JP2023507201A - トロンビン由来ペプチドを含む組成物およびその使用 - Google Patents
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Abstract
本発明は、a)トロンビン由来ペプチドと、b)ハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーと、c)水性溶液、を含む組成物に関する。本発明はまた、a)トロンビン由来ペプチドと、b)EDTAと、c)水性バッファー、を含む組成物を提供する。本発明はまた、a)高濃度のトロンビン由来ペプチド、を含む組成物を提供する。組成物を含む製品、および処置の方法における使用のための組成物または製品もまた、開示される。【選択図】なし
Description
発明の分野
本発明は、障害の局所処置の分野に関し、詳細には感染および/または炎症に関連する障害、または関連するようになるリスクがある障害の外用薬処置(topical treatment)の分野に関する。本発明はまた、そのような処置に有用な組成物の分野に関する。一実施形態において、本発明は、抗菌および抗炎症機能を有するトロンビン由来ペプチドを含有する非イオン性ハイドロゲルポリマーを基にした組成物に関する。
本発明は、障害の局所処置の分野に関し、詳細には感染および/または炎症に関連する障害、または関連するようになるリスクがある障害の外用薬処置(topical treatment)の分野に関する。本発明はまた、そのような処置に有用な組成物の分野に関する。一実施形態において、本発明は、抗菌および抗炎症機能を有するトロンビン由来ペプチドを含有する非イオン性ハイドロゲルポリマーを基にした組成物に関する。
発明の背景
様々な型の創傷は、患者、ヘルスケアおよび社会に対して甚大で有意義な影響を有する。創傷のタイプとしては、急性術後創傷および熱傷が挙げられ、大きな患者群は、糖尿病または循環器障害から生じた非治癒性潰瘍を有する。1000例あたりおよそ2例の点有病率を有する慢性創傷のためのコストは、実質的であり、先進国における総医療制度コストの1~3%を占める。熱傷を考慮すると、67000000例の傷害が2015年に報告され、約2900000例の入院および176.000例の死亡をもたらした。2014年に発表された試験では、高所得国における熱傷治癒のための平均総コストは、患者あたりおよそ88000米ドルと推定された。
様々な型の創傷は、患者、ヘルスケアおよび社会に対して甚大で有意義な影響を有する。創傷のタイプとしては、急性術後創傷および熱傷が挙げられ、大きな患者群は、糖尿病または循環器障害から生じた非治癒性潰瘍を有する。1000例あたりおよそ2例の点有病率を有する慢性創傷のためのコストは、実質的であり、先進国における総医療制度コストの1~3%を占める。熱傷を考慮すると、67000000例の傷害が2015年に報告され、約2900000例の入院および176.000例の死亡をもたらした。2014年に発表された試験では、高所得国における熱傷治癒のための平均総コストは、患者あたりおよそ88000米ドルと推定された。
生理学的観点から、創傷治癒は、生物学的に連結された事象の進化的に保存された生理学的連鎖である。ホメオスタシスの初期相に炎症、増殖、および組織リモデリングの相が続く。ヒト自然免疫により媒介される初期サーベランスは、創傷形成の間の細菌制御の助けになり、Toll様受容体(TLR)によるリポ多糖感知は、感染への早期応答に不可欠である。しかし、過剰なTLR応答は、術後感染、感染した熱傷創、または非治癒性潰瘍で観察される通り、局在化されかつ時には過剰な炎症を引き起こす。これらの創傷合併症は全て、適正な治癒を遅延させ、重度感染のリスクを増加させ、潜在的に瘢痕形成に導く。全身抗生物質の防護的使用は、創傷および外科的感染の発生率を低減し得る。しかしこの抗生物質使用は、耐性の発症と、術後感染、ならびに慢性創傷および熱傷における感染を引き起こす細菌である黄色ブドウ球菌および緑膿菌の抗生物質耐性株により引き起こされる感染とを駆動し、大きな課題を提起する。例えば欧州の病院では、手術部位感染(SSI)の全比率は、手術を受けた患者の3%~4%の間の範囲である。問題となる手術の性質に応じて、SSIの発生率は、<1%~>10%の範囲である。SSIの発生率は年齢に関連し、64歳より高齢の患者では割合が倍増するため、将来は、人口の高齢化に伴い、SSIの発生率が急激に増加すると予期される。抗生物質処置の他に、創傷感染を妨げる今日の方策は、様々な抗感染成分を有するゲル、ドレッシング、または生物材料の機能化を含む。医院で共通して用いられる添加剤としては、急性創傷および熱傷、ならびに非治癒性潰瘍に用いられる銀およびポリヘキサニド(ポリヘキサメチレンビグアニド、PHMB)が挙げられる。そのような処置は細菌を殺傷し得るが、それらは、関連の炎症成分に対処しない。反対に、炎症に対処する処置は主に、ゼラチンを基にした創傷ドレッシングなどのプロテアーゼを不活性化およびスカベンジすることを目的とする。したがって今日の創傷治癒は、1つの問題(感染またはプロテアーゼ作用)にしか対処せず、創傷または外科的環境において細菌を制御すること、ならびに過剰な感染、つまり炎症の起源および原因を標的とすることの両方に現在利用可能な治療モダリティーはない。
創傷治癒は生存にとって重要であるため、複数の自然な宿主防御システムが初期ホメオスタシスおよび血栓形成を含む傷害の間に活性化されること、ならびにタンパク質およびペプチドが我々の自然免疫系で活性化されることは、驚くことではない。ヒトにおいて、そのような宿主防御システムの例としては、好中球由来α-ディフェンシンおよびカテリシジンLL-37およびトロンビンなどの血漿タンパク質のタンパク質分解産物が挙げられる。トロンビンは、第X凝固因子による選択的タンパク質分解により最初に形成され、急性創傷相においてフィブリノーゲン分解および血栓形成を媒介する。しかし、次のタンパク質分解は、リポ多糖(LPS)および細菌の凝集を媒介してエンドトキシンクリアランスおよび微生物殺傷を容易にする、約11kDaの断片の形成をもたらす。さらなるタンパク質分解は、ヒト創傷液中に存在し、インビトロおよびインビボにおいて抗エンドトキシン機能を発揮することが実証されているFYT21(FYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE)(SEQ ID NO2)およびHVF18(HVFRLKKWIQKVIDQFGE)(SEQ ID NO4)などの、およそ2kDaのより小さなトロンビン由来C末端ペプチド(TCP)の形成をもたらす。これらの内在性配列を含むペプチドTCP-25(GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE)SEQ ID NO:1は、抗微生物性であり、細菌LPSに結合しそれを中和し、実験動物モデルにおいて、主に全身サイトカイン応答の低減を介して、緑膿菌誘導性敗血症およびLPS介在性ショックから保護する。その上、ペプチドは、単球およびマクロファージと直接相互作用し、複数の微生物由来アゴニストに応答してTLR4-およびTLR2-誘導性NF-kB活性化を阻害する。加えてペプチドは、食作用の間に無傷の細菌への炎症応答を低減し、インビトロおよびインビボでのLPSへの好中球応答を阻害する。
欧州特許第1987056号は、TCP-25ペプチドおよびその様々な変異体が開示される。
欧州特許第2480567号は、TCP-25ペプチドおよびその様々な変異体の使用が開示される。
発明の概要
しかし、TCP-25ペプチドおよび類似のペプチドの送達のための適切で安定で効果的な配合剤および組成物が、必要とされている。詳細には、局所処置、例えば外用薬処置に有用である医薬配合剤が、必要とされている。高い安定性を有するTCP-25ペプチドを含む医薬配合剤もまた、必要とされている。高い有効性、詳細には高い抗菌有効性および/または抗炎症有効性を有するTCP-25ペプチドを含む医薬配合剤もまた、必要とされている。
しかし、TCP-25ペプチドおよび類似のペプチドの送達のための適切で安定で効果的な配合剤および組成物が、必要とされている。詳細には、局所処置、例えば外用薬処置に有用である医薬配合剤が、必要とされている。高い安定性を有するTCP-25ペプチドを含む医薬配合剤もまた、必要とされている。高い有効性、詳細には高い抗菌有効性および/または抗炎症有効性を有するTCP-25ペプチドを含む医薬配合剤もまた、必要とされている。
興味深いことに本発明は、局所適用の部位でかなりの量のTCPペプチドを保持でき、同時にTCPペプチドの抗炎症および抗菌効果とネガティブに干渉しない、TCPペプチドを含む医薬配合剤を提供する。
TCP-25および他のTCPペプチドの作用は、LSP結合時のC形ターンおよびヘリックス構造の形成などの構造転移を含み、細菌膜とCD14相互作用のの両方のための能力にある程度依存する。残念ながら、幾つかの配合剤は、TCP-25の構造変化を誘導して、活性損失をもたらす。興味深いことに、本発明により提供される配合剤は、TCPペプチド構造と干渉せず、TCPペプチドの機能を支援する。
本発明はまた、高い安定性を有するTCPペプチドを含む医薬配合剤を提供する。興味深いことに本発明は、高濃度のTCPペプチドを含む組成物がより安定であることを示す。そのような組成物は、例えば変性に対してより耐性である。本発明は、TCPペプチドが可逆的様式で高濃度にてオリゴマー化することを示す。理論に結び付けるわけではないが、オリゴマー化は、TCPペプチドの安定化を援助し得ると考えられる。
本発明はまた、高い抗菌有効性を有するTCPペプチドを含む医薬配合剤を提供する。興味深いことに本発明は、TCPペプチドの抗菌有効性がEDTAの存在下で有意に増加され得ることを示す。
したがって、TCP-25ペプチドおよび/または他のTCPペプチドを含有するのに適する組成物を提供することが、本発明の目的である。TCP-25ペプチドおよび/または他のTCPペプチドを含有する安定した組成物を提供することもまた、本発明の目的である。高い抗菌活性を有するTCP-25ペプチドおよび/または他のTCPペプチドを含有する組成物を提供することもまた、本発明の目的である。
上記の目的および他のそれぞれを完遂する手段は、本明細書の以後に示される本発明の記載から明白となろう。
本発明は、TCPペプチドを含む非イオン性ハイドロゲルが、フィブリンなどの生物学的マトリックス中に見出される創傷由来の宿主防御ペプチド(HDP)の内因作用を模倣し得る局所送達スカフォールドを提供することを開示する。実施例の節にさらに示される通り、本発明者らは、TCPペプチドを含むハイドロゲルが、実験的創傷モデルにおいて細菌とそれに伴う炎症応答の両方を標的とする「二重機能」の局所治療薬として作用し得ることを示す。しかしこれらの治療効果は、ハイドロゲルの適正な組成を条件とし、詳細にはハイドロゲルは、ハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーを含むことを条件とする。そのようなハイドロゲルは、治療効果を支援する局所環境を有するTCPペプチドを提供すると考えられる。本明細書で示される通り、本発明による配合剤は、抗菌活性を有する。
加えて、本発明による配合剤が炎症を低減できることが、示される。
したがって本発明は、
a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
b)水性溶液と混合されるとハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーと、
水性溶液、
を含む組成物を提供する。
a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
b)水性溶液と混合されるとハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーと、
水性溶液、
を含む組成物を提供する。
ハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーを含む配合剤は、TCPペプチドの抗菌および/または抗炎症活性を支援する。理論に結び付けるのを望むものではないが、これは、LPS結合時のC形ターンおよびヘリックス構造の形成などの構造転移を含むTCPペプチドの作用に結び付けられられることが企図され、それは、細菌膜およびCD14相互作用の両方のための能力を必要とすることが企図される。
a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
b)EDTAと、
c)水性バッファー、
を含み、多くとも7のpHを有する、組成物を提供することもまた、本発明の態様である。
EDTAを含む配合剤は、TCPペプチドの抗菌活性を支援する。
アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物を含む組成物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有し、
組成物のペプチドの濃度が、少なくとも0.01wt%、好ましくは少なくとも0.08wt%、少なくとも0.1wt%など、例えば0.08~3wt%の範囲である、
組成物を提供することもまた、本発明の態様である。
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物を含む組成物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有し、
組成物のペプチドの濃度が、少なくとも0.01wt%、好ましくは少なくとも0.08wt%、少なくとも0.1wt%など、例えば0.08~3wt%の範囲である、
組成物を提供することもまた、本発明の態様である。
そのような組成物は概して、高い安定性を有し、それに含有されるTCPペプチドは、概して変性に対してより耐性である。
本発明の組成物を含む製品を提供することもまた、本発明の態様である。
加えて、局所投与のために調製される、それを必要とする個体における障害の処置の方法における使用のための本発明の組成物、を提供することが、態様である。
発明の詳細な記載
定義
本明細書では、他に断りがなければ、「a」または「an」は、「1つまたは複数」を意味する。
定義
本明細書では、他に断りがなければ、「a」または「an」は、「1つまたは複数」を意味する。
本明細書で用いられる用語「およそ」は、数値に関連して用いられる場合、±10%、好ましくは±5%、より好ましくは±1%を指す。
本明細書で用いられる用語「アミノ酸」は、20種の標準的アミノ酸および「D」形態(天然の「L」形態に比較して)の対応する立体異性体、オメガアミノ酸の他の天然由来アミノ酸、非従来のアミノ酸(例えば、α,α-二置換アミノ酸、N-アルキルアミノ酸ほか)、および化学的に誘導体化されたアミノ酸を包含する(以下参照)。
用語「標準アミノ酸」は、天然由来ペプチド中で共通して見出される20種の遺伝子コードされたアミノ酸のいずれかを指す。標準アミノ酸は、本明細書において、IUPACの一文字コードおよび三文字コードの両方で参照される。用語「標準アミノ酸」は、遊離の標準アミノ酸およびペプチドに組み入れられた標準アミノ酸の両方を指すために用いられる。示されるペプチドの場合、各コードされたアミノ酸残基は適宜、一文字の称号により表される。
本明細書で用いられる用語「EDTA」は、エチレンジアミン四酢酸を指す。
本明細書で用いられる用語「流動点」は、クロスオーバーポイントG’=G”(ここでG’は、貯蔵弾性率であり、G”は、1Hz周波数および25℃での損失弾性率である)での剪断応力の値を指す。例えば流動点は、プレート/プレートの配置(plate-plate geometry)および1mmのギャップを備えたKinexus Proレオメータ(Malvern Panalytical Ltd.,英国マルバーン)を用いて決定され得る。0.001~10の歪の剪断歪が、線形粘弾性領域(LVR)、ならびに1Hzおよび25Cでの流動点(G’およびG”クロスオーバーでの剪断応力)を決定するために適用される。流動点は、直接レオメータにより決定される。幾つかの例において、流動点は、G’およびG”クロスオーバーで歪として提供されるが、他に示されなければ、流動点は、典型的にはPaでの、G’およびG”クロスオーバーでの剪断応力である。
本明細書で用いられる用語「ハイドロゲル」は、水性溶液と、水と接触すると膨潤し得る親水性ポリマーとの連続相を指す。「ハイドロゲル」は、上記ポリマーおよび水で形成されたナノ構造を含み、典型的には90%を超える水を含有する。ハイドロゲルは、典型的には水和度にかかわらず透明または半透明である。ハイドロゲルは一般に、典型的には分散された親水性粒子を含有する疎水性マトリックスを含む、ハイドロコロイドと識別可能である。ハイドロゲルは典型的には、少なくとも10Pa、少なくとも15Paなど、例えば10~80Paの範囲内、40~60Paの範囲内などの流動点を有する。
本明細書で用いられる用語「親水性ポリマー」は、水に可溶性および相溶性であることを特徴とするポリマーを指す。典型的には親水性ポリマーは、炭素および水素で構成されたポリマーバックボーンを保有し、一般には主鎖のポリマーバックボーンまたはポリマーバックボーンに沿って置換されたペンダント基のどちらかの中で高いパーセント値の酸素を保有する。
本明細書で用いられる用語「局所投与」は、処置される身体の意図する領域への直接の、本発明の組成物の任意の投与形態を指す。多くの場合、上記局所投与は、障害の部位への直接の外用薬投与であろう。例として、障害が創傷である場合、局所投与は、組成物が創傷に直接塗布されることを暗示する。
本明細書で用いられる用語「非イオン性ポリマー」は、室温および1atmの圧力の下のプロトン性溶媒中で、電気的中性を維持するために対イオンにより相殺される必要がある陽イオン基または陰イオン基を有する構造単位を実質的に担わないポリマーを指す。詳細には、本発明による「非イオン性ポリマー」は、酸性または塩基性基などのイオン化可能な官能基を有するモノマー単位を含まない親水性ポリマーであってよい。そのようなポリマーは、水性溶液中で帯電されないであろう。
本明細書で用いられる用語「ハイドロゲルを形成し得るポリマー」は、水との接触により膨潤し得る親水性ポリマーを指す。有用なポリマーは、無水状態のポリマーの重量に比較して、水の量を少なくとも10倍、好ましくは少なくとも50倍、50~200倍の範囲でなど、吸収するであろう。
本明細書で用いられる用語「配列同一性」は、アライメント後の候補配列と参照配列間の同一アミノ酸またはヌクレオチドの%を指す。したがって参照配列と80%のアミノ酸同一性を共有する候補配列は、アライメント後に、候補配列中のアミノ酸の80%が参照配列中の対応するアミノ酸と同一である必要がある。本発明による同一性は、非限定的に、ポリペプチド配列のアライメントのためのClustal Omegaコンピュータアライメントプログラム(Sievers et al.(2011 October 11) Molecular Systems Biology 7:539, PMID:21988835;Li et al.(2015 April 06)Nucleic Acids Research 43(W1):W580-4 PMID: 25845596;McWilliam et al.,(2013 May 13) Nucleic Acids Research 41(Web Server issue):W597-600 PMID:23671338)およびその中で示唆されたデフォルトパラメータなどのコンピュータ解析の助力により決定される。Clustal Omegaソフトウエアは、EMBL-EBIから、https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalo/で入手可能である。このプログラムをデフォルト設定で用いて、クエリーの成熟(生物活性)部分と参照ポリペプチドが、アライメントされる。完全に保存された残基の数がカウントされ、参照ポリペプチドの長さで割り算される。MUSCLEまたはMAFFTアルゴリズムが、ヌクレオチド配列のアライメントのために用いられてもよい。配列同一性は、アミノ酸配列に示されたものと類似の方法で計算されてもよい。本明細書で提供される配列同一性は、したがって参照配列の長さ全体にわたって計算される。
本明細書で用いられる用語「外用薬投与」または「外用で投与すること」は、患者の外部表面への、特に皮膚または粘膜への組成物の塗布を指す。望ましくは、外部表面は、皮膚であり、外用薬投与は、無傷の皮膚、破壊された皮膚、皮の剥けた皮膚、または切開された皮膚創傷への組成物の塗布を含む。
本明細書で用いられる用語「処置」は、対象の障害(例えば、1つまたは複数の症状)の改善、障害進行の遅延、症状発症の遅延、または症状進行の緩徐化を含む、障害の処置または予防の任意のタイプを指す。処置はまた、好転的または治癒的処置であってもよい。そのため用語「処置」または、症状の発症を予防するための個体の防護的処置を包含する。
本明細書で用いられる用語「変性」は、生物活性の損失をもたらすタンパク質または核酸の自然な二次、および/または三次、および/または四次構造の部分的または全体的改変の工程を指す。変性は、複数の要因により、例えば外部応力の適用により、例えば加熱もしくは放射線により、および/または強酸もしくは塩基、濃縮無機塩、有機溶媒(例えば、アルコールまたはクロロホルム)などの化学的変性剤(複数可)とのインキュベーションにより、誘導され得る。化学的変性剤の例としては、尿素または塩化グアニジニウム(Gnd-HCI)が挙げられる。用語「熱的変性」は、温度を上昇させることにより誘導される変性を指す。化学的変性は、ペプチドを高濃度の尿素または塩化グアニジニウム(Gnd-HCI)などの化学的変性剤と共にインキュベートすることを指す。
本明細書で用いられる用語「Tm」および「Cm」は、所与のペプチドの変性中点を指す。それは、フォールディング状態とアンフォールディング状態の両方が、平衡して等しく存在する温度(Tm)または化学的変性剤濃度(Cm)と定義される。TmおよびCmは、例えば実施例7に記載された通り決定されてよい。
組成物
本発明は、TCPペプチドを含む化合物と、ハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーと、水性溶液とを含む組成物に関連する。有用な、TCPペプチドを含む化合物、非イオン性ポリマーおよび水性溶液の例は、本明細書の以下に記載される。
本発明は、TCPペプチドを含む化合物と、ハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーと、水性溶液とを含む組成物に関連する。有用な、TCPペプチドを含む化合物、非イオン性ポリマーおよび水性溶液の例は、本明細書の以下に記載される。
組成物は、好ましくはハイドロゲルまたは粘性溶液の形態であってよい。組成物の形態は、意図する用途または適用エリアに依存する。好ましくは組成物は、ハイドロゲルである。ハイドロゲルは、局所投与に有用であり、外用薬投与に直ちに有用であってよい。さらにハイドロゲルは、高い水分量により、本発明の処置方法における使用に特に適する。組成物が粘性溶液である場合、組成物は、目、耳または鼻の点滴薬またはスプレーに適し得る。組成物が、粘性溶液ならば、それは、例えば製品に適用されても、または製品により吸収されてもよい。
本発明の実施形態において、組成物が、ハイドロゲルである場合、上記ハイドロゲルは、好ましくは少なくとも15Pa、より好ましくは少なくとも25Pa、40~60Paの範囲でなどの流動点を有する。ハイドロゲルが、局所投与に特に有用であるために適切な流動点を有することが、有利である。したがって多くの場合、ハイドロゲルが投与部位に大部分残留するように充分に濃厚であることが、好ましい。
TCPペプチドが本発明の組成物から非常に緩徐にしか拡散されないことが、好ましい。例えば、本発明の組成物から隣接するバッファー溶液へのTCPペプチドの拡散速度が非常に緩徐であるため、TCPペプチドの多くとも20%、例えば多くとも10%が2時間以内にバッファー溶液に拡散されることが、好ましい。これは、組成物がハイドロゲルである本発明の実施形態に、特に当てはまり得る。拡散速度は、例えば以下の実施例1の「TCP-25ゲル拡散」の節に記載された通り決定されてよい。
TCPペプチドが、個体に投与される時に、本発明の組成物から緩徐にしか拡散されないことも、好ましい。したがって、例えば創傷への、組成物の外用薬投与の際、100nM未満のTCPペプチドが上記個体の血漿中で検出され得ることが、好ましい。これは、組成物がハイドロゲルである本発明の実施形態に、特に当てはまり得る。さらにこれは、組成物が0.1~2%の範囲でなどの、0.08~3wt%の範囲でTCPペプチドを含む本発明の実施形態に、特に当てはまり得る。
組成物は、そのまま使用されてよく、例えば処置される障害の部位に直接、局所投与されてよい。詳細には組成物は、外用で投与されてよい。組成物は、あるいは製品と共に用いられてもよい。
組成物は、好ましくは医薬的に許容できなければならず、即ち毒性でなく、したがって、医薬組成物として提供されてよい。しかし、組成物が物体を消毒するためなどの、ヒトまたは動物組織と接触しないやり方で用いられる場合には、組成物が医薬的に許容できないことも企図される。
組成物は、滅菌などの従来の医薬操作に供されてよく、かつ/または、例えば本明細書の他の箇所に開示される通り、防腐剤、安定化剤、湿潤剤、乳化剤、バッファー、充填剤などの従来のアジュバントを含有してよい。
本発明の組成物が局所的に投与されてもよいことは、当業者に察知されよう。投与経路としては、外用、眼科、鼻内、口腔、経口、腟および直腸投与が挙げられる。好ましい実施形態において、本発明の組成物は、外用薬投与による処置の方法における使用のためである。
組成物は好ましくは、医薬的に有効な量で患者に投与される。「医薬的に有効な量」は、投与される状態に関連して所望の効果を生じるのに充分である量、即ち、所望の創傷治癒、抗菌効果および/または抗炎症効果を提供するのに充分である量を意味する。
典型的にはTCPペプチドは、少なくとも0.01wt%の濃度で、より好ましくは0.01~5wt%、0.08~3wt%など、例えば0.1~2%の範囲の濃度で、上記組成物中に存在する。
本発明の組成物は、例えばpH4~pH8の範囲で、pH5~pH8の範囲などの、例えば7~8の範囲で任意の所望のpHを有してもよい。6を超えるpH、7を超えるpHなど、6~8の範囲のpHなど、例えば7~8の範囲のpHを有する組成物は、EDTAの非存在下であっても特に安定であり得る。組成物は、単回投与または反復投与により投与されてよい。組成物は、単独で、または他の治療薬と組み合わせて投与されてよい。
EDTAを含む組成物
一実施形態において、本発明は、TCPペプチドを含む化合物、EDTA、かつ好ましくは水性バッファーも含む組成物を提供する。有用なTCPペプチドおよび水性バッファーは、以下に記載される。
一実施形態において、本発明は、TCPペプチドを含む化合物、EDTA、かつ好ましくは水性バッファーも含む組成物を提供する。有用なTCPペプチドおよび水性バッファーは、以下に記載される。
幾つかの実施形態において、TCPペプチドおよびEDTAを含む組成物は、高くても7のpHを有することが好ましいが、他の実施形態において、TCPペプチドおよびEDTAを含む組成物は、任意の有用なpH、例えば高くても8のpH、または3~10の範囲で、3~8の範囲でなど、3.5~8の範囲でなど、例えば5~8の範囲のpHを有してよい。
上記組成物はまた、ハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーを含んでもよい。有用な非イオン性ポリマーは、以下に記載される。そのような実施形態において、組成物は、典型的にはハイドロゲルの形態であろう。
幾つかの実施形態において、EDTAを含む組成物はまた、高濃度で、即ち少なくとも0.08wt%の濃度、少なくとも0.1wt%の濃度など、0.08~3wt%の範囲の濃度などのTCPペプチドを含有することが、好ましい。
組成物は、任意の有用な量のEDTAを含んでよい。好ましくは組成物は、少なくとも1mM、1~100mMの範囲でなど、好ましくは少なくとも1.5mM、少なくとも2mMなど、例えば2~100mMの範囲で、2~50mmの範囲でなど、2~25mMの範囲でなどの濃度でEDTAを含んでよい。
組成物が、ハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーを含む本発明の実施形態において、上記組成物は、少なくとも2mM、少なくとも10mMなど、例えば少なくとも15mM、15~100mMの範囲でなど、例えば15~50mMの範囲でなどのEDTAを含んでよい。好ましくは組成物は、少なくとも2mM、2~100mMの範囲でなど、例えば2~50mMの範囲で含む。
このことは有利であり、なぜなら、それ自体では本質的に全く抗菌効果を有しない、または非常に限定的な抗菌効果を有するEDTAが、TCPペプチドを含む組成物の抗菌効果を有意に改善することにおいて相乗効果を提供することが驚くべきことに示されたためである。したがって、TCPペプチドを含む組成物にEDTAを添加することは、改善された抗微生物活性、詳細には異なる型の細菌に対する改善された抗菌効果、およびバイオフィルムに対する改善された抗菌効果をもたらす。例えば上記細菌は、グラム陰性菌であってよい。
幾つかの実施形態において、相乗的抗菌効果は低いpHでより顕著であり得るため、EDTAを含む組成物が相対的に低いpHを有することが、好ましい。
一実施形態において、EDTAおよびTCPペプチドを含む組成物のpHは、7より低い、好ましくは6より低い、5.5以下であることが、好ましい。上記pHはまた、好ましくは3より高くても、少なくとも3.5などであってもよい。したがってpHは、およそ5などの、3~6の範囲であってよい。所望のpHは、以下に議論される通り、所望のpHを有する適切な水性バッファー、例えば酢酸バッファーを用いることにより得られてよい。
幾つかの実施形態において、EDTAを含む組成物が高濃度、例えば少なくとも0.08wt%の濃度のTCP-25ペプチドを有することが、好ましく、なぜなら相乗的抗菌効果がそのような組成物中でより顕著であり得るためである。
先に注記された通り、TCPペプチドを含む組成物へのEDTAの添加は、相乗的に改善された抗微生物活性をもたらす。しかしEDTAの添加はまた、他の有益効果を有し得る。例えばEDTAの添加は、特に低いpHで、TCPペプチドの安定性を有意に改善し得る。
したがって本発明の幾つかの実施形態において、組成物が以下に記載されるTCPペプチドを含む化合物と、少なくとも1mM、1~100mMの範囲でなど、好ましくは少なくとも1.5mM、少なくとも2mMなど、例えば2~100mMの範囲で、2~50mmの範囲でなど、2~25mMの範囲などの濃度でEDTAを含むことが、好ましい。上記配合剤は、高くても8のpHなど、例えば高くても7のpH、6より低いpHなど、5.5より低いpHなどの任意の有用なpHを有してよい。上記pHはまた、好ましくは3より高くても、少なくとも3.5であってよい。そのような組成物は、特に安定である。
したがって一実施形態において、本発明の組成物は37℃で2か月間の貯蔵後に、TCPペプチド化合物の元の含量の少なくとも90%、少なくとも95%などを依然として含む。
したがって一実施形態において、本発明の組成物は、37℃で4か月間の貯蔵後に、TCPペプチド化合物の元の含量の少なくとも75%、少なくとも80%など、例えば少なくとも90%、少なくとも95%などを依然として含む。
したがって一実施形態において、本発明の組成物は、37℃で6か月間の貯蔵後に、TCPペプチド化合物の元の含量の少なくとも70%、少なくとも80%など、例えば少なくとも90%、少なくとも95%などを依然として含む。
したがって一実施形態において、本発明の組成物は、室温で8か月間の貯蔵後に、TCPペプチド化合物の元の含量の少なくとも90%、少なくとも95%などを依然として含む。
高濃度のTCPペプチドを含む組成物
一実施形態において、本発明は、高濃度のTCPペプチドを含む化合物を含む組成物を提供する。有用な化合物および有用なTCPペプチドは、以下に記載される。
一実施形態において、本発明は、高濃度のTCPペプチドを含む化合物を含む組成物を提供する。有用な化合物および有用なTCPペプチドは、以下に記載される。
上記高濃度のTCPペプチドを含む化合物は、詳細には少なくとも0.08wt%の濃度、例えば少なくとも0.1wt%の濃度の上記化合物または上記TCPペプチドを含むことであってよい。したがってTCPペプチドは、0.08~3wt%の範囲で、例えば0.1~2%の範囲の濃度で上記組成物中に存在してよい。
TCPペプチドの濃度はまた、モル濃度として提供されてよい。wt%濃度からモル濃度への変換は、具体的組成物および具体的TCPペプチドに依存する。0.1wt%のSEQ ID NO:1のTCP-25ペプチドの濃度は、ほとんどの水性の溶液中での300μMの濃度に対応する。したがって上記高濃度のTCPペプチドを含む化合物は、詳細には、上記組成物が少なくとも0.2mM、少なくとも0.25mMなど、少なくとも0.3mMなどの濃度の上記化合物または上記TCPペプチドを含むことであってよい。したがって本発明の組成物は、0.2mM~100mMの範囲で、0.25mM~100mMの範囲でなど、0.3mM~100mMの範囲でなどのTCPペプチドを含む化合物を含んでよい。
興味深いことに、本発明は、高濃度のTCPペプチドがより安定であり得ることを示す。理論に結び付けるわけではないが、TCPペプチドが、高濃度、例えば少なくとも0.08wt%、少なくとも0.1wt%など、例えば少なくとも0.2mM、少なくとも0.25mMなど、少なくとも0.3mMなどのTCPペプチド濃度でオリゴマー化し、これがより高い安定性をもたらし得ると考えられる。上記TCPペプチドオリゴマーは、例えば0.2nm~10000nmの範囲で、0.4nm~8000nmの範囲でなど、5nm~6000nmの範囲でなど、20nm~5000nmの範囲でなど、0.4nm~2000nmの範囲でなどの流体力学的径を有してよい。上記TCPペプチドのオリゴマーは、α-ヘリックス構造における増加を有してよい。
TCPペプチドのオリゴマー化は、組成物の抗菌活性および/または抗炎症活性を増加させ得る。
興味深いことに、TCPペプチド、またはTCPペプチドを含む化合物は、より高い濃度でより安定であり得る。詳細にはそれらは、変性に対してより安定であり得、例えばそれらは、20~100℃の範囲の、例えば30~50℃の範囲の温度への暴露などの、高温への暴露および/または高濃度の変性剤でのインキュベーションに対してより安定であり得る。
TCPペプチドの安定性は、任意の有用な方法により決定されてよく、例えばTCPペプチドの安定性は、トリプトファンの内部蛍光を測定することによるTCPペプチドのTmを決定することにより測定されてよい。これは例えば、本明細書の以下の実施例7に記載される通り実施されてよい。あるいはTCPペプチドの安定性は、トリプトファンの内部蛍光を測定することによる1種または複数の化学的変性剤に関するTCPペプチドのCmを決定することにより決定されてよい。上記化学的変性剤は、例えば尿素および/または塩化グアジニウム(Gnd-HCI)であってよい。これは、例えば本明細書の以下の実施例7に記載される通り実施されてよい。
高いTmおよび/または高いCmは、高い安定性を示す。したがって幾つかの実施形態において、本発明の組成物は、少なくとも30℃、好ましくは少なくとも35℃、より好ましくは少なくとも40℃の、TCPペプチドに関するTmを有し、上記Tmは好ましくは、以下の実施例7に記載される通り決定される。幾つかの実施形態において、本発明の組成物は、少なくとも0.8M、好ましくは少なくとも1.0M、より好ましくは少なくとも1.1Mの、TCPペプチドに関するCm ureaを有し、上記Cm ureaは、以下の実施例7に記載される通り決定される。幾つかの実施形態において、本発明の組成物は、少なくとも0.8M、好ましくは少なくとも0.9Mの、TCPペプチドに関するCm Gnd-HCIを有し、上記Cm Gnd-HCIは、以下の実施例7に記載される通り決定される。
一実施形態において、本発明の組成物は、37℃で2か月間の貯蔵後に、TCPペプチド化合物の元の含量の少なくとも90%、少なくとも95%などを依然として含む。
一実施形態において、本発明の組成物は、37℃で4か月間の貯蔵後に、TCPペプチド化合物の元の含量の少なくとも75%、少なくとも80%など、例えば少なくとも90%を依然として含む。
