JP7189899B2 - 哺乳動物において健康な微生物フローラを促進するための組成物および方法 - Google Patents

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関連出願への相互参照
この出願は、2017年3月10日に出願された米国出願第62/470,060号および2017年9月8日に出願された米国出願第62/556,016号(これらの各々の内容は、全ての目的のためにそれらの全体が参考として本明細書に援用される)の利益およびそれらに対する優先権を主張する。
本発明は、哺乳動物において健康な微生物フローラを促進するための組成物および方法に一般的に関する。本発明はさらに、被験体において病原性細菌および/または病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するための組成物および方法に関し、より具体的には、(i)1つまたは複数の非病原性真菌株、(ii)1つまたは複数の非病原性細菌株、および(iii)バイオフィルムを破壊することが可能な必要に応じた酵素を含む組成物、そのような組成物によって被験体を処置する方法、ならびにそのような組成物による処置に適する被験体を同定する方法に関する。
単細胞微生物が一緒に生存し、エキソポリサッカライド(EPS)マトリクスによって保護される共同体を形成すると、バイオフィルムは形成される。このEPSマトリクスは、一般的に、タンパク質、多糖および細胞外DNAの集塊である。バイオフィルム関連の微生物は、それらのプランクトン様(自由懸濁)対応物と異なる。バイオフィルム形成細胞は互いに共凝集し、生物的または非生物的な表面に付着している同調群を形成し、細胞は保護EPSマトリクスによって囲まれ、集団感知を通して有効に交信し、活発に代謝する細胞または静止相の細胞に対して作用する従来の抗微生物薬(抗真菌剤および抗細菌剤の両方)の影響を制限する低い代謝活性を有すると考えられている。
細菌、真菌および古細菌を含む微生物が、バイオフィルムを形成する。所与の被験体(例えば、ヒト)については、多くの微生物(微生物叢と呼ばれる)が前記被験体の様々な領域、例えば、腸、皮膚、膣、気道および口の上に、またはその中に存在する。宿主被験体の胃腸微生物叢と消化、免疫および代謝の間に、切り離せない関係がある。胃腸微生物叢は、ビタミンおよび代謝産物の生合成ならびに多糖などの複雑な巨大分子の消化にとって重要である。正常な条件下では、胃腸微生物叢は、病原性微生物の定着の予防、ならびに腸管障壁の完全性および機能の維持、および免疫系のサポートを助ける。
しかし、望ましくないか不均衡なバイオフィルムは、ヒト微生物感染症のかなりの百分率に関与している可能性がある(Potera, C.(1999年)SCIENCE283巻:1837~8頁)。病原性細菌または真菌が表面関連であるかまたは基層に接着性であるかどうか;細菌がクラスタ状であるか、細菌、真菌または宿主構成要素のマトリクスに含まれているかどうか;感染が局在化されているかどうか;構成要素プランクトン様生物体の抗微生物剤感受性にもかかわらず、感染が抗生物質および抗真菌療法に抵抗性であるかどうかを含む、4つの基準が感染の間のバイオフィルム病因学を規定すると提案されている(Parsek, M. R.およびSingh, P. K.(2003年)ANN REV. MICROBIOL.57巻:677~701頁;Ghannoum, M.ら(2015年)MICROBIAL BIOFILMS.、第2版、Am. Soc. for Microbiology)。
バイオフィルムに基づく感染症は、虫歯、歯周病、嚢胞性線維症(CF)気道感染症、固有弁心内膜炎、慢性細菌性前立腺炎、中耳炎および膣感染症の病因に関与すると考えられている。バイオフィルム微生物は、接着性微生物(細菌および真菌を含む)集団がカテーテル、人工弁、関節代替物および他のデバイスの表面に形成される、インプラント関連の感染症に関与することもできる(Donlan, R. M.(2001年)EMERG. INFECT. DIS.7巻:277~81頁;Chandra, J.およびGhannoum M.A.(2004年)FUNGAL BIOFILMS.、第3章、典拠:MICROBIAL BIOFILMS. O’Toole GおよびGhannoum MA(編))。
腸管は、Candida属の種、Enterobacteriaceae科の種、Pseudomonas aeruginosaおよびAcinetobacter属の種を含む、多くの抗生物質耐性バイオフィルム真菌および細菌のためのレザバーを提供する(Donskey, C. J.(2004年)CLIN. INFECT. DIS.39巻:219~26頁)。危機的に病的な患者の間で肺はP.aeruginosa感染の主要部位であると伝統的に考えられているが、これらの感染症のかなりの数は、胃腸フローラによる、または腸から肺実質への血行性伝播による気道の直接的な汚染の結果として生じる。P.aeruginosaの抑制、低減および/または処置のための有効な方法は、この状態のためにかなりの衝撃を及ぼすだろう。
腸におけるバイオフィルムに関して、細菌および真菌は、例えば結腸上皮の上のそれを覆う粘液層の中の、および内腔の中の食物粒子の上のバイオフィルムとして存在することができると今では考えられている(MacFarlane, S.およびMacFarlane, G. T.(2006年)APPL. ENVIRON. MICROBIOL.72巻:6204~11頁;Probert, H. M.およびGibson, G. R.(2002年)CURR. ISSUES INTEST. MICROBIOL.3巻:23~7頁)。病原性細菌が少なくとも生息するGI管の中のバイオフィルムは、エキソポリサッカライド(EPS)マトリクスの中に包まれる高密度の糸状のフィルムを形成する。そのようなバイオフィルムは抗微生物薬および宿主免疫細胞にとって不透過性であり、処置するのが困難である。例えば、EPSマトリクスに包まれるバイオフィルムは、クローン病(CD)などの疾患と結びつけられた(Hoarau G,ら、Bacteriome and Mycobiome Interactions Underscore Microbial Dysbiosis, in Familial Crohn’s Disease. Bio、2016年)。従来のプロバイオティックスによってGI管の疾患または障害を処置する試みは、限定的な成功を収めた。
今日までの進歩にもかかわらず、バイオフィルムを破壊し、バイオフィルム関連の疾患および障害を処置するための改善された組成物および方法の必要性がある。
MacFarlane,S.およびMacFarlane,G.T. APPL.ENVIRON.MICROBIOL.(2006年)72巻:6204~11頁 Probert,H.M.およびGibson,G.R. CURR.ISSUES INTEST.MICROBIOL.(2002年)3巻:23~7頁
本発明は、被験体において投与されると天然のマイクロバイオームを復元するおよび/またはより平衡のとれたマイクロバイオームを促す、非病原性細菌および真菌の両方を含む組成物または剤形を被験体に投与することによって、被験体において、例えば病原性細菌および/または病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊することが可能であるとの発見に一部基づく。本発明は、哺乳動物において平衡のとれた健康な微生物フローラを促進するための組成物および方法に一般的に関する。
一態様では、本発明は、(i)単離された生存可能な非病原性真菌株および(ii)単離された生存可能な非病原性細菌株を含み、混合物の形であってよい、組成物を提供する。組成物は、(i)被験体の予め選択された領域において生存可能である、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)単離された非病原性真菌株、および(ii)被験体の領域において生存可能である、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)単離された非病原性細菌株を含む。
別の態様では、本発明は、(i)酵素、(ii)非病原性真菌株、および(iii)非病原性細菌株を含む組成物を提供する。例えば、組成物は、(i)例えば被験体の予め選択された領域においてバイオフィルムを破壊することが可能である、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)酵素、(ii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性真菌株、および(iii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性細菌株を含む。
ある特定の実施形態では、組成物は、病原性細菌および/もしくは病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するかまたはバイオフィルムの形成を阻止することが可能である、1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性細菌株および1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性真菌株の粉末ブレンドとして製剤化されており、粉末ブレンドは必要に応じてコーティングされている、例えば、制御放出コーティングなどの機能的コーティングでコーティングされている。さらに、ある特定の実施形態では、1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性細菌株および1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性真菌株の粉末ブレンドは、凍結乾燥または噴霧乾燥されている。ある特定の実施形態では、1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性細菌株および1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性真菌株の、凍結乾燥または噴霧乾燥されており、必要に応じてコーティングされているブレンドは、バイオフィルムを破壊することが可能な酵素(例えば、アミラーゼ)とさらに混合されている。
一態様では、本発明は、被験体、例えばヒトに投与すると、被験体の予め選択された領域内、例えば、胃腸管、尿路、生殖管、上気道、下気道、胆管、口、目、鼻、耳または皮膚内で病原性細菌および/もしくは病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するかまたはバイオフィルムの形成を阻止する剤形を提供する。剤形は、(i)バイオフィルムを破壊することが可能である1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)酵素、(ii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性真菌株、および(iii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性細菌株を含む組成物を含む。被験体は、哺乳動物(例えば、ヒト、伴侶動物(例えば、イヌ、ネコまたはウサギ)または畜産動物(例えば、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ウマ、ロバおよびラバ、バッファロー、雄牛またはラクダ))であってよい。
組成物によって破壊されるバイオフィルム中の微生物は、任意のタイプの病原性微生物、例えば、細菌(例えば、グラム陽性細菌およびグラム陰性細菌)、真菌(例えば、酵母およびかび)、古細菌および原生動物を含むことができる。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、約500億、約400億、約300億、約200億、約100億、約10億、約5億、約1億、約5,000万または約1,000万コロニー形成単位の非病原性細菌株および非病原性真菌株(複数可)を含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、約300億コロニー形成単位の非病原性細菌株および非病原性真菌株(複数可)を含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、約150億コロニー形成単位のBifidobacterium breve、約100億コロニー形成単位のLactobacillus rhamnosus、約35億コロニー形成単位のSaccharomyces boulardii、約15億コロニー形成単位のLactobacillus acidophilusおよび500SKPのアミラーゼを含む。ある特定の実施形態では、組成物は、1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性細菌株および1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性真菌株の粉末状の混合物(ブレンド)を含む。ある特定の実施形態では、組成物は、機能的コーティングでコーティングされている(例えば、制御放出コーティングでコーティングされている)、または非機能的コーティング(例えば、審美的コーティング)でコーティングされている、1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性細菌株および1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性真菌株の粉末を含む。ある特定の実施形態では、剤形はカプセル剤である、例えば、機能的または非機能的コーティングで必要に応じてコーティングされているカプセル剤である。
別の態様では、本発明は、被験体の予め選択された領域、例えば、胃腸管、尿路、生殖管、上気道、下気道、胆管、口、目、鼻、耳または皮膚で、バイオフィルムを破壊する方法を提供する。本方法は、被験体にそのような組成物または剤形を投与することを含み、その投与により被験体においてバイオフィルムが破壊される。ある特定の実施形態では、バイオフィルムは、1つまたは複数の細菌および真菌、例えば、(i)Candida tropicalisおよびEscherichia coli(E.coli)、(ii)Candida tropicalisおよびSerratia marcescens、または(iii)Candida tropicalis、Escherichia coliおよびSerratia marcescensを含む。ある特定の実施形態では、バイオフィルムは、(i)Candida albicansおよびEscherichia coli、(ii)Candida albicansおよびSerratia marcescens、または(iii)Candida albicans、Escherichia coliおよびSerratia marcescensを含む。
組成物または剤形中の酵素は、バイオフィルムに存在する細胞外マトリクス多糖(EPS)を破壊し、病原性生物体を剤形中の非病原性細菌および真菌株による攻撃に対してより開放的にする。ある特定の実施形態では、組成物または剤形を投与すると、非病原性細菌株は、(i)バイオフィルム中の病原性細菌に取って代わる、(ii)バイオフィルムの基層への病原性細菌もしくは真菌の付着を妨害する、(iii)バイオフィルムに存在する細胞外ポリマーマトリクスから病原性細菌/真菌を追い出す、(iv)バイオフィルム中の病原性真菌のフィラメント化を阻止する、または(v)上述のもののいずれかの組み合わせである。ある特定の実施形態では、組成物または剤形の投与は、被験体における領域の天然のマイクロバイオームの回復を可能にし、病原性細菌および/または病原性真菌の増殖および/または発達を低減する。
一態様では、本発明は、(i)単離された生存可能な非病原性真菌株および(ii)単離された生存可能な非病原性細菌株を含むプロバイオティック組成物を含む焼いた食品を提供する。非病原性真菌および細菌株は、ベーキングプロセスの後に生存能を維持する。プロバイオティック組成物は、本明細書に記載される組成物または剤形の1つまたは複数を含むことができる。
別の態様では、本発明は、被験体において栄養素吸収を改善する方法であって、(i)単離された生存可能な非病原性真菌株および(ii)単離された生存可能な非病原性細菌株を含むプロバイオティック組成物の被験体による消費または被験体への投与を含む方法を提供する。プロバイオティック組成物は、本明細書に記載される組成物または剤形の1つまたは複数を含むことができる。ある特定の実施形態では、プロバイオティック組成物は、酵素、例えば、栄養素吸収をブロックすることができるか、さもなければ遅延させることができるバイオフィルムを破壊することが可能な酵素を含む。
別の態様では、本発明は、そのような組成物または剤形を受容するのに好適である被験体を同定する方法を提供する。本方法は、(a)検査被験体の領域から収集した組織または体液試料に存在する(i)少なくとも1つの非病原性細菌株および/または(ii)少なくとも1つの非病原性真菌株の生物体の数または密度を定量すること、ならびに(b)試料中で定量された生物体の存在度レベルまたは数を、健康な被験体の対応する領域の対応する試料サイズに存在する対応する生物体の数または密度と比較することを含む。検査被験体からの試料中の生物体の数または密度が健康な被験体の対応する領域に存在する生物体の数または密度よりも小さい場合、検査被験体は組成物または剤形を受容するのに好適である。
本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記載および請求項から明らかとなる。
特定の実施形態では、例えば、以下が提供される:
(項目1)
(i)単離された生存可能な非病原性真菌株および(ii)単離された生存可能な非病原性細菌株を含む組成物。
(項目2)
凍結乾燥または噴霧乾燥されている、項目1に記載の組成物。
(項目3)
被験体においてバイオフィルムを破壊することが可能である酵素をさらに含む、項目1または2に記載の組成物。
(項目4)
被験体の予め選択された領域内に位置する病原性細菌および病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するための剤形であって、(i)前記バイオフィルムを破壊することが可能な酵素、(ii)前記被験体の前記領域において複製することが可能な非病原性真菌株、および(iii)前記被験体の前記領域において複製することが可能な非病原性細菌株を含む組成物を含む、剤形。
(項目5)
前記組成物が少なくとも2つの異なる非病原性細菌株を含む、項目1から2のいずれか一項に記載の組成物または項目4に記載の剤形。
(項目6)
前記組成物が3つの異なる非病原性細菌株を含む、項目1から2のいずれか一項に記載の組成物または項目4に記載の剤形。
(項目7)
前記非病原性細菌株が、Lactobacillus rhamnosus、Bifidobacterium breve、Lactobacillus acidophilus、Bifidobacterium bifidumおよびLactobacillus reuteriから選択される、項目1から2もしくは5から6のいずれか一項に記載の組成物または項目4から6のいずれか一項に記載の剤形。
(項目8)
前記非病原性細菌株が、Lactobacillus rhamnosus LB 20、Bifidobacterium breve S 46およびLactobacillus acidophilus RP 32から選択される、項目1から2もしくは5から7のいずれか一項に記載の組成物または項目4から7のいずれか一項に記載の剤形。
(項目9)
Lactobacillus rhamnosus LB 20、Bifidobacterium breve S 46およびLactobacillus acidophilus RP 32を含む、項目8に記載の組成物または項目8に記載の剤形。
(項目10)
前記非病原性真菌株が、Saccharomyces boulardii、Saccharomyces cerevisiae、Saccharomycetes sp HZ178、Saccharomyces bayanus、Pichia burtonii、Pichia jadinii、Pichia kudriavzevii、Pichia onychis、Pichia sp.およびPicoa juniperから選択される、項目1から2もしくは5から9のいずれか一項に記載の組成物または項目4から9のいずれか一項に記載の剤形。
