsgálatokat a Registry of Industrial Toxicology Animal-data (RITA) ajánlásai alapján végeztük [Exp. Toxic. Pathol. 47, 247-266 (1995)] F344 patkányokon és C57B116 egereken. Az állatokat naponta kezeltük 3 g/kg dózisban (0,6 g/ml vizes szuszpenzió). A kezelési periódusban az állatok testtömegváltozását, a patológiásnak tekinthető fizikai elváltozásokat, az állatok spontán elhullását kísértük figyelemmel. A kísérlet végén a szív, tüdő, timusz, lép, máj, vese és here tömegét megmértük, majd kórszövettani vizsgálatnak vetettük alá a RITA által előírt 34 szervet. Spontán elhullást nem észleltünk, az állatok testtömege a kontrollnak megfelelően alakult. A kísérlet befejezésekor a szervtömegek nem mutattak a kontrolihoz viszonyítva eltérést. A kezelt állatok szerveinek kórszövettani feldolgozása során semmi olyan elváltozást nem észleltünk, ami a szer által okozott károsító hatásra utalt volna.
A fentiek alapján tehát a találmány szerinti fermentált anyag nem toxikus, és immunstimuláns hatása miatt minden, az immunrendszer károsodásával járó állapotban ajánlható. Továbbá fenti biológiai tulajdonságai alapján felhasználható lehet a rosszindulatú daganatok gyógyszeres kezelésének kiegészítésében, elsősorban a metasztázisok képződésének gátlására.