したがって一実施形態において、本発明の組成物は、37℃で6か月間の貯蔵後に、TCPペプチド化合物の元の含量の少なくとも70%、少なくとも80%など、例えば少なくとも85%を依然として含む。
したがって一実施形態において、本発明の組成物は、室温で8か月間の貯蔵後に、TCPペプチド化合物の元の含量の少なくとも90%、少なくとも95%などを依然として含む。
高濃度のTCPペプチドを含む化合物を含む組成物はまた、例えば本明細書の先の「EDTAを含む組成物」の節に記載された通り、EDTAも、かつ好ましくは水性バッファーも含んでよい。
高濃度のTCPペプチドを含む化合物を含む組成物は、任意の適切なpH、例えばpH4~pH8の範囲、pH5~pH8の範囲、例えば7~8の範囲のpHを有してよい。高濃度のTCPペプチドを含む化合物を含み、6を超えるpH、7を超えるpHなど、6~8の範囲のpHなど、例えば7~8の範囲のpHを有する組成物は、EDTAの非存在下であっても、特に安定であり得る。
高濃度のTCPペプチドを含む化合物を含む組成物はまた、ハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーを含んでもよい。有用な非イオン性ポリマーは、以下に記載される。幾つかの実施形態において、組成物は、典型的にはハイドロゲルの形態であろう。
ハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマー
本発明は、ハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーを含む組成物を提供する。
本発明は、ハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーを含む組成物を提供する。
本発明の状況において、非イオン性ポリマーは、室温および1atmの圧力の下のプロトン性溶媒中で、電気的中性を維持するために対イオンにより相殺される必要がある陰イオンまたは陽イオン基を有する構造単位を実質的に担わないポリマーを包含すると理解される。陽イオン基としては、例えば第四級アンモニウム基およびプロトン化アミンが挙げられる。陰イオン基としては、例えばカルボキシルおよびスルホン酸基が挙げられる。
非イオン性ハイドロゲルポリマーとも称される非イオン性ポリマーは、水性溶液または水性バッファーと混合されるとハイドロゲルを形成し得るポリマーである。組成物は、ポリマーの濃度に応じて粘性液またはハイドロゲル、即ちゲルの形態であってよい。
非イオン性ポリマーは、親水性でなければならず、したがって非イオン性ポリマーは、好ましくはヒドロキシル化される。
本発明の方法における使用のための適切な非イオン性ポリマーの例は、ポリアリルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルピロリドン、コーンスターチおよびヒドロキシプロピルデンプンなどのデンプン、メチルセルロース、エチルセルロースおよびn-プロピルセルロースを含むC1~C6-アルキルセルロースなどのアルキルセルロース;ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシブチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、およびエチルヒドロキシエチルセルロースなどの、ヒドロキシアルキルセルロース、好ましくはヒドロキシ-C1~C6-アルキルセルロースおよびヒドロキシ-C1~C6-アルキル-C1~C6-アルキルセルロースを含む置換されたアルキルセルロースである。前述の混合物も、用いられてよい。
一実施形態において、非イオン性ポリマーは、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ポリ(ビニル)アルコール(PVA)、ポリアクリルアミド(PA)、ポリエチレングリコール(PEG)およびポリビニルピロリドン、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される。
一実施形態において、非イオン性ポリマーは、ヒドロキシアルキルセルロース、好ましくはヒドロキシ-C1~C6-アルキルセルロースまたはヒドロキシ-C1~C6-アルキル-C1~C6-アルキルセルロースからなる群から選択される。
非イオン性ポリマーのうち、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)およびヒドロキシプロピルセルロース(HPC)が、好ましい。
好ましい実施形態において、本発明の組成物中の非イオン性ポリマーの濃度は、少なくとも10Pa、少なくとも15Paなど、例えば10~80Paの範囲内、40~60Paの範囲内などの流動点を有する組成物を得るのに充分である。
流動点は、例えば実施例の節に詳述される通り測定されてよい。
本発明の組成物は、詳細には少なくとも0.05wt%の濃度、例えば少なくとも0.09wt%の濃度、少なくとも0.1wt%の濃度など、例えば少なくとも0.5wt%の濃度、少なくとも0.8wt%の濃度など、例えば少なくとも1.0wt%の濃度、例えば0.09~4wt%の範囲で、0.1~3%の範囲など、より好ましくは1.0~2.5wt%の範囲の濃度の非イオン性ポリマーを含んでよい。これは、例えば非イオン性ポリマーがHECである場合に、当てはまり得る。
一実施形態において、非イオン性ポリマーの濃度は、少なくとも10mPas、および好ましくは100000以下、14000mPasなどの組成物の粘度を得るのに充分である。10mPasでは、組成物は、典型的には粘性溶液の形態であるが、100000mPAsでは、組成物は、濃厚なゲルの形態であり得る。
水性溶液
本発明の組成物は、水性溶液を含んでよい。詳細には水性溶液は、水性バッファーであってよい。
本発明の組成物は、水性溶液を含んでよい。詳細には水性溶液は、水性バッファーであってよい。
水性溶液または水性バッファーは、水を含有する。水性溶液が、水性バッファーである場合、それは、概ね安定なpHを提供できる水性バッファーを得るために、緩衝系の成分、即ち弱塩基または酸、ならびにそれらのコンジュゲート酸および塩基も含む。バッファーの例は、Trizma、ビシン、トリシン、MOPS、MOPSO、MOBS、トリス、ヘペス、HEPBS、MES、リン酸塩、炭酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、グリコール酸塩、乳酸塩、ホウ酸塩、、ACES、ADA、酒石酸塩、AMP、AMPD、AMPSO、BES、CABS、カコジル酸塩、CHES、DIPSO、EPPS、エタノールアミン、グリシン、HEPPSO、イミダゾール、イミダゾール乳酸、PIPES、SSC、SSPE、POPSO、TAPS、TABS、TAPSOおよびTESである。
一実施形態において、組成物のpHは、7より低く、好ましくは6より低く、より好ましくは5.5以下であり、および好ましくは3より高い、少なくとも3.5などであることが、好ましい。したがってpHは、3~6の範囲であり、およそ5などであってよい。これは有利である、なぜなら驚くべきことに、より低いpHが特にEDTAの存在下でハイドロゲル組成物の抗菌効果を有意に上昇させることが示されているためである。さらに、7より低いpHはまた、TCPペプチドの溶解度を上昇させる。溶解度は、例えば実施例4に記載される通り、外観検査により決定されてよい。所望のpHは、先に議論された通り、所望のpHを有する適切な水性バッファーを用いることにより得られてよい。
そのような実施形態において、水性溶液または水性バッファーは、好ましくは5~50mMの濃度で、より好ましくは10~30mMの範囲の濃度で、酢酸塩を含む酢酸バッファーであってよい。上記酢酸バッファーは、3~6の範囲で、3.6~5.8の範囲でなど、例えばおよそ5のpHを有してよい。
酢酸ナトリウムバッファーなどの酢酸バッファーは、3.6~5.8のpHを得るためのバッファーとして特に適する。典型的には10mM酢酸ナトリウムバッファーの場合、5のpHが得られ、実施例2を参照されたい。しかし先に説明された通り、他の水性バッファーが、所望のpHを得るために用いられ得る。
別の実施形態において、組成物は、pH7と8の間、好ましくはpH7.4である。
中性pHは、幾つかの例では、ヒトまたは動物の体のpHに近いpHを有する組成物を提供し、このためヒトまたは動物に投与された場合組成物からの刺激のリスクを低下させるため、好ましいであろう。
そのような実施形態において、水性溶液または水性バッファーは、好ましくは5~50mM、10~30mMの範囲などの濃度の、トリスアミノメタンを含むトリスアミノメタン(トリス)バッファーであってよい。
トリスバッファーは、例えばおよそ7.4のpHを得るために用いられてよい。しかし、先に説明された通り、他の水性バッファーが、所望のpHを得るために用いられ得る。
水性溶液または水性バッファーは、追加でまたは代わりとして、希釈剤、アジュバント、張度調節剤および/または賦形剤などのさらなる成分を含んでよい。一般にそのようなさらなる成分は、医薬的に許容できなければならない。
用語「希釈剤」は、組成物中のペプチドを希釈する目的を有する水性溶液または非水性溶液を意味すると意図される。希釈剤は、生理食塩水、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、エタノールまたは油(ひまわり油、トウモロコシ油、ピーナッツ油、綿実油またはゴマ油など)のうちの1種または複数であってよい。
用語「アジュバント」は、ペプチドの生物学的効果を増加させるように配合剤に添加される任意の化合物を意味すると意図される。アジュバントは、コロイド銀、または異なるアニオンとの亜鉛、銅、もしくは銀塩、例えば非限定的に、異なるアシル組成物の、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、チオシアン化物、亜硫酸塩、水酸化物、リン酸塩、炭酸塩、乳酸塩、グリコール酸塩、クエン酸塩、ホウ酸塩、酒石酸塩、および酢酸塩のうちの1種または複数であってよい。アジュバントはまた、抗菌および/または抗炎症特性を有する化合物であってよい。
一実施形態において、本発明の組成物が任意のイオン性ポリマーを含まないことが、好ましい。詳細には、上記組成物が任意のカチオン性ポリマーを含まないことが、好ましいであろう。
「賦形剤」は、ポリマー、脂質およびミネラルの1種または複数などの任意の有用な賦形剤であってよい。
用語「張度調節剤」は、組成物の張度を調節できる化合物を指す。一般に、本発明の組成物が等張であるまたは若干低張であるのいずれかが、好ましい。低張組成物は、例えば等張の50~99%である張度を有し得る。張度調節剤は、例えば塩またはグリセロールである。
一実施形態において、組成物は、好ましくは1~2.5%の濃度、好ましくは1.2~2.2vol%の濃度のグリセロールをさらに含む。濃度は、組成物中の濃度、例えばハイドロゲル中の濃度として提供される。一般に、2%のグリセロールを含む組成物は、等張であり、したがって幾つかの実施形態において、組成物は、およそ2%のグリセロールを含んでもよい。しかし他の実施形態において、組成物は、低調であり、この場合それは、1.2~1.9%の範囲内のグリセロールを含んでよい。
TCPペプチドを含む化合物
本発明は、TCPペプチドを含む化合物を含む組成物に関する。有用なTCPペプチドは、本明細書の以下のTCPペプチドの節に記載される。幾つかの実施形態において、上記化合物は、上記TCPペプチド、例えばTCP-25からなってよい。しかし他の実施形態において、化合物は、1つまたは複数の追加的部分にコンジュゲートされたTCPペプチドを含んでよい。例えばTCPペプチドは、例えばPEG化、アミド化、エステル化、アシル化、アセチル化および/またはアルキル化により、修飾または誘導体化された1種または複数アミノ酸を含んでよい。
本発明は、TCPペプチドを含む化合物を含む組成物に関する。有用なTCPペプチドは、本明細書の以下のTCPペプチドの節に記載される。幾つかの実施形態において、上記化合物は、上記TCPペプチド、例えばTCP-25からなってよい。しかし他の実施形態において、化合物は、1つまたは複数の追加的部分にコンジュゲートされたTCPペプチドを含んでよい。例えばTCPペプチドは、例えばPEG化、アミド化、エステル化、アシル化、アセチル化および/またはアルキル化により、修飾または誘導体化された1種または複数アミノ酸を含んでよい。
例えばTCPペプチド(例えば、TCP-25)は、国際特許出願WO2011/036442号のp.11,I.1~p.15,I.14に記載される通り修飾または誘導体化されてよい。
化合物はまた、TCPペプチドの医薬的に許容できる酸または塩基付加塩であってよい。TCPペプチドの医薬的に許容できる酸付加塩を調製するために用いられる酸は、特に、非毒性酸付加塩、即ち、塩酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩、硝酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、酸、酢酸、乳酸塩、クエン酸塩、酸性クエン酸塩、酒石酸塩、酒石酸水素塩、コハク酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、グルコン酸塩、糖酸塩、安息香酸塩、メタンスルホン酸塩、エタンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、p-トルエンスルホン酸塩およびパモ酸塩[即ち、1,1’-メチレン-ビス-(2-ヒドロキシ-3-ナフトエ酸塩)]の塩などの医薬的に許容できる陰イオンを含有する塩を形成するものである。
TCPペプチド
本発明は、トロンビン由来C-末端(TCP)ペプチドを含む組成物に関する。本明細書で用いられる用語「TCPペプチド」は、
アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドであって、
10~100、例えば20~100、18~35など、例えば18~25のアミノ酸残基の長さを有する、ペプチドを指す。
本発明は、トロンビン由来C-末端(TCP)ペプチドを含む組成物に関する。本明細書で用いられる用語「TCPペプチド」は、
アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドであって、
10~100、例えば20~100、18~35など、例えば18~25のアミノ酸残基の長さを有する、ペプチドを指す。
一実施形態において、TCPペプチドは、
アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10-X11-X12-X13(ここで、
X4、6、9、11は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X12は、I、MまたはTであり、
X13は、D、K、QまたはRである)
を含み、またはそれからなり、
20~100、18~35など、例えば18~25のアミノ酸残基の長さを有する。
アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10-X11-X12-X13(ここで、
X4、6、9、11は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X12は、I、MまたはTであり、
X13は、D、K、QまたはRである)
を含み、またはそれからなり、
20~100、18~35など、例えば18~25のアミノ酸残基の長さを有する。
一実施形態において、TCPペプチドは、アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17(ここで、
X4、6、9、11、14、15は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X12は、I、MまたはTであり、
X13は、D、K、QまたはRであり、
X16は、GまたはDであり、
X17は、E、L、G、RまたはKである)
を含み、またはそれからなり、
20~100、18~35など、例えば18~25のアミノ酸残基の長さを有する。
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17(ここで、
X4、6、9、11、14、15は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X12は、I、MまたはTであり、
X13は、D、K、QまたはRであり、
X16は、GまたはDであり、
X17は、E、L、G、RまたはKである)
を含み、またはそれからなり、
20~100、18~35など、例えば18~25のアミノ酸残基の長さを有する。
一実施形態において、TCPペプチドは、18~35アミノ酸、好ましくは18~25アミノ酸の長さを有し、アミノ酸配列
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO1)、
FYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO2)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(SEQ ID NO3)、
HVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO4)、
KYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO:5)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQF(SEQ ID NO:6)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKV(SEQ ID NO:7)
のいずれかを含む、またはそれからなる。
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO1)、
FYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO2)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(SEQ ID NO3)、
HVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO4)、
KYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO:5)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQF(SEQ ID NO:6)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKV(SEQ ID NO:7)
のいずれかを含む、またはそれからなる。
一実施形態において、TCPペプチドは、18~35アミノ酸、好ましくは18~25アミノ酸の長さを有し、アミノ酸配列
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO1)、
FYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO2)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(SEQ ID NO3)、または
HVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO4)
のいずれかを含む、またはそれからなる。
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO1)、
FYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO2)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(SEQ ID NO3)、または
HVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO4)
のいずれかを含む、またはそれからなる。
1つの好ましい実施形態において、TCPペプチドは、18~35アミノ酸、好ましくは18~25アミノ酸の長さを有し、アミノ酸配列
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO:1)、または
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(SEQ ID NO:3)
のいずれかを含む、またはそれからなる。
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO:1)、または
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(SEQ ID NO:3)
のいずれかを含む、またはそれからなる。
TCPペプチドがリポ多糖と、CD14のLPS-結合疎水性ポケットの両方に同時に結合できることが、好ましい。
実施例の節は、TCP-25を含む複数のTCPペプチドの抗菌効果を示す。本明細書で用いられる用語「TCP-25」は、アミノ酸配列GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO1)からなるペプチドを指す。実施例の節はさらに、TCP-25がFYT21、GKY20およびHVF18、即ちSEQ ID NO2、3および4を含む複数のペプチドに切断され得ること、ならびにTCP-25に類似したこれらのペプチドもまた抗菌性であることを示す。上記ペプチドはまた、リポ多糖(LPS)結合およびCD14結合の両方に必要なアミノ酸配列を含む。したがってTCPペプチドは、幾つかの実施形態において、これらのペプチド(TCP-25FYT21、GKY20およびHVF18)のいずれかを含んでも、またはそれからなってもよい。好ましくはペプチドは、18~25アミノ酸の長さを有するが、ペプチドがこれらのペプチドのいずれかに基づく限り、ペプチドは、最大35アミノ酸長であってよい。
別の好ましい実施形態において、ペプチドは、アミノ酸配列GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO.1)と少なくとも90%の配列同一性を有し、好ましくはTCP-25ペプチドは、アミノ酸配列GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO.1)を有する。
異なるアミノ酸が類似の特性を提供する側鎖を有してよく、かつペプチドの生物学的効果が、特異的立体構造または化学的/電気的局所環境を提供するように協調する複数のアミノ酸の側鎖により、例えば疎水性側鎖により引き起こされるため、ペプチドはあるいは、TCP-25配列の少なくとも90%配列同一性を有してよい。したがってペプチドは、TCP-25ペプチドの中の1つまたは複数、最大で1/10、即ち最大で3つのアミノ酸が他のアミノ酸により置き換えられたTCP-25ペプチドに対応してよい。そのような置き換えにもかかわらず、ペプチドの一般的活性は、TCP-25ペプチド(SEQ ID NO1)のそれに類似するであろう。
TCPペプチドがリポ多糖と、CD14のLPS-結合疎水性ポケットとの両方に同時に結合できることが、好ましい。
処置の方法
本発明の組成物は、処置の方法における使用のためのものであってよい。詳細には組成物は、障害の局所処置の方法における使用のためのものであってよい。上記障害は、局所処置が適当である任意の障害であってよい。したがって方法は、障害により影響を受けた局所部位への直接の本発明の組成物の局所投与を含んでよい。
本発明の組成物は、処置の方法における使用のためのものであってよい。詳細には組成物は、障害の局所処置の方法における使用のためのものであってよい。上記障害は、局所処置が適当である任意の障害であってよい。したがって方法は、障害により影響を受けた局所部位への直接の本発明の組成物の局所投与を含んでよい。
例えば障害は、皮膚、耳、目または鼻の障害であってよい。したがって処置の方法は、皮膚、耳、目または鼻の影響を受けたエリアへの局所投与を含んでよい。
一実施形態において、処置の方法は、外用薬投与、例えば皮膚への外用薬投与を含む。
好ましい実施形態において、本発明の組成物は、皮膚障害の処置の方法における使用のためのものである。詳細には組成物は、創傷を処置する方法のためのものであってよい。
本発明の組成物または製品は、皮膚または創傷に直接塗布されてよい。実施例に示される通り、本発明の組成物は、抗菌性であり、炎症を低減し、先行技術の技法および製品に比較してより急速かつ良好な創傷治癒を提供する。
好ましい実施形態において、創傷処置の方法は、熱傷創および非治癒性潰瘍を処置する方法を含む。別の実施形態において、創傷処置の方法は、術創を処置する方法を含む。
これらの型の創傷は、特殊な手段を必要とする場合があり、本発明の組成物は、抗菌効果および抗炎症効果の両方を提供するため、そのような創傷の処置に特に有用である。
組成物または製品は、例えば創傷に直接塗布されても、または本明細書に記載された製品のいずれかの形態で、例えば術創を処置するためのバンデージまたは縫合糸ほかとして、適用されてもよい。
処置される障害は、詳細には炎症を含む障害、または炎症に関連する障害、または炎症に罹るリスクのある障害であってよい。詳細には障害は、局所炎症を含む、またはそれに関連する障害であってよい。
処置される障害は、詳細には感染を含む障害、または感染に関連する障害、または感染に罹るリスクのある障害であってよい。詳細には障害は、局所感染を含む、またはそれに関連する障害であってよい。上記感染は、詳細には細菌による感染、即ち細菌感染であってよい。
上記細菌は、任意の感染性細菌であってよい。例えば細菌は、グラム陰性またはグラム陽性菌であってよい。したがって細菌は、スタフィロコッカス属、エンテロコッカス属、ストレプトコッカス属、コリネバクテリウム属、エシェリヒア属、クレブシエラ属、ステノトロフォモナス属、シゲラ属、モラクセラ属、アシネトバクター属、ヘモフィルス属、シュードモナス属およびシトロバクター属からなる群から選択される属のものであってよい。一実施形態において、細菌は、黄色ブドウ球菌および緑膿菌からなる群から選択される。別の実施形態において、細菌は、グラム陰性菌である。
上記細菌は、多剤耐性菌であってよい。驚くべきことに、本発明の組成物(したがって製品)は、複数の多剤耐性菌、即ち、複数の公知抗生物質に耐性のある細菌に対して抗菌効果を提供できる。組成物はしたがって、これらの細菌により感染された創傷を処置することを含む、これらの細菌を処置する追加的方法を提供する。
処置を必要とする個体は、任意の個体であってよい。典型的には上記個体は、哺乳動物であり、好ましくは上記個体は、ヒトである。一実施形態において、個体は、糖尿病、動脈不全または静脈不全に罹患した個体である。糖尿病、動脈不全または静脈不全に罹患した個体は多くの場合、非治癒性潰瘍にも罹患し、障害は、したがって糖尿病、動脈不全または静脈不全に罹患した個体の非治癒性潰瘍であってもよい。
一実施形態において、組成物または製品は、皮膚、耳、目または鼻の障害の処置の方法における使用のため、例えば創傷の処置のためである。上記障害は、例えばアトピー性皮膚炎、とびひ、慢性皮膚潰瘍、感染した急性創傷および熱傷創、ニキビ、外耳炎、真菌感染、肺炎、脂漏性皮膚炎、カンジダ性間擦疹、カンジダ膣炎、中咽頭カンジダ症、目の感染および鼻の感染からなる群から選択されてもよい。さらに障害は、熱傷創、術創または皮膚外傷であってよい。
前述の障害は多くの場合、細菌感染および/または炎症などの合併症を伴うため、本発明の組成物により提供される抗感染的および抗炎症的処置が、有益である。
処置は、好転的処置、治癒的処置および/または予防的処置であってよい。したがって本発明の組成物は、障害に関連する感染および/または炎症のリスクを低減するための方法において利用されてよい。例えば組成物は、上記創傷における感染および/または炎症のリスクを低減するために創傷に投与されてよい。本発明の組成物はしかし、局所感染および/炎症に既に罹患している個体にも投与されてよい。
製品
本発明はまた、本発明による組成物を含む製品を提供する。製品は、例えば本発明の組成物の局所投与を援助し得る製品であってよい。
本発明はまた、本発明による組成物を含む製品を提供する。製品は、例えば本発明の組成物の局所投与を援助し得る製品であってよい。
そのような実施形態において、製品は、例えばゲル、点滴薬、スプレー、クリーム、液体、創傷洗浄液、コンタクトレンズ用液、軟膏、縫合糸、プロテーゼ、インプラント、創傷ドレッシング、プラスター、カテーテル、皮膚移植片、代用皮膚、およびバンデージからなる群から選択されてよい。
点滴薬およびスプレーは、例えば組成物を耳、目、または鼻に塗布するように構成(即ち配合)されてよい。組成物は、例えば目または耳に容易に適用可能な粘性液として配合されてよく、あるいは耳への容易な塗布のためのハイドロゲルとして配合されてもよい。
製品、例えばハイドロゲル、点滴薬、スプレー、創傷ドレッシング、プラスター、代用皮膚、およびバンデージは、皮膚または他の上皮表面または創傷への組成物の投与のために構成または配合されてよい。
一般に組成物および製品は、局所投与用に、詳細には外用薬投与用に配合されてよい。
そのような実施形態において、組成物は、製品上にコートされる、塗装もしくはスプレーされてよく、または組成物は、製品により吸着もしくは吸収されてよい。
そうすることにおいて、組成物は、抗菌および抗炎症特性を製品に付与してよい。
本明細書で用いられる用語「コートされた」は、組成物が製品の表面に塗布されることを指す。したがって製品は、組成物を含む溶液で塗装またはスプレーされてもよい。あるいは製品は、組成物のリザーバ中に浸漬されてもよい。
有利には製品は、組成物で含浸される。「含浸される」は、組成物が製品で吸収または吸着されることを意味する。
項目
本発明はさらに、以下の項目の任意の1つにより定義されてよい:
1.c)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
d)水性溶液と混合された場合にハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーと、
e)水性溶液、
を含む組成物。
2.a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
b)水性溶液と混合された場合にハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーと、
c)水性溶液、
を含む組成物であって、
i.組成物中の化合物の濃度が、少なくとも0.08wt%であり、および/または
ii.非イオン性ポリマーが、少なくとも0.05wt%の濃度で上記組成物中に存在する、
組成物。
3.ハイドロゲルまたは粘性溶液であり、好ましくはハイドロゲルである、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
4.非イオン性ポリマーが、ヒドロキシル化される、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
5.非イオン性ポリマーが、ポリアリルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルピロリドン、コーンスターチおよびヒドロキシプロピルデンプンなどのデンプン、メチルセルロース、エチルセルロースおよびn-プロピルセルロースを含むC1~C6-アルキルセルロースなどのアルキルセルロース;ヒドロキシアルキルセルロース、好ましくはヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシブチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロースおよび前述のものの混合物などのヒドロキシ-C1~C6-アルキルセルロースおよびヒドロキシ-C1~C6-アルキル-C1~C6-アルキルセルロースを含む置換されたアルキルセルロースからなる群から選択される、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
6.非イオン性ポリマーが、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ポリ(ビニル)アルコール(PVA)、ポリアクリルアミド(PA)、ポリエチレングリコール(PEG)およびポリビニルピロリドン、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
7.非イオン性ポリマーが、ヒドロキシアルキルセルロースからなる群から、好ましくはヒドロキシエチルセルロース(HEC)およびヒドロキシプロピルセルロース(HPC)からなる群から選択される、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
8.本発明の組成物中の非イオン性ポリマーの濃度が、少なくとも10Pa、少なくとも15Paなど、例えば10~80Paの範囲、40~60Paの範囲などの流動点を有する組成物を得るのに充分である、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
9.非イオン性ポリマーが、少なくとも0.05wt%の濃度、例えば少なくとも0.09wt%の濃度、少なくとも0.1wt%の濃度など、例えば少なくとも0.5wt%の濃度、少なくとも0.8wt%の濃度など、例えば少なくとも1.0wt%の濃度、好ましくは0.09~4wt%の範囲の、より好ましくは1~3wt%の範囲の濃度で上記組成物中に存在する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
10.非イオン性ポリマーが、少なくとも1wt%の濃度で上記組成物中に存在する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
11.好ましくは1~3vol%の濃度、より好ましくは1~2vol%の濃度のグリセロールをさらに含む、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
12.上記水性溶液が、水性バッファーである、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
13.EDTAをさらに含む、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
14.d)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
e)EDTAと、
f)水性バッファー、
を含み、
高くても7のpHを有する、組成物。
15.a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
b)EDTAと、
c)水性バッファー、
を含む組成物であって、
i.組成物が、高くても8のpHを有し、および/または
ii.組成物中の化合物の濃度が、少なくとも0.08wt%である、
組成物。
16.a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物
を含む組成物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有し、
組成物中の化合物の濃度が、少なくとも0.01wt%、好ましくは少なくとも0.08wt%、例えば0.08~3wt%の範囲である、
組成物。
17.a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物、
を含む組成物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有し、
組成物中の化合物の濃度が、少なくとも0.2mM、少なくとも0.25mMなど、少なくとも0.3mMなどである、
組成物。
18.ペプチドが、アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10-X11-X12-X13(ここで、
X4、6、9、11は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X12は、I、MまたはTであり、
X13は、D、K、QまたはRである)
を含み、またはそれからなり、