(項目11)
前記非病原性真菌株がSaccharomyces boulardii SB48である、項目10に記載の組成物または項目10に記載の剤形。
(項目12)
被験体においてバイオフィルムを破壊することが可能な酵素をさらに含む、項目5から11のいずれか一項に記載の組成物。
(項目13)
前記酵素が、アミラーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リゾチーム、ペクチナーゼ、DNアーゼI、セラチアペプチダーゼまたはセラチオペプチダーゼ、ヘミセルラーゼ/ペクチナーゼ複合体、β-1,3-グルカナーゼ、酸性プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ、グルコアミラーゼ、エンドグルカナーゼ、キシラナーゼ、リパーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ/ペプチダーゼ複合体、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP-IV)、キトサナーゼ、ブロメライン、パパイン、キーウィプロテアーゼアクチニジ、植物由来のプロテアーゼおよびフィターゼからなる群より選択される、項目3もしくは12のいずれか一項に記載の組成物または項目4から11のいずれか一項に記載の剤形。
(項目14)
前記酵素が、Bacillus stearothermophilusアミラーゼ、Bacillus amyloliquefaciensアミラーゼ、Bacillus
subtilisアミラーゼ、Bacillus licheniformiアミラーゼ、Aspergillus nigerアミラーゼおよびAspergillus oryzaeアミラーゼからなる群より選択されるアミラーゼである、項目13に記載の組成物または項目13に記載の剤形。
(項目15)
前記組成物が、約100から約5,000SKB単位のアミラーゼ、約200から約4,000SKB単位のアミラーゼ、約300から約2,000SKB単位のアミラーゼ、または約400から約1,000SKB単位のアミラーゼを含む、項目3もしくは12から14のいずれか一項に記載の組成物または項目4から11もしくは13から14のいずれか一項に記載の剤形。
(項目16)
前記組成物が約500SKB単位のアミラーゼを含む、項目15に記載の組成物または項目15に記載の剤形。
(項目17)
前記組成物がカプセル剤の中に位置する、項目1から3もしくは5から16のいずれか一項に記載の組成物または項目4から11もしくは13から16のいずれか一項に記載の剤形。
(項目18)
経口剤形である、項目1から3もしくは5から17のいずれか一項に記載の組成物または項目4から11もしくは13から17のいずれか一項に記載の剤形。
(項目19)
前記組成物が顆粒剤、ペレット剤または散剤として製剤化されている、項目1から2もしくは5から11のいずれか一項に記載の組成物または項目4から11もしくは13から17のいずれか一項に記載の剤形。
(項目20)
前記組成物が、コーティングされた散剤として製剤化されており、必要に応じて、コーティングされた散剤として製剤化されている前記組成物が、バイオフィルムを破壊することが可能な酵素とさらに組み合わされている、項目1から2、5から11もしくは19のいずれか一項に記載の組成物または項目4から11もしくは13から19のいずれか一項に記載の剤形。
(項目21)
前記散剤がヒドロキシプロピルメチルセルロースでコーティングされている、項目20に記載の組成物または項目20に記載の剤形。
(項目22)
前記カプセル剤が約50mgから約1,000mgの前記組成物を含む、項目17から21のいずれか一項に記載の組成物または項目17から21のいずれか一項に記載の剤形。
(項目23)
前記カプセル剤が約700mgの前記組成物を含む、項目22に記載の組成物または項目22に記載の剤形。
(項目24)
前記組成物が、約100億から約400億、約150億から約400億、約200億から約400億、約100億から約300億、約150億から約300億、約200億から約300億のコロニー形成単位の前記非病原性細菌株(複数可)を含む、項目1から3もしくは5から23のいずれか一項に記載の組成物または項目4から11もしくは13から23のいずれか一項に記載の剤形。
(項目25)
前記組成物が、約10億から約100億、約20億から約80億、約30億から約60億コロニー形成単位の前記非病原性真菌株(複数可)を含む、項目1から3もしくは5から24のいずれか一項に記載の組成物または項目4から11もしくは13から24のいずれか一項に記載の剤形。
(項目26)
前記組成物が、約150億コロニー形成単位のBifidobacterium breve、約100億コロニー形成単位のLactobacillus rhamnosus、約35億コロニー形成単位のSaccharomyces boulardii、および約15億コロニー形成単位のLactobacillus acidophilusを含む、項目1から3もしくは5から25のいずれか一項に記載の組成物または項目4から11もしくは13から25のいずれか一項に記載の剤形。
(項目27)
前記領域が、胃腸管、尿路、生殖管、上気道、下気道、胆管、口、目、鼻、耳または皮膚である、項目4から11または13から26のいずれか一項に記載の剤形。
(項目28)
前記被験体がヒトである、項目4から11または13から27のいずれか一項に記載の剤形。
(項目29)
バイオフィルムの破壊またはバイオフィルムの形成の阻止を必要とする被験体の予め選択された領域内に位置する病原性細菌および/または病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するかまたはその形成を阻止する方法であって、前記被験体に項目1から3もしくは5から26のいずれか一項に記載の組成物または項目4から11もしくは13から28のいずれか一項に記載の剤形を投与することを含み、前記組成物または前記剤形の投与により前記被験体においてバイオフィルムが破壊される、方法。
(項目30)
前記病原性真菌がCandida tropicalis、Candida albicansまたはその組み合わせである、項目29に記載の方法。
(項目31)
前記バイオフィルムが、(i)Candida tropicalisおよびEscherichia coli、(ii)Candida tropicalisおよびSerratia marcescens、または、(iii)Candida tropicalis、Escherichia coliおよびSerratia marcescensを含む、項目29または30に記載の方法。
(項目32)
前記バイオフィルムが、E.coliおよびBacteroides spp.を含む、項目29に記載の方法。
(項目33)
前記Bacteroides spp.が、Bacteroides coprophilus、Bacteroides eggerthii、Bacteroides ovatus、Bacteroides fragilis、Bacteroides plebeiusおよびBacteroides uniformisを含む群より選択される、項目32に記載の方法。
(項目34)
前記組成物または前記剤形中の酵素が、前記バイオフィルムに存在する細胞外マトリクス多糖(EPS)を破壊する、項目29から33のいずれか一項に記載の方法。
(項目35)
前記組成物または前記剤形を投与すると、非病原性細菌株が、(i)前記バイオフィルム中の前記病原性細菌に取って代わる、(ii)前記バイオフィルムの基層への前記病原性細菌または真菌の付着を妨害する、(iii)前記バイオフィルムに存在する細胞外ポリマーマトリクスから前記病原性細菌または真菌を追い出す、(iv)前記バイオフィルム中の前記病原性真菌のフィラメント化を阻止する、または(v)上述のいずれかの組み合わせを行う、項目29から34のいずれか一項に記載の方法。
(項目36)
前記バイオフィルムが、胃腸管、尿路、生殖管、上気道、下気道、胆管、口、目、鼻、耳または皮膚に位置する、項目29から35のいずれか一項に記載の方法。
(項目37)
前記組成物または前記剤形の投与が、高アンモニア血症、Clostridium difficile大腸炎、肝硬変と関連した肝性脳障害、炎症性腸疾患、クローン病および/または過敏性腸疾患を処置する、項目29から35のいずれか一項に記載の方法。
(項目38)
前記組成物または前記剤形の投与が、前記被験体における前記領域の天然のマイクロバイオームの回復を可能にする、項目29から37のいずれか一項に記載の方法。
(項目39)
前記組成物または前記剤形による処置に適する検査被験体が、
a.前記検査被験体の前記領域から収集した組織または体液試料に存在する(i)少なくとも1つの非病原性細菌株および/または(ii)少なくとも1つの非病原性真菌株の生物体の数または密度を定量するステップと、
b.前記試料中で定量された生物体の数または密度を、健康な被験体の対応する領域の対応する試料サイズに存在する対応する生物体の数または密度と比較するステップであって、前記検査被験体からの前記試料中の生物体の数または密度が前記健康な被験体の前記対応する領域に存在する生物体の数または密度よりも小さい場合、前記検査被験体は前記組成物または前記剤形による処置に適する、ステップと
を含む方法によって同定される、項目29から38のいずれか一項に記載の方法。
(項目40)
(i)単離された非病原性真菌株および(ii)単離された非病原性細菌株を含むプロバイオティック組成物を含む、焼いた食品。
(項目41)
前記プロバイオティック組成物が、アミラーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リゾチーム、ペクチナーゼ、DNアーゼI、セラチアペプチダーゼまたはセラチオペプチダーゼ、ヘミセルラーゼ/ペクチナーゼ複合体、β-1,3-グルカナーゼ、酸性プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ、グルコアミラーゼ、エンドグルカナーゼ、キシラナーゼ、リパーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ/ペプチダーゼ複合体、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP-IV)、キトサナーゼ、ブロメライン、パパイン、キーウィプロテアーゼアクチニジ、植物由来のプロテアーゼおよびフィターゼから選択される酵素をさらに含む、項目40に記載の焼いた食品。
(項目42)
被験体において栄養素吸収を改善する方法であって、(i)単離された非病原性真菌株および(ii)単離された非病原性細菌株を含むプロバイオティック組成物の、前記被験体による消費または前記被験体への投与を含む、方法。
(項目43)
前記プロバイオティック組成物が、アミラーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リゾチーム、ペクチナーゼ、DNアーゼI、セラチアペプチダーゼまたはセラチオペプチダーゼ、ヘミセルラーゼ/ペクチナーゼ複合体、β-1,3-グルカナーゼ、酸性プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ、グルコアミラーゼ、エンドグルカナーゼ、キシラナーゼ、リパーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ/ペプチダーゼ複合体、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP-IV)、キトサナーゼ、ブロメライン、パパイン、キーウィプロテアーゼアクチニジ、植物由来のプロテアーゼおよびフィターゼから選択される酵素をさらに含む、項目42に記載の方法。
(項目44)
前記プロバイオティック組成物が少なくとも2つの異なる非病原性細菌株を含む、項目40もしくは41のいずれか一項に記載の焼いた食品または項目42もしくは43のいずれか一項に記載の方法。
(項目45)
前記プロバイオティック組成物が3つの異なる非病原性細菌株を含む、項目40もしくは41のいずれか一項に記載の焼いた食品または項目42もしくは43のいずれか一項に記載の方法。
(項目46)
前記非病原性細菌株が、Lactobacillus rhamnosus、Bifidobacterium breve、Lactobacillus acidophilus、Bifidobacterium bifidumおよびLactobacillus reuteriから選択される、項目40から41もしくは44から45のいずれか一項に記載の焼いた食品または項目42から45のいずれか一項に記載の方法。
(項目47)
前記非病原性細菌株が、Lactobacillus rhamnosus LB 20、Bifidobacterium breve S 46およびLactobacillus acidophilus RP 32から選択される、項目40から41もしくは44から45のいずれか一項に記載の焼いた食品または項目42から46のいずれか一項に記載の方法。
(項目48)
前記非病原性真菌株が、Saccharomyces boulardii、Saccharomyces cerevisiae、Saccharomycetes sp HZ178、Saccharomyces bayanus、Pichia burtonii、Pichia jadinii、Pichia kudriavzevii、Pichia onychis、Pichia sp.およびPicoa juniperからなる群より選択される、項目40から41もしくは44から45のいずれか一項に記載の焼いた食品または項目41から47のいずれか一項に記載の方法。
(項目49)
前記非病原性真菌株がSaccharomyces boulardii SB48である、項目48に記載の焼いた食品または項目48に記載の方法。
図面では、類似の参照符号は、異なる像全体を通して同じ部分を一般的に指す。さらに、図面は必ずしも一定の拡大縮小比であるとは限らず、代わりに本開示の原理を例示することが一般的に重視される。以下の説明では、本開示の様々な実施形態が、以下の図面を参照して記載される。
図1A~1Bは、C.tropicalisバイオフィルムに及ぼすプロバイオティック製剤の影響を示す写真であり、ここで、図1A(倍率×1,000)および図1B(倍率×3,250)は、プロバイオティック細菌が凝集して真菌のハイフネーション(hyphenation)を阻止することを示す。
図2A~2Bは、病原性生物体によって形成される混合種バイオフィルムに及ぼすプロバイオティック株の影響を示す写真であり、ここで、図2A(倍率×500)および図2B(倍率×1,000)は、真菌のハイフネーションが、プロバイオティック株で処置した後に、混合種バイオフィルム対照と比較して混合種バイオフィルムにおいて有意に低減されることを示す。
図3は、Biohm Balance Score(「BBS」)システムの模式図である。全ての生物体について8の累積スコア(例えば、所与の試料において、試験された細菌および真菌生物体は対照試料におけるより高いレベルで存在する、したがって、各々は「1」のスコアを割り当てられる)は、被験体を「平衡のとれた」マイクロバイオームを有すると同定する。同様に、7のスコアは、被験体を平衡のとれたマイクロバイオームを有すると同定する。対照的に、4~6のスコアは、被験体を平衡のとれたマイクロバイオームと不均衡なマイクロバイオームの間の境界線上にあるマイクロバイオームを有すると同定し、0~3のスコアは、被験体を「不均衡な」マイクロバイオームを有し、本発明の組成物を受容するための良好な候補であると同定する。
図4は、スローフードコホート(SFC)において分析された6つの細菌門の相対的存在度プロファイルを示す一連のボックスプロットである。各門で、本発明の組成物を含むカプセル剤の投与の前後に、細菌のレベルを分析した。投与前後のプロファイルを、正常ヒトマイクロバイオームプロジェクト(Normal Human Microbiome Project)被験体(NHMPS)からのプロファイルと比較した。統計的有意性レベル:<0.01、**<0.001、***<0。
図5は、SFCにおいて分析された3つの真菌門の相対的存在度プロファイルを示す一連のボックスプロットである。各門について、BIOHMカプセルと呼ばれる、本明細書に記載されるプロバイオティック組成物を含有するカプセル剤を受けた前後に真菌のレベルを分析し、NHMPSのプロファイルと比較した。統計的有意性レベル:<0.01、**<0.001、***<0。
図6は、SFCにおいて分析された被験体におけるCandida属の相対的存在度プロファイルを示すボックスプロットを示す。Candida属のレベルをBIOHMカプセルの消費の前後に分析し、健康な対照被験体のプロファイルと比較した。統計的有意性レベル:<0.01、**<0.001、***<0。
図7は、SFCにおいて分析された被験体におけるCandida albicans種の相対的存在度を示すボックスプロットを示す。Candida albicansのレベルをBIOHMカプセルの投与の前後に分析し、健康な対照被験体のプロファイルと比較した。統計的有意性レベル:<0.01、**<0.001、***<0。
図8は、単独のC.albicans(CA)、C.tropicalis(CT)またはTrichosporon(TC)によって形成されたバイオフィルムの厚さ、ならびにC.albicans、E.coliおよびS.marcescens(CAES)、およびC.tropicalis、E.coliおよびS.marcescens(CTES)によって形成された混合種バイオフィルムの厚さを示すグラフである。
図9は、単独でおよび混合種によって形成されたC.albicansバイオフィルムの接着相に及ぼすプロバイオティック濾液の影響(予防)を示すグラフである。C.albicans単独で(CA)、および混合種C.albicans、E.coliおよびS.marcescens(CAES)によって形成されたバイオフィルムの厚さ(μm)は、それぞれの未処置の対照と比較してプロバイオティック濾液で処置したときに有意に低減される(p≦0.05)。
図10は、単独で(CT)および混合種によって形成されたC.tropicalisバイオフィルムの接着相に及ぼすプロバイオティック濾液の影響(予防)を示すグラフである。C.tropicalis単独で(CT)、および混合種C.tropicalis、E.coliおよびS.marcescens(CTES)によって形成されたバイオフィルムの厚さ(μm)は、それぞれの未処置の対照と比較してプロバイオティック濾液で処置したときに有意に低減される(p≦0.05)。
図11は、単独でおよび混合種によって形成されたC.albicansバイオフィルムの成熟相に及ぼすプロバイオティック濾液の影響(処置)を示すグラフである。C.albicans単独で(CA)、および混合種C.albicans、E.coliおよびS.marcescens(CAES)によって形成されたバイオフィルムの厚さ(μm)は、それぞれの未処置の対照と比較してプロバイオティック濾液で処置したときに有意に低減される(p≦0.05)。
図12は、単独で(CT)および混合種によって形成されたC.tropicalisバイオフィルムの成熟相に及ぼすプロバイオティック濾液の影響(処置)を示すグラフである。C.tropicalis単独で(CT)、および混合種C.tropicalis、E.coliおよびS.marcescens(CTES)によって形成されたバイオフィルムの厚さ(μm)は、それぞれの未処置の対照と比較してプロバイオティック濾液で処置したときに有意に低減される(p≦0.05)。
図13A~13Dは、単独でおよび混合種によって形成されたC.albicansバイオフィルムの接着相に及ぼすプロバイオティック濾液の影響(予防)を示す走査電子顕微鏡写真(SEM)である。図13Aは、未処置の単一種C.albicansのバイオフィルムを示す。図13Bは、プロバイオティック濾液で処置した単一種C.albicansのバイオフィルムを示す。図13Cは、未処置の混合種C.albicans、E.coliおよびS.marcescens(CAES)のバイオフィルムを示す。図13Dは、プロバイオティック濾液で処置した混合種CAESのバイオフィルムを示す。