20~100のアミノ酸残基の長さを有する、
上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
19.ペプチドが、アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17(ここで、
X4、6、9、11、14、15は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X12は、I、MまたはTであり、
X13は、D、K、QまたはRであり、
X16は、GまたはDであり、
X17は、E、L、G、RまたはKである)
を含み、またはそれからなり、
20~100のアミノ酸残基の長さを有する、
上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
20.ペプチドが、18~35アミノ酸、好ましくは18~25アミノ酸の長さを有し、アミノ酸配列
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO1)、
FYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO2)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(SEQ ID NO3)、
HVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO4)、
KYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO:5)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQF(SEQ ID NO:6)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKV(SEQ ID NO:7)
のいずれかを含む、またはそれからなる、
上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
21.ペプチドが、18~35アミノ酸、好ましくは18~25アミノ酸の長さを有し、アミノ酸配列
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO:1)、または
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(SEQ ID NO:3)
のいずれかを含む、またはそれからなる、
上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
22.ペプチドが、アミノ酸配列
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO.1)と少なくとも90%の配列同一性を有し、好ましくはペプチドが、アミノ酸配列GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO.1)からなる、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
23.ペプチドが、リポ多糖と、CD14のLPS-結合疎水性ポケットの両方に同時に結合できる、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
24.ペプチドが、少なくとも0.08wt%、例えば少なくとも0.1wt%の濃度で上記組成物中に存在する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
25.ペプチドが、少なくとも0.01wt%の濃度、より好ましくは0.01~5wt%、0.08~3wt%などの濃度で上記組成物中に存在する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
26.EDTAが、少なくとも1mM、1~100mMの範囲内など、好ましくは少なくとも1.5mM、少なくとも2mMなど、例えば2~100mMの範囲、2~25mMの範囲などの濃度で上記組成物中に存在する、項目13~25のいずれか1つに記載の組成物。
27.EDTAが、少なくとも2mM、少なくとも10mMなど、例えば少なくとも15mM、15~100mMの範囲など、例えば15~50mMの範囲の濃度のEDTAで上記組成物中に存在する、項目13~25のいずれか1つに記載の組成物。
28.組成物のpHが、高くても7である、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
29.組成物のpHが、7より低い、好ましくは6より低い、より好ましくは5.5以下である、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
30.組成物のpHが、7より低く、好ましくは6より低く、より好ましくは5.5以下であり、および3より高い、少なくとも3.5である、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
31.組成物のpHが、3~6の範囲である、およそ5などである、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
32.水性バッファーが、好ましくは10~50mMの濃度、より好ましくは25mMの濃度の酢酸塩を含み、3.6~5、5などのpHを有する酢酸バッファーである、項目12~31のいずれか1つに記載の組成物。
33.組成物のpHが、高くても8、3~8の範囲など、例えば3.5~8の範囲、5~8の範囲などである、項目1~27のいずれか1つに記載の組成物。
34.組成物のpHが、7と8の間、好ましくはおよそ7.4である、項目1~27のいずれか1つに記載の組成物。
35.水性溶液または水性バッファーが、好ましくは5~20mM、およそ10mMの濃度で、トリスアミノメタンを含むトリスアミノメタン(トリス)バッファーである、項目1~27および33~34のいずれか1つに記載の組成物。
36.組成物中の上記ペプチドが、少なくとも30℃、好ましくは少なくとも35℃、より好ましくは少なくとも40℃のTmを有する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
37.組成物中の上記ペプチドを含む化合物が、少なくとも30℃、好ましくは少なくとも35℃、より好ましくは少なくとも40℃のTmを有する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
38.組成物中の上記ペプチドが、少なくとも0.8M、好ましくは少なくとも1.0M、より好ましくは少なくとも1.1MのCm ureaを有する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
39.組成物中の上記ペプチドを含む化合物が、少なくとも0.8M、好ましくは少なくとも1.0M、より好ましくは少なくとも1.1MのCm ureaを有する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
40.組成物中の上記ペプチドが、少なくとも0.8M、好ましくは少なくとも0.9MのCm Gnd-HCIを有する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
41.組成物中に上記ペプチドを含む化合物が、少なくとも0.8M、好ましくは少なくとも0.9MのCm Gnd-HCIを有する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
42.37℃で2か月間の貯蔵後に、上記ペプチドを含む上記化合物の最初の含量の少なくとも90%、少なくとも95%などを含む、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
43.37℃で4か月間の貯蔵後に、上記ペプチドを含む上記化合物の最初の含量の少なくとも75%、少なくとも80%など、例えば少なくとも90%を含む、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
44.37℃で6か月間の貯蔵後に、上記ペプチドを含む上記化合物の最初の含量の少なくとも70%、少なくとも80%など、例えば少なくとも85%を含む、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
45.室温で8か月間の貯蔵後に、上記ペプチドを含む上記化合物の最初の含量の少なくとも90%、少なくとも95%などを含む、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
46.上記項目のいずれかに記載の組成物を含む製品。
47.ゲル、点滴薬、スプレー、クリーム、液体、創傷洗浄液、コンタクトレンズ用液、軟膏、縫合糸、プロテーゼ、インプラント、創傷ドレッシング、プラスター、カテーテル、皮膚移植片、代用皮膚、およびバンデージからなる群から選択される、項目46に記載の製品。
48.組成物が、製品上にコートされる、塗装もしくはスプレーされるか、または製品により吸着もしくは吸収される、項目46~47のいずれかに記載の製品。
49.それを必要とする個体における障害の処置の方法における使用のための、項目1~45のいずれかに記載の組成物、または項目46~48のいずれか1つに記載の製品。
50.局所投与のために調製される、項目49に記載の使用のための組成物。
51.それを必要とする個体における障害の処置のための薬剤の調製のための、項目1~45のいずれか1つに記載の組成物の使用。
52.組成物が、局所投与のために調製される、項目51に記載の使用。
53.それを必要とする個体における障害の処置の方法であって、上記個体への、項目1~45のいずれか1つに記載の組成物、または項目46~48のいずれか1つに記載の製品の治療有効量の投与を含む、方法。
54.上記投与が、局所投与である、項目53に記載の方法。
55.上記処置が、好転的処置、治癒的処置および予防的処置からなる群から選択される、項目49~54のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
56.障害が、皮膚、耳、目または鼻の障害である、項目49~55のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
57.障害が、創傷である、項目49~56のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
58.創傷が、熱傷および非治癒性潰瘍からなる群から選択される、項目57に記載の使用のための組成物、使用または方法。
59.創傷が、術創である、項目57に記載の使用のための組成物、使用または方法。
60.障害が、炎症を含むか、または炎症に関連する、項目49~59のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
61.障害が、細菌による感染を含むか、または細菌による感染に関連する、項目49~60のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
62.細菌が、グラム陰性またはグラム陽性である、項目61に記載の使用のための組成物、使用または方法。
63.細菌が、グラム陰性菌である、項目61に記載の使用のための組成物、使用または方法。
64.細菌が、スタフィロコッカス属、エンテロコッカス属、ストレプトコッカス属、コリネバクテリウム属、エシェリヒア属、クレブシエラ属、ステノトロフォモナス属、シゲラ属、モラクセラ属、アシネトバクター属、ヘモフィルス属、シュードモナス属およびシトロバクター属からなる群から選択される属のものである、項目61に記載の使用のための組成物、使用または方法。
65.細菌が、黄色ブドウ球菌および緑膿菌からなる群から選択される、項目61に記載の使用のための組成物、使用または方法。
66.細菌が、多剤耐性菌である、項目61~65に記載の使用のための組成物、使用または方法。
67.上記個体が、糖尿病、動脈不全または静脈不全に罹患している、項目49~66のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
68.上記処置の方法が、外用薬処置である、項目49~67のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
本発明はさらに、以下の項目の任意の1つにより定義されてよい:
1.c)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
d)水性溶液と混合された場合にハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーと、
e)水性溶液、
を含む組成物。
2.a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
b)水性溶液と混合された場合にハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーと、
c)水性溶液、
を含む組成物であって、
i.組成物中の化合物の濃度が、少なくとも0.08wt%であり、および/または
ii.非イオン性ポリマーが、少なくとも0.05wt%の濃度で上記組成物中に存在する、
組成物。
3.ハイドロゲルまたは粘性溶液であり、好ましくはハイドロゲルである、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
4.非イオン性ポリマーが、ヒドロキシル化される、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
5.非イオン性ポリマーが、ポリアリルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルピロリドン、コーンスターチおよびヒドロキシプロピルデンプンなどのデンプン、メチルセルロース、エチルセルロースおよびn-プロピルセルロースを含むC1~C6-アルキルセルロースなどのアルキルセルロース;ヒドロキシアルキルセルロース、好ましくはヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシブチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロースおよび前述のものの混合物などのヒドロキシ-C1~C6-アルキルセルロースおよびヒドロキシ-C1~C6-アルキル-C1~C6-アルキルセルロースを含む置換されたアルキルセルロースからなる群から選択される、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
6.非イオン性ポリマーが、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ポリ(ビニル)アルコール(PVA)、ポリアクリルアミド(PA)、ポリエチレングリコール(PEG)およびポリビニルピロリドン、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
7.非イオン性ポリマーが、ヒドロキシアルキルセルロースからなる群から、好ましくはヒドロキシエチルセルロース(HEC)およびヒドロキシプロピルセルロース(HPC)からなる群から選択される、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
8.本発明の組成物中の非イオン性ポリマーの濃度が、少なくとも10Pa、少なくとも15Paなど、例えば10~80Paの範囲、40~60Paの範囲などの流動点を有する組成物を得るのに充分である、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
9.非イオン性ポリマーが、少なくとも0.05wt%の濃度、例えば少なくとも0.09wt%の濃度、少なくとも0.1wt%の濃度など、例えば少なくとも0.5wt%の濃度、少なくとも0.8wt%の濃度など、例えば少なくとも1.0wt%の濃度、好ましくは0.09~4wt%の範囲の、より好ましくは1~3wt%の範囲の濃度で上記組成物中に存在する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
10.非イオン性ポリマーが、少なくとも1wt%の濃度で上記組成物中に存在する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
11.好ましくは1~3vol%の濃度、より好ましくは1~2vol%の濃度のグリセロールをさらに含む、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
12.上記水性溶液が、水性バッファーである、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
13.EDTAをさらに含む、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
14.d)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
e)EDTAと、
f)水性バッファー、
を含み、
高くても7のpHを有する、組成物。
15.a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
b)EDTAと、
c)水性バッファー、
を含む組成物であって、
i.組成物が、高くても8のpHを有し、および/または
ii.組成物中の化合物の濃度が、少なくとも0.08wt%である、
組成物。
16.a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物
を含む組成物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有し、
組成物中の化合物の濃度が、少なくとも0.01wt%、好ましくは少なくとも0.08wt%、例えば0.08~3wt%の範囲である、
組成物。
17.a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含み、またはそれからなるペプチドを含む化合物、
を含む組成物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有し、
組成物中の化合物の濃度が、少なくとも0.2mM、少なくとも0.25mMなど、少なくとも0.3mMなどである、
組成物。
18.ペプチドが、アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10-X11-X12-X13(ここで、
X4、6、9、11は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X12は、I、MまたはTであり、
X13は、D、K、QまたはRである)
を含み、またはそれからなり、
20~100のアミノ酸残基の長さを有する、
上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
19.ペプチドが、アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17(ここで、
X4、6、9、11、14、15は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X12は、I、MまたはTであり、
X13は、D、K、QまたはRであり、
X16は、GまたはDであり、
X17は、E、L、G、RまたはKである)
を含み、またはそれからなり、
20~100のアミノ酸残基の長さを有する、
上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
20.ペプチドが、18~35アミノ酸、好ましくは18~25アミノ酸の長さを有し、アミノ酸配列
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO1)、
FYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO2)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(SEQ ID NO3)、
HVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO4)、
KYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO:5)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQF(SEQ ID NO:6)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKV(SEQ ID NO:7)
のいずれかを含む、またはそれからなる、
上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
21.ペプチドが、18~35アミノ酸、好ましくは18~25アミノ酸の長さを有し、アミノ酸配列
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO:1)、または
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(SEQ ID NO:3)
のいずれかを含む、またはそれからなる、
上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
22.ペプチドが、アミノ酸配列
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO.1)と少なくとも90%の配列同一性を有し、好ましくはペプチドが、アミノ酸配列GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO.1)からなる、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
23.ペプチドが、リポ多糖と、CD14のLPS-結合疎水性ポケットの両方に同時に結合できる、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
24.ペプチドが、少なくとも0.08wt%、例えば少なくとも0.1wt%の濃度で上記組成物中に存在する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
25.ペプチドが、少なくとも0.01wt%の濃度、より好ましくは0.01~5wt%、0.08~3wt%などの濃度で上記組成物中に存在する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
26.EDTAが、少なくとも1mM、1~100mMの範囲内など、好ましくは少なくとも1.5mM、少なくとも2mMなど、例えば2~100mMの範囲、2~25mMの範囲などの濃度で上記組成物中に存在する、項目13~25のいずれか1つに記載の組成物。
27.EDTAが、少なくとも2mM、少なくとも10mMなど、例えば少なくとも15mM、15~100mMの範囲など、例えば15~50mMの範囲の濃度のEDTAで上記組成物中に存在する、項目13~25のいずれか1つに記載の組成物。
28.組成物のpHが、高くても7である、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
29.組成物のpHが、7より低い、好ましくは6より低い、より好ましくは5.5以下である、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
30.組成物のpHが、7より低く、好ましくは6より低く、より好ましくは5.5以下であり、および3より高い、少なくとも3.5である、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
31.組成物のpHが、3~6の範囲である、およそ5などである、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
32.水性バッファーが、好ましくは10~50mMの濃度、より好ましくは25mMの濃度の酢酸塩を含み、3.6~5、5などのpHを有する酢酸バッファーである、項目12~31のいずれか1つに記載の組成物。
33.組成物のpHが、高くても8、3~8の範囲など、例えば3.5~8の範囲、5~8の範囲などである、項目1~27のいずれか1つに記載の組成物。
34.組成物のpHが、7と8の間、好ましくはおよそ7.4である、項目1~27のいずれか1つに記載の組成物。
35.水性溶液または水性バッファーが、好ましくは5~20mM、およそ10mMの濃度で、トリスアミノメタンを含むトリスアミノメタン(トリス)バッファーである、項目1~27および33~34のいずれか1つに記載の組成物。
36.組成物中の上記ペプチドが、少なくとも30℃、好ましくは少なくとも35℃、より好ましくは少なくとも40℃のTmを有する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
37.組成物中の上記ペプチドを含む化合物が、少なくとも30℃、好ましくは少なくとも35℃、より好ましくは少なくとも40℃のTmを有する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
38.組成物中の上記ペプチドが、少なくとも0.8M、好ましくは少なくとも1.0M、より好ましくは少なくとも1.1MのCm ureaを有する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
39.組成物中の上記ペプチドを含む化合物が、少なくとも0.8M、好ましくは少なくとも1.0M、より好ましくは少なくとも1.1MのCm ureaを有する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
40.組成物中の上記ペプチドが、少なくとも0.8M、好ましくは少なくとも0.9MのCm Gnd-HCIを有する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
41.組成物中に上記ペプチドを含む化合物が、少なくとも0.8M、好ましくは少なくとも0.9MのCm Gnd-HCIを有する、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
42.37℃で2か月間の貯蔵後に、上記ペプチドを含む上記化合物の最初の含量の少なくとも90%、少なくとも95%などを含む、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
43.37℃で4か月間の貯蔵後に、上記ペプチドを含む上記化合物の最初の含量の少なくとも75%、少なくとも80%など、例えば少なくとも90%を含む、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
44.37℃で6か月間の貯蔵後に、上記ペプチドを含む上記化合物の最初の含量の少なくとも70%、少なくとも80%など、例えば少なくとも85%を含む、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
45.室温で8か月間の貯蔵後に、上記ペプチドを含む上記化合物の最初の含量の少なくとも90%、少なくとも95%などを含む、上記項目のいずれか1つに記載の組成物。
46.上記項目のいずれかに記載の組成物を含む製品。
47.ゲル、点滴薬、スプレー、クリーム、液体、創傷洗浄液、コンタクトレンズ用液、軟膏、縫合糸、プロテーゼ、インプラント、創傷ドレッシング、プラスター、カテーテル、皮膚移植片、代用皮膚、およびバンデージからなる群から選択される、項目46に記載の製品。
48.組成物が、製品上にコートされる、塗装もしくはスプレーされるか、または製品により吸着もしくは吸収される、項目46~47のいずれかに記載の製品。
49.それを必要とする個体における障害の処置の方法における使用のための、項目1~45のいずれかに記載の組成物、または項目46~48のいずれか1つに記載の製品。
50.局所投与のために調製される、項目49に記載の使用のための組成物。
51.それを必要とする個体における障害の処置のための薬剤の調製のための、項目1~45のいずれか1つに記載の組成物の使用。
52.組成物が、局所投与のために調製される、項目51に記載の使用。
53.それを必要とする個体における障害の処置の方法であって、上記個体への、項目1~45のいずれか1つに記載の組成物、または項目46~48のいずれか1つに記載の製品の治療有効量の投与を含む、方法。
54.上記投与が、局所投与である、項目53に記載の方法。
55.上記処置が、好転的処置、治癒的処置および予防的処置からなる群から選択される、項目49~54のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
56.障害が、皮膚、耳、目または鼻の障害である、項目49~55のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
57.障害が、創傷である、項目49~56のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
58.創傷が、熱傷および非治癒性潰瘍からなる群から選択される、項目57に記載の使用のための組成物、使用または方法。
59.創傷が、術創である、項目57に記載の使用のための組成物、使用または方法。
60.障害が、炎症を含むか、または炎症に関連する、項目49~59のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
61.障害が、細菌による感染を含むか、または細菌による感染に関連する、項目49~60のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
62.細菌が、グラム陰性またはグラム陽性である、項目61に記載の使用のための組成物、使用または方法。
63.細菌が、グラム陰性菌である、項目61に記載の使用のための組成物、使用または方法。
64.細菌が、スタフィロコッカス属、エンテロコッカス属、ストレプトコッカス属、コリネバクテリウム属、エシェリヒア属、クレブシエラ属、ステノトロフォモナス属、シゲラ属、モラクセラ属、アシネトバクター属、ヘモフィルス属、シュードモナス属およびシトロバクター属からなる群から選択される属のものである、項目61に記載の使用のための組成物、使用または方法。
65.細菌が、黄色ブドウ球菌および緑膿菌からなる群から選択される、項目61に記載の使用のための組成物、使用または方法。
66.細菌が、多剤耐性菌である、項目61~65に記載の使用のための組成物、使用または方法。
67.上記個体が、糖尿病、動脈不全または静脈不全に罹患している、項目49~66のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
68.上記処置の方法が、外用薬処置である、項目49~67のいずれか1つに記載の使用のための組成物、使用または方法。
実施例1
実施例は、TCP-25で機能化されたハイドロゲル配合剤を記載する。この実施例で用いられる用語「TCP-25」は、以下の配列:GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO:1)のペプチドを指す。配合剤は、細菌およびPAMP誘導性炎症の二重の標的化に有用である。様々なインビトロアッセイを利用して、異なるTCP-25ゲルが、グラム陽性黄色ブドウ球菌、グラム陰性緑膿菌および様々な他の臨床細菌単離物に対する有効性について活発にテストされた。TCP-25ゲルの二重の抗微生物および抗炎症作用が、皮下黄色ブドウ球菌および緑膿菌感染の実験的マウスモデルにおいて、およびエンドトキシン誘導性炎症のNF-kBレポータマウスモデルにおいて、実証された。TCP-25ゲルの有効性が、前臨床ブタ部分層創傷感染モデルにおいて示された。ハイドロゲル中のTCP-25の薬物動態が、蛍光分光法、IVISバイオイメージング、および質量分析での分析を利用してインビトロ、エクスビボおよびインビボで検討された。ハイドロゲル中の活性化合物の運命を試験するために、TCP-25の分解が、質量分析により分析された。主要なTCP-25断片の生物活性が、インビトロアッセイにより実証された。加えて、長期貯蔵後のゲル中および血漿中のTCP-25の安定性が、質量分析により分析された。最後に、TCP-25ゲル処置の有効性が、前臨床ブタ部分層創傷感染モデルにおいて臨床的に利用される創傷処置と比較された。臨床への変換をさらに実証するために、上記ブタ感染創傷からの、および黄色ブドウ球菌および緑膿菌によりコロニー形成された非治癒性創傷を有する患者からの、創傷液の炎症促進作用に及ぼすTCP-25の効果が、単球モデルを用いて評価された。
実施例は、TCP-25で機能化されたハイドロゲル配合剤を記載する。この実施例で用いられる用語「TCP-25」は、以下の配列:GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO:1)のペプチドを指す。配合剤は、細菌およびPAMP誘導性炎症の二重の標的化に有用である。様々なインビトロアッセイを利用して、異なるTCP-25ゲルが、グラム陽性黄色ブドウ球菌、グラム陰性緑膿菌および様々な他の臨床細菌単離物に対する有効性について活発にテストされた。TCP-25ゲルの二重の抗微生物および抗炎症作用が、皮下黄色ブドウ球菌および緑膿菌感染の実験的マウスモデルにおいて、およびエンドトキシン誘導性炎症のNF-kBレポータマウスモデルにおいて、実証された。TCP-25ゲルの有効性が、前臨床ブタ部分層創傷感染モデルにおいて示された。ハイドロゲル中のTCP-25の薬物動態が、蛍光分光法、IVISバイオイメージング、および質量分析での分析を利用してインビトロ、エクスビボおよびインビボで検討された。ハイドロゲル中の活性化合物の運命を試験するために、TCP-25の分解が、質量分析により分析された。主要なTCP-25断片の生物活性が、インビトロアッセイにより実証された。加えて、長期貯蔵後のゲル中および血漿中のTCP-25の安定性が、質量分析により分析された。最後に、TCP-25ゲル処置の有効性が、前臨床ブタ部分層創傷感染モデルにおいて臨床的に利用される創傷処置と比較された。臨床への変換をさらに実証するために、上記ブタ感染創傷からの、および黄色ブドウ球菌および緑膿菌によりコロニー形成された非治癒性創傷を有する患者からの、創傷液の炎症促進作用に及ぼすTCP-25の効果が、単球モデルを用いて評価された。
材料と方法
倫理に関する声明。全ての動物実験は、Swedish Animal Welfare Act SFS 1988:534に従って実施され、Animal Ethics Committee of Malmo/Lund, Sweden(許可番号M252-11、M131-16、M88-91/14、M5934-19、8871-19)によって認可された。ヒト創傷材料の使用は、Ethics Committee at Lund University(LU708-01およびLU509-01)により認可された。
倫理に関する声明。全ての動物実験は、Swedish Animal Welfare Act SFS 1988:534に従って実施され、Animal Ethics Committee of Malmo/Lund, Sweden(許可番号M252-11、M131-16、M88-91/14、M5934-19、8871-19)によって認可された。ヒト創傷材料の使用は、Ethics Committee at Lund University(LU708-01およびLU509-01)により認可された。
統計解析。全ての微生物アッセイおよび細胞培養を基にしたアッセイは、バイオロジカルレプリケートを示し、少なくとも3回反復された。データは、平均±SEMとして表される。創傷の臨床スコア付けは、メディアンとして表される。2群間の平均の差は、正規分布データではスチューデントt検定を、その他ではマン・ホイットニー検定を用いて解析された。2群より多い群間の平均を比較するために、正規分布データでは一元配置分散分析と事後検定(テューキー)、またはクラスカル・ウォリス検定と事後検定(ダン)が、他に用いられた。各図の凡例に示された統計解析は、GraphPad Prismソフトウエアv8を用いて実施された。P値<0.05は、統計学的に有意と判断された。
ペプチド、バッファー、およびゲル配合剤。TCP-25(97%純度、酢酸塩)が、Ambiopharm(スペイン マドリード)により合成された。テトラメチルローダミン(TAMRA)、シアニン3(Cy3)、およびシアニン(Cy5)標識TCP-25ペプチドが、Biopeptide(米国カリフォルニア州サンディエゴ)により合成された。標識は、全ての例でペプチドのN-末端に付加された。標識されたペプチドの純度(95%)が、質量分析(MALDI-TOF、Voyager、Applied Biosystems、米国マサチューセッツ州フレーミングハム)により確認された。用いられたゲル形成物質は、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC、Klucel(商標)MF、MW850000;Ashland Industries Europe GmbH、スイス シャフハウゼン)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC、Natrosol(商標)250HX、MW1000000;Ashland Industries Europe GmbH、スイス シャフハウゼン)、およびカルボキシメチルセルロース(CMC、Blanose(商標)7HOF、MW725000;Ashland Specialties、フランス アリゼ)、ならびにPluronicF-127(Pluronic(登録商標)F127、MW12600;Sigma-Aldrich Chemie GmbH、ドイツ シュタインハイム)であった。
TCP-25ハイドロゲルの調製。ゲル配合剤の調製のために、HPC、HEC、CMC、またはPluronicF-127が、1.3%グリセロールを有する10mMトリスpH7.4に添加された(HEC混合物の場合、バッファーは、56℃に予備加熱された)。マグネチックスターラーが、均質なゲルが形成されるまで、連続で溶液を撹拌するために用いられた。気泡を除去するために、ゲル配合剤が、3分間遠心分離された(3.5×1000rpm)。所望の量のTCP-25ペプチドがその後、10mMトリス(pH7.4)および1.3%グリセロールバッファーに溶解され、その後、ゲルに添加され、撹拌および遠心分離ステップが再度行われた。TCP-25配合剤の初期スクリーニングのために、本発明者らは、1%配合物質(図1Aの場合HPC、CMC、またはPluronic)を添加された40μM TCP-25、0.5%ポリマーもしくはPluronicが添加された異なるTCP-25濃度(図1Bの場合)、または0.1%ポリマーもしくはPluronicを有する10μM TCP-25(図1CまたはDの場合)のいずれかを用いた。他に明白に述べられない限り、用語「TCP-25ゲル#1」は、0.1%TCP-25(0.3mM)、pH7.4の10mMトリスHCI、1.3%グリセロールおよび1.5%HECを含むゲルを指す。TCP-25ゲル#1が、本実施例に記載されたインビトロおよびインビボ実験に用いられた。ブタ創傷モデルでは、ゲルは、0.1%または1%TCP-25(それぞれ0.3または3mM)、pH7.4の10mMトリスHCI、1.3%グリセロールおよび2%HECポリマーを含有した。上記ゲルが0.1%TCP-25を含む限りにおいて、それは、本明細書では「TCP-25ゲル#2」と称され、1%TCP-25を含む上記ゲルは、TCP-25ゲル#3と称される。ゲル配合剤は、さらなる使用まで4℃で貯蔵された。TCP-25の蛍光撮像では、ゲルは、2%蛍光標識TCP-25(TAMRA、Cy3またはCy5で標識)でスパイクされた。
細菌単離物。この計画で用いられた菌株は、大腸菌(ATCC25922)、緑膿菌(PAO1およびATCC27853)、黄色ブドウ球菌(ATCC29213)、表皮ブドウ球菌(ATCC14990)、およびエンテロコッカス・フェカリス(ATCC29212)であった。この試験で用いられたバイオルミネッセンス性細菌は、緑膿菌および黄色ブドウ球菌であった。本発明者らはまた、黄色ブドウ球菌(1779、1781、2278、2279、2404、2405、2528、2788、2789)、緑膿菌(10.5、13.2、23.1、27.1、51.1、62.2、15159、18488)、表皮ブドウ球菌(2282)、およびE.フェカリス(2374)の臨床単離物を用い、それらは、皮膚および創傷感染物のどちらかに由来した。これらの菌株は、スウェーデン ルンドのDepartment of Bacteriology,University Hospitalから得られた。
放射状拡散アッセイ(RDA)。細菌(大腸菌、緑膿菌、および黄色ブドウ球菌)が、フルストレングス(full-strength)(3%w/v)トリプシン大豆ブロス(TSB;Becton, Dickinson and Company、米国メリーランド州スパークス)10mL中で対数増殖期中期まで増殖され、遠心分離され(5600rpm×10分)、その後、10mMトリスバッファー中で再懸濁された。その後、4×106CFUが、0.03%(w/v)TSB、1%(w/v)低電気浸透度(EEO)アガロース(Sigma-Aldrich、米国マサチューセッツ州セントルイス)、および0.02%(v/v)Tween20(Sigma-Aldrich)からなる下張り(underlay)アガロースゲル15mLに添加され、その後、144mmペトリ皿に入れられた。プレートがその後、生検パンチを用いて4mmウェルをアガロースゲル中にパンチすることにより、調製された。TCP-25(6μL)がその後、アガロース上のウェルに添加され、37℃および5%CO2で3時間インキュベートされて、ペプチドをゲル中に拡散させた。下張りのゲルが、溶融されたオーバーレイ(蒸留H2O中の6%TSBおよび1%低EEOアガロース)15mLで覆われ、プレートがその後、37℃で24時間インキュベートされた。ペプチドの抗菌活性が各ウェルの周辺の透明ゾーンとして視覚化され、パンチ径(4mm)を除くゾーン径として表された。分解されたTCP-25の抗菌特性を評定するために、RDAプレートが調製され(上記の通りの下張りアガロースゲル15mL中の4×106CFU大腸菌)、試料が上記の節に記載された通りロードされた。試料が、分解されたペプチド溶液を0.15M NaCIを有する、または有しないpH7.4の10mMトリスと混合することにより、調製された。
生菌数算定アッセイ(VCA)。菌株が、トッド・ヒューイット(TH)培地中で対数増殖期中期まで増殖され、その後、遠心分離された(5600rpm×10分)。細菌ペレットがその後、pH7.4の10mMトリスを用いて洗浄され、10分間再遠心分離され、その後、ペレットは同じ10mMトリスバッファーに再懸濁された。pH7.4の10mMトリス 50μL中の大腸菌、緑膿菌、および黄色ブドウ球菌1×107CFUが、異なるTCP-25ゲル配合剤(0、1、2、5または10μMのいずれかのTCP-25を混合された0.5%HPC、CMCまたはPluronicF-127)を含有する試験管に添加された。試験管はその後、37℃(5%CO2)で2時間インキュベートされた。インキュベーションの後、10倍系列希釈が実施され、希釈物のそれぞれから10μLが6回、THブロス寒天プレートに播種され、37℃(5%CO2)で一晩インキュベートされ、その後CFUを決定した。
バイオルミネッセンス性細菌に対するTCP-25ゲルの抗菌効果。バイオルミネッセンス性緑膿菌Xen41および黄色ブドウ球菌SAP229が、TH培地中で対数増殖期中期まで増殖され、その後、それらは、pH7.4の10mMトリスおよび1.3%グリセロールバッファー(5600rpm)中で20分間洗浄された。細菌ペレットが10mMトリスバッファーで希釈され、各菌株から50μL(2×108CFU/mL)が、0.1%TCP-25を有する、または有しないゲル配合剤(1.5%HEC、10mMトリスpH7.4、1.3%グリセロール)と混合された。37℃で2時間のインキュベーションの後、各試料がピペットチップを用いて穏やかに混合された。バイオルミネッセンスが、インビボバイオイメージングシステムIVIS□(Perkin Elmer、米国)を用いて1、5、30および120分目に測定された。
最小発育阻害濃度アッセイ。微生物増殖を予防する抗菌物質の最低濃度を定義するMIC分析が、マイクロタイターブロス希釈法(Wiegand et al., 2008)を用いて実施された。手短に述べると、新鮮な一夜コロニーが、0.5単位の濁度に懸濁され、さらにミューラー・ヒントンブロス(Becton Dickinson)に希釈された。MICを決定するために、TCP-25が、原液から、系列希釈を介して必要な範囲より10倍高い濃度で溶解された。その後、各濃度の10μLが、96ウェルマイクロタイタープレート(ポリプロピレン、Costar Corp.)のそれぞれ対応するウェルに添加された。細菌が、トリス(pH7.4)ですすがれ、MH培地で希釈され、懸濁液90μL(およそ1×105CFU)が、各ウェルに添加された。プレートが37℃で一晩(16~18時間)インキュベートされた。MICは、生菌の増殖が観察されない濃度とされた。
NF-kB/AP-1アッセイ。NF-kB活性化が、製造業者の使用説明書に従い、THP1-XBlue(商標)-CD14レポータ細胞(ここではTHP-1細胞と表す、InvivoGen、米国カリフォルニア州サンディエゴ)を用いて評定された。手短に述べると、THP-1細胞が、10%加熱非働化FBS、1%抗生物質-抗真菌剤(Invitrogen、米国カリフォルニア州カールスバッド)、100μg/mL G418(InvivoGen、米国カリフォルニア州)、および200μg/mL Zeocin(InvivoGen、米国カリフォルニア州)を有するRPMI1640細胞培地中で培養された。細胞が、1.8×105細胞/ウェルで96ウェルプレートに添加された。先に記載された(HPC、CMCまたはPluronicF-127中の)異なるTCP-25ゲル配合剤(20μL)が、LPS 20μL(1μg/mL、大腸菌O111:B4由来、Sigma-Aldrich)と混合され、37℃で一晩インキュベートされたTHP-1細胞に添加された。上清の一部(20μL)が、QUANTI-Blue試薬(InvivoGen、米国カリフォルニア州)180μLと混合され、さらに1時間インキュベートされた(ウェルの残りは、MTTアッセイに用いられた)。分泌された胎児アルカリホスファターゼSEAP(NF-kB活性化の指示薬)の濃度が、600nmの分光光度計を用いて定量的に決定された。
MTTアッセイ。異なる配合剤(TCP-25を有する、または有しない)に供されたTHP-1細胞の生存力が、MTTアッセイを利用して測定された。滅菌濾過されたMTT(3-(4,5-ジメチル-2-チアゾリル)-2,5-テトラゾリウムブロミド;Sigma-Aldrich Chemie GmbH、ドイツ シュタインハイム)溶液(PBS中の5mg/mL)が、使用されるまで光から保護されて-20℃で貯蔵された。MTT溶液(20μL)が、先に記載された通りNF-kB/AP-1アッセイからの残り(180μL)と共に各ウェルに添加された。プレートが、5%CO2および37℃で90分間インキュベートされた。インキュベーションの後、プレートが300gで10分間遠心分離され、MTT含有培地がアスピレーションにより除去された。青色のホルマザン生成物が、各ウェルごとに100%DMSO(Duchefa Biochemie、オランダ ハーレム)100μLを添加することにより溶解された。プレートがその後、室温で30分間、穏やかに旋回されて沈殿物を溶解し、吸収が、550nmで読み取られた。溶解された細胞が、アッセイの陽性対照として用いられた。生存する非処置細胞の値が、100%と見なされ、他の処置の値が、非処置の生存細胞に比較して示された。
非治癒性静脈潰瘍を有する患者からの創傷液。創傷液が、3か月より長い潰瘍期間を有する慢性静脈下肢潰瘍を有する患者から、過去に記載された通り回収された(Lundqvist et al., 2004)。Op-Siteドレッシングが創傷に適用され、創傷液が、2時間後にフィルム下の穏やかなアスピレーションを介して採取された。滅菌創傷液が、乳腺切除後の外科的排膿物から得られた。創傷液は、エッペンドルフ遠心分離機において10,000rpmで遠心分離され、分取され、-20℃で貯蔵された。この試験では、陽性緑膿菌および黄色ブドウ球菌培養物を有する患者からの創傷液が、用いられた。
円偏光二色性分光法。本発明者らは、温度制御ユニット(25℃)Jasco CDF-426S Peltierを備えたJasco J-810分光偏光計(Jasco、米国メリーランド州イーストン)を用いて、円偏光二色性分光測定を実施した。試料マトリックスが、20μM TCP-25を用いて調製され、希釈され、異なる配合剤成分(1:1比でそれぞれHPC/HEC、CMC、およびPluronicF-127を有するTCP-25)、LPS(20μg/mL)、または10mMトリスpH7.4単独と混合された。全ての混合物が室温で30分間インキュベートされ、その後、試料が1mm石英製キュベットに入れられた。窒素で外部パージングされた後、試料が、波長間隔200~260nm(スキャン速度:20nm/分)にわたりスキャンされた。各試料につきスキャン5回の平均が、記録された。ベースライン(10mMトリスバッファー、配合剤成分、またはLPS)が、各試料のスペクトルから減算された。本発明者らは、過去に記載された通り、10mMトリスバッファー、LPS、および配合剤成分(1:5の比で)の存在下で222nmでのモルエリプソメトリーからTCP-25のα-ヘリックス含量を計算した。
TCP-25ゲル拡散。拡散アッセイが、ポリエチレンテレフタラート(PET)インサート(0.4μm、VWR International、米国ペンシルベニア州ラドノール)を備えた6ウェルプレートで実施された。ペプチド放出の分析のために、TCP-25ゲル(0.1%TAMRA-TCP-25、10mMトリス、pH7.4、1.3%グリセロースおよび1.5%HEC)が作製された。トリスグリセロールバッファー(4mL)が、各ウェルの側底区分に添加された。TCP-25ゲル(1mL)が、頂上区分に添加された。プレートがその後、37℃でインキュベートされた。25μLの試料が、異なる時点(5分、20分、30分、1時間、2時間、6時間、24時間、および48時間)で側底区分から採取され、蛍光が、分光光度計を用いて570および583nmで測定された。バッファー中の0.1%TCP-25溶液が、対照に用いられた。
TCP-25の安定性。HECゲルまたはバッファー(10mMトリス、pH7.4、1.3%グリセロール)のどちらかの中のTCP-25の安定性が、MALDI-TOF質量分析を利用して検討された。試料が、調製され(1.5%HECまたはバッファー中の0.1%TCP-25)、その後、0、14、60または180日間の貯蔵庫に入れられた。試料マトリックスが、各貯蔵時間からの試料が異なる温度-80℃、4℃、20℃および37℃でも保持されるように、割り付けられた。貯蔵後、試料が質量分析用に調製された。
TCP-25断片の質量分析。10mMトリス中のTCP-25(2μg)が、総容量20μL中のHNE(0.1μg)により37℃で30分間および/または3時間消化された。ゲル配合剤(0.1%TCP-25、10mMトリスpH7.4、1.3%グリセロール、1.5%HEC)20mgが、溶液と同じ条件下で0.2μg HNEでも消化された。溶液およびHECゲル中のTCP-25の消化が、MALDI質量分析およびLC-MS/MS分析を利用して決定された。
MALDI質量分析。ゲルまたは溶液からのTCP-25試料が、2%ACN/0.1%TFAで希釈され、ステンレス製MALDIターゲットプレート上で直接50%ACN/0.1%TFA溶液中の0.5mg/mL α-シアノ-4-ヒドロキシケイ皮酸(CHCA)の溶液と混合された。典型的には試料0.5μLが、CHCA溶液0.5μLと混合された。次のMS分析が、MALDI LTQ Orbitrap XL質量分析計(ThermoScientific、ドイツ ブレーメン)で実施された。全ての質量スペクトルが、FT分析計(Orbitrap)を利用して60,000分解能(m/z400)で得られた。質量スペクトルの記録が、800~4000Da質量範囲のポジティブモードで実施された。窒素レーザが、オフモードの自動ゲイン制御により10μJで、位置ごとに10のレーザショットを利用して操作された。スペクトルの評価は、Xcalibur v 2.0.7.ソフトウエア(Thermo Fisher Scientific製、米国カリフォルニア州サンホセ)を用いて実施された。
LC-MS/MS。MS分析が、Proxeon Easy-nLC 1000(Thermo Fisher)を備えたOrbitrap Fusion Tribrid MSシステム(ThermoScientific)で実施された。データベース検索が、PEAKS7.5により以下の設定で実施された:酵素およびメチオニン酸化は、動的修飾として処置されなかった。翻訳後修飾の最大数は、ペプチドごとに1つであった。7ppmのMS質量誤差範囲および0.05DaのMS/MS質量誤差範囲が、用いられた。
創傷液および血漿の中のTCP-25の質量分析。ミニブタ創傷液および血漿のためのMS分析が、Q&Q Labs(Molndal、ウェーデン)で実施された。手短に述べると、内部標準溶液(ISTD)50μLが、血漿または創傷液試料300μLに添加され、5秒間ボルテックス処理された。その後、0.16%NH4OHおよび30%CANが添加され、10秒間ボルテックス処理された。全試料がその後、Oasis WCXカラム(Waters、米国マサチューセッツ州ミルフォード)にロードされ、滴下してカラムを通って流された。すすぎおよび溶出の後、試料がN2での蒸発により乾燥された。試料がその後、50:50のCAN:MQで希釈され、ボルテックス処理され、LC-MS/MSに注入された。アッセイ範囲は30~3000nMであり、定量限界(LOQ)は100nMであった。
血漿中のTCP-25の安定性。TCP-25(10μM)が、異なる種の血漿中およびPBS中、37℃でインキュベートされた。分取液が、0、1、3、および5時間の時点で採取され、最終試料容量中の考えられる差を補填するための内部標準を有して氷冷アセトンを用いるタンパク質沈殿によるLC-MS分析のために調製された。LC-MS分析が、フルスキャンモードで実施され、TCP-25と内部標準とのピーク面積の比が計算され、時間に対してプロットされた。消失について得られたk(h-1)値が、TCP-25の半減期を計算するために用いられた。
流動学的分析。0.1%または1%TCP-25を有する、または有しない2%HECゲルでの流動学的測定が、プレート/プレートの配置および1mmのギャップを備えたKinexus Proレオメータ(Malvern Panalytical Ltd.,英国マルバーン)で実施された。0.001~10の剪断歪が、線形粘弾性領域(LVR)、ならびに1Hzおよび25℃での流動点(G’およびG”クロスオーバーでの剪断応力)を決定するために適用された。流動点での剪断応力(Pa)は、レオメータにより直接決定された。加えて、G’およびG”クロスオーバーでの歪みとしての流動点も、決定された。測定は、三重測定で実施された。
マウス炎症モデル。10~12週齢の雄BALB/c tg(NFk□-RE-Luc)-Xenレポータマウス(Taconic Biosciences、米国ニューヨーク州アルバニ)が、LPS(大腸菌5μg)での皮下同時処置後のTCP-25ゲル#1の抗炎症効果を試験するために用いられた。マウスの背中が注意深く剃毛され、浄化された。LPSが、TCP-25ゲル#1 100μLと混合され、イソフルラン(Baxter、米国イリノイ州ディアフィールド)で麻酔されながら直ちに皮下注射された。マウスは、直ちに個別換気ケージに移された。ゲル配合剤中のTCP-25が、ペプチドの蛍光撮像のためにTCP-25 Cy5でスパイクされた。IVISスペクトルでのバイオイメージングが、NF-kB活性化の縦断的決定に用いられた。IVIS撮像の15分前に、マウスが、D-ルシフェリン 100μLを腹腔内注射された(PerkinElmer、150mg/kg体重)。マウスからのバイオルミネッセンスが、検出され、Living Image 4.0 Software(PerkinElmer)を用いて定量された。
マウス外科的インプラントモデル。10~12週齢雄BALB/cマウスが、外科的インプラントモデルに用いられた。マウスの背中が剃毛され、70%アルコールで浄化された。イソフルラン麻酔の下で、およそ10mmの切開がマウスの背部の皮膚に施され、はさみの先端が、小さなポケットを作製するのに用いられた。6mm径円盤のポリウレタン(PU)フォーム(Mepilex(登録商標) Transfer、Molnlycke Heath Care、スウェーデン ヨーテボリ)が、皮下筋膜の下の挿入された。TCP-25ゲル#1または対照ゲル 100μLとLPS(大腸菌、5μg)が、直ちに皮下ポケット中のPU円盤の周辺に沈着され、創傷が縫合糸(VICRYL(商標)、Johnson & Johnson、ベルギー)で閉鎖された。マウスが24時間目に殺処分され、PUディスクが回収された。創傷液が、さらなるサイトカイン分析のためにPUディスクから抽出された。
皮下感染のマウスモデル。10~12週齢雄SKH-1無毛マウスが、2%イソフルランと酸素の混合物を用いて麻酔された。TCP-25 Cy5をスパイクされたTCP-25ゲル#1が、ペプチドの蛍光撮像に用いられた。バイオルミネッセンス性細菌の緑膿菌Xen41または黄色ブドウ球菌229の一夜培養物が、リフレッシュされ、TH培地中で対数増殖期中期まで増殖された。細菌が、15分間洗浄され(5.6□1000rpm)、10mMトリスバッファー(pH7,4)で希釈された。配合剤はその後、細菌106CFUと混合された。総量100μLの汚染混合物(80μLゲル+20μL細菌懸濁液)が、マウスの背中に皮下注射された。インビボ細菌感染およびペプチド局在化が、IVIS撮像を利用して麻酔マウスにおいてバイオルミネッセンス(細菌)および蛍光(TCP-25 Cy5)を測定することにより、縦断的に評価された。動物は、バイオルミネッセンスまたは蛍光モードのどちらかで撮像され、得られたデータは、Living Image 4.0 Software(PerkinElmer)を用いて分析された。終了時に、創傷の組織試料が回収され、CFUが決定された。
予防モデルでは、全ての手順は、ゲル(80μL)が最初にBALB/cマウスの背中に皮下注射されたことを除き、上記と類似していた。30分後に、バイオルミネッセンス性黄色ブドウ球菌および緑膿菌(20μL中の106CFU)が、ゲル沈着部位に注射された。インビボ細菌感染が、IVIS撮像を利用して細菌バイオルミネッセンスを測定することにより縦断的に評価された。
マウスにおけるTCP-25放出。10~12週齢雄SKH-1無毛マウスが、2%イソフルラン(Baxter)と酸素の混合物を用いて麻酔された。TCP-25 Cy5をスパイクされたTCP-25ゲル#1が、ペプチドの蛍光撮像に用いられた。いくらかのマウスでは、TCP-25ゲル#1が、LPS 20μgと混合された。ゲル(100μL)が、イソルランで麻酔されたマウスに皮下注射された。ペプチドの放出が、蛍光モードのIVIS撮像を用いてモニタリングされ、得られたデータはLiving Image 4.0 Software(PerkinElmer)を用いて分析された。
部分層創傷のミニブタモデル。黄色ブドウ球菌の創傷感染をインビボで試験するために、ミニブタの部分層創傷モデルが用いられた。体重14~16kgの雌ゲッチンゲン系ミニブタが、用いられた。手順の全ては、資格のある外科獣医により厳格な無菌技術に従って実施された。創傷形成の前に、ミニブタが1週間馴化され、創傷形成の前夜は絶食された。背部の体毛が、手術の24時間前に刈り取られた。創傷形成の当日に、ミニブタの背部が、クロルヘキシジン(MEDI-SCRUBスポンジ;Rovers、オランダ オス)および生ぬるい水と共にこすり洗いされた。背中がその後、剃毛され、クロルヘキシジン溶液(4%)で消毒され、滅菌ガーゼで乾燥された。その後の手順は、全身麻酔下で実施された。全身麻酔は、チレタミンとゾラゼパム(Zolacepam)の混合物(Zoletil 50、Virbac、スウェーデン)で実現された。Zoletil導入用量(1mL/10kg体重)が、筋肉内に与えられ、麻酔が、耳介静脈中でカテーテルを利用して静脈内で維持された(0.5mL/10kg体重)。麻酔の間、ミニブタはフェイスマスクを通して酸素が補充された。創傷の外形が、滅菌三角スケールおよび組織ペンで標識された。電動デルマトーム(Zimmer)を用いて、2.5×2.5cmの大きさの12の部分層(深さ750μm)創傷が、ミニブタの背部に作製された(各側に6箇所)。最初の実験では、新鮮な創傷の深さが、生検の凍結切片およびDAPI核染色剤での染色により確認された。4cmの最小距離が、創傷間で維持された。ホメオスタシスのために、創傷が滅菌ガーゼで覆われた。一晩の黄色ブドウ球菌(ATCC29213)培養物が、リフレッシュされ、TH培地中で対数増殖期中期まで増殖された。細菌が、15分間洗浄され(5.6×1000rpm)、10mMトリスバッファー(pH7.4)で2×108CFU/mLの濃度に希釈された。感染のために、細菌が、HEC(107CFU/100μL)に懸濁され、新鮮な創傷表面に塗布された。ゲル(100μL)が、非感染対照創傷に塗布された。15分後、TCP-25ゲル#2またはTCP-25ゲル#3 500μLのみが、創傷に塗布され、創傷がその後、一次フォームドレッシング(Mepilex(登録商標)Transfer;Molnlycke Healthcare、スウェーデン ヨーテボリ)で覆われた。プライマリードレッシングが、透明の呼吸可能な固定ドレッシング(Mepore□ Film;Molnlycke、スウェーデン ヨーテボリ)で覆われた。その後、ドレッシングが皮膚用ステープル(smi、ベルギー ザンクト・フィート)で固着された。さらなる保護およびパッディングのために、創傷エリアがその後、2層の滅菌コットンガーゼで覆われ、接着テープで固着された。最後に、1層の可撓性自己接着バンデージ(Vet Flex、Kruuse、デンマーク)が、その下のドレッシングを支持および保護するために用いられた。麻酔からの回復後に、動物は、任意の不快感についてモニタリングされ、水および餌を提供された。動物は、個別に飼育され、連日モニタリングされた。創傷形成および感染の24時間後に、全身麻酔の下でドレッシングが除去され、観察が行われた。創傷が撮像により証明され、臨床スコア付けが資格のある獣医により実施された。スワブ試料が創傷表面から採取され、細菌分析に用いられた。一次ドレッシングから回収された創傷液が、交換された各時間に採取され、さらに分析された。TCP-25ゲル#2、TCP-25ゲル#3またはゲルのみ(500μL)が、各創傷群に塗布され、新しいドレッシングが適用された。短期処置レジメンでは、ドレッシングは毎日交換され、ミニブタは感染の4日後に殺処分された。長期処置レジメンでは、ドレッシングは2、3、5、7および9日目に交換され、ミニブタは10日目に殺処分された。終了当日に、創傷からの組織試料も回収された。
ベンチマーク比較試験では、Prontosan(B Braun、スイス ゼンパッハ)およびMepilex Ag(Molnlycke Healthcare、スウェーデン ヨーテボリ)処置群も、加えられた。1%TCP-25-2%HECゲルに加え、幾つかの創傷がProntosan(500μL)で処置され、他は、Mepilex Ag(4.5×4.5cm)で処置された。ミニブタにおける創傷治癒試験では、部分層創傷が先に記載された通り作製されたが、細菌感染は導入されなかった。創傷が、長期処置レジメンにおいてTCP-25ゲル#2、TCP-25ゲル#3またはゲル単独で処置された。
重感染試験では、上述の短期処置レジメンに、2日目に1つの改変を有して従った。1日目の創傷形成、黄色ブドウ球菌感染および処置に続き、緑膿菌が2日目に創傷に添加された。一晩の緑膿菌培養物が、リフレッシュされ、TH培地中で対数増殖期中期まで増殖され、洗浄され、10mMトリスバッファー(pH7.4)で希釈された。重感染を確定するために、緑膿菌(105CFU/100μLトリスバッファー)が、創傷表面に塗布された。15分後に、各処置およびドレッシングが適用された。ドレッシングは3日目に交換され、ミニブタは4日目に殺処分された。
確定された感染の試験では、1日目に1つの改変を有して上述の長期処置レジメンに従った(図7E)。1日目の創傷形成の直後に、黄色ブドウ球菌(107CFU/100μL HECゲル)が新鮮な創傷表面に添加されたが、処置は適用されなかった。各処置が2日目に開始された後、3、5、7および9日目にドレッシングが交換され、ミニブタは10日目に殺処分された。
重感染を有するミニブタ創傷からの汚染細菌の同定およびコンディション培地の調製
創傷から採取された新鮮なスワブ試料が、ルンドのDepartment of Clinical Microbiology, Division of Laboratory Medicine,Skane University Hospitalに送付され、標準の微生物法を利用して同定された。コンディション培地を調製するために、細菌が、光学密度が1.5に達するまで振とうインキュベータ(180rpm)内で5mL TH培地中、37℃で一晩(16時間)増殖された。その後、細菌は3000×gで10分間遠心分離された。上清が、取り出され、0.2μmFiltropur Sフィルター(Sarstedt、Numbrecht)で濾過滅菌された。1%コンディション培地が、THP1-XBlue細胞を刺激するために用いられた。
創傷から採取された新鮮なスワブ試料が、ルンドのDepartment of Clinical Microbiology, Division of Laboratory Medicine,Skane University Hospitalに送付され、標準の微生物法を利用して同定された。コンディション培地を調製するために、細菌が、光学密度が1.5に達するまで振とうインキュベータ(180rpm)内で5mL TH培地中、37℃で一晩(16時間)増殖された。その後、細菌は3000×gで10分間遠心分離された。上清が、取り出され、0.2μmFiltropur Sフィルター(Sarstedt、Numbrecht)で濾過滅菌された。1%コンディション培地が、THP1-XBlue細胞を刺激するために用いられた。
インビボTCP-25取り込み。TCP-25皮膚浸透および組織取り込みを試験するために、TCP-25 Cy3をスパイクされたTCP-25ゲル#2およびTCP-25ゲル#3が用いられた。TCP-25ゲル#2またはTCP-25ゲル#3は、ミニブタの背部の部分層創傷(2時間)または無傷の皮膚(2および24時間)のどちらかに塗布された。ゲルの塗布後に、創傷が、先に記載された通りドレッシングされた。ブタが殺処分され、生検が、瞬間凍結され、凍結切片作製のためにOCT化合物に封入された。凍結切片が、室温(RT)のPBSで洗浄され(5分で1回)、4’,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)溶液(PBS中の0.5mM)が核対比染色剤として用いられた(1分、RT)。スライドが、PBSで洗浄され(5分で1回、RT)、乾燥されて、退色防止封入培地(PermaFluor、ThermoFisher Scientific)で封入された。切片がその後、蛍光顕微鏡(AxioScope.A1、Carl Zeiss、ドイツ)を用いて撮像された。
エクスビボTCP-25取り込み。エクスビボのブタ皮膚モデルにおいてTCP-25取り込みを試験するために、TCP-25 Cy3をスパイクされたTCP-25ゲル#4が、用いられた。TCP-25ゲル#4は、2%TCP-25、2%HEC、1.3%グリセロールおよびpH7.4の10mMトリスHCIを含む。凍結された皮膚が、解凍され、エタノール(70%)および滅菌水で洗浄された。ペトリ皿上で、皮膚を、部分的にPBSに沈積した状態にして、水分を保持した。TCP-25ゲル#4(50μL)が、創傷または無傷の皮膚に塗布され、37℃で2および24時間の期間、インキュベートされた。インキュベーションの終了時に、組織試料が、外科用メスを用いて切り出され、凍結され、凍結切片作製のためにOCT化合物に封入された。凍結切片は、先のインビボ取り込みについて記載された通り、蛍光撮像のために処理された。
創傷液抽出。創傷からの創傷ドレッシング(Mepilex;Molnlycke Health Care、スウェーデン ヨーテボリ)が、5mLの予め冷蔵された試験管に移され、氷上に保持された。創傷液を抽出するために、ドレッシングが、pH7.4の氷冷された10mMトリスバッファー500μLに浸漬され、5分間遠心分離された(2000g、4℃)。抽出された創傷液が、プロテアーゼ阻害剤を有する、または有しない予め冷蔵されたエッペンドルフ管に分取され、さらなる分析まで-80℃で貯蔵された。
創傷の細菌分析。創傷から回収されたスワブ試料が、PBS 500μLを有するエッペンドルフ管に入れられ、30秒間ボルテックス処理された。希釈された試料(PBSで10倍希釈)が、THブロス寒天に播種され、CFU分析のために37℃で一晩インキュベートされた。
ELISA。ドレッシング材から採取された創傷液が、IL-6およびTNF-α濃度を決定するために用いられた。ブタIL-6およびTNF-α DuoSet□ ELISAキット(R&D Systems、米国ミネソタ州ミネアポリス)が、製造業者の推奨に従って用いられた。マウス血漿では、IL-6およびTNF-αが、製造業者の使用説明に従い、マウス炎症キット(Becton Dickinson AB、米国ニュージャージー州フランクリンレークス)を用いて評定された。
マウスにおける単回投与毒性。10週齢雌BALB/cマウスが、TCP-25 5mg(100μLトリスバッファー中)を皮下に与えられ、24時間後に殺処分された。組織(肺、腎臓、肝臓、皮膚および脾臓)が、組織検査のために採取され、H&Eで染色された。
組織学的検査。マウス組織のために、感染エリアから回収された皮膚試料(生検パンチを使用することにより4mmまたは6mm)が、濾紙に置かれて巻き上がりを予防し、4%パラホルムアルデヒド中で一晩固定され:それらはその後、70%エタノール中に貯蔵された。ミニブタの創傷では、組織試料が、外科用メスを用いて回収され、中性に緩衝されたホルマリン中で一晩固定され、その後、70%エタノール中に貯蔵された。系列的脱水の後、組織が、パラフィンブロックに包埋され、切り出され、ヘマトキシリンおよびエオジン(H&E)染色された。試料が、明視野顕微鏡測定(Axioplan2、Zeiss、ドイツ)を用いて撮像された。ミニブタ創傷生検のH&E染色切片が、経験のある病理学獣医(M.P.)により盲検的手法で検査およびスコア付けされた。組織学的スコア付けは、0~5のスケール(0は、より悪化したスコア、5は最良スコア)で、上皮化、肉芽形成組織、炎症細胞、膿瘍、および組織形成に基づいた。各創傷区分では、90~100%の創傷を覆った5つのエリアが、10倍対物レンズの下で検査された。
結果
異なる配合剤成分の存在下でのペプチドの効果および構造の評価
TCP-25の作用は、LPS結合時のC形ターンおよびヘリックス構造の形成などの構造転移を含み、細菌膜とCD14相互作用の両方の能力にある程度依存する。本発明のゲル配合剤は、これらのTCP-25の機能を支援する。抗菌活性が、TCP-25単独について(図1E参照)、またはヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、もしくはPluronicF-127(本明細書では以後、Pluronicと呼ぶ)の存在下で決定された。放射状拡散アッセイ(RDA)は、静菌/殺菌効果を測定する、寒天拡散に基づく方法である。グラム陰性大腸菌および緑膿菌、ならびにグラム陽性黄色ブドウ球菌に対するRDAを利用して、グラム陰性菌大腸菌および緑膿菌に対して大部分が保持されたTCP-25活性を実証できた。しかし、CMCの添加は、黄色ブドウ球菌のペプチド活性に対するTCP-25活性を阻害した(図1A)。溶液中の殺菌効果を測定する生菌数算定アッセイ(VCA)を利用する分析は、陰イオン性CMCポリマーとミセル形成Plurornicの両方がTCP-25の抗菌作用と干渉し、一方でペプチドの抗菌活性はHPC中で保持されることを、実証した(図1B)。臨床的なおよび規制についての考慮事項もまた、関連の中性ポリマーであるヒドロキシエチルセルロース(HEC)との比較を促し、結果は、HPCで得られた結果と類似していた(図1Eおよび1F)。