図14A~14Dは、単独でおよび混合種によって形成されたC.tropicalisバイオフィルムの接着相に及ぼすプロバイオティック濾液の影響(予防)を示す走査電子顕微鏡写真(SEM)である。図14Aは、未処置の単一種C.tropicalisのバイオフィルムを示す。図14Bは、プロバイオティック濾液で処置した単一種C.tropicalisのバイオフィルムを示す。図14Cは、未処置の混合種C.tropicalis、E.coliおよびS.marcescens(CTES)のバイオフィルムを示す。図14Dは、プロバイオティック濾液で処置した混合種CTESのバイオフィルムを示す。
図15は、C.albicans出芽に及ぼすプロバイオティック濾液の影響、例えば、未処置の対照と比較したプロバイオティック濾液への30分から最高120分の曝露の後のC.albicans芽管形成パーセントの有意な低減(p≦0.05)を示すグラフである。
図16は、C.tropicalis出芽に及ぼすプロバイオティック濾液の影響、例えば、未処置の対照と比較したプロバイオティック濾液への30分から最高90分の曝露の後のC.tropicalis芽管形成パーセントの有意な低減(p≦0.05)を示すグラフである。
図17は、栄養素吸収を評価するためのin vitroモデルである、トランスウェルフィルター方法の模式図である。
図18は、ビタミンC吸収に及ぼすBIOHMプロバイオティック濾液の影響を示すグラフである。
図19は、焼いたパンから単離された好気性細菌、嫌気性細菌および酵母の数(パン1gあたりのlogコロニー形成単位(CFU))を示す棒グラフである。
図20は、本明細書に記載されるプロバイオティック組成物を作製するための例示的なプロセスの模式図である。
本発明は、被験体において投与されるとより平衡のとれたマイクロバイオームを促進する、および/または天然のマイクロバイオームの回復を促進する、単離された生存可能な非病原性細菌および非病原性真菌を含む組成物または剤形を被験体に投与することによって、被験体において病原性細菌および/または真菌、ならびに必要に応じて古細菌および/または原生動物を含むバイオフィルムを防止または破壊することが可能であるとの発見に一部基づく。文脈が別のものを指示しない限り、用語組成物および剤形は本明細書において互換的に使用することができ、ここで、剤形は組成物であり、逆もまた同じである。例えば、被験体によって消費されるかまたは被験体に投与される組成物は、剤形として、例えば、組成物の単位(例えば、一匙)として消費または投与することができると考えられる。同様に、剤形は、例えば、本明細書に記載される組成物を含むことができるものと理解される。例えば、剤形は、例えば本明細書に記載される散剤、または、例えばそのような組成物を含有するカプセル剤の形の組成物を含むことができる。
一態様では、本発明は、(i)単離された生存可能な非病原性真菌株および(ii)単離された生存可能な非病原性細菌株を含み、混合物の形であってよい、組成物を提供する。組成物は、(i)被験体の予め選択された領域において生存可能である、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)単離された非病原性真菌株、および(ii)被験体の領域において生存可能である、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)単離された非病原性細菌株を含む。
別の態様では、本発明は、(i)酵素、(ii)非病原性真菌株、および(iii)非病原性細菌株を含む組成物を提供する。例えば、組成物は、(i)被験体の予め選択された領域においてバイオフィルムを破壊することが可能である、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)酵素、(ii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性真菌株、および(iii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性細菌株を含む。
別の態様では、本発明は、被験体の予め選択された領域内に位置する病原性細菌および/または病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊することが可能な組成物を提供する。組成物は、(i)バイオフィルムを破壊することが可能である1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)酵素、(ii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性真菌株、および(iii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性細菌株を含む。
別の態様では、本発明は、被験体の予め選択された領域内に位置する病原性細菌および/または病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊することが可能な剤形を提供する。剤形は、(i)バイオフィルムを破壊することが可能である1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)酵素、(ii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性真菌株、および(iii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)、1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性細菌株を含む組成物を含む。
I.バイオフィルム
本発明の組成物または剤形は、例えば、胃腸管、尿路、生殖器官(例えば、精巣、ペニス、尿道、卵巣、膣または子宮)、上気道(鼻を含む)、下気道(例えば、肺)、胆管、口、目、鼻、耳または皮膚を含むことができる、被験体の予め選択された領域に存在するバイオフィルムを破壊するおよび/または置き換えるために使用することができる。
本発明の剤形の組成物による破壊に対して感受性にさせることができるバイオフィルム内に位置する例示的な微生物には、限定されずに、Firmicutes門、Ascomycota門およびZygomycota門の種、例えば、Enterococcus spp.、例えばEnterococcus faecalis、Escherichia spp.、例えばEscherichia coli;Chlamydia spp.、例えばChlamydia pneumoniaおよびChlamydia trachomatis、Salmonella spp.、例えばSalmonella typhiおよびSalmonella typhimurium、Pseudomonas spp.、例えばPseudomonas aeruginosaおよびPseudomonas anaerobius、Staphylococcus spp.、例えばStaphylococcus aureus、Staphylococcus capitus、Staphylococcus epidermidis、Staphylococcus saprophyticus、Listeria spp.、例えばListeria monocytogenes、Helicobacter spp.、例えばHelicobacter pylori、Campylobacter spp.、例えばCampylobacter jejuni、Yersinia spp.、例えばYersinia pestis、Vibrio spp.、例えばVibrio cholera、Haemophilus spp.、例えばHaemophilus aphrophilusおよびHaemophilus influenza、Mycobacterium spp.、例えばMycobacterium leprae、Mycobacterium tuberculosis、Burkholderia spp.、例えばBurkholderia cepacia、Mycoplasma spp.、例えばMycoplasma pneumoniae、Klebsiella spp.、例えばKlebsiella pneumoniae、Enterobacter spp.、例えばEnterobacter cloacae、Candida spp.、例えばCandida albicans、Candida dubliniensis、Candida parapsilosis、Candida tropicalis、Candida parapsilosis、Candida glabrata、Candida krusei、Candida AurisならびにAspergillus spp.、例えばAspergillus clavatus、Aspergillus flavus、Aspergillus terreusおよびAspergillus fumigatusが含まれる。
胃腸管バイオフィルム
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される組成物または剤形は、例えば、被験体の胃腸(GI)管(例えば、食道、胃、上部の腸および/または下部の腸)の中の病原性細菌および真菌を含むバイオフィルムを破壊するために使用することができる。ある特定の実施形態では、予め選択される領域は、上部GI管の十二指腸、空腸および/または回腸を含み、一方、他の実施形態では、予め選択される領域は、下部GI管の虫垂、近位結腸および/または直腸を含む。
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される組成物または剤形は、被験体のGI管内に位置するバイオフィルムの中に、健康な被験体において一般的に見出されるレベルと比較したとき、E.coli、Serratia marcescensおよびRuminococcus gnavusなどの病原性細菌種の高い相対的存在度を有する、被験体のGI管内に位置するバイオフィルムを破壊するために使用される。ある特定の実施形態では、本明細書に記載される組成物または剤形は、2つの病原性細菌種を含有するバイオフィルムを破壊するか置き換えるための非病原性細菌株を含む。例えば、破壊または置き換えの標的にされるバイオフィルムは、E.coliおよびBacteroides spp.(例えば、Bacteroides coprophilus、Bacteroides eggerthii、Bacteroides ovatus、Bacteroides fragilis、Bacteroides plebeiusまたはBacteroides uniformis)を含有することができる。
ある特定の実施形態では、健康な被験体において一般的に見出されるレベルと比較したとき、被験体のGI管内に位置するバイオフィルムにおける病原性真菌Candida tropicalisの存在度は高い。ある特定の実施形態では、C.tropicalisまたはC.AlbicansをE.coliおよび/またはS.marcescensと組み合わせて含有するGI管の中のバイオフィルムは、病原性状態に関連した増殖の形態である真菌菌糸において富化される。真菌フィラメント化は、時には、宿主組織に損傷を与えるために、および特異的宿主免疫応答を誘発するためにCandidaによって使用される病原性因子である可能性がある。ある特定の実施形態では、本発明の剤形は、Firmicutes門の種などの細菌種の高い相対的存在度を有する、被験体のGI管内に位置するバイオフィルムを破壊するために使用される。ある特定の実施形態では、本発明の剤形は、Ascomycota門の種およびZygomycota門の種およびBasidiomycota門の種などの真菌種の高い相対的存在度を有する、被験体のGI管内に位置するバイオフィルムを破壊するために使用される。
バイオフィルム中の細菌は真菌と密接に接触して存在するが、真菌とのそれらの特異的相互作用において異なることがある。ある特定の実施形態では、病原性細菌(例えば、E.coli)はバイオフィルム中の真菌細胞に融合していてもよい。あるいはまたはさらに、バイオフィルム内に位置する病原性細菌および病原性真菌は「消化プラーク」を形成することができ、ここでは、細菌および真菌は抗微生物性薬および宿主の免疫系から保護される。消化プラークはGI管の正常または健康なマイクロバイオームを破壊することができ、GI疾患または障害(例えば、高アンモニア血症、Clostridium difficile大腸炎、肝硬変と関連する肝性脳障害、炎症性腸疾患、クローン病、潰瘍性大腸炎および/または過敏性腸疾患)を引き起こすことができるか、さもなければそれに関連付けることができるものと理解される。
ある特定の実施形態では、バイオフィルムは、C.tropicalis、E.coliおよびS.marcescensを限定されずに含む、少なくとも2つまたは3つの異なる株の生物体によって形成される。例えば、GI管バイオフィルムは、(i)Candida tropicalisおよびEscherichia coli、(ii)Candida tropicalisおよびSerratia marcescens、または、(iii)Candida tropicalis、Escherichia coliおよびSerratia marcescensを含むことができる。ある特定の実施形態では、S.marcescens細胞は、約3nmから約18nmの直径および約34nmから約480nmの長さの線毛を生成することができ、それは、C.tropicalisとの付着を媒介することができる。ある特定の状況下で、S.marcescensの株は、そのような線毛を通してC.tropicalisおよびE.coliと相互作用する。
ある特定の実施形態では、GI管中のバイオフィルムは、E.coliおよび/またはS.marcescens、Alkalimonas amylolytica、Aquamonas haywardensis、Enterobacter hormaechei、Enterobacter ludwigii、Enterobacter pyrinus、Erwinia chrysanthemi、Erwinia dispersa、Erwinia soli、Erwinia toletana、Escherichia coli、Pantoea agglomerans、Profftia tardaおよびSerratia marcescensを含む、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13またはそれよりも多い細菌種を含むいくつかの異なる種と相互作用するC.tropicalisまたはC.albicansを含む。
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される組成物または剤形は、真菌種、例えばC.tropicalisまたはC.albicansの存在度が、例えば、クローン病(CD)なしの被験体と比較したときにCDを有する被験体のGI管内に位置するバイオフィルムにおいて顕著に増加するバイオフィルムを破壊するために使用することができる。ある特定の実施形態では、C.tropicalisまたはC.albicansの存在度の増加は、CDの公知のバイオマーカーであるASCA(末端α-1,3-マンノシド残基に対する)と正に関連してもよい。ASCAは、非還元末端にα-1,3マンノースを有するジ-またはトリ-α-1-2連結マンノシドに向けられる抗体である。ある特定の実施形態では、被験体のGI管におけるC.tropicalisまたはC.albicansの存在度の増加は、被験体から得られる生体試料におけるASCAの検出の増加を測定することによって決定することができる。その結果、本発明の剤形による処置に適する検査被験体は、被験体のBiohm Balance Scoreをスコアリングすることに加えて、ASCAの検出によって同定される。
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される組成物または剤形は、E.coli、S.marcescens、Cronobacter sakazakiiおよびRuminococcus gnavusのレベルが、被験体、例えばCDの症状を患っているかまたは有すると診断された被験体のGI管において有意に増加しているバイオフィルムを破壊するために使用することができる。
尿路バイオフィルム
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される組成物または剤形は、例えば、被験体の尿路内に位置する病原性細菌および病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するために使用することができる。バイオフィルムは、病原性細菌および真菌を含むことができる。例示的な細菌病原体には、限定されずに、Escherichia coli、Klebsiella pneumoniae、Enterobacter sp.、Pseudomonas aeruginosa、Proteus mirabilis等、および腸球菌(特に、Enterococcus faecalis)、Staphylococcus epidermidisおよびStreptococcus agalactiaeが含まれる。真菌病原体には、限定されずに、C.tropicalis、C.glabrata、C.albicans、C.parapsilosis、C.krusei、Candida kefyr、Candida fabianii、Candida lusitaniae、Candida dubliniensis、Candida aurisおよびAspergillusが含まれる。
生殖管バイオフィルム
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される組成物または剤形は、例えば、被験体の生殖管内に位置する病原性細菌および病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するために使用することができる。バイオフィルムは、Chlamydia trachomatis、Neisseria gonorrhoeae、Escherichia coli、Actinomyces israelii、N.Gonorrhoeae、Chlamydia trachomatis、T.pallidum、T.vaginalis、Candida albicans、Candida glabrataおよびC.tropicalisの1つまたは複数から選択される病原性細菌および真菌を含むことができる。
口腔バイオフィルム
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される組成物または剤形は、例えば、口腔内に位置する病原性細菌および病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するために使用することができる。ある特定の実施形態では、予め選択される領域は、口であってよい。病原性細菌には、例えば、Pseudomonas aeruginosa、Streptococcus mutans、Porphyromonas spp.、Campylobacter spp.、T.forsythia、Treponema denticolaおよびA.actinomycetemcomitans、Streptococcus oralis、Streptococcus mitis、Streptococcus anginosu、Rothia、Actinomyces、Lactobacilli spp.、Bifidobacterium spp.およびFusobacterium spp.を含めることができる。病原性真菌には、例えば、Candida albicans、Candida glabrataおよびCandida dubliniensisを含めることができる。
バイオフィルムは、異なる場所内に位置するバイオフィルムに存在する異なる病原性細菌および真菌に様々な環境条件が寄与する、口腔の異なる場所に存在することができる。例えば、歯肉上プラーク(歯苔)は、歯肉溝(歯肉が歯と合わさる最も高い場所)の上の歯の表面に形成されるバイオフィルムを含む、複数のタイプのバイオフィルムを含むことができる。様々な口腔微生物叢の他の場所には、歯肉下隙間(subgingival crevice)(歯肉下プラーク(subgingival plaque))、舌、粘膜表面(口腔細胞および口腔底)ならびに歯科用補綴およびフィリングが含まれる。
一部の環境的または一時的刺激は病原性微生物の増生(outgrowth)を刺激することによって被験体の微生物叢の組成に負に影響することができ、感染および疾患をもたらす。慢性的歯肉炎および歯根膜炎などの歯周病は、歯肉溝に位置するバイオフィルムの複雑性および体積の増加からもたらされる。これらのバイオフィルムは、グラム陽性の通性嫌気性菌、例えば、Streptococcus anginosusおよびA.naeslundiiをしばしば含むが、適切な衛生の不在下では、バイオフィルム中のグラム陰性種、例えば、Porphyromonas spp.、Campylobacter spp.、T.forsythia、Treponema denticolaおよびA.actinomycetemcomitansの百分率は増加し、歯周の炎症に寄与する。
口腔疾患における病原性バイオフィルムの役割の別の例には虫歯が含まれ、それは齲蝕原性プラーク(バイオフィルムの1タイプ)を含み、歯の硬組織の鉱物質消失をしばしばもたらす。齲蝕原性プラークは、S.mutansおよび他の低pH連鎖球菌、例えばStreptococcus oralis、Streptococcus mitisおよびStreptococcus anginosu、Rothia、Actinomyces、Lactobacilli spp.、Bifidobacterium spp.、Candida albicansおよびC.glabrataを含む多数の異なる微生物種を含む。齲蝕原性プラークは、以前には口腔環境および他のプラーク種と平衡していた酸発性および耐酸性の細菌種の通常は低い集団が、高頻度の炭水化物曝露の後に増加するときに生じる。これらの微生物叢による炭水化物の代謝は、プラークの酸性化(pH<5)ならびにエナメルおよび象牙質の酸誘導鉱物質消失、および最終的なキャビテーションをもたらす。
目バイオフィルム
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される組成物または剤形は、例えば、被験体の目内に位置する病原性細菌および病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するために使用することができる。バイオフィルムは、Pseudomonas aeruginosa、S.marcescensおよびStaphylococcus aureusから選択される病原性細菌を含むことができる。バイオフィルムは、Fusarium solani、Fusarium oxysporum、AsperigullusおよびCandida albicansから選択される病原性真菌を含むことができる(Szczotka-Flynn, L.B.ら(2009年)CORNEA28巻:918~926頁を参照)。
皮膚バイオフィルム
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される組成物または剤形は、例えば、被験体の皮膚に関連している病原性細菌および病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するために使用することができる。バイオフィルムは、Citrobacter freundii Staphylococcus simulans、Staphylococcus、Enterococcus、Serratia、Pseudomonas、Finegoldia、Corynebacterium、Anaerococcus、Bacteroides、Serratia、Staphylococcus aureus、Finegoldia magna、Corynebacterium striatum、Anaerococcus vaginalis、Bacteroides vulgatus、Serratia marcescens、Prevotella sp.、Peptoniphilus harei、Peptoniphilus ivorii、Pseudomonas sp.、Pseudomonas sp.、Anaerococcus sp.、Streptococcus agalactiae、Klebsiella sp.、Prevotella sp.、Enterococcus sp.、Peptoniphilus sp.、Corynebacterium tuberculostearicum、Peptostreptococcus sp.、Corynebacterium tuberculostearicum、Peptostreptococcus sp.、Clostridium cellobioparum、およびStaphylococcus capitisから選択される病原性細菌を含むことができる。バイオフィルムは、Candida albicans、Candida glabrata、C.tropicalis、Candida dubliniensis、Candida orthopsilosis、Candida boleticola、Candida smithsonii、Candida xylopsoci、Trichosporon ovoides、Rhodosporidium diobovatum、Rhodosporidium kratochvilovae、Trichosporon spp.、Wallemia spp.、Rodotorula spp.、Rodotorula vanillica、Rodotorula nothofagi、およびSchizophyllum communeから選択される病原性真菌を含むことができる。
鼻/気道バイオフィルム
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される組成物または剤形は、例えば、被験体の鼻/気道内に位置する病原性細菌および病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するために使用することができる。バイオフィルムは、Streptococcus pneumonia、Haemophilus influenza、Moraxella catarrhalis、P.aeruginosa、S.aureus、Escherichia coliおよびKlebsiella spp.から選択される病原性細菌を含むことができる。バイオフィルムは、Candida spp.、Aspergillus、CryptococcusおよびPneumocystis spp.から選択される病原性真菌を含むことができる。
耳バイオフィルム
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される組成物または剤形は、例えば、被験体の耳内に位置する病原性細菌および病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するために使用することができる。バイオフィルムは、Streptococcus pneumoniae、Streptococcus pyogenes、Haemophilus influenza、Pseudomonas aeruginosa、methicillin resistant Staphylococcus aureus、Fusobacterium necrophorum、Moraxella catarrhalis、およびKerstersia gyiorumから選択される病原性細菌を含むことができる。バイオフィルムは、Aspergillus flavus、A.fumigatus、A.nidulans、A.niger、C.albicans、C.glabrata、C.tropicalisおよびC.parapsilosisから選択される病原性真菌を含むことができる。
II.剤形および組成物
本発明は、例えば、EPSマトリクスを分解して、非病原性生物体(例えば、非病原性細菌および真菌)がその領域に存在する病原性生物体を置き換えることを可能にすることによって、被験体の予め選択された領域でバイオフィルムを防止および/または破壊することができる組成物または剤形を提供する。
ある特定の実施形態では、組成物は、病原性細菌および/もしくは真菌を含むバイオフィルムを破壊するかまたはバイオフィルムの形成を阻止することが可能であり、必要に応じて機能的コーティング(例えば、制御放出コーティング)または非機能的コーティング(例えば、審美的コーティング)でコーティングされている、1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性細菌株および1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性真菌株の粉末ブレンドとして製剤化されている。ある特定の実施形態では、1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性細菌株および1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性真菌株の粉末ブレンドは、凍結乾燥または噴霧乾燥されている。ある特定の実施形態では、1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性細菌株および1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性真菌株の凍結乾燥または噴霧乾燥されているブレンドは、酵素(例えば、アミラーゼ)とさらに混合される。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物は、(i)被験体の予め選択された領域においてバイオフィルムを破壊することが可能である1つまたは複数の酵素、(ii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)1つまたは複数の非病原性真菌株、および(iii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)1つまたは複数の非病原性細菌株を含む。ある特定の実施形態では、組成物は、(i)被験体の標的領域(例えば、胃腸管、尿路、生殖管、上気道、下気道、胆管、口、目、鼻、耳または皮膚)においてバイオフィルムを破壊することが可能である1つまたは複数の酵素、(ii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)1つまたは複数の非病原性真菌株、および(iii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)1つまたは複数の非病原性細菌株を含む。被験体は、哺乳動物(例えば、ヒト、伴侶動物(例えば、イヌ、ネコまたはウサギ)または畜産動物(例えば、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ウマ、ロバおよびラバ、バッファロー、雄牛またはラクダ))であってよい。
ある特定の実施形態では、本発明の剤形は、(i)被験体の予め選択された領域においてバイオフィルムを破壊することが可能である1つまたは複数の酵素、(ii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)1つまたは複数の非病原性真菌株、および(iii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)1つまたは複数の非病原性細菌株を含む組成物を含む。ある特定の実施形態では、剤形は、(i)被験体の標的領域(例えば、胃腸管、尿路、生殖管、上気道、下気道、胆管、口、目、鼻、耳または皮膚)においてバイオフィルムを破壊することが可能である1つまたは複数の酵素、(ii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)1つまたは複数の非病原性真菌株、および(iii)被験体の領域において生存可能である(例えば、複製を伴うまたは複製を伴わない)1つまたは複数の非病原性細菌株を含む組成物を含む。被験体は、哺乳動物(例えば、ヒト、伴侶動物(例えば、イヌ、ネコまたはウサギ)または畜産動物(例えば、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ウマ、ロバおよびラバ、バッファロー、雄牛またはラクダ))であってよい。
(i)非病原性細菌
組成物または剤形は、被験体の予め選択された領域(例えば、胃腸管、尿路、生殖管、上気道、下気道、胆管、口、目、耳または皮膚)において生存可能であるかまたは複製することが可能な、1つまたは複数の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはそれよりも多い)異なる非病原性細菌株を含む。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形に含まれるべき例示的な細菌株は、以下の細菌種のいずれか1つまたは複数の細菌株を含むことができる:Agrococcus jenensis、Alistipes indistinctus、Alistipes massiliensis、Alkalibacterium iburiense、Anoxybacillus kestanbolensis、Bacillus cereus、Bacillus clausii、Bacillus Coagulans、Bacteroides coprophilus、Bacteroides eggerthii、Bacteroides ovatus、Bacteroides fragilis、Bacteroides plebeius、Bacteroides uniformis、Bifidobacterium adolescentis、Bifidobacterium animalis、Bifidobacterium bifidum、Bifidobacterium breve、Bifidobacterium longum、Bifidobacterium pseudolongum、Blautia obeum、Blautia product、Candidatus azobacteroides、Candidatus portiere、Candidatus Portiera、Clostridium celatum、Clostridium hiranonis、Clostridium neonatale、Clostridium perfringens、Clostridium tyrobutyricum、Collinsella aerofaciens、Collinsella stercoris、Coprococcus eutactus、Corynebacterium stationis、Desulfosporosinus meridiei、Desulfovibrio D168、Dorea formicigenerans、Eggerthella lenta、Erwinia oleae、Faecalibacterium prausnitzii、Lactobacillus agilis、Lactobacillus reuteri、Lactobacillus ruminis、Lactobacillus salivarius、Lactobacillus zeae、Listeria weihenstephanensis、Paenibacillus mucilaginosus、Parabacteroides distasonis、Pediococcus acidilactici、Peptostreptococcus anaerobius、Prevotella copri、Prevotella melaninogenica、Prevotella stercorea、Propionibacterium acnes、Pseudoramibacter eubacterium、Roseburia faecis、Rothia dentocariosa、Rothia mucilaginosa、Ruminococcus bromii、Ruminococcus callidus、Ruminococcus flavefaciens、Ruminococcus lavefaciens、Ruminococcus gnavus、Ruminococcus torques、Salinibacillus aidingensis、Staphylococcus sciuri、Streptococcus anginosus、Streptococcus sobrinus、Tissierella soehngenia、Veillonella dispar、およびVeillonella parvula。
ある特定の実施形態では、下の表1に掲載される細菌株の1つまたは複数が本発明の組成物または剤形に含まれる。
Figure 0007189899000001
ある特定の実施形態では、下の表2に掲載される細菌株の1つまたは複数が本発明の組成物または剤形に含まれる。
Figure 0007189899000002
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、哺乳動物の領域で複製することが可能な1つ、2つまたは3つの異なる細菌株(例えば、表1もしくは2に掲載される株、またはLactobacillus rhamnosus、Bifidobacterium breve、Bifidobacterium bifidum、Lactobacillus reuteriおよびLactobacillus acidophilusの1つ、2つもしくは3つ)を含む。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、GI管の中でC.tropicalis、E.coliおよび/またはS.marcescensの1つまたは複数を含有するバイオフィルムを破壊するための非病原性細菌株を含む。例えば、GI管バイオフィルムは、以下を含むことができる:(i)Candida tropicalisおよびEscherichia coli、(ii)Candida tropicalisおよびSerratia marcescens、または、(iii)Candida tropicalis、Escherichia coliおよびSerratia marcescens。ある特定の実施形態では、バイオフィルムは、Candida tropicalisに加えて、またはその代わりに、以下を含むことができる:(i)Candida albicansおよびEscherichia coli、(ii)Candida albicansおよびSerratia marcescens、または(iii)Candida albicans、Escherichia coliおよびSerratia marcescens。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、2つの細菌種を含有するバイオフィルムを破壊するか置き換えるための非病原性細菌株を含む。例えば、バイオフィルムは、E.coliおよびBacteroides spp.(例えば、Bacteroides coprophilus、Bacteroides eggerthii、Bacteroides ovatus、Bacteroides fragilis、Bacteroides plebeiusまたはBacteroides uniformis)を含有することができる。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形に含まれる非病原性細菌株は、Lactobacillus rhamnosus LB 20、Bifidobacterium breve S 46およびLactobacillus acidophilus RP 32のいずれか2つの組み合わせを含むことができる。ある特定の実施形態では、組成物または剤形に含まれる非病原性細菌株は、Lactobacillus rhamnosus LB 20およびBifidobacterium breve S 46の組み合わせを含むことができる。ある特定の実施形態では、組成物または剤形に含まれる非病原性細菌株は、Lactobacillus rhamnosus LB 20およびLactobacillus acidophilus RP 32の組み合わせを含むことができる。ある特定の実施形態では、組成物または剤形に含まれる非病原性細菌株は、Bifidobacterium breve S 46およびLactobacillus acidophilus RP 32の組み合わせを含むことができる。ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形に含まれる非病原性細菌株は、Lactobacillus rhamnosus LB 20、Bifidobacterium breve S 46およびLactobacillus acidophilus RP 32の組み合わせを含むことができる。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、約100億から約400億、例えば、約150億から約400億、約200億から約400億、約100億から約300億、約150億から約300億、約200億から約300億コロニー形成単位の非病原性細菌株(複数可)を含む。