異なる配合剤成分の存在下でのペプチドの効果および構造の評価
TCP-25の作用は、LPS結合時のC形ターンおよびヘリックス構造の形成などの構造転移を含み、細菌膜とCD14相互作用の両方の能力にある程度依存する。本発明のゲル配合剤は、これらのTCP-25の機能を支援する。抗菌活性が、TCP-25単独について(図1E参照)、またはヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、もしくはPluronicF-127(本明細書では以後、Pluronicと呼ぶ)の存在下で決定された。放射状拡散アッセイ(RDA)は、静菌/殺菌効果を測定する、寒天拡散に基づく方法である。グラム陰性大腸菌および緑膿菌、ならびにグラム陽性黄色ブドウ球菌に対するRDAを利用して、グラム陰性菌大腸菌および緑膿菌に対して大部分が保持されたTCP-25活性を実証できた。しかし、CMCの添加は、黄色ブドウ球菌のペプチド活性に対するTCP-25活性を阻害した(図1A)。溶液中の殺菌効果を測定する生菌数算定アッセイ(VCA)を利用する分析は、陰イオン性CMCポリマーとミセル形成Plurornicの両方がTCP-25の抗菌作用と干渉し、一方でペプチドの抗菌活性はHPC中で保持されることを、実証した(図1B)。臨床的なおよび規制についての考慮事項もまた、関連の中性ポリマーであるヒドロキシエチルセルロース(HEC)との比較を促し、結果は、HPCで得られた結果と類似していた(図1Eおよび1F)。
TCP-25のエンドトキシン遮断効果は、LPSと細胞の両方との特異的相互作用に関係するため、これらの抗炎症活性のための構造的な前提条件は特異的配合剤中の抗菌作用に必要な前提条件と別であり得ることが、考えられる。LPSで刺激されたTHP1-XBlue(商標)-CD14細胞をインビトロで用いる異なる配合剤成分の存在下でのTCP-25の抗エンドトキシン活性が、決定された。細胞が、HPC、CMC、およびPluronicの存在下でまたは不在下で大腸菌LPS(10ng/mL)とおよびTCP-25とインキュベートされた。18~24時間のインキュベーションの後、NF-kBおよびAP-1の活性化が、評定された。結果は、特にCMC、およびより少ない程度にPluronicが、TCP-25抗エンドトキシン作用と干渉することを示した。しかしHPCは、TCP-25へのいかなる阻害効果も発揮しなかった(図1C)。上記の通り、関係するポリマーのヒドロキシエチルセルロース(HEC)との比較は、HPCで得られた結果と類似した結果を生じた(図1G)。配合剤成分単独、およびTCP-25との組み合わせの毒性効果の同時分析が実施され、結果は、配合の組み合わせが、MTTアッセイを利用して評定されるように、細胞生存能に影響を及ぼさないことを示した(図1D、図1H)。
ゲル配合剤成分の存在下でのLPS結合時のTCP-25の構造的特色および考えられる構造転移が、円偏光二色性分光法(CD)分析を利用して分析された。全体として、結果は、中性HPC/HECと対照的に、負電荷CMCがTCP-25において、α-ヘリックス含量の増加と矛盾のない強い構造変化を誘導することを示した(図2AおよびB)。TCP-25のα-ヘリックス含量は、トリスバッファー、LPS、およびポリマー(1:5の比で)の存在下で222nmでのモルエリプソメトリーから計算された。LPSの存在下では、TCP-25は、HECゲル配合剤中のα-ヘリックス含量の有意な(P≦0.05)増加を示し(図2B)、それはバッファー中のLPSのみにより誘導された配座転移と類似していた。総括すると、これらの構造試験は、機能的試験と良好に一致し、TCP-25作用が中性ポリマーを含む配合剤により容易になること、したがってペプチドのLPSと細胞の相互作用を可能にすることを実証する。図2Cは、試験されたゲル成分の存在下でのTCP-25ペプチドとLPSの相互作用の略図を表す。
上記データに基づき、1.5%HEC、1.3%グリセロール(等張性のため)、および10mMトリスpH7.4からなるゲル基剤が、さらなる試験に用いられた。黄色ブドウ球菌および緑膿菌を用いる最初の用量反応試験は、HECゲル中の0.01~0.05%TCP-25の用量(0.03~0.15mM μM TCP-25に対応する0.1~0.5mg/ml)が抗菌効果を呈することがを示した(図2C)。HECゲル中の0.1%TCP-25(0.3mM)の用量が、さらなる試験のために選択された(本明細書では「TCP-25ゲル#1」と表される)。バイオルミネッセンス性細菌に及ぼすTCP-25ゲル#1の抗菌効果が、上記の通り定量され、結果は、図3Aに示されるルミノメトリーの利用により得られた。TCP-25ゲル#1は、わずか1分のインキュベーション後に緑膿菌PAO1および黄色ブドウ球菌のバイオルミネッセンスの急速な低減を生じた。抗菌効果は、膜完全性の損失を検出するヨウ化プロピジウム(赤色)を利用するLive-Deadアッセイ(BacLight Kit L7012)の利用により実証された通り、細菌透過により媒介された。VCAを利用して、黄色ブドウ球菌および緑膿菌PAO1に及ぼすTCP-25ゲル#1の殺菌効果がさらに実証され、この2種の細菌について3logを超える低減を生じた(図3B)。一連の細菌創傷単離物に及ぼすTCP-25ゲルの効果が、分析された。TCP-25ゲル#1は、黄色ブドウ球菌および緑膿菌の全ての臨床由来単離物、ならびに追加的創傷単離物および参照株の3logを超える低減を生じた。この結果は、CSLAに従う標準の最小阻害濃度(MIC)アッセイでTCP-25を用いてさらに裏づけられており、以下の表1Aを参照されたい:
全ての例のMIC値は、0.1%(0.3mM)を含む、TCP-25ゲル#1中のTCP-25用量未満であることが、留意されなければならない。総括すると、これらの結果は、TCP-25が、HPCおよびHECなどの中性ポリマー中で抗菌活性を保持し、複数のグラム陰性およびグラム陽性菌単離物に対し活性であること、ならびに配合されたTCP-25ゲル#1が、細菌透過により介在される急速な殺傷効果を発揮すること、を実証する。
実験的マウスモデルにおける細菌およびエンドトキシン応答に及ぼすTCP-25ゲルの効果
細菌の外科的汚染の状況を模擬する2種の異なる動物モデルが用いられ、両者とも、手術および創傷形成に関連する状況を模倣した。直接かつ即座の汚染を模倣する、最初のモデルであるTCP-25ゲル#1は、バイオルミネッセンス性黄色ブドウ球菌および緑膿菌(106コロニー形成単位、CFU/動物)を接種され、直ちにSKH1マウスに皮下注射された。結果は、TCP-25ゲル#1が、6時間後(図4A)および24時間後(図4E)のCFUの分析と合わせ、インビボバイオイメージングにより評定されるように、細菌を低減したことを示した。6時間後のバイオルミネッセンスの初期低減と比較した場合、おそらく単回投与レジメンによる細菌再増殖のため、より高いシグナルが24時間後に記録された。しかしCFUの低減は、24時間後の2種の細菌では>2logであった(図4E)。TCP-25の組織分布を視覚化するために、TCP-25ゲル#1は1%Cy5標識TCP-25でスパイクされ、ペプチドが、試験された期間の間にゲル投与部位に局在化すると観察された(図4A)。細菌分析に対応する感染組織エリアの組織学的分析は、TCP-25ゲル#1で処置された動物における炎症応答の排除を示した(図4B)。第二の予防モデルにおいて、TCP-25ゲル#1は最初に、BALB/cマウスに皮下注射された。30分後に、バイオルミネッセンス性黄色ブドウ球菌および緑膿菌(106CFU/動物)が、ゲル沈着の部位に注射された。上記の通り、結果は、インビボバイオイメージングによる評定で細菌の低減を示した。
細菌の外科的汚染の状況を模擬する2種の異なる動物モデルが用いられ、両者とも、手術および創傷形成に関連する状況を模倣した。直接かつ即座の汚染を模倣する、最初のモデルであるTCP-25ゲル#1は、バイオルミネッセンス性黄色ブドウ球菌および緑膿菌(106コロニー形成単位、CFU/動物)を接種され、直ちにSKH1マウスに皮下注射された。結果は、TCP-25ゲル#1が、6時間後(図4A)および24時間後(図4E)のCFUの分析と合わせ、インビボバイオイメージングにより評定されるように、細菌を低減したことを示した。6時間後のバイオルミネッセンスの初期低減と比較した場合、おそらく単回投与レジメンによる細菌再増殖のため、より高いシグナルが24時間後に記録された。しかしCFUの低減は、24時間後の2種の細菌では>2logであった(図4E)。TCP-25の組織分布を視覚化するために、TCP-25ゲル#1は1%Cy5標識TCP-25でスパイクされ、ペプチドが、試験された期間の間にゲル投与部位に局在化すると観察された(図4A)。細菌分析に対応する感染組織エリアの組織学的分析は、TCP-25ゲル#1で処置された動物における炎症応答の排除を示した(図4B)。第二の予防モデルにおいて、TCP-25ゲル#1は最初に、BALB/cマウスに皮下注射された。30分後に、バイオルミネッセンス性黄色ブドウ球菌および緑膿菌(106CFU/動物)が、ゲル沈着の部位に注射された。上記の通り、結果は、インビボバイオイメージングによる評定で細菌の低減を示した。
対照ゲルまたはTCP-25ゲル#1が、LPSを同時に添加して皮下注射された。NF-kB活性化を報告したマウスを用いて、LPSが、配合剤に添加されると局所炎症応答を生じ、それがTCP-25を含有するゲルにより排除されることが、見出された(図4C)。上記の通り、Cy5標識TCP-25でスパイクされたTCP-25ゲルが用いられ、ペプチドは、試験された期間の間にゲル投与部位に局在化することが観察された(図4C)。別の実験において、局所創傷浸出液を採取するために皮下に移植された6mmポリウレタン円盤を有するBALB/cマウスが、用いられた。このモデルは、外科的インプラントモデルに類似しており、LPSの適用は、インターロイキン(IL)-6および腫瘍壊死因子(TNF)-□の増加を生じ、それはTCP-25ゲル#1の添加時に低減された(図4D)。この結果は、バイオイメージング試験の結果と同等である(図4C)。総括すると、結果は、TCP-25ゲル#1が、感染およびエンドトキシン駆動性炎症の皮下モデルにおいてインビボで有意な二重抗感染および抗炎症機能を有することを実証した。
ブタ部分層創傷モデルにおけるTCP-25ゲルの効果
ゲッチンゲン系ミニブタにおける部分層創傷モデル(試験の概要は図5Aに表される)が、用いられた。このモデルは、ヒト創傷形成の状況に変換可能である。外傷および細菌汚染(ここでは汚染創傷モデルと表される)に関して処置が施された臨床状況を模倣する、最初の4日試験では、創傷は黄色ブドウ球菌を接種された後、30分のインキュベーション時間の後、対照またはTCP-25ゲル#2を塗布され、続いて1日1回ドレッシング交換時にゲル処置された。4日目に、非処置の対照創傷は、炎症および感染の可視的徴候を示した(図5B)。TCP-25ゲル#2処置は、感染を排除し、改善された臨床スコアをもたらし(図5B、C)、細菌カウントを低減し(図5D)、IL-6およびTNF-αを低下させ(図5E)、組織レベルでの炎症徴候を低減した(図5F)。2つの別の実験で、動物2匹が、2日目に重感染を発症し、それが混合感染をもたらした。これらの動物からの創傷データは、ここでは別に表される。単離および同定により、重感染を担う細菌が、緑膿菌であることが見出された。TCP-25ゲル#2は、この二次的な混合感染も予防した(図5B~E)。これらの2種の緑膿菌単離物は、RDAにおいてTCP-25への感受性を示し、ペプチドは、THP-1細胞に及ぼす細菌上清の炎症促進効果を排除した。緑膿菌での自然な重感染を再現するために、細菌汚染モデルが、黄色ブドウ球菌に続く、上記の混合感染から採取された1つの緑膿菌株での同じ創傷への接種を利用して、再度行われた。上記の通り、TCP-25ゲル#3処置は、感染の発症を予防し、改善された臨床スコアをもたらし、細菌数を低減し、TNF-αおよびIL-1βを低下させた。これらの実験に続いて、創傷に黄色ブドウ球菌が上記の通り接種された後、3日間およびその後の1日おきの1日1回処置が行われる、10日試験を行った。この場合もまた、TCP-25ゲル#2処置が、黄色ブドウ球菌感染を予防し、創傷状況を改善した(図5G)。組織学的分析は、ペプチド処置創傷が、完全に再上皮化されたことを示し、それは、感染された非処置創傷では観察されなかった(図5G)。最後に、非感染創傷の正常な治癒に及ぼす効果を評価するために、TCP-25ゲル#2が、別の実験で部分層創傷に10日間同様に塗布された。対照ゲルおよびTCP-25ゲル処置創傷は両者とも、正常な創傷治癒を示し、組織毒性の徴候はなかった(図5H)。
ゲッチンゲン系ミニブタにおける部分層創傷モデル(試験の概要は図5Aに表される)が、用いられた。このモデルは、ヒト創傷形成の状況に変換可能である。外傷および細菌汚染(ここでは汚染創傷モデルと表される)に関して処置が施された臨床状況を模倣する、最初の4日試験では、創傷は黄色ブドウ球菌を接種された後、30分のインキュベーション時間の後、対照またはTCP-25ゲル#2を塗布され、続いて1日1回ドレッシング交換時にゲル処置された。4日目に、非処置の対照創傷は、炎症および感染の可視的徴候を示した(図5B)。TCP-25ゲル#2処置は、感染を排除し、改善された臨床スコアをもたらし(図5B、C)、細菌カウントを低減し(図5D)、IL-6およびTNF-αを低下させ(図5E)、組織レベルでの炎症徴候を低減した(図5F)。2つの別の実験で、動物2匹が、2日目に重感染を発症し、それが混合感染をもたらした。これらの動物からの創傷データは、ここでは別に表される。単離および同定により、重感染を担う細菌が、緑膿菌であることが見出された。TCP-25ゲル#2は、この二次的な混合感染も予防した(図5B~E)。これらの2種の緑膿菌単離物は、RDAにおいてTCP-25への感受性を示し、ペプチドは、THP-1細胞に及ぼす細菌上清の炎症促進効果を排除した。緑膿菌での自然な重感染を再現するために、細菌汚染モデルが、黄色ブドウ球菌に続く、上記の混合感染から採取された1つの緑膿菌株での同じ創傷への接種を利用して、再度行われた。上記の通り、TCP-25ゲル#3処置は、感染の発症を予防し、改善された臨床スコアをもたらし、細菌数を低減し、TNF-αおよびIL-1βを低下させた。これらの実験に続いて、創傷に黄色ブドウ球菌が上記の通り接種された後、3日間およびその後の1日おきの1日1回処置が行われる、10日試験を行った。この場合もまた、TCP-25ゲル#2処置が、黄色ブドウ球菌感染を予防し、創傷状況を改善した(図5G)。組織学的分析は、ペプチド処置創傷が、完全に再上皮化されたことを示し、それは、感染された非処置創傷では観察されなかった(図5G)。最後に、非感染創傷の正常な治癒に及ぼす効果を評価するために、TCP-25ゲル#2が、別の実験で部分層創傷に10日間同様に塗布された。対照ゲルおよびTCP-25ゲル処置創傷は両者とも、正常な創傷治癒を示し、組織毒性の徴候はなかった(図5H)。
インビトロおよびインビボでのTCP-25ゲルの薬物動態
インビトロおよびインビボモデルでのゲル配合剤中のTCP-25の薬物動態。インビトロでは、ゲルからバッファー溶液へのTAMRA標識TCP-25の拡散速度が、分析された(図10A)。分析では、0.1%TAMRA-TCP-25、10mMトリスpH7.4、1.3%グリセロール、および1.5%HECを含むTCP-25ゲルが、用いられた。用いた2区分の系では、ペプチドは、蛍光の読み取りにより決定されるように、ゲル相から徐々に溶出され、初期バーストは観察されなかった。ペプチドは、2時間後のバッファー区分で検出され、ペプチド量の約半量が、6時間後にハイドロゲルから放出され、データはCDにより検出された弱いペプチド-ポリマー相互作用と互換性があった(図2)。
インビトロおよびインビボモデルでのゲル配合剤中のTCP-25の薬物動態。インビトロでは、ゲルからバッファー溶液へのTAMRA標識TCP-25の拡散速度が、分析された(図10A)。分析では、0.1%TAMRA-TCP-25、10mMトリスpH7.4、1.3%グリセロール、および1.5%HECを含むTCP-25ゲルが、用いられた。用いた2区分の系では、ペプチドは、蛍光の読み取りにより決定されるように、ゲル相から徐々に溶出され、初期バーストは観察されなかった。ペプチドは、2時間後のバッファー区分で検出され、ペプチド量の約半量が、6時間後にハイドロゲルから放出され、データはCDにより検出された弱いペプチド-ポリマー相互作用と互換性があった(図2)。
TCP-25の分布をインビボで評定するために、TCP-25ゲル#1(Cy5標識TCP-25をスパイク)は、SKH1マウスの背中に皮下沈着された。縦断的IVISバイオイメージングが、ゲルから周辺組織中へのペプチドの核酸を追跡するために用いられ、この結果は、TCP-25の大部分が注射部位に保持されることを示した(図10B)。したがって結果は、インビトロモデルで観察された緩やかな拡散と互換性があった(図10A)。LPSの存在は、このインビボモデルにおいてTCP-25の分布に影響を及ぼさなかった(図10B、下の並び)。皮膚および創傷を介する考えられるペプチド取り込みを評定するために、上記のようにCy5標識TCP-25でスパイクされたTCP-25ゲル#2、#3および#4が、エクスビボおよびインビボでブタの無傷の皮膚または創傷のどちらかに塗布された(図10C、D)。総ペプチド濃度は、インビボで0.1%(TCP-25ゲル#2)で保持されただけでなく、1%(TCP-25ゲル#3)に増加され(図10C)、エクスビボで2%に増加された(TCP-25ゲル#4)(図10D)。蛍光ペプチドは、塗布部位で局所的に残留し、皮膚または創傷を介する下部組織への可視的取り込みは、観察されなかった。外用薬処置後のTCP-25の考えられる全身取り込みを評定するために、部分層創傷モデルからの血漿が、質量分析を利用して分析された(図10E)。TCP-25ペプチドは、部分層創傷へのTCP-25ゲル#2の24時間塗布の後にブタ血漿で検出されなかった。しかし、インタクトTCP-25は、24時間処置期間後の感染および非感染創傷から得られたドレッシングからの創傷液中で検出された。
インビトロでの好中球エラスターゼによるTCP-25の分解、ならびにインビトロおよびインビボで作製されたタンパク質分解性TCP断片との比較
複数のTCPが、創傷治癒および炎症の間に活性である支配的酵素である、主要なプロテアーゼのヒト好中球エラスターゼ(HNE)によるインビトロでのトロンビンのタンパク質分解性消化により作製された。対応するC-末端ペプチド配列が、急性および非治癒性潰瘍からの創傷液中で同定され、これらの中に、TCP断片FYTHVFRLKKWIQKVIDQFGEおよびHVFRLKKWIQKVIDQFGEのSEQ ID No2および4があった。それがHNEに供された後のTCP-25の消化パターンが、決定された。酵素消化が、異なる期間実施され。断片化がLC-MS/MSにより評価された。図6Aは、異なる期間の消化の後に得られた主要ペプチドを示す。同定された全てのTCP-25断片が、図6Bにおいてグラフ表示され、TCP断片が、HNEでのトロンビン消化後に見出された断片と比較された。インビボの創傷中で検出されたTCPもまた、図6Bに示される。結果は、創傷液中でおよびHNEでのトロンビンの消化後に検出された複数のペプチドが、TCP-25のHNE消化後に同定されたものと構造的に重複することを示す(図6B)。例えば、ペプチドHVFRLKKWIQKVIDQFGE(HVF18)(SEQ ID NO;4)は、主要な断片GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(GKY20)(SEQ ID NO3)と同じく、HNEによるTCP-25のタンパク質分解後に検出された(図6A)。消化パターンもまた、バッファー中でおよびHEC配合剤中で類似していた(図6C)。作製されたペプチド断片は、RDA中で最大6時間の消化期間の間抗菌活性を保持したが、より長い消化時間は、特にRDAが生理学的塩条件で実施された場合に、ペプチド活性の低減をもたらした(0.15M NaCI)(図6D)。要約すると、結果は、TCP-25のHNE分解が複数の生物活性TCP断片の作製をもたらし、そのうちの複数がヒトトロンビンから作製された同一のペプチドと重複し、インビボでのヒト創傷にも存在したことを示した。
複数のTCPが、創傷治癒および炎症の間に活性である支配的酵素である、主要なプロテアーゼのヒト好中球エラスターゼ(HNE)によるインビトロでのトロンビンのタンパク質分解性消化により作製された。対応するC-末端ペプチド配列が、急性および非治癒性潰瘍からの創傷液中で同定され、これらの中に、TCP断片FYTHVFRLKKWIQKVIDQFGEおよびHVFRLKKWIQKVIDQFGEのSEQ ID No2および4があった。それがHNEに供された後のTCP-25の消化パターンが、決定された。酵素消化が、異なる期間実施され。断片化がLC-MS/MSにより評価された。図6Aは、異なる期間の消化の後に得られた主要ペプチドを示す。同定された全てのTCP-25断片が、図6Bにおいてグラフ表示され、TCP断片が、HNEでのトロンビン消化後に見出された断片と比較された。インビボの創傷中で検出されたTCPもまた、図6Bに示される。結果は、創傷液中でおよびHNEでのトロンビンの消化後に検出された複数のペプチドが、TCP-25のHNE消化後に同定されたものと構造的に重複することを示す(図6B)。例えば、ペプチドHVFRLKKWIQKVIDQFGE(HVF18)(SEQ ID NO;4)は、主要な断片GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(GKY20)(SEQ ID NO3)と同じく、HNEによるTCP-25のタンパク質分解後に検出された(図6A)。消化パターンもまた、バッファー中でおよびHEC配合剤中で類似していた(図6C)。作製されたペプチド断片は、RDA中で最大6時間の消化期間の間抗菌活性を保持したが、より長い消化時間は、特にRDAが生理学的塩条件で実施された場合に、ペプチド活性の低減をもたらした(0.15M NaCI)(図6D)。要約すると、結果は、TCP-25のHNE分解が複数の生物活性TCP断片の作製をもたらし、そのうちの複数がヒトトロンビンから作製された同一のペプチドと重複し、インビボでのヒト創傷にも存在したことを示した。
インビトロでのTCP-25の安定性
HNEに供された場合のTCP-25の急速な分解と対照的に、TCP-25は、バッファー中またはHEC配合剤(TCP-25ゲル#1)中のいずれかで4℃または20℃で長期間貯蔵された場合変化を示さなかった。MALDI質量分析を利用する質量分析は、これらの温度で最大180日間、分解または酸化/脱アミノ化の誘導を見出さなかった。しかし、37℃で180日間の貯蔵は、質量変化をもたらした。活性アッセイは、質量分析と良好に一致し、ペプチドの抗菌効果および免疫調整効果が最大180日間の貯蔵後に保持されることを示した。血漿中のそれらの半減期は、おそらくエンドプロテイナーゼまたは安定性に影響を及ぼす他の因子の差のせいで、血漿採取に用いられた種に依存するということが、他のペプチドについて過去に示されている。このためTCP-25の安定性が、質量分析を利用してヒト、ブタ、およびマウス血漿中で試験された。37℃でインキュベートされた場合のTCP-25は、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)およびマウス血漿中でインキュベートされた場合安定であった。ヒトおよびミニブタ血漿中では、半減期はそれぞれ、8.1および2.5時間と計算された。
HNEに供された場合のTCP-25の急速な分解と対照的に、TCP-25は、バッファー中またはHEC配合剤(TCP-25ゲル#1)中のいずれかで4℃または20℃で長期間貯蔵された場合変化を示さなかった。MALDI質量分析を利用する質量分析は、これらの温度で最大180日間、分解または酸化/脱アミノ化の誘導を見出さなかった。しかし、37℃で180日間の貯蔵は、質量変化をもたらした。活性アッセイは、質量分析と良好に一致し、ペプチドの抗菌効果および免疫調整効果が最大180日間の貯蔵後に保持されることを示した。血漿中のそれらの半減期は、おそらくエンドプロテイナーゼまたは安定性に影響を及ぼす他の因子の差のせいで、血漿採取に用いられた種に依存するということが、他のペプチドについて過去に示されている。このためTCP-25の安定性が、質量分析を利用してヒト、ブタ、およびマウス血漿中で試験された。37℃でインキュベートされた場合のTCP-25は、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)およびマウス血漿中でインキュベートされた場合安定であった。ヒトおよびミニブタ血漿中では、半減期はそれぞれ、8.1および2.5時間と計算された。
TCP-25ハイドロゲルと臨床で用いられる創傷処置との比較、および確立された感染に対する効果
様々な銀製ドレッシングおよびPHMBを含有する製品は、熱傷もしくは外科的創傷での感染を予防するために、または慢性下肢潰瘍の処置として、一般的に用いられる、したがって次の試験では、汚染された創傷モデルのための過去の処置計画を利用して、TCP-25ゲル#3が、それぞれ銀およびPHMBを含有する一般的な創傷処置Mepilex AgおよびProntosanゲルと比較された。したがって創傷は、黄色ブドウ球菌を接種され、その後、3つの創傷処置のいずれかで処置された。0.1%TCP-25ゲル(TCP-25ゲル#2)について過去に実証された通り、この試験で用いられたTCP-25ゲル(TCP-25ゲル#3)もまた、臨床スコア付け(図7C)および組織学的分析(図7D)により評定された通り、黄色ブドウ球菌感染を予防し(図7AおよびB)、この4日間汚染創傷モデルでの何らかの観察された負の効果はなかった。しかし本発明者らは、Mepilex Agが、臨床状況および創傷細菌数が感染された対照のものと類似していたため、黄色ブドウ球菌感染を予防することにおいて効果的でないことを観察した(図7A~D)。Mepilex Agドレッシング抽出物中の細菌低減が観察されたが、この変化は、統計学的に有意でなかった(P>0.05)(図S11A)。対照的に、TCP-25ゲル#3は、ドレッシング抽出物中の細菌数を低減できた(>5log)。この観察と一致して、インビトロで、本発明者らは、Mepilex Agドレッシングが、バッファー条件で黄色ブドウ球菌に対する抗菌効果を示しながら、血漿および創傷液の存在下で効果的でないことを見出した。主に抗菌効果を評価することを目標とした、この感染モデルでは、Prontosan処置は、臨床創傷スコア付け、細菌感染の低減、およびTNF-αに関してTCP-25ゲル#3と類似の結果を生じた(図7A~Dおよび図7L)。最後に、確立された感染のモデルでTCP-25の効果を評価するために、創傷は、黄色ブドウ球菌を接種され、その後、24時間で感染が確立され、次に1%TCP-25ゲル(TCP-25ゲル#3)またはProntosanで処置された(図7E)。Mepilex Agは、上記の汚染創傷モデルにおいて無効であることが見出されたため、除外された。2日目の処置の開始前に、全ての創傷は、臨床的に可視の感染徴候および類似の細菌数を示した(図7FおよびG)。処置は、2連続日の間、1日1回適用され、その後、10日目まで1日ごとに適用された。結果は、TCP-25ゲル#3処置が実際に、細菌数による評定で黄色ブドウ球菌および関連の炎症を低減し(図7G)、サイトカインTNF-α(図7H)およびIL-1β(図7M)の濃度を低下することを示した。注目すべきことに、サイトカイン濃度の低減は、TCP-25ゲル#3処置創傷中で観察された抗菌効果に先行した(図7Hおよび図7M)。したがって3日目(TCP-25ゲル#3での処置の24時間後)に得られた結果は、対照のものと類似の創傷中の細菌数にもかかわらず、TNF-α(図7H)およびIL-1β(図7M)の低減を示す。本発明者らは、5日目にProntosanによる細菌数への初期効果を観察したが、それは総合的には、確立された感染モデルにおいては黄色ブドウ球菌および炎症の低減に効果的でなかった(図7F~Hおよび図7M)。総括すると、これらの結果は、TCP-25ゲル#3が汚染および感染された創傷のモデルにおいて黄色ブドウ球菌を標的とすることにおいて効果的であること、ならびに処置が細菌の存在と独立してサイトカインを低減する能力を有することを実証する。
様々な銀製ドレッシングおよびPHMBを含有する製品は、熱傷もしくは外科的創傷での感染を予防するために、または慢性下肢潰瘍の処置として、一般的に用いられる、したがって次の試験では、汚染された創傷モデルのための過去の処置計画を利用して、TCP-25ゲル#3が、それぞれ銀およびPHMBを含有する一般的な創傷処置Mepilex AgおよびProntosanゲルと比較された。したがって創傷は、黄色ブドウ球菌を接種され、その後、3つの創傷処置のいずれかで処置された。0.1%TCP-25ゲル(TCP-25ゲル#2)について過去に実証された通り、この試験で用いられたTCP-25ゲル(TCP-25ゲル#3)もまた、臨床スコア付け(図7C)および組織学的分析(図7D)により評定された通り、黄色ブドウ球菌感染を予防し(図7AおよびB)、この4日間汚染創傷モデルでの何らかの観察された負の効果はなかった。しかし本発明者らは、Mepilex Agが、臨床状況および創傷細菌数が感染された対照のものと類似していたため、黄色ブドウ球菌感染を予防することにおいて効果的でないことを観察した(図7A~D)。Mepilex Agドレッシング抽出物中の細菌低減が観察されたが、この変化は、統計学的に有意でなかった(P>0.05)(図S11A)。対照的に、TCP-25ゲル#3は、ドレッシング抽出物中の細菌数を低減できた(>5log)。この観察と一致して、インビトロで、本発明者らは、Mepilex Agドレッシングが、バッファー条件で黄色ブドウ球菌に対する抗菌効果を示しながら、血漿および創傷液の存在下で効果的でないことを見出した。主に抗菌効果を評価することを目標とした、この感染モデルでは、Prontosan処置は、臨床創傷スコア付け、細菌感染の低減、およびTNF-αに関してTCP-25ゲル#3と類似の結果を生じた(図7A~Dおよび図7L)。最後に、確立された感染のモデルでTCP-25の効果を評価するために、創傷は、黄色ブドウ球菌を接種され、その後、24時間で感染が確立され、次に1%TCP-25ゲル(TCP-25ゲル#3)またはProntosanで処置された(図7E)。Mepilex Agは、上記の汚染創傷モデルにおいて無効であることが見出されたため、除外された。2日目の処置の開始前に、全ての創傷は、臨床的に可視の感染徴候および類似の細菌数を示した(図7FおよびG)。処置は、2連続日の間、1日1回適用され、その後、10日目まで1日ごとに適用された。結果は、TCP-25ゲル#3処置が実際に、細菌数による評定で黄色ブドウ球菌および関連の炎症を低減し(図7G)、サイトカインTNF-α(図7H)およびIL-1β(図7M)の濃度を低下することを示した。注目すべきことに、サイトカイン濃度の低減は、TCP-25ゲル#3処置創傷中で観察された抗菌効果に先行した(図7Hおよび図7M)。したがって3日目(TCP-25ゲル#3での処置の24時間後)に得られた結果は、対照のものと類似の創傷中の細菌数にもかかわらず、TNF-α(図7H)およびIL-1β(図7M)の低減を示す。本発明者らは、5日目にProntosanによる細菌数への初期効果を観察したが、それは総合的には、確立された感染モデルにおいては黄色ブドウ球菌および炎症の低減に効果的でなかった(図7F~Hおよび図7M)。総括すると、これらの結果は、TCP-25ゲル#3が汚染および感染された創傷のモデルにおいて黄色ブドウ球菌を標的とすることにおいて効果的であること、ならびに処置が細菌の存在と独立してサイトカインを低減する能力を有することを実証する。
上記のブタ創傷モデルは、TCP-25が細菌および炎症を標的とし得ることを示したが、本発明者らは別に、TCP-25ゲルのコンセプトの後者の態様をさらに評価したかった。皮下感染のマウスモデルにおいて、Prontosanゲルは、黄色ブドウ球菌および緑膿菌を低減することにおいてTCP-25ゲル3#と等しく効果的であり(図7I)、それは、黄色ブドウ球菌汚染創傷モデルにおける両者の処置の観察された予防効果と一致した(図7AおよびB)。考えられる抗エンドトキシン効果を具体的に評定するために、本発明者らは次に、マウスの背中の各側へのProntosanゲルまたは0.1%TCP-25ゲル(TCP-25ゲル#2)のいずれかの付加と共に、LPSを皮下注射した。このモデルにおいて、TCP-25ゲル#2は、Prontosanゲルと比較して、有意な(P<0.01)抗炎症活性を呈した(図7J)。これらのインビボデータと一致して、インビトロ実験は、TCP-25がPHMBに比較してより高いLPSクエンチング効果を発揮することを示した(図7K)。最後に、単回投与の毒性試験が実施された。マウスは、TCP-25 5mgを皮下注射され、臓器が、24時間後に採取された。肺、腎臓、肝臓、脾臓および皮膚の組織学的検査は、任意の毒性徴候を示さなかった。
TCP-25は創傷中の炎症を標的とする
TCP-25ゲルでの処置はまた、一般に創傷感染に関係するTLR介在性炎症を標的とし得る。最初の実験は、先に記載された混合感染創傷に由来する創傷液(図5D)がTHP-1細胞モデル系においてNF-kB活性化を誘導することを実証したが、そのような誘導は、TCP-25ゲル処置の創傷または非感染創傷のどちらについても観察されなかった(図8A)。この実験では、0.1%TCP-25、2%HEC、1.3%グリセロールおよびpH7.4の10mMトリスHCIを含むTCP-25ゲル#5が、用いられた。しかし、NF-kB誘導のこの非存在は処置の抗感染効果に起因し得るため、本発明者らは次に、TCP-25を、黄色ブドウ球菌および緑膿菌の両方で感染された動物由来の創傷液に添加した。この場合、TCP-25は、創傷液が誘導した炎症を低減した(図8B)。非治癒性静脈潰瘍を有する患者は一般に、黄色ブドウ球菌および緑膿菌によりコロニー形成または感染される。これらの細菌に感染された創傷を有する患者5名に由来する創傷液が、選択され、THP-1細胞を様々な度合いに活性化することを見出した(図8C)。この複合的環境では、TCP-25の添加は、先に注記された通りNF-kB活性化を低減した(図8B)。総括すると、結果は、TCP-25はまた、エンドトキシンならびに他のTLRアゴニストおよびサイトカインを含有する複合的創傷環境において炎症を減弱する能力も有することを示す。
TCP-25ゲルでの処置はまた、一般に創傷感染に関係するTLR介在性炎症を標的とし得る。最初の実験は、先に記載された混合感染創傷に由来する創傷液(図5D)がTHP-1細胞モデル系においてNF-kB活性化を誘導することを実証したが、そのような誘導は、TCP-25ゲル処置の創傷または非感染創傷のどちらについても観察されなかった(図8A)。この実験では、0.1%TCP-25、2%HEC、1.3%グリセロールおよびpH7.4の10mMトリスHCIを含むTCP-25ゲル#5が、用いられた。しかし、NF-kB誘導のこの非存在は処置の抗感染効果に起因し得るため、本発明者らは次に、TCP-25を、黄色ブドウ球菌および緑膿菌の両方で感染された動物由来の創傷液に添加した。この場合、TCP-25は、創傷液が誘導した炎症を低減した(図8B)。非治癒性静脈潰瘍を有する患者は一般に、黄色ブドウ球菌および緑膿菌によりコロニー形成または感染される。これらの細菌に感染された創傷を有する患者5名に由来する創傷液が、選択され、THP-1細胞を様々な度合いに活性化することを見出した(図8C)。この複合的環境では、TCP-25の添加は、先に注記された通りNF-kB活性化を低減した(図8B)。総括すると、結果は、TCP-25はまた、エンドトキシンならびに他のTLRアゴニストおよびサイトカインを含有する複合的創傷環境において炎症を減弱する能力も有することを示す。
流動学
TCP-25ゲルの流動学的特性が、測定された。0.1または1%TCP-25(TCP-25ゲル#2およびTCP-25ゲル#3)を有しない(対照)または有する2%HECゲルのゲル強度が、プレート/プレートの配置および1mmのギャップを備えたKinexus Proレオメータ(Malvern Panalytical Ltd.,英国マルバーン)で分析された。0.001~10の歪の剪断歪が適用され、線形粘弾性領域(LVR)、貯蔵弾性率(G’)および損失弾性率(G’’)が、周波数1Hzおよび25℃で決定された。結果が、図9に示される。