(ii)非病原性真菌
組成物または剤形は、被験体の予め選択された領域(例えば、胃腸管、尿路、生殖管、上気道、下気道、胆管、口、目、耳または皮膚)において複製することが可能な、1つまたは複数の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはそれよりも多い)異なる非病原性真菌株も含む。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形に含まれるべき例示的な真菌株は、以下の真菌種のいずれか1つまたは複数を含むことができる:Albatrellus syringae、Alternaria alli、Alternaria daturicola、Ambispora granatensis、Amyloathelia crassiuscula、Amylomyces rouxii、Ascomycota門の種、Ascosphaera apis、Aspergillus flavus、Aspergillus fumigatus、Aspergillus oryzae、Aspergillus sp、Aspergillus terreus、Aspergillus versicolor、Bettsia alvei、Botryosphaeria mamane、Botryotinia fuckeliana、Candida arabinofermentans、Candida ernobii、Candida ethanolica、Candida glabrata、Candida humilis、Candida intermedia、Candida parapsilosis、Candida piceae、Candida quercitrusa、Candida tartarivorans、Candida temnochilae、Candida zemplinina、Candida zeylanoides、Chamonixia caespitosa、Cladonia polystomata、Cladosporium cladosporioides、Cladosporium halotolerans、Cladosporium sp JP67、Cladosporium sphaerospermum、Clavicorona taxophila、Clavispora lusitaniae、Craterellus sp、Dactylellina phymatopaga、Debaryomyces hansenii、Debaryomyces marasmus、Debaryomyces sp、Debaryomyces subglobosus、Dipodascus australiensis、Ectomycorrhizal、Emericella nidulans、Epulorhiza sp、Eremascus fertilis、Eremothecium gossypii、Eupenicillium cinnamopurpureum、Eurotium amstelodami、Eurotium cristatum、Exophiala dermatitidis、Filobasidiella neoformans、Fonsecaea monophora、Fusarium solani、Fusarium dimerum、Fusarium oxysporum、Fusarium sp、Galactomyces geotrichum、Galactomyces sp、Geomyces sp、Geotrichum cucujoidarum、Geotrichum sp、Glomus mosseae、Hanseniaspora sp、Helicobasidium longisporum、Helicostylum pulchrum、Hyphodontia flavipora、Hypochnicium cystidiatum、Inocybe sp、Kazachstania africana、Kazachstania unispora、Kluyveromyces lactis、Kluyveromyces yarrowii、Kodamaea ohmeri、Leptosphaeria biglobosa、Leptosphaerulina chartarum、Leucoagaricus sp、Lewia infectoria、Lichtheimia ramose、Macrophomina phaseolina、Monacrosporium coelobrochum、Mucor circinelloides、Mucor flavus、Mucor fuscus、Mucor sp、Myrothecium sp、Myxozyma melibiosi、Neocallimastix frontalis、Neocallimastix sp、Omphalotus nidiformis、Ophiocordyceps filiformis、Ophiocordyceps sinensis、Penicillium carneum、Penicillium chrysogenum、Penicillium concentricum、Penicillium crustosum、Penicillium digitatum、Penicillium granulatum、Penicillium griseofulvum、Penicillium griseoroseum、Penicillium polonicum、Penicillium psychrosexualis、Penicillium pulvillorum、Penicillium roqueforti、Penicillium sclerotigenum、Penicillium sp、Penicillium spinulosum、Penicillium verrucosum、Pezizomycetes sp genotype 323、Phaeophyscia exornatula、Phialocephala lagerbergii、Phlebia radiata、Phlebia sp、Phomopsis sp、Physcia stellaris、Physoderma maydis、Pichia burtonii、Pichia jadinii、Pichia kudriavzevii、Pichia onychis、Pichia sp、Picoa juniperi、Pilaira cesatii、Pilaira sp、Pirella circinans、Preussia sp、Reddellomyces donkii、Rhizomucor pusillus、Rhizopus oryzae、Rhodosporidium kratochvilovae、Rhodosporidium sp、Rhodotorula sp、Rinodina milvina、Saccharomyces bayanus、Saccharomyces bulderi、Saccharomyces cerevisiae、Saccharomyces mikatae、Saccharomyces sp、Saccharomycetes sp、Scleroderma sp、Sclerotinia sp、Scutellospora nodose、Sebacinales sp、Sporopachydermia sp、Stenocarpella maydis、Thamnidium elegans、Torulaspora delbrueckii、Trichosporon chiarellii、Tuber oligospermum、Umbelopsis isabellina、Wallemia sebi、Wallemia sp、およびZygoascus meyerae。
ある特定の実施形態では、下の表3に掲載される真菌株の1つまたは複数が本発明の組成物または剤形に含まれてもよい。
Figure 0007189899000003
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、Saccharomyces boulardii、Saccharomyces cerevisiae、Saccharomycetes sp HZ178、Saccharomyces bayanus、Pichia属の株(例えば、限定されずに、Pichia burtonii、Pichia jadinii、Pichia kudriavzevii、Pichia onychisおよびPichia juniper)から選択される非病原性真菌株を含むことができる。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、C.tropicalisを含有するバイオフィルムを破壊するための非病原性真菌株を含む組成物を含む。例えば、GI管バイオフィルムは、以下を含むことができる:(i)Candida tropicalisおよびEscherichia coli、(ii)Candida tropicalisおよびSerratia marcescens、または、(iii)Candida tropicalis、Escherichia coliおよびSerratia marcescens。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、C.albicansを含有するバイオフィルムを破壊するための非病原性真菌株を含む組成物を含む。ある特定の実施形態では、バイオフィルムは、以下を含むことができる:(i)Candida albicansおよびEscherichia coli、(ii)Candida albicansおよびSerratia marcescens、または、(iii)Candida albicans、Escherichia coliおよびSerratia marcescens。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、表3に掲載される1つまたは複数の真菌株を含む。ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、表3に掲載される1つまたは複数の真菌株、および表1または表2に掲載される細菌株の1つまたは複数を含む。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、非病原性真菌株Saccharomyces boulardii SB 48を含む組成物を含む。ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、非病原性真菌株Saccharomyces boulardii SB 48および表1または表2に掲載される細菌株の1つまたは複数を含む。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、約10億から約100億、例えば、約20億から約80億、約30億から約600万コロニー形成単位の非病原性真菌株(複数可)を含む。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、非病原性真菌株Saccharomyces boulardii SB 48ならびにLactobacillus rhamnosus LB 20、Bifidobacterium breve S 46およびLactobacillus acidophilus RP 32の1つまたは複数の非病原性細菌株を含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、非病原性真菌株Saccharomyces boulardii SB 48ならびに非病原性細菌株Lactobacillus rhamnosus LB 20およびBifidobacterium breve S 46を含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、非病原性真菌株Saccharomyces boulardii SB 48ならびに非病原性細菌株Lactobacillus rhamnosus LB 20およびLactobacillus acidophilus RP 32を含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、非病原性真菌株Saccharomyces boulardii SB 48ならびに非病原性細菌株Bifidobacterium breve S 46およびLactobacillus acidophilus RP 32を含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、非病原性真菌株Saccharomyces boulardii SB 48ならびに非病原性細菌株Lactobacillus rhamnosus LB 20、Bifidobacterium breve S 46およびLactobacillus acidophilus RP 32を含む。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、約150億コロニー形成単位のBifidobacterium breve、約100億コロニー形成単位のLactobacillus rhamnosus、約35億コロニー形成単位のSaccharomyces boulardii、および約15億コロニー形成単位のLactobacillus acidophilusを含む。ある特定の実施形態では、被験体に投与されると、組成物または剤形は、被験体の予め選択された領域(例えば、GI管)の中に非病原性細菌および非病原性真菌の約300億個の生きている培養物を放出する。
(iii)酵素
非病原性細菌および真菌に加えて、組成物または剤形は、バイオフィルムを破壊することが可能な酵素をさらに含む。例えば、酵素は、好ましくは、バイオフィルムのEPSマトリクスを消化するか、さもなければ破壊/分解する。
酵素は、アミラーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リゾチーム、ペクチナーゼ、DNアーゼI、セラチアペプチダーゼ、セラチオペプチダーゼ、ヘミセルラーゼ/ペクチナーゼ複合体、β-1,3-グルカナーゼ、酸性プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ、グルコアミラーゼ、エンドグルカナーゼ、キシラナーゼ、リパーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ/ペプチダーゼ複合体、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP-IV)、キトサナーゼ、ブロメライン、パパイン、キーウィプロテアーゼアクチニジ(kiWi protease actinidi)、植物由来のプロテアーゼ、フィターゼ、ジモラーゼ(zymolase)およびヌクレアーゼから選択することができる。酵素は、バイオフィルムのタイプおよびバイオフィルム内に位置する微生物によって選択することができる。例えば、アミラーゼ酵素は、バイオフィルムの炭水化物成分を分解するかさもなければ破壊するのに使用することができ、DNアーゼIのようなヌクレアーゼはバイオフィルム中のDNAを消化するかさもなければ破壊するために使用することができる。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、アミラーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リゾチーム、ペクチナーゼ、DNアーゼI、セラチアペプチダーゼ、セラチオペプチダーゼ、ヘミセルラーゼ/ペクチナーゼ複合体、β-1,3-グルカナーゼ、酸性プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ、グルコアミラーゼ、エンドグルカナーゼ、キシラナーゼ、リパーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ/ペプチダーゼ複合体、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP-IV)、キトサナーゼ、ブロメライン、パパイン、キーウィプロテアーゼアクチニジ、植物由来のプロテアーゼ、フィターゼ、ジモラーゼおよびヌクレアーゼから選択される、2つまたはそれよりも多い(例えば、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)異なる酵素を含む。
ある特定の実施形態では、上に記載される組成物または剤形は、Bacillus stearothermophilusアミラーゼ、Bacillus amyloliquefaciensアミラーゼ、Bacillus subtilisアミラーゼ、Bacillus licheniformiアミラーゼ、Aspergillus nigerアミラーゼおよびAspergillus oryzaeアミラーゼから選択されるアミラーゼを含む。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、アミラーゼ、例えば、約100から約5,000SKB単位のアミラーゼ、約200から約4,000SKB単位のアミラーゼ、約300から約2,000SKB単位のアミラーゼ、または約400から約1,000SKB単位のアミラーゼを含む。SKBすなわちSandstedt、KneenおよびBlish単位は、1分あたりに1μモルの基質を触媒するアミラーゼの量を指す。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は例えばセルロースを含み、組成物または剤形1単位あたり約100から約300CU(セルラーゼ単位)単位、例えば約200CUを含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形はヘミセルロース/ペクチナーゼ複合体を含み、組成物または剤形1単位あたり約60から約100HSU(ヘミセルロース比単位(Hemicellulose Specific Unit))単位、例えば約80HSUを含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形はβ-グルコナーゼを含み、組成物または剤形1単位あたり約6から約10BGU(ベータグルカナーゼ単位)単位、例えば約8BGUを含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は酸性プロテアーゼを含み、組成物または剤形1単位あたり約15から約25SAP(Shrimpアルカリホスファターゼ)単位、例えば約20SAP単位を含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形はアルカリプロテアーゼを含み、組成物または剤形1単位あたり約15から約25HUT(ヘモグロビン単位チロシン塩基)単位、例えば約20HUT単位を含む。
ある特定の実施形態では、例えば組成物または剤形の1単位または複数単位の投与によって投与されるセルラーゼの総量は、約1から約10,000CUの範囲内であってよく、例えば組成物または剤形の1単位または複数単位の投与によって投与されるヘミセルラーゼ/ペクチナーゼ複合体の総量は、約1から約8,000HSUの範囲内であってよく、例えば1投薬単位または複数投薬単位の投与によるβ-グルコナーゼの総量は、約1から約1000BGUの範囲内であってよく、例えば1投薬単位または複数投薬単位の投与による酸性プロテアーゼの総量は、約1から約10,000SAPの範囲内であってよく、例えば1投薬単位または複数投薬単位の投与によるアルカリプロテアーゼの総量は、約1から約40,000HUTの範囲内であってよい。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、α-アミラーゼ、デンプンの内部α-1,4-グリコシド連結の加水分解を触媒してグルコースおよびマルトースのような生成物を与えるエンドヒドロラーゼ、β-アミラーゼ、α-1,4-グルカン連結を加水分解して連続したマルトース単位を与えるエキソヒドロラーゼ酵素、および最後のα-1,4-グリコシド連結を切断することに加えてα-1,6-グリコシド連結を切断してグルコースを与えるγ-アミラーゼ、またはその組み合わせから選択される約500SKB単位のアミラーゼを含む。