TCP-25ゲルの流動学的特性が、測定された。0.1または1%TCP-25(TCP-25ゲル#2およびTCP-25ゲル#3)を有しない(対照)または有する2%HECゲルのゲル強度が、プレート/プレートの配置および1mmのギャップを備えたKinexus Proレオメータ(Malvern Panalytical Ltd.,英国マルバーン)で分析された。0.001~10の歪の剪断歪が適用され、線形粘弾性領域(LVR)、貯蔵弾性率(G’)および損失弾性率(G’’)が、周波数1Hzおよび25℃で決定された。結果が、図9に示される。
考察
感染性疾患は、各年の世界全体の死亡例の数百万例を占める。創傷および手術のエリアでは、感染した熱傷創および術後感染が、著しい罹患率を引き起こし、敗血症などの致命的な全身合併症のリスクと関連する。耐性発症による抗生物質および他の抗微生物薬の有効性減少は、深刻化する問題である。我々は、特定の感染について治療薬がもはや利用できないところまで来ている。それゆえ、治癒を改善して様々な型の創傷中の感染および炎症を低減する、新しい処置に対する重要で満たされていない要件がある。全身抗生物質または局所消毒剤のみを用いる現行の治療は、細菌を標的とするのみであり、関連の炎症への何らかの効果を有しない。反対に、創傷中の過剰な炎症応答を低減する治療薬は主に、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)または局所で生成されたサイトカインを標的とし、後者は現在、前臨床試験の段階である。本発明は、細菌および放出される炎症促進生成物を標的とするペプチドを組み込むハイドロゲルを基にした別のアプローチを実証する。図8Dに示される通り、そのような「二重作用」のゲルは、消毒機能を有し、エンドトキシンなどの細菌生成物を遮断することにより炎症促進性応答を標的とする。NF-kBの上流で作用するTCP-25は、NF-kB介在性応答の下流にあるMMPおよびサイトカインを標的とする過去の概念と大きく異なる。
感染性疾患は、各年の世界全体の死亡例の数百万例を占める。創傷および手術のエリアでは、感染した熱傷創および術後感染が、著しい罹患率を引き起こし、敗血症などの致命的な全身合併症のリスクと関連する。耐性発症による抗生物質および他の抗微生物薬の有効性減少は、深刻化する問題である。我々は、特定の感染について治療薬がもはや利用できないところまで来ている。それゆえ、治癒を改善して様々な型の創傷中の感染および炎症を低減する、新しい処置に対する重要で満たされていない要件がある。全身抗生物質または局所消毒剤のみを用いる現行の治療は、細菌を標的とするのみであり、関連の炎症への何らかの効果を有しない。反対に、創傷中の過剰な炎症応答を低減する治療薬は主に、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)または局所で生成されたサイトカインを標的とし、後者は現在、前臨床試験の段階である。本発明は、細菌および放出される炎症促進生成物を標的とするペプチドを組み込むハイドロゲルを基にした別のアプローチを実証する。図8Dに示される通り、そのような「二重作用」のゲルは、消毒機能を有し、エンドトキシンなどの細菌生成物を遮断することにより炎症促進性応答を標的とする。NF-kBの上流で作用するTCP-25は、NF-kB介在性応答の下流にあるMMPおよびサイトカインを標的とする過去の概念と大きく異なる。
本発明は、TCP-25ハイドロゲルがインビトロおよびインビボで黄色ブドウ球菌および緑膿菌などの病原体を効果的に殺傷することを実証する。ブドウ球菌は、術後感染の根拠をなす主因であり、多剤耐性株の出現は、処置の可能性を困難にする。TCP-25の作用機序は既存の抗生物質と異なるため、TCP-25のインビトロでのMRSAを標的とする能力は、それが耐性ブドウ球菌への感染のリスクを低減し得るため、興味深い。TCP-25のMIC分析は、このペプチドが、臨床開発中のLL-37およびオミガナンなどの他の抗菌性ペプチドと同等の活性を有することを示した。同様に、ここで示される通り、TCP-25はまた、ゲルに配合された場合インビトロで一連の緑膿菌および黄色ブドウ球菌単離物を殺傷した。急性創傷形成および細菌汚染の状況を模倣するマウスモデルを用いたインビボバイオイメージング試験のデータは、TCP-25ハイドロゲルが、インビボでも黄色ブドウ球菌および緑膿菌感染を予防する能力を有することを実証する。特に重要なことは、TCP-25ハイドロゲルが実験的マウスモデルにおいて皮下注射されたエンドトキシンへの局所応答も低減するという知見であった。
ブタ創傷治癒試験は、ヒト創傷治癒状況への良好な変換を有すると見なされる。汚染創傷の短期部分層モデルにおいて、TCP-25ハイドロゲルは、創傷の黄色ブドウ球菌接種後の感染予防に効率的であった。2つの別の実験では、動物が、2日目に緑膿菌での重感染を獲得し、TCP-25ゲル処置が、そのような混合感染を予防した。注目すべきことに、緑膿菌株の単離および特徴づけの後、これは、黄色ブドウ球菌接種の24時間後にそのような緑膿菌で創傷を汚染することにより上手く再現された。
これらの上記実験では、サイトカイン濃度の低減が、TCP-25ゲル処置後に定期的に観察された。感染された部分層創傷に由来する創傷浸出液の炎症促進効果が、外部から添加されたTCP-25によっても遮断され得るという観察は、ペプチドがインビボでの創傷形成の間に細菌誘導性炎症を低減する能力を有することを示している。実際に、これらの知見は、TCP-25ハイドロゲルが実験的マウスモデルにおいてエンドトキシン誘導性組織炎症を低減することを実証する初期の実験と一致する。重要なことに、TCP-25ハイドロゲルは、確立された黄色ブドウ球菌感染のモデルにおいても効果的であった。このモデルにおいて、サイトカイン濃度は、細菌数が影響を受ける前に低減され、インビボでのTCP-25ハイドロゲルの抗炎症作用についてさらなる裏づけを加えた。
これらの観察の全ては、臨床に関連する。なぜなら糖尿病および動脈または静脈不全などの様々な病因の非治癒性潰瘍を有する大きな患者群は、阻害された創傷治癒工程を有するためである。後者の群は、最大であり、特に、高レベルの炎症促進性因子、プロテアーゼ、および細菌を有する慢性的で機能不全の炎症を特徴とする。TCP-25が黄色ブドウ球菌および緑膿菌に感染された非治癒性静脈潰瘍を有する患者に由来する創傷液への炎症促進性単球応答も低減するという観察はそれゆえ、それが、ペプチドが様々なTLRアゴニストの混合物を含有する創傷中の過剰な炎症を標的とする能力を有することを示すため、臨床的観点に大いに関連する。この観察は、TCP-25がエンドトキシン、ならびにリポタイコ酸、ペプチドグリカンおよびCpG DNAなどの他のTLRアゴニストを標的とするという観察と一致する。
本発明の「二重作用」ゲルのコンセプトの臨床的および変換的能力をさらに示すために、TCP-25ハイドロゲルの有効性が、2種の一般に用いられる創傷処置Mepilex AgおよびProntosan創傷ゲルと比較された。両方の処置に意図される使用は、熱傷および非治癒性潰瘍などの創傷を処置することである。銀含有のドレッシングは、黄色ブドウ球菌感染を予防せず、それは、様々な創傷適応症における消毒剤としての銀の広範囲の使用を考慮すると意外であった。しかし、その長い歴史および一般的な用途にもかかわらず、銀含有のドレッシングまたはクリームが創傷治癒を改善すること、または感染を予防することを実証する臨床的エビデンスはほとんどない。TCP-25ハイドロゲルおよびProntosanの両方は、皮下細菌感染のマウスモデルおよびブタ部分層黄色ブドウ球菌汚染創傷モデルにおいて抗菌性であった。興味深いことに、汚染された創傷モデルと対照的に、Prontosanは総合的に、確立された黄色ブドウ球菌感染のモデルにおいて細菌感染またはサイトカインのどちらも低減しなかった。注目すべきは、この観察が実際に外科的創傷での近年の知見に対応することであり、Prontosan溶液に浸漬されたドレッシングが細菌数および感染を低減するのに効果的でなかったことを実証する。最後に、NF-kBレポータマウスモデルを利用した試験は、エンドトキシンスカベンジング効果がTCP-25ハイドロゲルに特有であることを実証し、PHMBとTCP-25の間の機能的差をさらに示した。
過去の試験は、TCP-25およびその生物活性エピトープの構造的機能の関連性に取り組んだ。例えばHVF18(HVFRLKKWIQKVIDQFGE)(SEQ ID NO:4)は、インビボで創傷液中に存在する。TCP-25の抗菌性およびLPS結合エピトープもまた、TCP-25の最初の20のアミノ酸を含有する、GKY20(GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI)(SEQ ID NO3)の中に存在する。TCP-25と同様に、これらのペプチドの両方は、二重の抗菌および抗炎症効果を発揮することが示され、それらはまた、エンドトキシンショックのマウスモデルにおいても罹患率を低減する。スクリーニングを基にしたアプローチを利用して、GKY20は、改善された治療指数を示すことが見出された。なぜならこのペプチドは、ヒト血液中で低い溶血性を示しながら抗感染能を保持しためである。HVF18などの断片およびTCP-25の関連のトランケーションがインビボで創傷液中に存在するという知見は、複数の生物活性ペプチド断片が同時に存在する冗長性の概念を示している。複数の一過性の生物学的相互作用(Kd>μM)が生物系で頻繁に起こることが、ますます認識されている。多数の相互作用およびμM範囲内の親和性を有する「一過性の薬物」であるTCPファミリーと多くの特徴を共有することはそれゆえ、感染への宿主応答をモジュレートするそのような内在的な生物系の的確な例を表している。
それゆえ医学的観点から、インビボで創傷中に存在するものと類似のTCP断片が、合成で生成されたTCP-25から作製され得るかどうかを探索することは、興味深いことであった。TCP-25は、正常な創傷治癒の間に活性である主要な酵素HNEにより切断され、注目すべきことに、HVF18が、主要な生物活性ペプチド代謝産物として同定された。他の主要断片の1つが、過去に記載されたGKY20ペプチドと同一であったことも、興味深い(図7)。質量分析もまた、インビボでの創傷中の過去に記載された一連の他のトランケート型TCP-25由来断片を同定し、そのうち複数は、インビトロで抗菌および抗エンドトキシン効果の両方を保持することが示された。加えてRDAアッセイは、切断されたTCP-25が抗菌活性を保持することを実証し、活性の低減は、生理学的塩条件の存在下で特に注目され、これは、より短いTCP断片が低減された耐塩性を呈するという過去の観察と矛盾しない。しかし、データは、TCP断片の活性が、最大で3~6時間の消化期間の後にも保持されることを示す。純粋なTCP-25とハイドロゲル中のTCP-25との分解プロファイルの比較は、類似のペプチド断片を同定し、配合剤ポリマーが得られた分解パターンと干渉しないことを示した。したがってこれらのデータは、タンパク質分解時に、TCP-25がインビボで一過性の相互作用および「二重作用」の機能性を保持する複数の生物活性断片を放出するであろうことを実証し、過去に定義されたそれぞれN-およびC-末端トランケート型TCP-25変異体HVF18およびGKY20などの生物活性ペプチドの前駆体としても作用し得る、活性薬物としてのTCP-25の使用が動機づける。好中球エラスターゼによる急速かつ特異的な分解と対照的に、TCP-25は、バッファーおよびハイドロゲル配合剤の両方で室温で最長180日間、非常に安定しており、それは、治療的および臨床的使用への変換に関係する。したがってTCP-25ゲルは、マウスモデルでの注射部位で、およびブタモデルでの創傷および皮膚表面で高度に保持され、TCP-25の全身吸収はなかった。
薬物送達の観点から、TCP-25の二重の機能を可能にする臨床的におよび医薬的に許容できる配合剤の選択は、些細なことではない。なぜならTCP-25と、その断片HVF18、GKY20およびFYT21は全て、重要な細菌と宿主細胞の相互作用を可能にする柔軟な立体配座を要求するからである。TCP-25に対する配合剤の影響を試験するために、本発明者らは、バイオアッセイおよびCDを用いる構造分析の両方の組み合わせを利用した。これらの分析は、中性ハイドロゲルはTCP-25の作用を可能にし、一方で陰イオン性CMCおよびミセル形成F127は様々な度合いで阻害性であることを、示した。加えて、エンドトキシンスカベンジング能は、CMCによる阻害に特に感受性であった。この観察についての構造的手掛かりが、CDを用いて得られ、それは、ペプチドが、特にCMCの存在下で、ヘリックス構造誘導を含む規則正しい立体配座を呈することを示したが、一方でそれは、HECの存在下では不規則であった。CMCの存在下で観察された立体配座の変化は、TCP-25と陰イオン性ポリマーの間の相互作用と一致する。バイオアッセイにより実証された通り、このポリマーによるペプチドスカベンジング効果は一方で、細菌およびLPSへのTCP-25の結合を低減する。類似の理由が、ポリオキシエチレンの親水性単位の間に疎水性ポリオキシプロピレン単位を有し、おそらく両親媒性TCP-25に結合する可能性がある、Pluronicに当てはまり得る。したがって、これらの構造的および機能的分析に基づいて、TCP-25がHEC/HPCなどの非相互作用性の担体配合剤を要求し、標的細菌および宿主細胞とのペプチドの直接の相互作用を可能にすると結論づけられた。流動点の流動学測定は、ペプチドがゲルの特徴を修飾しないことを示す(図9Aおよび表2)。これらの結果は、ペプチドがHECポリマーと有意に相互作用しないことを示す図2に表された結果と一致する。さらに、低歪ではG’<G’’であるため、全ての配合剤は、ゲル様の特徴を示す(図9B)。
実施例2
実施例2では、最小阻害濃度(MIC)および最小殺菌濃度(MBC)が、10mMトリスpH7.4、n=3または10mM酢酸ナトリウムバッファーpH5、n=3のいずれかにおいてEDTA(mM)と組み合わせてTCP-25(μM)で処置された場合の黄色ブドウ球菌、緑膿菌および大腸菌について決定された。
実施例2では、最小阻害濃度(MIC)および最小殺菌濃度(MBC)が、10mMトリスpH7.4、n=3または10mM酢酸ナトリウムバッファーpH5、n=3のいずれかにおいてEDTA(mM)と組み合わせてTCP-25(μM)で処置された場合の黄色ブドウ球菌、緑膿菌および大腸菌について決定された。
MICは、本質的には本明細書の先の実施例1に記載された通り決定された。MBCは、細菌を殺傷できるTCP-25の最小濃度を示す。MBCは、MBCを細菌量の減少が観察された濃度ととらえたこと以外は本質的にMICと同じ手法で決定された。
表3および4に示される通り、EDTAの添加は、TCP-25ペプチド単独に比較して有意に減少されたMIC値および有意に減少されたMBC値を提供した(EDTA=0mM)。
実施例4
TCP-25の溶解度が、外観検査に基づいて決定された。0.1%TCP-25と、2.5mM EDTAと、1.9%または2%のどちらかのグリセロールとを含む溶液が調製された。加えて、上記溶液はまた、トリス(pH7.4)または酢酸塩(pH5.0)のどちらかを含んだ。結果が、図11に示される。
TCP-25の溶解度が、外観検査に基づいて決定された。0.1%TCP-25と、2.5mM EDTAと、1.9%または2%のどちらかのグリセロールとを含む溶液が調製された。加えて、上記溶液はまた、トリス(pH7.4)または酢酸塩(pH5.0)のどちらかを含んだ。結果が、図11に示される。
溶液の外観検査は、酢酸バッファー(10mMまたは25mM)中の低いpH(pH5.0)では、溶液は、トリス(10mMまたは25mM)中の高いpH(pH7.4)の溶液に比較して有意に濁りが低いことを示す。このことは、pH7.4に比較してpH5.0でのTCP-25の溶解度上昇を示す。
実施例5
バイオフィルムの形成は、抗菌処置の効果を妨げる可能性がある。それゆえ、バイオフィルムに対するトリスおよび酢酸塩を基にしたゲルの中のTCP-25とEDTAの組み合わせの有効性が、評定された。
バイオフィルムの形成は、抗菌処置の効果を妨げる可能性がある。それゆえ、バイオフィルムに対するトリスおよび酢酸塩を基にしたゲルの中のTCP-25とEDTAの組み合わせの有効性が、評定された。
TCP-25を有しない対照ゲルもまた、調製された。
黄色ブドウ球菌(ATCC29213)(105CFU/ml)5μlが、増殖培地(0.5%TSB+0.2%グルコース)100μlを含む96ウェル可撓性ビニルプレートにおいて37℃で48時間の期間、インキュベートされて、成熟したバイオフィルムを確立した。バイオフィルム成熟の後、プランクトン細胞が除去され、表4に記載されたゲルのそれぞれ100μlが、ウェルに添加され、37℃で2時間インキュベートされた。インキュベーション後に、バイオフィルムが破裂され、細菌が播種され、CFUが決定された。結果は、図12に示される。TCP-25は、バイオフィルムに対して若干の活性を有するが、TCP-25とEDTAの組み合わせは、バイオフィルムに対して非常に効果的である。
緑膿菌(PAO1)(105CFU/ml)5μlが、増殖培地(1×M63)100μlを含む96ウェル可撓性ビニルプレートにおいて37℃で48時間の期間、インキュベートされて、成熟したバイオフィルムを確立した。バイオフィルム成熟の後、プランクトン細胞が除去され、表4に記載されたゲルのそれぞれ100μlが、ウェルに添加され、2時間インキュベートされた。インキュベーション後に、CFUが上記の通り決定された。結果は、図13に示される。
黄色ブドウ球菌(図12)について、完全な阻害が、トリス(10または25mM)、EDTAおよびTCP-25の組み合わせが用いられた場合に実現された。同じ効果が、酢酸塩(10または25mM)、EDTAおよびTCP-25の組み合わせを用いることにより実現された。緑膿菌(図13)については、同じようにトリス(10または25mM)、EDTAおよびTCP-25の組み合わせが用いられた場合に、完全な阻害が実現された。強い阻害効果は、酢酸塩(10または25mM)、EDTAおよびTCP-25の組み合わせでも認められた。
ブタの皮膚が、冷凍庫に保存された。使用前に、凍結された皮膚が解凍され、エタノール(70%)および滅菌水で洗浄された。標準化されたサイズの創傷が、加熱装置を利用して皮膚上に作製された。ペトリ皿の上で、皮膚がPBS中に部分的に沈積されたままにされて水分を保持した。エクスビボでのブタ皮膚上の創傷が、細菌溶液(緑膿菌108CFU/ml)30μlで感染され、処置剤の添加前に37℃で2時間インキュベートされた。表6に記載されたTCP-25ゲルのそれぞれ100μlが、創傷に塗布され、37℃でさらに2時間インキュベートされた。熱傷創の表面または熱傷創組織中のCFUが、決定された。感染されたが未処置のブタ皮膚が、対照として用いられた。
結果は、図14に示される。0.1%TCP-25および20mM EDTAを含むゲルが、細菌量を低減するのに最も効果的であった。
実施例7
ヒドロキシエチルセルロース、グリセロール、およびpH7.4のトリスバッファーを基にした配合剤を用いる場合、ハイドロゲルの予想外の濁度が、特により高濃度(0.3mM)のペプチドを用いた場合に、観察された。この観察を背景として、観察された濁度の根底的メカニズムが検討された。pH7.4では、ペプチドがα-ヘリックス構造の用量依存的増加を呈することが、示された。自己相互作用を示すそのようなヘリックスの誘導は、pH5.0では観察されない。トリプトファン内部蛍光は、TCP-25が、より高温またはより高濃度の変性剤に暴露された場合に、より高濃度(0.3mM)でより安定であることを示し、これは、オリゴマー形成と一致する。その上、動的光散乱(DLS)による分析は、TCP-25のオリゴマー化が高度に動的であり、pH、時間および温度に依存することを実証する。
ヒドロキシエチルセルロース、グリセロール、およびpH7.4のトリスバッファーを基にした配合剤を用いる場合、ハイドロゲルの予想外の濁度が、特により高濃度(0.3mM)のペプチドを用いた場合に、観察された。この観察を背景として、観察された濁度の根底的メカニズムが検討された。pH7.4では、ペプチドがα-ヘリックス構造の用量依存的増加を呈することが、示された。自己相互作用を示すそのようなヘリックスの誘導は、pH5.0では観察されない。トリプトファン内部蛍光は、TCP-25が、より高温またはより高濃度の変性剤に暴露された場合に、より高濃度(0.3mM)でより安定であることを示し、これは、オリゴマー形成と一致する。その上、動的光散乱(DLS)による分析は、TCP-25のオリゴマー化が高度に動的であり、pH、時間および温度に依存することを実証する。
材料と方法
ペプチド:
トロンビン由来ペプチド「TCP-25」(GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE)(SEQ ID NO:1)が、AmbioPharm, Inc.(USA)により合成された。純度(95%を超える)が、質量分析(MALDI-TOF Voyager、米国)により確認された。
ペプチド:
トロンビン由来ペプチド「TCP-25」(GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE)(SEQ ID NO:1)が、AmbioPharm, Inc.(USA)により合成された。純度(95%を超える)が、質量分析(MALDI-TOF Voyager、米国)により確認された。
濁度アッセイ:TCP-25が、pH7.4の10mMトリスまたはpH5および5.8の10mM NaOAcに上昇濃度(10~300μM)で再懸濁され、RTで1時間インキュベートされた。その後、濁度が、DU(登録商標)800UV/可視分光光度計(Beckman CoulterTM、米国)を用いて405nmでの吸収および透過度を測定することにより、モニタリングされた。
電気泳動およびウェスタンブロット:TCP-25が、pH7.4の10mMトリスまたはpH5および5.8の10mM NaOAcに1mMの濃度で再懸濁された。それぞれの試料30μLがその後、14000gで20分間遠心分離された。上清および完全なペレット10μLが、Invitrogen(米国)の10~20%Novex Tricineプレキャストゲルにロードされた。電気泳動が、100Vで100分間実施された。ゲルは、クーマシーブリリアントブルー(Invitrogen、米国)を用いることにより染色され、画像は、Gel Doc Imager(Bio-Rad Laboratories、米国)を用いて得られた。オリゴマー化の分析では、濃度範囲のTCP-25(10μL中の10~300μM)が、BN-PAGE(NativePAGE Bis-Tris Gels System 4~16%、Invitrogen)に、製造業者の使用説明に従ってロードされた。ウェスタンブロッティングのために、材料が次に、Trans-Blot Turbo(Bio-Rad、米国)を用いてPVDF膜に移された。C-末端トロンビンエピトープVFR17(VFRLKKWIQKVIDQFGE;1:1000希釈、Innovagen AB、スウェーデン)に対するウサギポリクローナル抗体と、続いてブタ抗ウサギHRPコンジュゲート化抗体(1:1000、Dako、デンマーク)が、TCP-25を検出するために用いられた。ペプチドは、膜をSuperSignal West Pico Chemiluminescent Substrate(Thermo Scientific、デンマーク)と共に5分間インキュベートした後、ChemiDoc XRS Imager(Bio-Rad)を用いて検出することにより、視覚化された。
円偏光二色性分光法:円偏光二色性(CD)が、異なる濃度(10から300μM)および異なる緩衝系(10mMトリスpH7.4、10mM NaOAc pH5および5.8)でのTCP-25の二次構造の変化を分析するために用いられた。測定は、25℃に設定されたJasco CDF-426S Peltierを備えたJasco J-810分光偏光計(Jasco、米国)で実施された。石英製キュベット(0.1および0.2cm)(Hellma GmbH & Co、ドイツ)が、それぞれ100~300μMおよび10~30μMのTCP-25濃度に用いられた。スペクトルが、190~260nmの間で(スキャン速度:20nm/分)5回の測定の平均として記録された。スペクトルの生データが、バッファーの寄与について修正され、平均残基楕円率θ(mdeg cm2 dmol-1)に変換された。二次構造の推定は、Morrisette et al.1973により報告された方程式に従って実行された。
走査電子顕微鏡:TCP-25のオリゴマーが、ネガティブ染色と組み合わせた走査電子顕微鏡(TEM)(Jeol Jem 1230;Jeol、日本)により視覚化された。詳細には、10mMトリスpH7.4または10mM NaOAc10 pH5に溶解された10および300μM TCP-25(それぞれ0.003wt%および0.1wt%に対応)が、分析された。溶解後に、各試料5μLが、炭素被膜付きグリッド(銅メッシュ、400)に60秒間吸着され、2%酢酸ウラニル7μlで30秒間染色された。グリッドは、低空気圧でグロー放電を介して親水性にされた。分析は、3回の独立した実験でのグリッド(ピッチ62μm)に張り付けられた試料の10視野(倍率´4200)で実施された。
化学的架橋:20mM HEPESに溶解された1mM TCP-25 20μLが、上昇濃度のBS3(18~580μM)とRTで30分間インキュベートされた。架橋反応は、1MトリスpH7.4 1μLの添加により終了された。形成されたオリゴマーは、先に記載された通りInvitrogen(米国)の10~20%Novex Tricineプレキャストゲルと、続いてのクーマシー染色により分析された。
高速液体クロマトグラフィー(HPLC):145および580μMのBS3で架橋されたペプチド試料が、Agilent 1260 Infinity Systemを用いることによるPhenomenex Kinetex C18カラム(50×2.1mm 2.6μM、100Å孔径、米国カリフォルニア州)での逆相クロマトグラフィーによりさらに特徴づけられた。カラムは、MilliQ中に0.25%TFAを含有する95%のバッファーAと、アセトニトリル中に0.25%TFAを含有するバッファーBとを用いて平衡にされた。架橋剤を有する、または有しないペプチドが、バッファーA(1:3)に溶解され、3μgが、システムに注入された。溶出プロファイルが、勾配(5分目に35%のB、10分目に45%)の間にモニタリングされ、215nmでのスペクトルが、記録された。カラムの流速は0.5mL/分であり、全てのランが、RTで実施された。
熱的および化学的変性:熱的および化学的変性が、280nmでの励起後に、300~450nmの間の発光蛍光スペクトルを記録することにより分析された。それぞれ10mMトリスpH7.4または10mM NaOAc pH5に溶解された10および300μM TCP-25(それぞれ0.003wt%または0.1wt%に対応)の内部蛍光が、FMO-427S蛍光モジュールを備えたJasco J-810分光偏光計を、スキャン速度200nm/分およびスリット幅2nmで使用することにより、10mm石英製キュベットで測定された。熱的変性は、温度を上昇させることにより(20℃から100℃へ)誘導された。ペプチドが、測定を行う前に所望の温度で10分間インキュベートされた。Tmは、最大放出蛍光を上昇する温度の関数としてフィットさせることにより決定された。化学的変性は、内部蛍光を測定する前に上昇濃度(0~5M)の尿素または塩化グアニジニウム(Gnd-HCI)とペプチドを4℃で24時間インキュベートすることにより実施された。その後、Cmが計算され、蛍光比(F337/F350)を化学剤の濃度の関数として報告した。結果は、3つの独立した実験の平均±SEMとして表される。
動的光散乱:TCP-25のオリゴマーのサイズおよび溶液中のそれらの相対的濃度が、最終容量75μLで石英製キュベットを用いてZetasizer Ultra system(Malvern Panalytical、英国)を用いることにより決定された。TCP25ペプチドが、最初のデータ取得の直前に、300μMの濃度で10mMトリスpH7.4または10mM NaOAc pH5に溶解された。オリゴマー化速度が、異なる時点で(0~24時間および1週間後)および異なる温度での貯蔵後に(RT、4および-20℃)モニタリングされた。全ての読み取りが、25℃で実行された。データは、Zetasizer Ultra-Pro ZS Xplorerソフトウエア、バージョン1.31を用いて処理された。流体力学的径に基づいて、ペプチドオリゴマー/凝集体が、4つの異なるファミリー、即ち小(0.4~5nm)、中(20~150nm)、大(200~950nm)および巨大(1-5□103nm)に分類された。各試料について、スペクトルが、マルチモーダルモードを利用して11回のサブランを含み3回記録された。グラフでは、異なるファミリーに属するオリゴマーの濃度が、平均±SDとして報告される。
統計解析:全ての実験は、2回繰り返されたDLSを除き、少なくとも3回実施された。結果は、平均±SDまたはSEMとして表される。データは、GraphPad Prism(GraphPad Software, Inc.,USA)により解析された。*は、P<0.05を示す。P値は、一元配置分散分析およびダネット多重比較検定を用いて決定された。
結果
濁度とTCP-25のオリゴマー化/凝集の関連性
TCP-25は、インビトロおよびインビボでの抗微生物および抗炎症活性により特徴づけられる3kDa C-末端トロンビンペプチドである。300μM TCP-25(0.1wt%に対応)のTCP-25溶液が、溶液が濁りを著しく低下させたpH5と対照的に(図15A)、pH7.4で濁った外観を生じたという観察が、この現象のTCP-25の濃度-およびpH-依存性におけるさらなる検討を促した。pH5~7.4および異なる濃度のTCP-25の405nmでの吸収および相対的透過率が、分析された。図15Bに要約された結果は、pH7.4および高濃度のTCP-25で吸収および透過率の変化を実証し、これは観察された濁度変化と一致する発見である。
濁度とTCP-25のオリゴマー化/凝集の関連性
TCP-25は、インビトロおよびインビボでの抗微生物および抗炎症活性により特徴づけられる3kDa C-末端トロンビンペプチドである。300μM TCP-25(0.1wt%に対応)のTCP-25溶液が、溶液が濁りを著しく低下させたpH5と対照的に(図15A)、pH7.4で濁った外観を生じたという観察が、この現象のTCP-25の濃度-およびpH-依存性におけるさらなる検討を促した。pH5~7.4および異なる濃度のTCP-25の405nmでの吸収および相対的透過率が、分析された。図15Bに要約された結果は、pH7.4および高濃度のTCP-25で吸収および透過率の変化を実証し、これは観察された濁度変化と一致する発見である。
オリゴマーまたは凝集体の考えられる形成が、検討された。これは、10mMトリスpH7.4または10mM NaOAc pH5もしくは5.0に300μM TCP-25(0.1wt%に対応)を溶解し、試料を遠心分離し、上清およびペレットの両方をTCP-25について分析することにより実行された。図15Cは、TCP-25が実際に、特にpH7.4の試料から得られたペレットで検出されたことを示す。次に、凝集されたTCP-25が再溶解され得るかどうかを探索するために、ペレットが、pH7.4試料から、10mMトリスpH7.4または10mM NaOAc pH5.8もしくは5に再懸濁された。結果は、新たに調製されたTCP-25と同様の、遠心分離後のペレットおよび上清中の再分配を示し、結果は、TCP-25の観察されたオリゴマー化/凝集の再現性を示す。TEMが、オリゴマー/凝集体を視覚化するために用いられた。TCP-25が、それぞれpH7.4および5.0バッファーに10μMおよび300μMの濃度で溶解され、TEMにより分析された。多数の凝集体が、特に300μMのTCP-25で、pH7.4のトリスバッファー中で形成し、それはより少ない凝集体が観察されたpH5.0の酢酸バッファー中の知見と対照的であった。TEM画像は、オリゴマー化がpH-および濃度-依存的であることを示している。
TCP-25オリゴマーおよびその組織の構造変化
ペプチドオリゴマー化は、ペプチド二次構造の改変を誘導し得る。これらの分析では、円偏光二色性が利用された。TCP-25が、10mMトリスpH7.4または10mM NaOAc pH5.8もしくはpH5に異なる濃度で溶解された。図16Aに示される通り、ペプチドは、pH7.4でα-ヘリックス構造の濃度依存的増加を示し、優勢なα-ヘリックス構造が、最大濃度300μMのTCP-25で記録された。そのような著しい濃度依存的構造変化は、pH5.8または5.0で観察されなかった。
ペプチドオリゴマー化は、ペプチド二次構造の改変を誘導し得る。これらの分析では、円偏光二色性が利用された。TCP-25が、10mMトリスpH7.4または10mM NaOAc pH5.8もしくはpH5に異なる濃度で溶解された。図16Aに示される通り、ペプチドは、pH7.4でα-ヘリックス構造の濃度依存的増加を示し、優勢なα-ヘリックス構造が、最大濃度300μMのTCP-25で記録された。そのような著しい濃度依存的構造変化は、pH5.8または5.0で観察されなかった。
pH7.4にて濃度依存的様式でオリゴマー化することがTCP-25の性向であるとすると、形成された種がさらに分析されなければならなかった。この目的で、10mMトリスpH7.4に新たに溶解されたTCP-25(10~300μM)が、4~16%(w/v)のBlue native(BN)-PAGEに供された。図16Bに示される通り、TCP-25は、広範囲のオリゴマーを形成し、材料の一部は、ゲルに入らず、大きなオリゴマーまたは凝集体を示した。これらのオリゴマーをさらに特徴づけるために、TCP-25が、BS3と化学的に架橋された。図16Cに認められる通り、TCP-25は、過去の結果と一致して広域のオリゴマーを形成した。C18カラムでのRP-HPLC分析は、オリゴマーの存在を確認した。580μMでBS3と架橋されたTCP-25は、勾配により早期に溶出された、より高次のオリゴマーを生じた(図16D)。濃度依存的オリゴマー化は、可逆的であることが観察された。実際に、TCP-25が、1mM濃度で10mMトリスpH7.4に溶解され、その後、10もしくは300μMに希釈された場合、またはこれらの特異的濃度で直接溶解された場合、同じ濃度のペプチドのCDスペクトルは、完全に重複していた。
TmおよびCmに及ぼすオリゴマー化の効果
タンパク質の変性中点は、フォールディングおよびアンフォールディング状態の両方が等しく平衡に存在する温度(Tm)または変性体濃度(Cm)として定義される。これらのパラメータは、オリゴマー化状態で変化される。熱シフトおよび化学変性アッセイが、TCP-25のオリゴマー化により誘導されたTmおよびCmの潜在的変化を検討するために用いられた。ペプチドが、10および300μMで10mMトリスpH7.4または10mM NaOAc pH5に溶解され、温度を20℃~100℃に上昇させることにより熱的変性に供された。図17Aは、それぞれpH7.4および5.0で溶解された300μM TCP-25の2つの各蛍光スペクトルを示す。両方の例で、ペプチドの内部蛍光は、温度の上昇に伴って減少した。同じ結果が、pH7.4および5.0の両方の10μM TCP-25で得られた。Tmは、最大放出蛍光を温度の関数としてフィットさせることにより決定された(図17A、上のパネル)。Tmは、pH変化よりも濃度によってより影響を受け(図17D)、より高い濃度で観察されたTCP-25のオリゴマー化と一致した。
タンパク質の変性中点は、フォールディングおよびアンフォールディング状態の両方が等しく平衡に存在する温度(Tm)または変性体濃度(Cm)として定義される。これらのパラメータは、オリゴマー化状態で変化される。熱シフトおよび化学変性アッセイが、TCP-25のオリゴマー化により誘導されたTmおよびCmの潜在的変化を検討するために用いられた。ペプチドが、10および300μMで10mMトリスpH7.4または10mM NaOAc pH5に溶解され、温度を20℃~100℃に上昇させることにより熱的変性に供された。図17Aは、それぞれpH7.4および5.0で溶解された300μM TCP-25の2つの各蛍光スペクトルを示す。両方の例で、ペプチドの内部蛍光は、温度の上昇に伴って減少した。同じ結果が、pH7.4および5.0の両方の10μM TCP-25で得られた。Tmは、最大放出蛍光を温度の関数としてフィットさせることにより決定された(図17A、上のパネル)。Tmは、pH変化よりも濃度によってより影響を受け(図17D)、より高い濃度で観察されたTCP-25のオリゴマー化と一致した。
Cmを決定するために、TCP-25は、上記の通り溶解された後、分析前に上昇濃度の尿素またはグアニジン塩酸塩(Gnd-HCI)と一晩インキュベートされた。両方の化学剤の存在下でTCP-25で得られた結果が、それぞれ図17B~Cに示される。300μMでpH7.4で溶解されたペプチドで得られた蛍光スペクトルの分析は、尿素およびGnd-HCIの両方が、TCP-25のチロシンおよびトリプトファン残基の溶媒暴露の変化を示す最大放出波長(λmax)における赤方偏移を引き起こすことを示した(図17B~C、上のパネル)。その上、Gnd-HCIにより誘導されたアンフォールディングは、2つの転移相を呈した。第一の変性相は、0.5M Gnd-HCIでの試料中の蛍光強度の増加およびλmaxの小さな赤方偏移を特徴とし、変性剤の非存在下でTCP-25単独より高い蛍光量子収率を有した中間体の形成を示した。Gnd-HCI濃度を5Mまで増加させると、蛍光の減少およびλmaxの347から355への一貫した赤方偏移が観察され、第二の変性相を示した。完全に異なる挙動が、より低いpHで溶解された300μM TCP-25で見出された(図17B~C、上右のパネル)。実際に、いずれの変性剤も有しないTCP-25のλmaxは、354nmに赤方偏移され、Trp残基が既に極性環境に暴露されていることを示した。その上、尿素による変性の場合、一貫した蛍光強度増分も記録され、溶液中に存在する種がTCP-25のネイディブ形態より高い蛍光量子収率を特徴とすることを示した。
pH7.4および5で溶解された10μM TCP-25での結果は、化学剤と独立して、類似の変性プロファイルを示した。いずれの場合も、見出された蛍光強度の上昇ならびに溶媒へのTrpおよびTyrのより低い暴露の証拠であるGnd-HCIで変性されたTCP-25のλmaxの明白な青方偏移があった。2種の変性剤でのCmが計算され、I337/I350比を化学剤の濃度の関数として報告し(図17B~C、下のパネル)、図17Bの表に要約される。尿素の存在下でのCmが300μM TCP-25よりも10μMでかなり低かったという事実は、観察されたTCP-25の濃度依存的オリゴマー化がTCP-25を変性から保護することを示している。Gnd-HCIでは、Cmは、300μM TCP-25試料についてのみ決定できた。変性のない条件では、pH5で溶解されたペプチドのCmを決定できた。このことは、ペプチドの大部分が組織化されていないことを示し、それは、得られたCDデータと一致した。まとめると、熱的および化学的変性実験からの結果は、ペプチドの凝集/オリゴマー化を示す。
TCP-25の熱的変性の可逆性
タンパク質の熱的アンフォールディングは一般に、不可逆的凝集を特徴とする。これがTCP-25にも当てはまるかどうかを検討するために、100℃での変性前および後のペプチドの構造変化が分析された。最初に、変性前および変性後の20℃でのpH7.4の10mMトリスまたはpH5の10mM酢酸塩の中の10および300μMのTCP-25の内部蛍光が、比較された。図18Aの左パネルに示される通り、pH7.4で溶解された10μM TCP-25の蛍光は、非変性ペプチドに比較した場合に、変性TCP-25ではおよそ1.75倍増加した。その上、λmaxは、青方偏移し、ペプチドの凝集を示した。類似の結果が、pH5で溶解されたペプチドで得られた(図18B)。完全に異なる挙動が、同じpHであるがより高い濃度で溶解されたTCP-25の場合に観察された。実際に、TCP-25の内部蛍光は、ペプチドを100℃に暴露する前と後で同じであり、可逆性を示唆した(図18A~B)。わずかに高い蛍光およびλmaxの青方偏移が、変位工程後のpH5での300μM TCP-25で見出され、実験の開始時にペプチドのオリゴマー化がより少なかったことと一致した(図18B)。
タンパク質の熱的アンフォールディングは一般に、不可逆的凝集を特徴とする。これがTCP-25にも当てはまるかどうかを検討するために、100℃での変性前および後のペプチドの構造変化が分析された。最初に、変性前および変性後の20℃でのpH7.4の10mMトリスまたはpH5の10mM酢酸塩の中の10および300μMのTCP-25の内部蛍光が、比較された。図18Aの左パネルに示される通り、pH7.4で溶解された10μM TCP-25の蛍光は、非変性ペプチドに比較した場合に、変性TCP-25ではおよそ1.75倍増加した。その上、λmaxは、青方偏移し、ペプチドの凝集を示した。類似の結果が、pH5で溶解されたペプチドで得られた(図18B)。完全に異なる挙動が、同じpHであるがより高い濃度で溶解されたTCP-25の場合に観察された。実際に、TCP-25の内部蛍光は、ペプチドを100℃に暴露する前と後で同じであり、可逆性を示唆した(図18A~B)。わずかに高い蛍光およびλmaxの青方偏移が、変位工程後のpH5での300μM TCP-25で見出され、実験の開始時にペプチドのオリゴマー化がより少なかったことと一致した(図18B)。
熱的変性工程の可逆性について確認するために、TCP-25の二次構造が、ペプチドを100℃に暴露する前および後に、CDを用いることにより分析された。ペプチドは、10mMトリスpH7.4に10および300μMで溶解された。ペプチドの立体配座は、低濃度で組織化されないが、類似のヘリックススペクトルが、300μMのTCP-25の変性前および後に得られ、変性の可逆性を実証した。pH5で溶解された10および300μM TCP-25のデータは、より高濃度での変性の可逆性を確認した。
温度およびpHの関数としてのオリゴマーのサイズ
オリゴマーのサイズおよびその相対的分布をさらに把握するために、動的光散乱(DLS)が用いられた。TCP-25が、最初の測定の直前に300μMで10mMトリスpH7.4または10mM NaOAc pH5に溶解された。図19Aは、両方のpH値でのペプチドの結果を示す。Z平均(平均粒子径)は、pH5よりpH7.4で溶解されたTCP-25の方が高いことが見出され、ペプチドがpH7.4でより大きなオリゴマーを形成することを示した。興味深いことに、多分散度指数(Pdi)は、両方の例で0.68であり、溶液中の異なる種の存在を示唆した(Pdi<0.1は、試料が単分散されていることを意味する)。
オリゴマーのサイズおよびその相対的分布をさらに把握するために、動的光散乱(DLS)が用いられた。TCP-25が、最初の測定の直前に300μMで10mMトリスpH7.4または10mM NaOAc pH5に溶解された。図19Aは、両方のpH値でのペプチドの結果を示す。Z平均(平均粒子径)は、pH5よりpH7.4で溶解されたTCP-25の方が高いことが見出され、ペプチドがpH7.4でより大きなオリゴマーを形成することを示した。興味深いことに、多分散度指数(Pdi)は、両方の例で0.68であり、溶液中の異なる種の存在を示唆した(Pdi<0.1は、試料が単分散されていることを意味する)。
次のステップでは、オリゴマー化の温度依存性が、検討された。図19Bに表された結果は、RT、4および-20℃で24時間貯蔵されたTCP-25の分析後に得られた。かなり高い崩壊時間および強度が、pH7.4では全ての貯蔵条件のペプチドで観察され、pH5のペプチドについては、TCP-25サイズの増加が示された。低温は一般に疎水性相互作用を促進するため、pH5では、温度の低下と共に強度の中等度のみの上昇が見出された。図19C~Eは、オリゴマーのサイズ分布およびそれらの溶液中の濃度を示す。新たに調製された試料では(グラフで0時間目として示される)、粒子の広範囲に及ぶ流体力学的径が、検出された。それゆえそれらは、3つのファミリー:小(0.4~5nm)、中(20~150nm)、および大(200~950nm)に分類された。注目すべきことに、同じ種が、ペプチドが再懸濁されたバッファーのpHと独立して見出された。pH7.4では、中等度に高い数の中サイズのオリゴマーが検出され、RTで1時間後に、TCP-25溶液は、わずかに不鮮明になった。実際に結果は、1*103~5*103nmに及ぶ流体力学的径を有する大きな種が同定されたことを、示した。また注目すべきは、類似の結果が、試料が経時的に(最大1週間)分析された場合に得られたことであった。pH5で貯蔵されたTCP-25は、完全に透明であり、pH5で1時間後および最大1週間検出されたオリゴマーは、新たに溶解されたTCP-25と同一であった。両方の試料が経時的に(1時間から最大1週間)分析された場合に類似の結果が得られたという事実は、用いられた各pHでの安定な化学平衡の急速な形成を示している。
4または-20℃での貯蔵のサイズ分布(size distribution storage)の分析も、実施された。pH5.0での結果は、類似のサイズ分布を示したが、pH7.4の試料は、大きなオリゴマーおよびさらに大きなサイズの凝集体を含有した(図19C、上右のパネル)。しかし最大の集団は、15分後に消失し、多数の中径オリゴマーが、代わりに出現した。同じ結果が、試料をRTで75分間貯蔵した後に得られた。総括すると、結果は、TCP-25オリゴマー形成のpH依存性および貯蔵条件の影響を要約する。
考察
TCP-25のオリゴマー化挙動およびその前提条件の定義は、配合されたTCP-25ハイドロゲルの観察された濁度についての説明を提供する。
TCP-25のオリゴマー化挙動およびその前提条件の定義は、配合されたTCP-25ハイドロゲルの観察された濁度についての説明を提供する。
オリゴマーまたは凝集体中のペプチドの組織化は多くの場合、毒性および免疫原性の誘導ならびに、それらの活性の損失に関連する。しかし他のペプチド群では、オリゴマー化または凝集は、ペプチドの自然な作用機序の生来の部分である。オリゴマー化および凝集はそれゆえ、ペプチド機能と一致し得る。TCP-25は、可逆的様式でオリゴマー化することが見出されており、インビトロおよびインビボモデルにおいて観察された有効性と一致する。
TCP-25の配列は、pH応答性ヒスチジン残基を含有し、それは低pHでプロトン化してペプチドをより帯電させ、低pHでは正味電荷が+2から+3に変化する。これは、両親媒性領域の改変およびペプチド溶解度の上昇を導き、オリゴマー化低減を導き得る。これらの結果は、帯電したヒスチジンがローヘリックスの性向を有することを示したデータにより補強される。この特有のヒスチジン残基のpH5.5でのプロトン化はまた、膜破壊によるグラム陰性大腸菌に対するTCP-25の抗菌活性を上昇させる。その上、TCP-25は、pH低下に伴うヒトCD14への結合親和性低下を示し、中性pHでのより抗炎症性から酸性pHでのより抗菌性への作用機序の切り替えを示唆する。TCP-25中のヒスチジン残基の微細なプロトン化は、活性だけでなくペプチド立体配座およびオリゴマー化傾向にも影響を及ぼすことが示唆される。
DLCを合わせたCD分析は、TCP-25の立体配座変化がペプチド会合およびオリゴマー化を伴うことを示した。治療的観点から、オリゴマー化の前提条件および結論の理解の改善が、TCP-25の前臨床開発および規制開発を容易にする可能性がある。オリゴマーTCPペプチドが、モノマーペプチドに対しより安定でありより高いTmおよびCmを有することが実証された。同様にTCP-25は、オリゴマー化に好都合な条件下で化学的および熱的な変性の両方により耐性であった。詳細には、治療性ペプチドは、濾過および滅菌などの生成中の複数の工程に耐えなければならず、市場に出され得る前の長い貯蔵に供されなければならないため、熱安定性は非常に重要である。したがって、表面積がモノマーより小さく、このためペプチドが変性およびプロテアーゼ分解を受ける傾向が低いため、オリゴマー化はTCP-25の安定化要因として探索され得る。オリゴマー化が、活性分子のより緩徐な放出を容易にし得ることも、考えられる。実際に活性モノマーは、オリゴマーから徐々に放出されたが、この放出は、オリゴマーが組み立てられる配列およびpHに依存した。
TCP-25のオリゴマーのサイズ範囲は広範囲であるが、流動力学的径が0.46、2.81、4.58、43、230、431、462、808および1740nmのオリゴマーなどのいくらかのサイズが、他よりも多く発生した。さらに、溶液中の粒子サイズの観察された連続変化は、TCP-25のオリゴマー化が異なる時間の後、および条件に応じて、平衡に達する動力学的工程であることを示す。異なる立体配座を呈し、かつ異なるサイズのオリゴマーを形成するペプチドのこの柔軟性は、他のタンパク質およびAMPで報告された通り、安定性だけでなく活性にも寄与し得る。
結論として、TCP-25は中性pHおよびより高用量でα-ヘリックス構造およびオリゴマー化の増加を有することが実証された。TCP-25はまた、高温または変性剤に暴露された場合により高い濃度でより安定であり、これは、オリゴマー形成と一致する。
実施例8
トロンビン由来ペプチドTCP-25の抗菌効果の増幅
EDTAは、抗酸化効果を発揮することが知られる金属キレート化剤である。興味深いことに、この実施例に記載された結果は、生理学的pHでのTCP-25とEDTAの組み合わせが、即座のオリゴマー形成を導き、濁った外観を生じることを示した。予想に反してこの沈殿物の大部分が、pH5.0で排除されたことが見出された。これは、TCP-25が酸性pHで増加された細菌膜透過を発揮すると示されたため、有利であった。EDTA単独は、若干の静菌効果を示したが、TCP-25とEDTAの組み合わせは、特にpH5で、EDTAと組み合わされた場合のインビトロでのプランクトン関連およびバイオフィルム関連細菌に対するTCP-25効果の有意な増幅を導いた。その上、予想に反して、貯蔵安定性が、EDTAにより低pHで有意に改善された。EDTAを有しないTCP-25ハイドロゲルと比較して、この実施例に記載されたTCP-25+EDTA pH5.0ハイドロゲルは、関連のエクスビボ皮膚創傷モデルにおいて改善された有効性を示した。したがってTCP-25+EDTA pH5.0ハイドロゲルは、バイオフィルムおよびエクスビボ創傷感染モデルにおける共通の創傷病原体の黄色ブドウ球菌および緑膿菌を妨害した。
トロンビン由来ペプチドTCP-25の抗菌効果の増幅
EDTAは、抗酸化効果を発揮することが知られる金属キレート化剤である。興味深いことに、この実施例に記載された結果は、生理学的pHでのTCP-25とEDTAの組み合わせが、即座のオリゴマー形成を導き、濁った外観を生じることを示した。予想に反してこの沈殿物の大部分が、pH5.0で排除されたことが見出された。これは、TCP-25が酸性pHで増加された細菌膜透過を発揮すると示されたため、有利であった。EDTA単独は、若干の静菌効果を示したが、TCP-25とEDTAの組み合わせは、特にpH5で、EDTAと組み合わされた場合のインビトロでのプランクトン関連およびバイオフィルム関連細菌に対するTCP-25効果の有意な増幅を導いた。その上、予想に反して、貯蔵安定性が、EDTAにより低pHで有意に改善された。EDTAを有しないTCP-25ハイドロゲルと比較して、この実施例に記載されたTCP-25+EDTA pH5.0ハイドロゲルは、関連のエクスビボ皮膚創傷モデルにおいて改善された有効性を示した。したがってTCP-25+EDTA pH5.0ハイドロゲルは、バイオフィルムおよびエクスビボ創傷感染モデルにおける共通の創傷病原体の黄色ブドウ球菌および緑膿菌を妨害した。
方法
MIC、MBC、およびタイム・キルアッセイが、プランクトン細菌細胞およびバイオフィルムに及ぼす、異なるpH条件でのEDTAと組み合わせたTCP-25の効果を試験するために利用された。Live/Deadアッセイと、それに続く顕微鏡分析が、抗微生物効果を視覚化および定量するために用いられた。エクスビボブタ皮膚創傷感染モデルが、得られた結果を生理学的に関連する条件に変換するために用いられた。安定性が、HPLCにより分析された。
MIC、MBC、およびタイム・キルアッセイが、プランクトン細菌細胞およびバイオフィルムに及ぼす、異なるpH条件でのEDTAと組み合わせたTCP-25の効果を試験するために利用された。Live/Deadアッセイと、それに続く顕微鏡分析が、抗微生物効果を視覚化および定量するために用いられた。エクスビボブタ皮膚創傷感染モデルが、得られた結果を生理学的に関連する条件に変換するために用いられた。安定性が、HPLCにより分析された。
ペプチド、バッファー、およびゲル配合剤
トロンビン由来ペプチドTCP-25(GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE)(SEQ ID NO:1)(97%純度、酢酸塩)が、Ambiopharm(スペイン マドリード)により合成された。他に示されなければ、用語TCP-25は、SEQ ID No:1のTCP-25を指す。この試験では、2種の緩衝系、つまりpH7.4のトリスおよびpH5.0の酢酸塩を用い、両者は10または25mMの濃度であった。それぞれのバッファーについて、40mM EDTA二ナトリウム塩二水和物(Sigma Aldrich、米国ミズーリ州セントルイス)を含有する追加的原液が、調製された。この試験で用いられたゲル形成物質は、ヒドロキシエチルセルロース(HEC、Natrosol(商標)250HX、MW1000000;Ashland Industries Europe GmbH、スイス シャフハウゼン)であった。配合剤の等張性を実現するために、グリセロールがバッファーに、10mMバッファー中で2%、および25mMバッファーで1.9%添加された。EDTAが、配合剤に添加され、それぞれ最終濃度1、2.5、5および10mMを生じた。ゲルは、HEC粉末(1.5%w/v)の添加前にバッファーを56℃に30分間予備加熱することにより調製された。マグネチックスターラーが、均質なゲルを形成させるために用いられ、それはその後、混合の直後に5分間遠心分離(3.5×1000rpm)された(気泡を除去するため)。ゲルが室温でさらに5分間放置された後、小容量の各バッファーに予め再懸濁された最終濃度0.1、0.5または1%のペプチド溶液を添加した。これらの濃度は、それぞれ0.3mM、1.5mMおよび3mMに対応する。ペプチドの均質性は、最初にマグネチックスターラーを使用し、続いて力強く振とうすることにより確保された。試験管が再度、5分間遠心分離された。
トロンビン由来ペプチドTCP-25(GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE)(SEQ ID NO:1)(97%純度、酢酸塩)が、Ambiopharm(スペイン マドリード)により合成された。他に示されなければ、用語TCP-25は、SEQ ID No:1のTCP-25を指す。この試験では、2種の緩衝系、つまりpH7.4のトリスおよびpH5.0の酢酸塩を用い、両者は10または25mMの濃度であった。それぞれのバッファーについて、40mM EDTA二ナトリウム塩二水和物(Sigma Aldrich、米国ミズーリ州セントルイス)を含有する追加的原液が、調製された。この試験で用いられたゲル形成物質は、ヒドロキシエチルセルロース(HEC、Natrosol(商標)250HX、MW1000000;Ashland Industries Europe GmbH、スイス シャフハウゼン)であった。配合剤の等張性を実現するために、グリセロールがバッファーに、10mMバッファー中で2%、および25mMバッファーで1.9%添加された。EDTAが、配合剤に添加され、それぞれ最終濃度1、2.5、5および10mMを生じた。ゲルは、HEC粉末(1.5%w/v)の添加前にバッファーを56℃に30分間予備加熱することにより調製された。マグネチックスターラーが、均質なゲルを形成させるために用いられ、それはその後、混合の直後に5分間遠心分離(3.5×1000rpm)された(気泡を除去するため)。ゲルが室温でさらに5分間放置された後、小容量の各バッファーに予め再懸濁された最終濃度0.1、0.5または1%のペプチド溶液を添加した。これらの濃度は、それぞれ0.3mM、1.5mMおよび3mMに対応する。ペプチドの均質性は、最初にマグネチックスターラーを使用し、続いて力強く振とうすることにより確保された。試験管が再度、5分間遠心分離された。
細菌および増殖条件
トッド・ヒューイット(TH)ブロスが、15g/I BactoAgarを37℃で一晩添加することにより固化され、その後、培養まで4℃で保持された。1つの細菌コロニーが、THブロス5mlに接種され、37℃で一晩インキュベートされた。細菌培養物が翌日、THブロス5mlでリフレッシュされ、対数増殖期中期へと増殖された(OD600=0.4)。洗浄後に、細菌ペレットが、1%細菌溶液(1~2×109CFU/ml)を作製するように希釈された。この試験に用いられた菌株は、黄色ブドウ球菌ATCC29213および臨床単離物1781、1779、2278、2279、2788、2404、2528、2789、緑膿菌PAO1および臨床単離物51:1、25:1、10:5、23:1、62:2、15159、18488、ならびに大腸菌ATCC25922を含む。
トッド・ヒューイット(TH)ブロスが、15g/I BactoAgarを37℃で一晩添加することにより固化され、その後、培養まで4℃で保持された。1つの細菌コロニーが、THブロス5mlに接種され、37℃で一晩インキュベートされた。細菌培養物が翌日、THブロス5mlでリフレッシュされ、対数増殖期中期へと増殖された(OD600=0.4)。洗浄後に、細菌ペレットが、1%細菌溶液(1~2×109CFU/ml)を作製するように希釈された。この試験に用いられた菌株は、黄色ブドウ球菌ATCC29213および臨床単離物1781、1779、2278、2279、2788、2404、2528、2789、緑膿菌PAO1および臨床単離物51:1、25:1、10:5、23:1、62:2、15159、18488、ならびに大腸菌ATCC25922を含む。
最小阻害濃度(MIC)および最小殺菌濃度(MBC)
96ウェル丸底ポリスチレンプレート(Corning INC、米国ケネバンク)が、EDTAと組み合わせてTCP-25の抗微生物効果を評定するために用いられた。最小阻害濃度(MIC)は、標準的プロトコル(Wiegand et al.,2008)に従って実行された。1%細菌溶液が、2×BBL(商標)Mueller Hinton(MH)IIカチオン調整ブロス(Becton, Dickinson and Company、米国スパークス)で1:1000倍希釈された。ウェルは、50μl MHブロスで、1.25~160μM TCP-25および0~10mM EDTAの範囲内で系列希釈された処置条件で調製された。次に、細菌溶液50μlが添加された。細菌を有しないMHブロスが、滅菌対照として用いられ、細菌のみを補充されたものは、増殖対照として用いられた。プレートは、MIC分析の前に37℃で24時間インキュベートされた。MICは、ウェル中の視覚的細菌増殖を予防する最低処置濃度として評定された。MICプレートはその後、様々な処置のための最小殺菌濃度(MBC)を決定するために用いられた。これは、ピペットと用いて各ウェル中の溶液を再懸濁し、その後、THAプレート上に液滴10μlを配置し、その後、37℃で一晩インキュベートすることにより実行された。MBCは、細菌コロニーが観察されない濃度で確立された。
96ウェル丸底ポリスチレンプレート(Corning INC、米国ケネバンク)が、EDTAと組み合わせてTCP-25の抗微生物効果を評定するために用いられた。最小阻害濃度(MIC)は、標準的プロトコル(Wiegand et al.,2008)に従って実行された。1%細菌溶液が、2×BBL(商標)Mueller Hinton(MH)IIカチオン調整ブロス(Becton, Dickinson and Company、米国スパークス)で1:1000倍希釈された。ウェルは、50μl MHブロスで、1.25~160μM TCP-25および0~10mM EDTAの範囲内で系列希釈された処置条件で調製された。次に、細菌溶液50μlが添加された。細菌を有しないMHブロスが、滅菌対照として用いられ、細菌のみを補充されたものは、増殖対照として用いられた。プレートは、MIC分析の前に37℃で24時間インキュベートされた。MICは、ウェル中の視覚的細菌増殖を予防する最低処置濃度として評定された。MICプレートはその後、様々な処置のための最小殺菌濃度(MBC)を決定するために用いられた。これは、ピペットと用いて各ウェル中の溶液を再懸濁し、その後、THAプレート上に液滴10μlを配置し、その後、37℃で一晩インキュベートすることにより実行された。MBCは、細菌コロニーが観察されない濃度で確立された。
生菌数算定アッセイ(VCA)およびLIVE/DEAD(商標)染色
ATCC29213またはPAO1のどちらかからの1%細菌溶液10μlが、2.5mM EDTAを有する、または有しないpH7.4の10mMトリスまたはpH5.0の10mM酢酸バッファー40μlに添加された。SEQ ID NO:1のTCP-25がその後、最終濃度80μMに達するように添加された。バッファーのみを補充された細菌が、対照として用いられた。37℃で60分間のインキュベーションに続いて、試料がボルテックス処理され、各試料10μlがPBSで系列希釈され、THAプレートに播種された。CFUは、37℃での一晩のインキュベーション後に細菌コロニーをカウントすることにより決定された。細菌殺傷の顕微鏡での視覚化では、LIVE/DEADアッセイが実行された。手短に述べると、細菌がVCAと同様に処置された。1時間のインキュベーション後、細菌50μlが、LIVE/DEAD(商標)溶液で1:1希釈された。LIVE/DEAD(商標)溶液1mlが、BacLight(商標)Bacterial Viability Kit L-7012からの各成分(成分A、SYTO(登録商標)9緑色蛍光核酸色素、および成分B 赤色蛍光核酸色素ヨウ化プロピジウム)1.5μlをPBS 995μlに添加することにより調製された。試料は、14000rpmで5分間遠心分離する前に15分間暗所でインキュベートされた。80μlが試験管から廃棄され、ペレットが残りの溶質に再懸濁された。液滴(5μl)が、Superfrost(登録商標)Plus顕微鏡スライド(Thermo Fisher)に載せられ、蛍光顕微鏡測定により分析された。
ATCC29213またはPAO1のどちらかからの1%細菌溶液10μlが、2.5mM EDTAを有する、または有しないpH7.4の10mMトリスまたはpH5.0の10mM酢酸バッファー40μlに添加された。SEQ ID NO:1のTCP-25がその後、最終濃度80μMに達するように添加された。バッファーのみを補充された細菌が、対照として用いられた。37℃で60分間のインキュベーションに続いて、試料がボルテックス処理され、各試料10μlがPBSで系列希釈され、THAプレートに播種された。CFUは、37℃での一晩のインキュベーション後に細菌コロニーをカウントすることにより決定された。細菌殺傷の顕微鏡での視覚化では、LIVE/DEADアッセイが実行された。手短に述べると、細菌がVCAと同様に処置された。1時間のインキュベーション後、細菌50μlが、LIVE/DEAD(商標)溶液で1:1希釈された。LIVE/DEAD(商標)溶液1mlが、BacLight(商標)Bacterial Viability Kit L-7012からの各成分(成分A、SYTO(登録商標)9緑色蛍光核酸色素、および成分B 赤色蛍光核酸色素ヨウ化プロピジウム)1.5μlをPBS 995μlに添加することにより調製された。試料は、14000rpmで5分間遠心分離する前に15分間暗所でインキュベートされた。80μlが試験管から廃棄され、ペレットが残りの溶質に再懸濁された。液滴(5μl)が、Superfrost(登録商標)Plus顕微鏡スライド(Thermo Fisher)に載せられ、蛍光顕微鏡測定により分析された。
タイム・キルアッセイおよびLIVE/DEAD(商標)染色
VCAアッセイと同じ処置条件を利用して、タイム・キルアッセイが実行された。ATCC29213またはPAO1の1%細菌溶液が、2×MHブロスでさらに1:1000希釈された。細菌溶液500μlが、10ml培養試験管中で処置剤500μlを補充され、180rpmで37℃の振とう機に配置された。試料が連続して5、10、15および30分、ならびに1、3、6および24時間後に採取された。各時点からの試料が系列希釈され、THAプレートに配置された。細菌コロニー単位が、翌日カウントされて、CFU/mlを決定した。その後、LIVE/DEAD染色が、先に記載された通り細菌殺傷を視覚化するために利用された。
VCAアッセイと同じ処置条件を利用して、タイム・キルアッセイが実行された。ATCC29213またはPAO1の1%細菌溶液が、2×MHブロスでさらに1:1000希釈された。細菌溶液500μlが、10ml培養試験管中で処置剤500μlを補充され、180rpmで37℃の振とう機に配置された。試料が連続して5、10、15および30分、ならびに1、3、6および24時間後に採取された。各時点からの試料が系列希釈され、THAプレートに配置された。細菌コロニー単位が、翌日カウントされて、CFU/mlを決定した。その後、LIVE/DEAD染色が、先に記載された通り細菌殺傷を視覚化するために利用された。
バイオフィルム試験
ATCC29213のバイオフィルムが、Coster(商標)96ウェル丸底ビニルフレキシブルプレート(Coring Incorporated、米国ケネバンク)において、0.2%グルコースを補充された0.5%トリプシン大豆ブロス(TBS)中で増殖された。PAO1のバイオフィルムが、平底96ウェルマイクロプレート(Greiner Bio-One、ドイツ フリッケンハウゼン)において、0.5%カザミノ酸、0.2%グルコースおよび1mM MgSO4を補充されたM63培地中で増殖された。各増殖培地(100μl)は、1×108CFU/mlの細菌溶液5μlを補充された。次にプレートが、マイクロプレートシールで覆われ、モイストコンテナに入れられ、37℃で48時間インキュベートされて、成熟したバイオフィルムを確保した。処置の前に、プランクトン細胞が、バイオフィルムをPBS 100μlで洗浄することにより、バイオフィルムから除去された。その後、異なる処置剤100μlが、ウェルに添加された。用いられた処置は、1)バッファー、2)バッファー+2.5mM EDTA、3)バッファー+0.1%TCP-25、および4)バッファー+2.5mM EDTA+0.1%TCP-25であった。4つのバッファー条件:即ちpH7.4の10または25mMトリス、およびpH5の10または25mM酢酸塩が、この試験に用いられた。その後、処置剤が、ゲルまたは溶液のどちらかとしてバイオフィルムに添加された。処置剤の添加後に、プレートが再度密封され、37℃でさらに2時間インキュベートされた。処置剤が溶液として添加されるアッセイでは、処置剤およびプランクトン細胞が除去され、廃棄された。その後、バイオフィルムがPBS 100μlで2回洗浄された。その後、PBS 200μlがウェルに添加され、バイオフィルムが、ピペットチップを用いて引っかくことにより破裂された。10μlがその後、各ウェルから採取され、系列希釈され、CFU決定のために播種された。抽出相での細菌殺傷を予防するために、PBS中の10mg/ml硫酸デキストラン100μlが、バイオフィルムの破裂の前に添加された。硫酸デキストランは、TCP-25の抗菌効果を中和する。試料10μlが系列希釈され、THAプレートに播種された。細菌コロニーが、CFU決定のために翌日にカウントされた。
ATCC29213のバイオフィルムが、Coster(商標)96ウェル丸底ビニルフレキシブルプレート(Coring Incorporated、米国ケネバンク)において、0.2%グルコースを補充された0.5%トリプシン大豆ブロス(TBS)中で増殖された。PAO1のバイオフィルムが、平底96ウェルマイクロプレート(Greiner Bio-One、ドイツ フリッケンハウゼン)において、0.5%カザミノ酸、0.2%グルコースおよび1mM MgSO4を補充されたM63培地中で増殖された。各増殖培地(100μl)は、1×108CFU/mlの細菌溶液5μlを補充された。次にプレートが、マイクロプレートシールで覆われ、モイストコンテナに入れられ、37℃で48時間インキュベートされて、成熟したバイオフィルムを確保した。処置の前に、プランクトン細胞が、バイオフィルムをPBS 100μlで洗浄することにより、バイオフィルムから除去された。その後、異なる処置剤100μlが、ウェルに添加された。用いられた処置は、1)バッファー、2)バッファー+2.5mM EDTA、3)バッファー+0.1%TCP-25、および4)バッファー+2.5mM EDTA+0.1%TCP-25であった。4つのバッファー条件:即ちpH7.4の10または25mMトリス、およびpH5の10または25mM酢酸塩が、この試験に用いられた。その後、処置剤が、ゲルまたは溶液のどちらかとしてバイオフィルムに添加された。処置剤の添加後に、プレートが再度密封され、37℃でさらに2時間インキュベートされた。処置剤が溶液として添加されるアッセイでは、処置剤およびプランクトン細胞が除去され、廃棄された。その後、バイオフィルムがPBS 100μlで2回洗浄された。その後、PBS 200μlがウェルに添加され、バイオフィルムが、ピペットチップを用いて引っかくことにより破裂された。10μlがその後、各ウェルから採取され、系列希釈され、CFU決定のために播種された。抽出相での細菌殺傷を予防するために、PBS中の10mg/ml硫酸デキストラン100μlが、バイオフィルムの破裂の前に添加された。硫酸デキストランは、TCP-25の抗菌効果を中和する。試料10μlが系列希釈され、THAプレートに播種された。細菌コロニーが、CFU決定のために翌日にカウントされた。
エクスビボブタ皮膚熱傷創モデル
ゲッチンゲン系ミニブタからのブタ皮膚移植片が、さらなる使用まで-20℃で凍結された。皮膚は、ペトリ皿状で2時間除霜され、その後、使用前に96%エタノールで洗浄された。創傷形成が、Andersson et al(2020)により記載された方法に従って作製された。簡単に述べると、直径8mmのはんだごてが、熱傷創を作製するために移植片に対して15秒間保持された。
ゲッチンゲン系ミニブタからのブタ皮膚移植片が、さらなる使用まで-20℃で凍結された。皮膚は、ペトリ皿状で2時間除霜され、その後、使用前に96%エタノールで洗浄された。創傷形成が、Andersson et al(2020)により記載された方法に従って作製された。簡単に述べると、直径8mmのはんだごてが、熱傷創を作製するために移植片に対して15秒間保持された。
処置あたり2つの創傷が、各移植片で作製された。熱傷後に、PBSが皿に添加され、インキュベーション中の組織の水分を保持した。大腸菌ATCC29213または緑膿菌PAO1の1%細菌溶液が、pH7.4の10mMトリスバッファーで1:10希釈され、30μlがその後、各ウェルに添加された。Parafilmが移植片の上に配置され、蒸発をさらに予防し、プレートがその後、37℃のインキュベータ内に2時間配置され、感染された。トリスまたは酢酸バッファーのどちらかで希釈された、様々な濃度のSEQ ID NO:1のTCP-25(0.1~1%)およびEDTA(5~20mM)を含有する処置剤100μlがその後、創傷に添加された。皮膚移植片が新しいParafilm片で覆われ、再度インキュベータにさらに2時間入れられた。表面および組織からの材料がその後、分析された。体表面のサンプリングのために、創傷が中和剤(PBSバッファー中の10mg/ml硫酸デキストラン)40μlで2回洗浄された。洗浄物が採取され、系列希釈され、THAプレートに播種された。組織試料が、均質化された組織から得られた。このために、創傷はメスを用いて移植片から切開され、その後、小片に切断された後、中和剤500μlおよびおよそ30個のセラミックビーズ(1.4mm)(Qiagen Gmbh、ドイツ ヒルデン)と共に2ml SC Micro Tube PCR-PT試験管(Sarstedt、ドイツ ニュームブレヒト)中に入れられた。ホモジナイズが、6000rpmで30秒間に設定されたRoche MagNA Lyserを用いて実施され、ランの間に1分間を有して4回繰り返された。その後、全ての試料の系列希釈が、THAプレートに播種された。翌日、コロニーがカウントされ、CFUが決定された。感染エクスビボモデルの略図が、図6Aに表される。