(iv)例示的な組成物
本発明の例示的な組成物または剤形を、表4に記載する。本発明の組成物は、細菌(B.breve、L.acidophilus、L.rhamnosus)、真菌(S.boulardii)および酵素(例えば、アミラーゼ)を含むことができ、消化プラークを分解して、全体の腸平衡を達成するプロバイオティックとして使用することができる。プロバイオティック組成物は、1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性細菌株および1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性真菌株を含み、必要に応じて機能的コーティングでコーティングされており、必要に応じて酵素とさらに混合されており、カプセルに含有されている粉末形態で送達することができる。ある特定の実施形態では、そのようなカプセル剤の30~50個(例えば、42個のカプセル剤)を、2~8週(例えば、6週)の期間にわたって消費することができる。例えば、食物の同時消費を伴ってまたは伴わずに、1日に1カプセルを消費することができる。プロバイオティック組成物は、好ましくはアレルゲンも、人工成分も甘味料も含有せず、および/または冷凍せずに室温もしくは周囲温度で保存することができる。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、非病原性細菌(B.breve、L.acidophilus、L.rhamnosus)、非病原性真菌(S.boulardii)および酵素(例えば、アミラーゼ)を含み、消化プラークを分解して、全体の腸平衡を達成するために小児科/児童用のプロバイオティックとして使用することができる。小児科のプロバイオティックは、炭酸カルシウム、糖アルコール(例えば、キシリトール)、脂肪アルコール(例えば、セチルアルコール)、弱有機酸(例えば、クエン酸)、天然香料、甘味料(例えば、ラカンカ)を必要に応じてさらに含むことができる。小児科のプロバイオティック組成物は、咀嚼錠に含有される粉末形態として送達することができる。ある特定の実施形態では、そのような錠剤の30~50個(例えば、42錠)を、2~8週(例えば、6週)の期間にわたって消費することができる。例えば、食物の同時消費を伴ってまたは伴わずに、1日に1錠を消費することができる。小児科プロバイオティック組成物は、例えばラカンカによって天然甘味を加えることができ、好ましくはアレルゲンも、人工成分も甘味料も含有せず、および/または冷凍せずに室温もしくは周囲温度で保存することができる。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、非病原性細菌(B.breve、L.acidophilusおよびL.rhamnosus)、非病原性真菌(例えば、S.boulardii)、酵素(例えば、アミラーゼ)、およびビタミン(例えば、ビタミンC)を含み、最適な免疫性能を支えるために特別に作出された免疫製剤として使用することができる。免疫製剤は、二重作用の免疫サポートを提供し、消化プラークを分解して全体の腸平衡を達成するために、プロバイオティックスの力をビタミンと組み合わせる。免疫製剤は、カプセル剤に含有される粉末形態として送達することができる。ある特定の実施形態では、そのようなカプセル剤の30~50個(例えば、42個のカプセル剤)を、2~8週(例えば、6週)の期間にわたって消費することができる。例えば、同時食物摂取を伴ってまたは伴わずに、1日に1カプセルを消費することができる。免疫製剤は、好ましくはいかなる人工成分も甘味料も含有せず、冷凍せずに室温または周囲温度で保存することができる。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、非病原性細菌(B.breve、L.acidophilus、L.rhamnosus)、非病原性真菌(S.boulardii)および1つまたは複数の消化酵素(例えば、アミラーゼ、ブロメライン、セルロース、リパーゼ、パパイン)を含み、有機のスーパーグリーン(organic super green)として使用される。有機のスーパーグリーンは、消化プラークを分解して全体の腸平衡を達成するために、果実、野菜および薬草の抽出物をプロバイオティックス(probiotics)、プレバイオティックス(prebiotics)および酵素と組み合わせた作出された製剤であってもよい。有機のスーパーグリーン組成物は、有機の植物抽出物をさらに含むことができる(例えば、スピルリナ、オオムギ草、アルファルファ葉、コムギ草、クロレラ、ダルス、ホウレンソウ葉、ブロッコリー(植物全体)、パセリ葉、ケール葉、Echinacea angustifolia根、甘草、オオアザミ種子(milk thistle seed)、シベリアニンジン根、ビート根、バラの実、アサイ(果実)、茶葉、キイチゴ葉、ブルーベリー(果実)、ゴジベリー、コケモモ(果実)、アシュワガンダ根、ロディオラ根、レイシキノコ、マカ根、ミツバチ花粉、イラクサ葉、イチョウ(4:1の葉抽出物)、ローヤルゼリー(3倍濃縮)、ブドウ種子(2:1抽出物)、および繊維(例えば、ヒマワリレシチン、リンゴ(果実)、玄米糠、イヌリン)。有機のスーパーグリーン製剤は、粉末形態で送達することができる。ある特定の実施形態では、製品は最高1カ月(例えば、30日)または1カ月の反復周期の間被験体によって消費されてもよい。各周期では、1日あたり単一の分量(例えば、1匙)を消費することができる。有機のスーパーグリーン製剤は、好ましくは例えばラカンカによって天然甘味を加えることができ、人工の成分も甘味料も含有せず、アレルゲンも含まず、冷凍せずに室温または周囲温度で保存することができる。
Figure 0007189899000004
Figure 0007189899000005
Figure 0007189899000006
本明細書に記載される本発明の組成物または剤形は、個々にまたは組み合わせによって投与または消費することができる。例えば、非病原性細菌(B.breve、L.acidophilus、L.rhamnosus)、非病原性真菌(S.boulardii)および酵素(例えば、アミラーゼ)を含む本発明の組成物または剤形は、それ自体個々に投与もしくは消費することができるか、または、他の栄養素もしくは補助食品と共投与するか同時に消費することができる。
(v)製造プロセス
ある特定の実施形態では、本発明の組成物は、以下のプロセスによって製造することができる:American Type Culture Collection(ATCC)で入手可能な非病原性真菌(例えば、S.boulardii)および非病原性細菌株(例えば、B.breve、L.acidophilusおよびL.rhamnosus)を、小規模発酵槽において各々別々に培養する。各株について、対応する大規模生産発酵槽に接種するために、培養試料を次に使用する。培養した真菌および細菌株は、濾過および/または遠心分離を通して収集し、次に乾燥、例えば凍結乾燥することができる。乾燥した生物体は、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)などのポリマーで次にコーティング、例えば噴霧コーティングすることができる。コーティングした株、例えばHPMCでコーティングした株は、さらなる乾燥、例えば低温乾燥(例えば、室温)に次に付すことができる。その結果としての株は、製造する特定の製剤のために適当な濃度で次に混合する。この混合段階では、所望により、その製剤(例えば、乾燥アミラーゼ)に特異的な他の成分を加えることができる。所望により、混合された組成物は次にカプセル化することができ、それは適切に標識された容器に次にパッケージすることができる。例示的な製造プロセスを、図20に示す。
(vi)製剤
本明細書に記載される組成物および剤形は、被験体の体内の様々な領域、例えば、GI管、尿路、生殖管、上気道(鼻)、下気道(例えば、肺)、胆管、口、目、鼻、耳または皮膚に存在するバイオフィルムを破壊するために使用することができる。組成物または剤形が被験体に投与される手段は、バイオフィルムが位置する領域、ならびに局所および/または全身投与に対する要求に依存することができる。このように、組成物または剤形は様々な薬物送達系で使用するために製剤化することができる。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、約1,000万~約500億コロニー形成単位(CFU)の単離された非病原性真菌株(複数可)および単離された非病原性細菌株(複数可)を含む粉末、例えばコーティングされている粉末を含む。ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、約1,000万~約400億、約1,000万~約300億、約1,000万~約200億、約1,000万~約100億、約1,000万~約50億、約1,000万~約10億、約1,000万~約5億、約1,000万~約1億、約1,000万~約5,000万CFUの非病原性真菌株(複数可)および非病原性細菌株(複数可)を含む。ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、約2,000万~500億、約5,000万~500億、約1億~約500億、約2億~約500億、約5億~約500億、約10億~約500億、約50億~約500億、約100億~約500億、約200億~約500億、約300億~約500億または約400億~約500億CFUの非病原性真菌株(複数可)および非病原性細菌株(複数可)を含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、酵素(例えば、アミラーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リゾチーム、ペクチナーゼ、DNアーゼI、セラチアペプチダーゼ、セラチオペプチダーゼ、ヘミセルラーゼ/ペクチナーゼ複合体、β-1,3-グルカナーゼ、酸性プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ、グルコアミラーゼ、エンドグルカナーゼ、キシラナーゼ、リパーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ/ペプチダーゼ複合体、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP-IV)、キトサナーゼ、ブロメライン、パパイン、キーウィプロテアーゼアクチニジ、植物由来のプロテアーゼ、フィターゼ、ジモラーゼおよびヌクレアーゼ)をさらに含むことができる。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、約500億、約400億、約300億、約200億、約100億、約10億、約5億、約1億、約5,000万または約1,000万CFUの非病原性真菌株(複数可)および非病原性細菌株(複数可)を含む。ある特定の実施形態では、1カプセルは、約300億コロニー形成単位の非病原性真菌株(複数可)および非病原性細菌株(複数可)と酵素を含む。ある特定の実施形態では、1カプセルは、約150億コロニー形成単位のBifidobacterium breve、約15億コロニー形成単位のLactobacillus acidophilus、約100億コロニー形成単位のLactobacillus rhamnosus、Saccharomyces boulardiiの約35億、および約500SKB単位のアミラーゼを含む。ある特定の実施形態では、1,000万CFUの低い用量が、表4に示すプロバイオティックまたは組成物として使用するのに有効である。
経口剤形
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、被験体によって経口的に消費されてもよい。ある特定の実施形態では、組成物は、粉末またはその粉末を含有する製品として消費される。他の実施形態では、組成物は、例えば、組成物が例えばカプセル剤、カシェ剤、丸剤、錠剤、ロゼンジ剤、散剤、顆粒剤の中に、または水性もしくは非水性液体中の溶液もしくは懸濁物として、または水中油もしくは油中水型液体乳剤として、またはエリキシル剤もしくはシロップ剤として、またはトローチとして含まれる経口剤形の形であってよく、各々は、要求されるコロニー形成単位数の各非病原性細菌および非病原性真菌ならびに必要に応じて酵素の適当な量を含有する。
ある特定の実施形態では、組成物は、カプセル剤または錠剤の中に位置する。ある特定の実施形態では、組成物は、錠剤として製剤化されている。ある特定の実施形態では、カプセル剤は、植物セルロースカプセル剤である。ある特定の実施形態では、剤形、例えばカプセル剤または錠剤は、コーティング、例えば非機能的審美的コーティングまたは機能的コーティング、例えば制御放出コーティングでコーティングされている。カプセル剤または錠剤は、その中に位置する成分の徐放または制御放出を提供するように製剤化することができる。
ある特定の実施形態では、剤形は、(i)バイオフィルムを破壊することが可能な酵素、(ii)被験体の領域において複製することが可能な非病原性真菌株、および(iii)被験体の領域において複製することが可能な非病原性細菌株を含み、散剤として製剤化されてカプセルの中に封入されている組成物を含有する。
1つの例示的なプロバイオティックでは、カプセル剤は、表5に示す成分を含有するプロバイオティックブレンドを含み、ここで、例えば、生物体を含有する粉末は、必要に応じて機能的または非機能的コーティングでコーティングされていてもよく、および/またはカプセルが機能的または非機能的コーティングでコーティングされていてもよい:
Figure 0007189899000007
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、炭酸カルシウム、キシリトール、セチルアルコール、クエン酸、天然香料、ラカンカなどの添加剤を含む。ある特定の実施形態では、組成物は、カスカラサグラダ皮、オオバコ殻、センナ、亜麻仁、アロエベラ葉、甘草、中鎖トリグリセリド(MCT)油などの添加剤を含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、食物繊維、例えば、イヌリン(フルクトオリゴ糖FOS)およびリンゴペクチンなどの添加剤を含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、スピルリナ、オオムギ草、アルファルファ葉、コムギ草、クロレラ、ダルス、ホウレンソウ葉、ブロッコリー、パセリ葉、ケール葉、Echinacea angustifolia根、甘草、オオアザミ種子、シベリアニンジン根、ビート根、バラの実、アサイ(果実)、茶葉、キイチゴ葉、ブルーベリー(果実)、ゴジベリー、コケモモ(果実)、アシュワガンダ根、ロディオラ根、レイシキノコ、マカ根、ミツバチ花粉、イラクサ葉、イチョウ(葉抽出物)、ローヤルゼリー(3倍濃縮)、ブドウ種子のブレンドなどの添加剤を含む。ある特定の実施形態では、組成物は、ビタミンCなどのビタミンをさらに含む。
コーティング
送達様式または処置領域によって、本発明の組成物または剤形は、生物体の粉末ブレンドとして調製することができ、ここで、粉末は、非機能的コーティング(例えば、審美的コーティング)または機能的コーティング(例えば、例えば時間および/またはpH依存的に生物体の放出をモジュレートする制御放出コーティング)でコーティングすることができる。同様に、組成物または剤形は、生物体の粉末ブレンドを含有するカプセル剤であってよく、ここで、カプセル剤は、非機能的コーティング(例えば、審美的コーティング)または機能的コーティング(例えば、例えば時間および/またはpH依存的に生物体の放出をモジュレートする制御放出コーティング)でコーティングされている。ある特定の実施形態では、制御放出コーティングは、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)である。
制御放出コーティングは、本明細書に開示される組成物または剤形中の微生物の連続的放出、段階的放出、長期放出および/またはプログラム放出(例えば、pH依存性放出)を促すことができる。
例示的な制御放出コーティングは、アセテートスクシネート、ポリビニル誘導体(例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリ酢酸フタル酸ビニル、酢酸ビニルおよびビニルピロリドンのコポリマー、酢酸ビニルおよびクロトン酸のコポリマー、ポリビニルピロリドン)、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸、多糖(例えば、化工デンプン、架橋高アミロースデンプン、ヒドロキシプロピルデンプン、セルロースおよびセルロース誘導体(例えば、微結晶性セルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、酢酸セルロース、メチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、フタル酸セルロース、酢酸セルロース、酢酸フタル酸セルロース、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートスクシネート、酢酸酪酸セルロース、セルロースアセテートトリメリテート(cellulose-acetate trimellitate)、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースまたはメチルカルボキシメチルセルロース)、ポロキサマー、ポビドン、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールアルジネート、ゴム(例えば、キサンタンゴム)、ポリメタクリレート(例えば、メタクリル酸およびメチルメタクリレートのコポリマーとメタクリル酸およびアクリル酸エチルのコポリマーを含む)、メタクリル酸およびアクリル酸エチルのコポリマー、ポリメチルビニルエーテルおよびマロン酸無水物のコポリマー、ポリメチルビニルエーテルおよびマロン酸またはそのエチル-、イソプロピル-、n-ブチルエステルのコポリマー、ゼインならびに上述の混合物からなる群より選択することができる。
制御放出フィルムコーティングポリマーのさらなる例には、限定されずに、エチルセルロース(例えば、AQUACOAT(登録商標)、SURELEASE(登録商標))、メチルヒドロキシプロピルセルロース(例えば、PHARMACOAT(登録商標))、アクリルポリマー、ポリビニルアセテート、ポリ塩化ビニル、酢酸コハク酸ヒドロキシプロピルメチルセルロース(例えば、AQOAT)およびポリ酢酸フタル酸ビニル(例えば、SURETERIC)が含まれる。
ある特定の実施形態では、コーティングは、腸溶コーティングであってよい。腸溶コーティングは、有効成分(複数可)が放出されて吸収されるGI管に沿った領域を制御する障壁を作製するために使用することができる。腸溶コーティングは、例えば、pHによって異なる速度で崩壊するポリマーを含むことができる。腸溶コーティングには、例えば、酢酸フタル酸セルロース、セルロースアセテートトリメリテート、アクリル酸メチル-メタクリル酸コポリマー、セルロースアセテートスクシネート、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシルプロピルメチルセルロースフタレート、メチルメタクリレート-メタクリル酸コポリマー、エチルアクリレート-メタクリル酸コポリマー、メタクリル酸コポリマー系C、ポリビニルアセテート-フタレート、酢酸フタル酸セルロース、ポリ酢酸フタル酸ビニル、カルボキシメチルエチルセルロース、共重合化メタクリル酸/メタクリル酸メチルエステル、例えば、商品名EUDRAGIT(登録商標)L12.5、L100またはEUDRAGIT(登録商標)S12.5、S100で知られる材料、または腸溶コーティングを得るために使用される類似の化合物を含めることができる。水性コロイドポリマー分散物または再分散物、例えばEUDRAGIT(登録商標)L 30D-55、EUDRAGIT(登録商標)L100-55、EUDRAGIT(登録商標)S100、EUDRAGIT(登録商標)調製物4110D(Rohm Pharma);AQUATERIC(登録商標)、AQUACOAT(登録商標)CPD 30(FMC);KOLLICOAT MAE(登録商標)30Dおよび30DP(BASF);EASTACRYL(登録商標)30D(Eastman Chemical)を適用することもできる。
ある特定の実施形態では、腸溶コーティングは、メタクリル酸、メタクリル/アクリルエステルまたはそれらの誘導体に基づくアニオン性、カチオン性または中性のコポリマーを含む。カチオン性ポリマーは、味覚のマスキングのために、および、口腔(pH5.8~7.4)内のそれらの低い溶解度および胃(pH1~3.5)における高い溶解度による有効成分の高い生物学的利用能をそれぞれ達成するためにしばしば使用される。アニオン性ポリマーは、酸性pHより塩基性pHでより高い水溶性を有し、胃における酸分解および/または腸における酵素消化から有効成分を保護するために使用される。
ある特定の実施形態では、腸溶コーティングは、エチルアクリレート-メタクリル酸コポリマーを含む。市販されている腸溶コーティングには、Opadry(登録商標)AMB、エチルアクリレート-メタクリル酸コポリマー(例えば、ACRYL-EZE(登録商標))、メタクリル酸ジメチルアミノエチル-メタクリル酸ブチル-メタクリル酸メチルコポリマー(2:1:1)、またはポリ(メタクリル酸-co-メタクリル酸メチル)コポリマー、およびポリ(メタクリル酸-co-メタクリル酸メチル)コポリマー(例えば、EUDRAGIT(登録商標))が含まれる。ある特定の実施形態では、腸溶コーティングは、重量で剤形(例えば、カプセル剤、錠剤またはペレット剤)の約0.1%から約10%、約1%から約10%、約5%から約10%、約5%から約20%、約8%から約15%、約8%から約18%、約10%から約12%、または約12%から約16%を構成し得る。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、腸溶コーティングされていてもよい、1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性細菌株および1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性真菌株の粉末ミックスとして、または粉末ミックスを含有するカプセル剤として調製され、ここで、カプセル剤は、上部腸への送達のために腸溶コーティングされる。ある特定の実施形態では、本発明の細菌株および真菌株はブレンドとして混合されて粉末組成物を調製し、次いでそれはカチオン性コポリマーで腸溶コーティングされる。例えば、本発明の非病原性細菌および非病原性真菌株の粉末ミックスは、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ブチルおよびメタクリル酸メチルを2:1:1の比で含むカチオン性ポリマー(EUDRAGIT(登録商標)E100);2:1:1の比のメタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ブチルおよびメタクリル酸メチルに基づくカチオン性コポリマー(EUDRAGIT(登録商標)EPO);2:1:1の比のメタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ブチルおよびメタクリル酸メチルに基づくカチオン性コポリマー(EUDRAGIT(登録商標)E12,5)、メタクリル酸およびアクリル酸エチルに基づくアニオン性コポリマー(EUDRAGIT(登録商標)L100-55(ACRYL-EZE(登録商標)))、またはその同等物でコーティングすることができる。
ある特定の実施形態では、本発明の細菌株および真菌株はブレンドとして混合されて粉末組成物を調製し、次いでそれはアニオン性コポリマーで腸溶コーティングされる。例えば、本発明の細菌および真菌株の粉末ブレンドは、メタクリル酸およびメタクリル酸メチルを含むアニオン性コポリマー(例えば、EUDRAGIT(登録商標)L100、EUDRAGIT(登録商標)S100、EUDRAGIT(登録商標)L/S(25/75、50/50または75/25の比))またはメタクリル酸およびアクリル酸エチルを含むアニオン性コポリマー(EUDRAGIT(登録商標)L100-55(ACRYL-EZE(登録商標)))でコーティングすることができる。結腸送達のためのコーティングのさらなる、しかし非限定的な例には、EUDRAGIT(登録商標)L100-55、EUDRAGIT(登録商標)L30D-55、PlasACRYL(登録商標)HTP 20、EUDRAGIT(登録商標)L12,5、EUDRAGIT(登録商標)FS 100、EUDRAGIT(登録商標)FS 30DおよびPlasACRYL(登録商標)T20が含まれる。
ある特定の実施形態では、本発明の細菌株および真菌株はブレンドとして混合されて顆粒またはペレットを調製し、それらは腸溶コーティングされる。
ある特定の実施形態では、本発明の細菌および真菌株の粉末ブレンドは、治療効果を増加させるためにGI管全体への時間制御送達のために腸溶コーティングすることができる。例えば、組成物または剤形は、EUDRAGIT(登録商標)RL 100、EUDRAGIT(登録商標)RL PO、EUDRAGIT(登録商標)RL 30D、EUDRAGIT(登録商標)RL12,5、EUDRAGIT(登録商標)RS 100、EUDRAGIT(登録商標)RS PO、EUDRAGIT(登録商標)RS 30D、EUDRAGIT(登録商標)RS12,5、EUDRAGIT(登録商標)NE 30D、EUDRAGIT(登録商標)NE 40Dおよび/またはEUDRAGIT(登録商標)NM 30Dでコーティングすることができる。
経口剤形を生成する例示的な方法は、剤形中で組み合わせるべき適当な非病原性細菌および真菌株を選択すること、生物体を増殖条件によって個々にまたは組み合わせによって発酵槽の中で増殖させることを含む。バイオマスの適当な量が形成されると、濾過および/または遠心分離を通して細胞を収集することができる。生物体の1つまたは複数を個々に増殖させる場合、生物体は次に適当な量で組み合わせて適当な組成物または剤形を与えることができ、それは、例えば凍結乾燥または噴霧乾燥を通して次に乾燥させることができる。あるいは、生物体は収集されると、例えば凍結乾燥または噴霧乾燥を通して乾燥させることができ、次に、各生物体の適当な乾燥バイオマスを適当な量で組み合わせて、適当な組成物または剤形を与えることができる。ある特定の実施形態では、乾燥バイオマスは粉末形態で調製され、機能的コーティング、例えば制御放出コーティング(例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース)でコーティングされる。上述のステップの各々の1つまたは複数の間、例えばバイオマスの乾燥の前後に酵素をバイオマスに加えることができる。ある特定の実施形態では、例えばコーティングが所望される場合、粉末バイオマスのコーティングの前後に、粉末として調製されるバイオマスに酵素を加えることができる。結果として生じるバイオマス(例えば、コーティングされた粉末)は、次にカプセルにパッケージして、容器にパッケージすることができる。
局所剤形
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、局所送達のために、例えば液剤、乳剤、懸濁剤、軟膏剤、クリーム剤、ゲル剤、ローション剤または散剤として製剤化することができる。ある特定の実施形態では、被験体の皮膚への塗布後に、組成物または剤形はパッチを形成することができる。非病原性生物体の濃度および特定の送達デバイスによって、組成物または剤形は、約1.0mL/5cmから1.0mL/50cm、または約1.0mL/5cmから50mL/50cm、または約1.0mL/5cmから約100mL/50cmを送達するように製剤化することができる。
局所剤形は、薬学的に許容される担体を含むこともできる。局所製剤で有益であり得る適した担体には、限定されずに、C~Cの直鎖および分枝鎖アルコール、ジオールおよびトリオールなどの可溶化剤、グリセリン、アミノ酸およびアミノ酸誘導体、ポリアミノ酸および誘導体、ピロリドンカルボン酸ならびにその塩および誘導体などの保湿剤(moisturizer)および湿潤剤、ラウリル硫酸ナトリウム、ソルビタンモノラウレートなどの界面活性剤、セチルアルコール、ステアリルアルコールなどの乳化剤、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールおよびアクリルポリマーなどの増粘剤が含まれる。
組成物または剤形は、例えば、エアゾール、噴霧、ポンプパック、ブラシ、スワブまたは他のアプリケーターを含む、当技術分野で公知の任意の手段によって皮膚に塗布することができる。ある特定の実施形態では、アプリケーターは、定量エアゾールまたは手動定量ポンプなどの固定または可変の計量された用量を提供することができる。ある特定の実施形態では、有効成分は、ロールオン(roll-on)または他のタイプのアプリケーターを備える、または備えていない単位体積ディスペンサーによって送達することができる。ある特定の実施形態では、有効成分は、約10から約800cm、約10から約400cm、または約10から約200cmの送達表面積を包含する被験体の皮膚に塗布される。
軟膏剤は、ペトロラタムまたは他の石油誘導体に一般的に基づく半固体調製物である。他の担体またはビヒクルと同様に、軟膏基剤は不活性で、安定し、非刺激性で非感作性であるべきである。
クリーム剤は、水中油または油中水型の粘性液体または半固体乳剤である。一般的に、クリーム基剤は水洗可能であり、油相、乳化剤および水相を含有する。「内部」相とも呼ばれる油相は、ペトロラタムおよびセチルまたはステアリルアルコールなどの脂肪アルコールを一般的に含む。水相は、必ずしも必要ではないが、体積で油相を通常超え、湿潤剤を一般的に含有する。クリーム製剤中の乳化剤は、一般的に非イオン性、アニオン性、カチオン性または両性の界面活性剤である。
ゲル剤は、半固体の懸濁物型の系である。単相ゲルは、一般的に水性であるがアルコールおよび、必要に応じて油も含有する、担体液体全体に実質的に均一に分布する有機巨大分子を含有する。ある特定の実施形態では、ゲル化剤は、架橋アクリル酸ポリマー、例えばカルボマー、例えば、市販されている(CARBOPOL(商標))カルボキシポリアルキレンを含む。親水性ポリマー、例えばポリエチレンオキシド、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンコポリマーおよびポリビニルアルコール;セルロースポリマー、例えば、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレートおよびメチルセルロース;トラガカントゴムおよびキサンタンゴムなどのゴム;アルギン酸ナトリウム;ならびにゼラチンも含まれてもよい。均一なゲルを調製するために、アルコールまたはグリセリンなどの分散剤を加えることができるか、または、粉砕、機械的混合もしくは撹拌、もしくはその組み合わせによってゲル化剤を分散させることができる。
当業者に公知である様々な添加剤が、局所剤形に含まれてもよい。例えば、ある特定の構成成分を可溶化するために、比較的少量(例えば、10%またはそれより少ない)のアルコールを含む溶媒を使用することができる。ある特定の実施形態では、製剤は、適するエンハンサー、例えば、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(TRANSCUTOL(商標)として市販されている)およびジエチレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル;ラウリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、ポロキサマー(231、182、184)、TWEEN(登録商標)(20、40、60、80)およびレシチンなどの界面活性剤;エタノール、プロパノール、オクタノール、ベンジルアルコールなどのアルコール;ポリエチレングリコールおよびポリエチレングリコールモノラウレート(PEGML)などのそのエステル;アミドおよび他の窒素化合物、例えば尿素、ジメチルアセトアミド(DMA)、ジメチルホルムアミド(DMF)、2-ピロリドン、1-メチル-2-ピロリドン、エタノールアミン、ジエタノールアミンおよびトリエタノールアミン;テルペン;アルカノン;ならびにクエン酸およびコハク酸などの有機酸を含むことができる。
噴霧および吸入剤形
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、例えば鼻を通した吸入により投与される鼻噴霧剤および吸入溶液、および懸濁物の形の経鼻投与のために製剤化することができる。用量は、局所および/または全身性作用のために、噴霧ポンプを通して、または点鼻薬として鼻腔に送達することができる。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、局所および/または全身性作用のために経口吸入による上気道および下気道(例えば中咽頭、肺)への送達のための吸入溶液および/または懸濁物であってよく、特化したネブライザーで使用することができる。
(III)用量
送達または消費される用量のサイズは、とりわけ、被験体のサイズおよび年齢、処置する適応症または状態、ならびに組成物または剤形の送達様式に依存する。ある特定の実施形態では、例えば、経口組成物または剤形は、約1mgから約1,000mgまたは50mgから約1,000mgの有効成分(例えば、非病原性細菌、非病原性真菌および/または酵素)を含むことができる。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、約1mgから約900mg、約1mgから約800mg、約1mgから約700mg、約1mgから約600mg、約1mgから約500mg、約1mgから約400mg、約1mgから約300mg、約1mgから約200mg、約1mgから約100mg、約1mgから約500mg、約10mgから約1000mg、約20mgから約1000mg、約30mgから約1000mg、約40mgから約1000mg、約50mgから約1000mg、約100mgから約1000mg、約200mgから約1000mg、約300mgから約1000mg、約400mgから約1000mg、約500mgから約1000mg、約600mgから約1000mg、約700mgから約1000mg、約800mgから約1000mg、または約900mgから約1000mgの有効成分(例えば、非病原性細菌、非病原性真菌および/または酵素)を含むことができる。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、約100mgから約200mg、約200mgから約300mg、約300mgから約400mg、約400mgから約500mg、約500mgから約600mg、約600mgから約700mg、約700mgから約800mg、約800mgから約900mg、または約900mgから約1000mgの有効成分を含むことができる。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、約700mgの有効成分を含むことができる。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、約500億、400億、300億または200億コロニー形成単位の非病原性細菌株および非病原性真菌株(複数可)を含む。ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、約300億コロニー形成単位の非病原性細菌株および非病原性真菌株(複数可)を含む。
ある特定の実施形態では、本発明の組成物または剤形は、約100億から約400億、例えば約150億から約400億、約200億から約400億、約100億から約300億、約150億から約300億、約200億から約300億コロニー形成単位の非病原性細菌株(複数可)を含む。あるいは、またはさらに、本発明の組成物または剤形は、約10億から約100億、例えば、約20億から約80億、約30億から約600万コロニー形成単位の非病原性真菌株(複数可)を含む。
ある特定の実施形態では、組成物または剤形は、約150億コロニー形成単位のBifidobacterium breve、約100億コロニー形成単位のLactobacillus rhamnosus、約35億コロニー形成単位のSaccharomyces boulardii、および約15億コロニー形成単位のLactobacillus acidophilusを含む。
組成物または剤形(1つまたは複数の単位(例えば、2、3、4または5単位、例えば、カプセル剤または錠剤))は、例えば、1週、2週、1カ月、2カ月または3カ月および1年かかるかもしれない処置期間の間に、例えば、目的のバイオフィルムが破壊されるまで、その形成が阻止されるまで、および/または被験体の正常なマイクロバイオームが回復するまで、1日につき1回、2回または3回投与することができる。ある特定の実施形態では、約300億コロニー形成単位の非病原性真菌株(複数可)および非病原性細菌株(複数可)と酵素を含む、1腸溶性カプセル剤などの1カプセル剤は、例えば、1週、2週、1カ月、2カ月または3カ月および1年かかるかもしれない処置期間の間に、例えば、目的のバイオフィルムが破壊されるまで、および/または被験体の正常なマイクロバイオームが回復するまで、1日につき1回、2回または3回投与される。ある特定の実施形態では、約300億コロニー形成単位の非病原性真菌株(複数可)および非病原性細菌株(複数可)と酵素を含む、1腸溶性カプセル剤などの1カプセル剤は、1日につき1回投与される。ある特定の実施形態では、1日につき1回投与される腸溶性カプセル剤などのカプセル剤は、約150億コロニー形成単位のBifidobacterium breve、約15億コロニー形成単位のLactobacillus acidophilus、約100億コロニー形成単位のLactobacillus rhamnosus、約35億のSaccharomyces boulardii、および約500SKB単位のアミラーゼを含む。
(IV)調理された食品
さらに、本発明は、本明細書に記載される本発明のプロバイオティック組成物のいずれかを含有する、調理された、例えば焼かれた食品を提供する。例示的な焼いた食品には、限定されずに以下を含めることができる:パン、ロールパン(bun)、ベーグル、ケーキ、クッキー、クラッカー、パンケーキ、マフィン、ビスケット、パイ、ブラウニー、キャセロール、プリンまたはタルト。
ある特定の実施形態では、焼いた食品は、(i)1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性真菌株、(ii)1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性細菌株、および(iii)必要に応じた酵素を含むプロバイオティック組成物を含む。ある特定の実施形態では、焼いた食品は、(i)1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性真菌株、(ii)1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性細菌株、および(iii)酵素を含むプロバイオティック組成物を含む。
ある特定の実施形態では、焼いた食品に含有されるプロバイオティック組成物に含まれる非病原性細菌は、Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus acidophilusおよびBifidobacterium breveを含むことができ、非病原性真菌はSaccharomyces boulardiiおよびSaccharomyces cerevisiaeを含むことができる。
ある特定の実施形態では、焼いた食品に含有されるプロバイオティック組成物に含まれる酵素は、アミラーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リゾチーム、ペクチナーゼ、DNアーゼI、セラチアペプチダーゼまたはセラチオペプチダーゼ、ヘミセルラーゼ/ペクチナーゼ複合体、β-1,3-グルカナーゼ、酸性プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ、グルコアミラーゼ、エンドグルカナーゼ、キシラナーゼ、リパーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ/ペプチダーゼ複合体、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP-IV)、キトサナーゼ、ブロメライン、パパイン、キーウィプロテアーゼアクチニジ、植物由来のプロテアーゼおよびフィターゼを含むことができる。