高速液体クロマトグラフィー(HPLC)
TCP-25の安定性に及ぼすpHの効果が、Agilent 1260 Infinity Systemを用いることによるPhenomenex Kinetex C18カラム(150×4.6mm 2.6μM、100Å孔径、米国カリフォルニア州)での逆相C18クロマトグラフィーにより分析された。カラムが、MilliQ中の0.25%トリフルオロ酢酸(TFA)を含有するバッファーA95%と、アセトニトリル中の0.25%TFAを含有するバッファーB5%とを用いて平衡にされた。ペプチドは、OmniPur WFI Quality Water(EMD Millipore Corporation、米国マサチューセッツ州ビレリカ)に溶解され、pHが適宜、HClまたはNaOHで5、6または7.4に修正された。その後、容量が、溶液中の純粋なペプチドの最終濃度が0.1%に達するように調整された。試料がその後、RT、4、37または70℃で貯蔵された。注入の直前に、ペプチドがバッファーA(1:7)に溶解され、5μgがシステムに注入された。溶出プロファイルが勾配(10分目にBが35%、20分目に45%)の間にモニタリングされ、215nmでのスペクトルが記録された。カラムの流速は1mL/分であり、全てのランが50℃で実施された。データは、全ての溶出ピークの面積の合計(100%)に対応する総面積に対するパーセント値として表される。
TCP-25の安定性に及ぼすpHの効果が、Agilent 1260 Infinity Systemを用いることによるPhenomenex Kinetex C18カラム(150×4.6mm 2.6μM、100Å孔径、米国カリフォルニア州)での逆相C18クロマトグラフィーにより分析された。カラムが、MilliQ中の0.25%トリフルオロ酢酸(TFA)を含有するバッファーA95%と、アセトニトリル中の0.25%TFAを含有するバッファーB5%とを用いて平衡にされた。ペプチドは、OmniPur WFI Quality Water(EMD Millipore Corporation、米国マサチューセッツ州ビレリカ)に溶解され、pHが適宜、HClまたはNaOHで5、6または7.4に修正された。その後、容量が、溶液中の純粋なペプチドの最終濃度が0.1%に達するように調整された。試料がその後、RT、4、37または70℃で貯蔵された。注入の直前に、ペプチドがバッファーA(1:7)に溶解され、5μgがシステムに注入された。溶出プロファイルが勾配(10分目にBが35%、20分目に45%)の間にモニタリングされ、215nmでのスペクトルが記録された。カラムの流速は1mL/分であり、全てのランが50℃で実施された。データは、全ての溶出ピークの面積の合計(100%)に対応する総面積に対するパーセント値として表される。
EDTAの存在下でTCP-25の安定性をテストするために、ペプチドが、10mM EDTAを有する、または有しない25mM酢酸バッファー中に0.1%で溶解され、RT、4または37℃で貯蔵された後、先に報告された通り逆相C18クロマトグラフィーにより分析された。異なるpHで安定性をテストするために、ペプチドが、蒸留水に0.1%で溶解され、pHがその後、示されたpHに達するようにNaOHまたはHClを添加することにより、修正された。
統計解析
この試験で実証された全ての微生物および顕微鏡アッセイは、少なくとも3回の重複実験により表される。データは、平均±SEMとして表される。統計解析は、GraphPad Prismソフトウエアバージョン8を用いて実施された。条件の間の有意差は、多変量解析のために一元配置分散分析または反復測定の二元配置分散分析とテューキー事後検定を用いて決定された。
この試験で実証された全ての微生物および顕微鏡アッセイは、少なくとも3回の重複実験により表される。データは、平均±SEMとして表される。統計解析は、GraphPad Prismソフトウエアバージョン8を用いて実施された。条件の間の有意差は、多変量解析のために一元配置分散分析または反復測定の二元配置分散分析とテューキー事後検定を用いて決定された。
結果
TCP-25は、pH7.4でEDTAを用いて大きなオリゴマーを形成し、その現象はpH5.0では観察されなかった。TCP-25とpH5.0バッファーとEDTAとの組み合わせが、MICおよびMBCの両方を劇的に低下させ、ならびに24時間の期間にわたり細菌の再増殖を予防した。本明細書に記載されたTCP-25およびEDTAの両方を含むハイドロゲル形成が、インビトロでの成熟バイオフィルム中の黄色ブドウ球菌および緑膿菌の両方に対して高度に効果的であることが示された。その上、感染されたブタ皮膚創傷モデルにおいて、配合剤は、創傷表面および下部組織の細菌を低減することにおいて有意により効果的であることが示された。EDTAは、pH5.0で貯蔵安定性を改善した。
TCP-25は、pH7.4でEDTAを用いて大きなオリゴマーを形成し、その現象はpH5.0では観察されなかった。TCP-25とpH5.0バッファーとEDTAとの組み合わせが、MICおよびMBCの両方を劇的に低下させ、ならびに24時間の期間にわたり細菌の再増殖を予防した。本明細書に記載されたTCP-25およびEDTAの両方を含むハイドロゲル形成が、インビトロでの成熟バイオフィルム中の黄色ブドウ球菌および緑膿菌の両方に対して高度に効果的であることが示された。その上、感染されたブタ皮膚創傷モデルにおいて、配合剤は、創傷表面および下部組織の細菌を低減することにおいて有意により効果的であることが示された。EDTAは、pH5.0で貯蔵安定性を改善した。
様々なバッファー条件でのTCP-25に及ぼすEDTA効果
pH7.4のトリスバッファー中のSEQ ID NO:1のTCP-25への5~10mM EDTAの添加は、溶液の可視的濁度を生じた。類似の濁度が、0.5~2.5mM EDTAの添加後にも、ただし試料を室温で少なくとも30分間インキュベートした後にのみ、明らかとなった。遠心分離後に、可視の白色ペレットが形成された。粒子は、バッファー中で可溶化でき、それは、この工程の可逆性を実証し、観察された白色の濁った沈着物がペプチドのオリゴマー形成であることを示唆した。TCP-25がpH7.4のトリス中のHECを基にしたハイドロゲル中で混合されると、ゲルの濁度の可視的変化が観察された(図20A)。この濁度は、2.5mM EDTAの存在下でさらにより顕著であった。興味深いことに、pH5の酢酸バッファーが用いられた場合に、濁りの少ない配合剤が観察された(図20A)。これらのデータは、実施例7に記載されたより高いpHでのTCP-25のオリゴマー化での結果と一致する。
pH7.4のトリスバッファー中のSEQ ID NO:1のTCP-25への5~10mM EDTAの添加は、溶液の可視的濁度を生じた。類似の濁度が、0.5~2.5mM EDTAの添加後にも、ただし試料を室温で少なくとも30分間インキュベートした後にのみ、明らかとなった。遠心分離後に、可視の白色ペレットが形成された。粒子は、バッファー中で可溶化でき、それは、この工程の可逆性を実証し、観察された白色の濁った沈着物がペプチドのオリゴマー形成であることを示唆した。TCP-25がpH7.4のトリス中のHECを基にしたハイドロゲル中で混合されると、ゲルの濁度の可視的変化が観察された(図20A)。この濁度は、2.5mM EDTAの存在下でさらにより顕著であった。興味深いことに、pH5の酢酸バッファーが用いられた場合に、濁りの少ない配合剤が観察された(図20A)。これらのデータは、実施例7に記載されたより高いpHでのTCP-25のオリゴマー化での結果と一致する。
TCP-25の抗微生物活性に及ぼすEDTAの効果
EDTAは、SEQ ID NO:1のTCP-25についてのMICおよびMBCを低減した。この低減は、ペプチドがpH5で希釈された場合により、pH7.4に比較してより明白であった。酢酸バッファー(pH5)を用いて、MICの低減が、添加されたEDTA(0.5mM)の最低濃度で観察され得たが、トリスを用いて、1~2.5mM EDTAが、抗菌効果の増幅を開始するために必要とされた。トリスまたは酢酸塩のどちらかの中の2.5mM EDTAでは、SEQ ID NO:1のTCP-25でのMICは、3種の細菌株全てで20~40μMから1.25μMに減少した(図20B)。MBCもまた、EDTA添加の関数として大きく低減された。MICで実証された通り、この効果は、pH5バッファーで最も顕著であり、TCP-25(SEQ ID NO:1)のMBCを160μMから1.25μMに低減した。pH7.4では、この試験で用いられたEDTA濃度のいずれも、SEQ ID NO:1のTCP-25のMBCを最低ペプチド濃度へと低減しなかったが、それでもSEQ ID NO:1のTCP-25の160μMから5~10μMへの低減を実証した(図20C)。これらの効果をさらに検証するために、黄色ブドウ球菌および緑膿菌の臨床単離物が評定され、類似のEDTA増幅効果が観察された(表7)。同様にMBCは、臨床単離物でも低減され、この効果は、酢酸バッファーを用いた場合により顕著であった(表8)。
EDTAは、SEQ ID NO:1のTCP-25についてのMICおよびMBCを低減した。この低減は、ペプチドがpH5で希釈された場合により、pH7.4に比較してより明白であった。酢酸バッファー(pH5)を用いて、MICの低減が、添加されたEDTA(0.5mM)の最低濃度で観察され得たが、トリスを用いて、1~2.5mM EDTAが、抗菌効果の増幅を開始するために必要とされた。トリスまたは酢酸塩のどちらかの中の2.5mM EDTAでは、SEQ ID NO:1のTCP-25でのMICは、3種の細菌株全てで20~40μMから1.25μMに減少した(図20B)。MBCもまた、EDTA添加の関数として大きく低減された。MICで実証された通り、この効果は、pH5バッファーで最も顕著であり、TCP-25(SEQ ID NO:1)のMBCを160μMから1.25μMに低減した。pH7.4では、この試験で用いられたEDTA濃度のいずれも、SEQ ID NO:1のTCP-25のMBCを最低ペプチド濃度へと低減しなかったが、それでもSEQ ID NO:1のTCP-25の160μMから5~10μMへの低減を実証した(図20C)。これらの効果をさらに検証するために、黄色ブドウ球菌および緑膿菌の臨床単離物が評定され、類似のEDTA増幅効果が観察された(表7)。同様にMBCは、臨床単離物でも低減され、この効果は、酢酸バッファーを用いた場合により顕著であった(表8)。
TCP-25はVCAアッセイにおいて細菌殺傷を誘導する
VCAアッセイを利用して、細菌細胞がSEQ ID NO:1のTCP-25およびEDTAで処置された場合に有意に低減されることが見出された。興味深いことに、用いたバッファーの効果としての細胞の低減において有意差があったが(二元配置分散分析;p<0.0001)、酢酸塩は、より高い細菌殺傷を有し、TCP-25(SEQ ID NO:1)±EDTAで処置された場合に99,9~100%の細胞低減を示した(p<0.001)(図21)。細菌低減の視覚化が、LIVE/DEADアッセイを用いた顕微鏡画像を用いて実施された。SEQ ID NO:1のTCP-25を含有する処置において、細菌凝集体が観察された。凝集体のサイズ分布に関する情報が、図22に表される。
VCAアッセイを利用して、細菌細胞がSEQ ID NO:1のTCP-25およびEDTAで処置された場合に有意に低減されることが見出された。興味深いことに、用いたバッファーの効果としての細胞の低減において有意差があったが(二元配置分散分析;p<0.0001)、酢酸塩は、より高い細菌殺傷を有し、TCP-25(SEQ ID NO:1)±EDTAで処置された場合に99,9~100%の細胞低減を示した(p<0.001)(図21)。細菌低減の視覚化が、LIVE/DEADアッセイを用いた顕微鏡画像を用いて実施された。SEQ ID NO:1のTCP-25を含有する処置において、細菌凝集体が観察された。凝集体のサイズ分布に関する情報が、図22に表される。
EDTAはTCP-25の抗微生物効果を増幅する
TCP-25およびEDTAの経時的な効果を探索するために、本発明者らは、タイム・キルアッセイを実行した。本発明者らは、このアッセイについて、用いた緩衝系に関係する抗菌特性において有意差がないことを見出した。SEQ ID NO:1のTCP-25は、EDTAが存在する、または存在しないに関係なく、速効性の抗菌効果を有する。黄色ブドウ球菌では、本発明者らは、TCP-25±EDTAで処置された場合5分後にCFUの100%低減を観察した。興味深いことに、TCP-25単独で処置された試料は、6および24時間目に再度コロニー形成されたが、TCP-25+EDTAの組み合わせの処置では、この実験期間を通して100%の細胞低減が観察された(図23A)。様々な処置の抗菌効果を視覚化するために、LIVE/DEAD染色を利用する蛍光顕微鏡測定が実行され、CFUについて表された結果を確認した。細菌クラスターである凝集体が、1および24時間の両方の試料にTCPおよび/またはEDTAを含有する様々な処置剤において顕微鏡測定で観察された(図23B)。様々なサイズの細菌凝集体が見出され、より大きなサイズの凝集体が24時間の測定ポイントでより高度に存在した。凝集体の形成は、酢酸バッファーを用いた場合により明白であった。さらに酢酸塩では、SEQ ID NO:1のTCP-25は、EDTAが存在しない場合に1時間の時点で凝集を起こさないが、経時的にTCP-25(SEQ ID NOのみが、細菌を凝集させる。
TCP-25およびEDTAの経時的な効果を探索するために、本発明者らは、タイム・キルアッセイを実行した。本発明者らは、このアッセイについて、用いた緩衝系に関係する抗菌特性において有意差がないことを見出した。SEQ ID NO:1のTCP-25は、EDTAが存在する、または存在しないに関係なく、速効性の抗菌効果を有する。黄色ブドウ球菌では、本発明者らは、TCP-25±EDTAで処置された場合5分後にCFUの100%低減を観察した。興味深いことに、TCP-25単独で処置された試料は、6および24時間目に再度コロニー形成されたが、TCP-25+EDTAの組み合わせの処置では、この実験期間を通して100%の細胞低減が観察された(図23A)。様々な処置の抗菌効果を視覚化するために、LIVE/DEAD染色を利用する蛍光顕微鏡測定が実行され、CFUについて表された結果を確認した。細菌クラスターである凝集体が、1および24時間の両方の試料にTCPおよび/またはEDTAを含有する様々な処置剤において顕微鏡測定で観察された(図23B)。様々なサイズの細菌凝集体が見出され、より大きなサイズの凝集体が24時間の測定ポイントでより高度に存在した。凝集体の形成は、酢酸バッファーを用いた場合により明白であった。さらに酢酸塩では、SEQ ID NO:1のTCP-25は、EDTAが存在しない場合に1時間の時点で凝集を起こさないが、経時的にTCP-25(SEQ ID NOのみが、細菌を凝集させる。
TCP-25は、緑膿菌の有意な低減を引き起こすが、24時間後に、細菌は再度コロニー化した。しかし黄色ブドウ球菌と同様に、細菌CFUの100%低減が、TCP-25(SEQ ID NO:1)+EDTAでの処置の実験を通して、明白であった(図24A)。これらの結果は、蛍光顕微鏡測定によりさらに視覚化された。細菌凝集体は、TCP-25(SEQ ID NO:1)およびTCP-25+EDTAで処置された緑膿菌でも存在することが見出された。本発明者らは、トリスではTCP-25(SEQ ID NO:1)のみで処置された場合に1時間目に大きな凝集体をより高い割合で認め、これらの凝集体は、経時的に低減され、より大きな割合のより小さな凝集体が明白になった。24時間の時点で明白な凝集体サイズのこのシフトは、酢酸バッファーを用いた場合には存在しない(図24B)。
バイオフィルム関連細菌を低減するTCP-25の能力に及ぼすEDTAの効果
黄色ブドウ球菌および緑膿菌からの成熟バイオフィルムの処置は、用いたバッファー(10mMトリスまたは10mM酢酸塩)と関係なく、TCP-25(SEQ ID NO:1)およびTCP-25(SEQ ID NO:1)+EDTAが、バイオフィルム内の細菌細胞を低減することを実証した。本発明者らは、2.5mM EDTAをペプチド溶液に補足した場合、用いた両方の細菌で細菌細胞の99%低減を見出した(図25AおよびB)。同様の結果が、25mMトリスおよび酢酸バッファーを用いてTCP-25およびEDTAの組み合わせで実証された(図25CおよびD)。
黄色ブドウ球菌および緑膿菌からの成熟バイオフィルムの処置は、用いたバッファー(10mMトリスまたは10mM酢酸塩)と関係なく、TCP-25(SEQ ID NO:1)およびTCP-25(SEQ ID NO:1)+EDTAが、バイオフィルム内の細菌細胞を低減することを実証した。本発明者らは、2.5mM EDTAをペプチド溶液に補足した場合、用いた両方の細菌で細菌細胞の99%低減を見出した(図25AおよびB)。同様の結果が、25mMトリスおよび酢酸バッファーを用いてTCP-25およびEDTAの組み合わせで実証された(図25CおよびD)。
ブタ皮膚創傷感染モデルの皮膚におけるTCP-25およびEDTAの効果
様々な用量のSEQ ID NO:1のTCP-25を含有する処置は、緑膿菌で処置された創傷に及ぼす外用での処置効果を分析した場合に、対照に比較してCFUの用量依存的低減を示した。ここで1%TCP-25は、0.1%TCP-25に比較してCFUの有意に高い低減を有した(p<0.05)。分析は、対照と比較した場合に組織内の細菌細胞の有意な低減も実証したが、全ての3種の処置は、創傷の組織内部での細菌の90%低減を有することが示された(図26A)。EDTAの添加は、緑膿菌に対するTCP-25の効果を有意に増幅し、CFUの用量依存的減少が0.1%TCP-25と組み合わせたEDTA濃度の上昇に関連し、20mM EDTAがCFUの6-log低減を誘導することを実証した。20mM EDTA+0.1%TCP-25は、組織中の細菌細胞を有意に低減し、細菌をおよそ90%低減することを実証した(図26B)。次に本発明者らは、緑膿菌および黄色ブドウ球菌に感染された創傷に及ぼす様々な濃度0.1、0.5または1%のTCP-25で10mM EDTAをテストすることにより進めた。処置の有意な効果は、両方の細菌株で外用的に見出され、最高濃度のSEQ ID NO:1のTCP-25で処置した場合緑膿菌で6-log低減および黄色ブドウ球菌で3-log低減を実証した。細菌の有意な低減が、緑膿菌で検出され、90%の低減であった(図26C)。
様々な用量のSEQ ID NO:1のTCP-25を含有する処置は、緑膿菌で処置された創傷に及ぼす外用での処置効果を分析した場合に、対照に比較してCFUの用量依存的低減を示した。ここで1%TCP-25は、0.1%TCP-25に比較してCFUの有意に高い低減を有した(p<0.05)。分析は、対照と比較した場合に組織内の細菌細胞の有意な低減も実証したが、全ての3種の処置は、創傷の組織内部での細菌の90%低減を有することが示された(図26A)。EDTAの添加は、緑膿菌に対するTCP-25の効果を有意に増幅し、CFUの用量依存的減少が0.1%TCP-25と組み合わせたEDTA濃度の上昇に関連し、20mM EDTAがCFUの6-log低減を誘導することを実証した。20mM EDTA+0.1%TCP-25は、組織中の細菌細胞を有意に低減し、細菌をおよそ90%低減することを実証した(図26B)。次に本発明者らは、緑膿菌および黄色ブドウ球菌に感染された創傷に及ぼす様々な濃度0.1、0.5または1%のTCP-25で10mM EDTAをテストすることにより進めた。処置の有意な効果は、両方の細菌株で外用的に見出され、最高濃度のSEQ ID NO:1のTCP-25で処置した場合緑膿菌で6-log低減および黄色ブドウ球菌で3-log低減を実証した。細菌の有意な低減が、緑膿菌で検出され、90%の低減であった(図26C)。
TCP-25安定性に及ぼすEDTAおよびpHの効果
図27に示される通り、EDTAを有する、または有しない酢酸バッファー中のSEQ ID NO:1のTCP-25の安定性が、分析された。ペプチドは、EDTAを有する、または有しない0.1%酢酸バッファーに溶解され、RT、4または37℃で貯蔵された後、分析された。結果は、EDTAがペプチドを分解から保護したことを示した。次に、SEQ ID NO:1のTCP-25の安定性が、異なるpHで分析された。ペプチドは、蒸留水に0.1%で溶解され、その後pHが、所望のpHに達するようにNaOHまたはHClを添加することにより修正された。試料はその後、HPLC分析の前にRT、4、37または70℃で貯蔵された。TCP-25は、pH5.0で分解の増加を示した。TCP-25は、0.1%以上でオリゴマー化し、ペプチド分解の有意な低減を導いた(図28参照)。
図27に示される通り、EDTAを有する、または有しない酢酸バッファー中のSEQ ID NO:1のTCP-25の安定性が、分析された。ペプチドは、EDTAを有する、または有しない0.1%酢酸バッファーに溶解され、RT、4または37℃で貯蔵された後、分析された。結果は、EDTAがペプチドを分解から保護したことを示した。次に、SEQ ID NO:1のTCP-25の安定性が、異なるpHで分析された。ペプチドは、蒸留水に0.1%で溶解され、その後pHが、所望のpHに達するようにNaOHまたはHClを添加することにより修正された。試料はその後、HPLC分析の前にRT、4、37または70℃で貯蔵された。TCP-25は、pH5.0で分解の増加を示した。TCP-25は、0.1%以上でオリゴマー化し、ペプチド分解の有意な低減を導いた(図28参照)。
考察
この実施例では、TCP-25の抗菌および抗バイオフィルム特性に及ぼすEDTAの増幅効果が、示される。さらに、TCP-25とEDTAの組み合わせが、特にpH5.0で、溶解度および性能に関して最適化されることが示される。TCP-25の時間依存的効果を試験した場合、ペプチドは、細菌レベルを有意に低減した。しかし、EDTAの非存在下では、24時間後に細菌の著しい再増殖があった。重要なことに、EDTAの添加は、24時間のインキュベーション時間の間にTCP-25の有意で長期間の抗菌効果を生じた。TCP-25単独は、成熟バイオフィルムに浸透し、かつバイオフィルム関連の黄色ブドウ球菌および緑膿菌を低減することが実証された。EDTAの添加は、これらの効果を増幅し、細菌の99%低減が、成熟バイオフィルムにおいて実証された。このことは適切であり、なぜならこのモデルは、金属または他のEDTAスカベンジャーなどの物質からの可能な干渉が起こり得るインビボ状況をより良好に表し得るためである。しかしながら、TCP-25と10mM EDTAの組み合わせが、創傷表面および組織内部で細菌レベルを有意に低減できることは注目すべきであった。重要なことにEDTAは、低pHでTCP-25の安定性を有意に改善した。
この実施例では、TCP-25の抗菌および抗バイオフィルム特性に及ぼすEDTAの増幅効果が、示される。さらに、TCP-25とEDTAの組み合わせが、特にpH5.0で、溶解度および性能に関して最適化されることが示される。TCP-25の時間依存的効果を試験した場合、ペプチドは、細菌レベルを有意に低減した。しかし、EDTAの非存在下では、24時間後に細菌の著しい再増殖があった。重要なことに、EDTAの添加は、24時間のインキュベーション時間の間にTCP-25の有意で長期間の抗菌効果を生じた。TCP-25単独は、成熟バイオフィルムに浸透し、かつバイオフィルム関連の黄色ブドウ球菌および緑膿菌を低減することが実証された。EDTAの添加は、これらの効果を増幅し、細菌の99%低減が、成熟バイオフィルムにおいて実証された。このことは適切であり、なぜならこのモデルは、金属または他のEDTAスカベンジャーなどの物質からの可能な干渉が起こり得るインビボ状況をより良好に表し得るためである。しかしながら、TCP-25と10mM EDTAの組み合わせが、創傷表面および組織内部で細菌レベルを有意に低減できることは注目すべきであった。重要なことにEDTAは、低pHでTCP-25の安定性を有意に改善した。
参考資料
K. Lundqvist, H. Herwald, A. Sonesson, A. Schmidtchen, Heparin binding protein is increased in chronic leg ulcer fluid and released from granulocytes by secreted products of Pseudomonas aeruginosa. Thromb Haemost 92, 281-287 (2004).
I. Wiegand, K. Hilpert, R. E. Hancock, Agar and broth dilution methods to determine the minimal inhibitory concentration (MIC) of antimicrobial substances. Nat Protoc 3, 163-175 (2008).
J.D. Morrisett, J.S. David, H.J. Pownall, A.M. Gotto, Jr., Interaction of an apolipoprotein (apoLP-alanine) with phosphatidylcholine, Biochemistry, 12 (1973) 1290-1299.
K. Lundqvist, H. Herwald, A. Sonesson, A. Schmidtchen, Heparin binding protein is increased in chronic leg ulcer fluid and released from granulocytes by secreted products of Pseudomonas aeruginosa. Thromb Haemost 92, 281-287 (2004).
I. Wiegand, K. Hilpert, R. E. Hancock, Agar and broth dilution methods to determine the minimal inhibitory concentration (MIC) of antimicrobial substances. Nat Protoc 3, 163-175 (2008).
J.D. Morrisett, J.S. David, H.J. Pownall, A.M. Gotto, Jr., Interaction of an apolipoprotein (apoLP-alanine) with phosphatidylcholine, Biochemistry, 12 (1973) 1290-1299.
Claims (25)
- a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含むまたはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
b)EDTAと、
c)水性バッファー、
を含む組成物であって、
i.前記組成物が、高くても8のpHを有し、および/または
ii.前記組成物中の前記化合物の濃度が、少なくとも0.08wt%である、
組成物。 - a)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含むまたはそれからなるペプチドを含む化合物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有する、化合物と、
b)水性溶液と混合された場合にハイドロゲルを形成し得る非イオン性ポリマーと、
c)水性溶液、
を含む組成物であって、
iii.前記組成物中の前記化合物の濃度が、少なくとも0.08wt%であり、および/または
iv.前記非イオン性ポリマーが、少なくとも0.05wt%の濃度で前記組成物中に存在する、
組成物。 - EDATをさらに含む、請求項2に記載の組成物。
- ハイドロゲルまたは粘性溶液であり、好ましくはハイドロゲルである、前記請求項のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記非イオン性ポリマーが、ポリアリルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルピロリドン、コーンスターチおよびヒドロキシプロピルデンプンなどのデンプン、メチルセルロース、エチルセルロースおよびn-プロピルセルロースを含む、C1~C6-アルキルセルロースなどのアルキルセルロース;ヒドロキシアルキルセルロース、好ましくはヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシブチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロースおよび前述のものの混合物などの、ヒドロキシ-C1~C6-アルキルセルロースおよびヒドロキシ-C1~C6-アルキル-C1~C6-アルキルセルロースを含む、置換されたアルキルセルロースからなる群から選択され、例えば前記非イオン性ポリマーが、ヒドロキシアルキルセルロースからなる群から、好ましくはヒドロキシエチルセルロース(HEC)およびヒドロキシプロピルセルロース(HPC)からなる群から選択される、前記請求項のいずれか1項に記載の組成物。
- 好ましくは1~3vol%の濃度で、より好ましくは1~2vol%の濃度で、グリセロールをさらに含む、前記請求項のいずれかに記載の組成物。
- 前記非イオン性ポリマーが、1~3wt%の範囲の濃度などの、少なくとも1wt%の濃度で前記組成物中に存在する、前記請求項のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記化合物が、少なくとも0.1wt%などの、少なくとも0.08wt%の濃度で、例えば0.08~3wt%0.2mMの範囲で、少なくとも0.25mMなど、少なくとも0.3mMなどの濃度で前記組成物中に存在する、前記請求項のいずれか1項に記載の組成物。
- b)アミノ酸配列
X1-X2-X3-X4-X5-X6-W-X8-X9-X10(ここで、
X4、6、9は、任意の標準的アミノ酸であり、
X1は、I、LまたはVであり、
X2は、C以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X3は、A、E、Q、RまたはYであり、
X5は、R以外の任意の標準的アミノ酸であり、
X8は、IまたはLであり、
X10は、H以外の任意の標準的アミノ酸である)
を含むまたはそれからなるペプチドを含む化合物
を含む組成物であって、
ペプチドが、10~100アミノ酸残基の長さを有し、
前記組成物中の前記化合物の濃度が、少なくとも0.08wt%、例えば0.08~3wt%の範囲である、
組成物。 - 前記ペプチドが、18~35アミノ酸、好ましくは18~25アミノ酸の長さを有し、アミノ酸配列
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO1)、
FYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO2)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVI(SEQ ID NO3)、
HVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO4)、
KYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO:5)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQF(SEQ ID NO:6)、
GKYGFYTHVFRLKKWIQKV(SEQ ID NO:7)
のいずれかを含むまたはそれからなる、
前記請求項のいずれか1項に記載の組成物。 - 前記ペプチドが、アミノ酸配列
GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO.1)と少なくとも90%の配列同一性を有し、好ましくは前記ペプチドが、アミノ酸配列GKYGFYTHVFRLKKWIQKVIDQFGE(SEQ ID NO.1)からなる、前記請求項のいずれか1項に記載の組成物。 - EDTAが、1~100mMの範囲でなど、好ましくは少なくとも1.5mM、少なくとも2mMなど、例えば2~100mMの範囲で、2~50mMの範囲などの、少なくとも1mMの濃度で前記組成物中に存在する、前記請求項のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記組成物の前記pHが、高くても8、例えば7より低く、例えば6より低く、例えば5.5以下であり、および/または前記pHが、3より高い、少なくとも3.5などである、前記請求項のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記組成物の前記pHが、7と8の間、例えばおよそ7.4である、前記請求項1~12のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記組成物内の前記ペプチドを含む前記化合物が、少なくとも30℃、好ましくは少なくとも35℃、より好ましくは少なくとも40℃のTmを有する、前記請求項のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記組成物内の前記ペプチドを含む組成物が、少なくとも0.8M、好ましくは少なくとも1.0M、より好ましくは少なくとも1.1MのCm ureaを有する、前記請求項のいずれか1項に記載の組成物。
- - 37℃で2か月間の貯蔵後に前記ペプチドを含む前記化合物の最初の含量の少なくとも90%、少なくとも95%など;および/または
- 37℃で4か月間の貯蔵後に前記ペプチドを含む前記化合物の最初の含量の少なくとも75%、少なくとも80%など、例えば少なくとも90%;および/または
- 37℃で6か月間の貯蔵後に前記ペプチドを含む前記化合物の最初の含量の少なくとも70%、少なくとも80%など、例えば少なくとも85%;および/または
- 室温で8か月間の貯蔵後に前記ペプチドを含む前記化合物の最初の含量の少なくとも90%、少なくとも95%など、
を含む、前記請求項のいずれか1項に記載の組成物。 - 前記請求項のいずれかに記載の組成物を含む製品。
- 組成物が、例えば外用薬投与(topical administration)のために、場合により局所投与のために調製される、請求項1~17のいずれか1項に記載の組成物、またはそれを必要とする個体における障害の処置の方法における使用のための請求項18に記載の製品。
- 組成物が、局所投与のために場合により調製される、それを必要とする個体における障害の処置のための薬剤の調製のための請求項1~17のいずれか1項に記載の組成物の使用。
- それを必要とする個体における障害の処置の方法であって、前記個体への、項目1~17のいずれか1つに記載の組成物、または請求項18に記載の製品の治療的有効量の投与、例えば局所投与を含む、方法。
- 前記障害が、皮膚、耳、目または鼻の障害である、請求項19~21のいずれか1項に記載の使用のための組成物、使用または方法。
- 前記障害が、創傷、例えば熱傷、非治癒性潰瘍および術創からなる群から選択される創傷である、請求項19~22のいずれか1項に記載の使用のための組成物、使用または方法。
- 前記障害が、
・ 炎症を含むかもしくは炎症に関連しおよび/または
・ 細菌による感染を含むかもしくは細菌による感染、例えば多剤耐性菌による感染に関連する、
請求項19~23のいずれか1項に記載の使用のための組成物、使用または方法。 - 前記障害が、バイオフィルムの形成を含む、請求項19~24のいずれか1項に記載の使用のための組成物、使用または方法。
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---|---|---|---|---|
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- 2020-11-18 WO PCT/EP2020/082581 patent/WO2021121843A1/en unknown
- 2020-11-18 JP JP2022538181A patent/JP2023507201A/ja active Pending
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