具体的な実施形態では、焼いた食品は、Lactobacillus rhamnosus LB 20、Bifidobacterium breve S 46、Lactobacillus acidophilus RP 32およびSaccharomyces boulardii SB 48を含むプロバイオティック組成物を含有する。具体的な実施形態では、焼いた食品は、Lactobacillus rhamnosus LB 20、Bifidobacterium breve S 46、Lactobacillus acidophilus RP 32、Saccharomyces boulardii SB 48およびアミラーゼを含むプロバイオティック組成物を含有する。
驚くべきことに、焼いた製品を生成するためのベーキングプロセスは、その中に含有されるプロバイオティック組成物の生存度も有効性も実質的に含まないことが発見された。例えば、焼いた食品に含有されるプロバイオティック組成物に含まれる微生物株(非病原性真菌および非病原性細菌株)および/または酵素は、最高90分(例えば、20、30、40、50、60、70、80または90分)の間、最高450°F(例えば、200、250、300、350、400または450°F)のベーキング温度を生き延びる。その結果、完成した焼いた食品は、生存可能な微生物株(非病原性真菌および細菌株)および必要に応じて酵素を有するプロバイオティック組成物を含有する。
(V)バイオフィルムを破壊する方法および処置
本発明は、処置を必要とする被験体の予め選択された領域内に位置する病原性細菌および病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊するかまたはその形成を阻止する方法を提供する。本方法は、本明細書に記載される組成物または剤形の1つまたは複数単位(例えば、カプセル剤または錠剤)を被験体に投与し、それによってバイオフィルムを破壊することを含む。ある特定の実施形態では、バイオフィルムは、胃腸管、尿路、生殖管、上気道(例えば、鼻)、下気道(例えば、肺)、胆管、口、目、鼻、耳または皮膚に位置する。被験体は、哺乳動物(例えば、ヒト、伴侶動物(例えば、イヌ、ネコまたはウサギ)または畜産動物(例えば、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ウマ、ロバおよびラバ、バッファロー、雄牛またはラクダ))であってよい。
状況により、組成物または剤形中の非病原性細菌株は、(i)バイオフィルム中の病原性細菌に取って代わる、(ii)バイオフィルムの基層への病原性細菌/真菌の付着を妨害する、(iii)バイオフィルムに存在する細胞外ポリマーマトリクスから病原性細菌/真菌を追い出す、(iv)バイオフィルム中の病原性真菌のフィラメント化を阻止する、(v)上述のいずれかの組み合わせ、(vi)病原性細菌および真菌の病原性因子(例えば出芽、接着等)を抑制することができる。
ある特定の状況下で、被験体への組成物または剤形の投与は、有害な消化プラークを引き起こすことなく、被験体の腸マイクロバイオーム(被験体のマイコバイオーム(mycobiome)および/またはバクテリオーム(bacteriome)を含む)の全体的平衡を維持し、それによって、被験体の最適な消化の健康状態を支える。
ある特定の実施形態では、被験体への組成物または剤形の投与は、被験体のマイクロバイオームの誤平衡(misbalance)を処置する(例えば、被験体の領域における天然のマイクロバイオームの回復を可能にする)か、高アンモニア血症、Clostridium difficile大腸炎、肝硬変と関連する肝性脳障害、炎症性腸疾患、クローン病、潰瘍性大腸炎、下痢および/または過敏性腸疾患などの障害を処置する。ある特定の実施形態では、被験体への組成物または剤形の投与は、消化系の障害または症状、例えば、胸焼け/GERD、IBDおよびIBS、鼓脹、下痢、ガス、胃疼痛および/または胃痙攣を処置する。
本明細書で用いられる場合、用語「処置する」、「処置すること」または「処置」、および本明細書で用いられる他の文法上の同等物は、疾患、状態もしくは症状を緩和するか、弱めるか、改善するか、予防すること、さらなる症状を予防すること、症状の根底にある原因を改善するか予防すること、疾患もしくは状態を抑制すること、例えば、疾患もしくは状態の発達を阻むこと、疾患もしくは状態を軽減すること、疾患もしくは状態の退行を引き起こすこと、疾患もしくは状態によって引き起こされる状態を軽減すること、または疾患もしくは状態の症状を止めることを含み、予防処置を含むものである。
本明細書で用いられる場合、用語、「被験体」、「患者」、「それを必要とする被験体」および「それを必要とする患者」は本明細書では互換的に使用され、本明細書で提供される方法および組成物によって処置することができる疾患または状態を患っているまたは起こしやすい、動物およびヒトを含む生体を指す。被験体は、ヒトまたはヒト以外の動物であってよい。
(VI)被験体における栄養素吸収の改善
さらに、本発明は、被験体において栄養素吸収を向上させるための方法および組成物を提供する。Candida tropicalis、Candida albicans、Escherichia coliおよびSerratia marcescensなどの病原性生物体は、協働して被験体の胃腸内層の上に堅固なバイオフィルムを形成することができる。腸内層の上に層を形成することによって、これらのバイオフィルムは、それ自身の増殖のために燃料を供給するために栄養素(例えば、糖)を除去し、胃腸内層を横切る栄養素吸収を阻止することができ、その後、栄養素の利用可能性を低減することができる。したがって、本発明は、被験体の胃腸内層の上のバイオフィルムの破壊または排除につながるプロバイオティック組成物の消費または投与によって、被験体において栄養素吸収を向上させるための方法および組成物を提供する。
一部の実施形態では、被験体における栄養素吸収の改善は、栄養素、例えば、限定されずにビタミン(例えば、ビタミンA、B、C、D、E、K)、タンパク質、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、トリプトファンおよびバリンを限定されずに含むアミノ酸;コラーゲン、カルシウム、カリウム、鉄、ナトリウム、マグネシウム、亜鉛、リン、塩化物を限定されずに含むミネラル;ならびに糖を限定されずに含む炭水化物の吸収を向上させることを含む。
ある特定の実施形態では、被験体における栄養素吸収の改善は、(i)1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性真菌株、および(ii)1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性細菌株を含むプロバイオティック組成物の、被験体による消費または被験体への投与を含む。ある特定の実施形態では、この方法は、(i)1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性真菌株、(ii)1つまたは複数の(例えば、1、2、3、4、5つまたはそれよりも多い)非病原性細菌株、および(iii)酵素を含むプロバイオティック組成物の、被験体による消費または被験体への投与を含む。
ある特定の実施形態では、プロバイオティック組成物に含まれる非病原性細菌は、Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus acidophilusおよびBifidobacterium breveを含むことができ、非病原性真菌はSaccharomyces boulardiiおよびSaccharomyces cerevisiaeを含むことができる。
ある特定の実施形態では、プロバイオティック組成物に含まれる酵素は、以下の1つまたは複数を含むことができる:アミラーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リゾチーム、ペクチナーゼ、DNアーゼI、セラチアペプチダーゼまたはセラチオペプチダーゼ、ヘミセルラーゼ/ペクチナーゼ複合体、β-1,3-グルカナーゼ、酸性プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ、グルコアミラーゼ、エンドグルカナーゼ、キシラナーゼ、リパーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ/ペプチダーゼ複合体、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP-IV)、キトサナーゼ、ブロメライン、パパイン、キーウィプロテアーゼアクチニジ、植物由来のプロテアーゼおよびフィターゼ。
具体的な実施形態では、被験体における栄養素吸収の改善は、Lactobacillus rhamnosus LB 20、Bifidobacterium breve S 46、Lactobacillus acidophilus RP 32およびSaccharomyces boulardii SB 48を含むプロバイオティック組成物の、被験体による消費または被験体への投与を含む。具体的な実施形態では、被験体における栄養素吸収の改善は、Lactobacillus rhamnosus LB 20、Bifidobacterium breve S 46、Lactobacillus acidophilus RP 32、Saccharomyces boulardii SB 48およびアミラーゼを含むプロバイオティック組成物の、被験体による消費または被験体への投与を含む。
一部の実施形態では、被験体は、プロバイオティック組成物を2~8週間(例えば、6週間)消費するかまたは投与され、ここで、プロバイオティック組成物は、カプセルに含有される1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性細菌株および1つまたは複数の単離された生存可能な非病原性真菌株を含む腸溶性粉末として送達される。一部の実施形態では、被験体は、プロバイオティック組成物を最高7日間または7日の反復周期で消費するかまたは投与される。一部の実施形態では、被験体は、プロバイオティック組成物を最高1カ月間または1カ月の反復周期で消費するかまたは投与される。
(VII)処置への被験体の適合性を試験する方法
本発明は、本明細書に記載される組成物または剤形による処置に適する検査被験体を同定する方法も提供する。本方法は、(a)検査被験体の領域から収集した組織または体液試料に存在する(i)少なくとも1つの非病原性細菌株および(ii)少なくとも1つの非病原性真菌株の生物体の数もしくは密度および/または存在度を定量すること;ならびに(b)試料中で定量された生物体の数または密度を、健康な被験体の対応する領域の対応する試料サイズに存在する対応する生物体の数または密度と比較することを含む。検査被験体からの試料中の生物体の数またはレベルが、健康な被験体の対応する領域に存在する生物体の数またはレベルよりも小さい場合、検査被験体はその剤形による処置に適する。
ある特定の実施形態では、定量される非病原性細菌は、Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus acidophilusおよびBifidobacterium breveを含むことができ、ならびに/または定量される非病原性真菌はSaccharomyces boulardiiおよびSaccharomyces cerevisiaeを含むことができる。
検査被験体からの試料中の生物体のうちの1種の数または密度が健康な被験体の対応する領域に存在する対応する生物体の数または密度よりも小さい場合、「0」(ゼロ)のスコアが割り当てられる。逆に、検査被験体からの試料中の生物体のうちの1種の数または密度が健康な被験体の対応する領域に存在する対応する生物体の数または密度と同じかまたはそれよりも大きい場合、「1」のスコアが割り当てられる。全ての生物体について8の累積スコア(すなわち、所与の試料において、試験された全ての細菌および真菌生物体は対照試料におけるより高く、したがって、各々は「1」のスコアを割り当てられる)は、被験体を「平衡のとれた」マイクロバイオームを有すると同定する(図3)。同様に、7のスコアは、被験体を平衡のとれたマイクロバイオームを有すると同定する(図3)。対照的に、4~6のスコアは、被験体を平衡のとれたマイクロバイオームと不均衡なマイクロバイオームの間の境界線上にあるマイクロバイオームを有すると同定し、0~3のスコアは、被験体を「不均衡な」マイクロバイオームを有すると同定する(図3)。
検査被験体のスコアが0~3であるならば、検査被験体は、1つまたは複数の非病原性細菌株、酵素および非病原性真菌株の組成物を含む剤形により、病原性細菌および病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊することによる処置のための適する候補として同定される。検査被験体のスコアが4~6であるならば、検査被験体は、2~6週間のさらなるモニタリングの後に、処置に適すると同定される。検査被験体のスコアが7~8である場合、検査被験体は健康であると同定され、被験体は、本明細書に記載される剤形による処置を必要としない。
(VIII)定義
以下の定義は、本主題を理解するために、および添付の特許請求の範囲を構築するために含まれる。
明細書全体で、組成物が特定の構成成分を有する、含有するもしくは含むと記載される場合、またはプロセスおよび方法が特定のステップを有する、含有するもしくは含むと記載される場合、さらに、列挙される構成成分から事実上なる、またはそれからなる本発明の組成物があること、および列挙される加工ステップから事実上なる、またはそれからなる本発明によるプロセスおよび方法があることを意図する。
本出願で、エレメントまたは構成成分が列挙されるエレメントまたは構成成分のリストに含まれるおよび/またはそこから選択されると言われる場合、そのエレメントまたは構成成分は列挙されるエレメントまたは構成成分のいずれか1つであってよいこと、あるいは、そのエレメントまたは構成成分は、列挙されるエレメントまたは構成成分の2つまたはそれよりも多くからなる群より選択することができることを理解すべきである。
さらに、本明細書に記載される組成物または方法のエレメントおよび/または特徴は、明示的であるにせよ暗示的であるにせよ、本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な方法で組み合わせることができることを理解すべきである。例えば、特定の組成物に言及する場合、文脈から別途理解されない限り、組成物は、本発明のそのような組成物の様々な実施形態で、および/または本発明の方法で使用することができる。言い換えると、本出願の中で、実施形態は、明確で簡潔な出願を書き、描くことを可能にする方法で記載され、示されているが、本教示および発明(複数可)から離れることなしに実施形態を様々に組み合わせること、または分離することができることが意図され、理解される。例えば、本明細書に記載され、示される全ての特徴が、本明細書に記載され、示される本発明(複数可)の全ての態様に適用可能であることが理解される。
文脈および使用から別途理解されない限り、表現「少なくとも1つの」は、その表現の後に列挙される対象の各々を個々に、および列挙される対象の2つまたはそれよりも多くの様々な組み合わせを含むことを理解すべきである。文脈から別途理解されない限り、3つまたはそれよりも多い列挙される対象に関連した表現「および/または」は、同じ意味を有することを理解すべきである。
その文法上の同等物を含む用語「含む(include)」、「含む(includes)」、「含む(including)」、「有する(have)」、「有する(has)」、「有する(having)」、「含有する(contain)」、「含有する(contains)」または「含有する(containing)」の使用は、特記されない限り、または文脈から別途理解されない限り、オープンエンドであり非限定的である、例えばさらなる列挙されていないエレメントもステップも除外しないと一般的に理解すべきである。
用語「約」の使用が定量値の前にある場合、特記されない限り、本発明は特定の定量値自体も含む。本明細書で用いられる場合、別途指示または暗示されない限り、用語「約」は、名目上の値からの±10%の変動を指す。
特記されない限り、または文脈から別途理解されない限り、例えばポリマーの絶対値でない分子量が提供される場合、その分子量は平均分子量であると理解すべきである。
本発明が実施可能なままである限り、ある特定の動作を実行するための順序またはそのステップの順序は重要でないことを理解すべきである。さらに、2つまたはそれよりも多いステップまたは動作を同時に実行することができる。
本明細書の様々な場所で、構成成分またはその特徴は、群または範囲で開示される。記載は、そのような群および範囲のメンバーのどの個々の下位組み合わせも含むことが特に意図されている。他の例として、1から20の範囲内の整数は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19および20を個々に開示することを特に意図する。
本明細書の中のあらゆる例、または例示的な言葉、例えば「などの」または「を含む」の使用は、本発明を単により良く例示するものであり、主張されていない限り本発明の範囲を限定するものでない。明細書の中のいかなる言葉も、請求されていないいかなる要素も本発明の実施に必須であることを示すと解釈されるべきでない。
一般的な事項として、百分率を指定している組成物は、特記しない限り重量による。
本発明の実施は、例示目的のためにだけ本明細書に提示される上述の例からより完全に理解され、本発明を限定するものと決して解釈されるべきでない。
以下の実施例は単に例示するものであり、本発明の範囲も内容も限定するものでは決してない。
(実施例1 プロバイオティック細菌株および真菌株による成熟バイオフィルムにおけるCandida Tropicalisフィラメント化の阻止)
この実施例では、病原性微生物Candida tropicalis、Escherichia coliおよびSerratia marcescensによって形成される混合種バイオフィルムを破壊(処置)するために、Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus acidophilus、Bifidobacterium breveおよびSaccharomyces boulardii(「プロバイオティック株」)を含む4つの非病原性微生物株(3つの細菌株および1つの真菌株)を含む組成物を使用した。
1株あたり概ね10CFUの出発細胞数を有するプロバイオティック株Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus acidophilusおよびSaccharomyces boulardiiを、50mLの滅菌コニカルチューブの中の酵母用ニトロゲンベース(YNB)およびブレインハートインフュージョン(BHI)培養液(YNBとBHI培養液の比は1:1であった)で培養し、37℃で24時間インキュベートした。概ね10CFUの出発細胞数を有するB.breveを、50mLの滅菌コニカルチューブの中のYNBおよびBHI培養液(YNBとBHI培養液の比は1:1であった)の中で嫌気条件で培養し、37℃で24時間インキュベートした。24時間の細胞増殖の後、2つの培養物を混合し、次に1,500gで5分間静かに遠心分離し、上清中のプロバイオティック株の一部を保持した。プロバイオティック株を含有する上清は次にチューブからデカントし、使用時まで-20℃で保存した。
バイオフィルムは、シリコンエラストマ(SE)ディスクの上に形成させた。単一種(C.tropicalisだけ)および混合種(C.tropicalis、E.coliおよびS.marcescens)接種材料を、前もってウシ胎仔血清(FBS)の中に24時間浸したSEディスクを含有する12ウェルプレートに加え、90分の間表面に接着させた。接着段階の後、ディスクをリン酸緩衝食塩水(PBS)で2回すすいで、いかなる未接着細胞も除去し、1:1の濃度で4mLのYNB/BHI培地を含有する新しい12ウェルプレートに次に置いた。次に、プレートを37℃で24時間インキュベートして、バイオフィルムを成熟させた。成熟段階の後、バイオフィルムを取り出し、PBSで注意深くすすぎ、プロバイオティック含有上清を含有する新しい12ウェルプレートに入れ、さらなる24時間、37℃でインキュベートした。
次に、ディスクを無菌のPBSですすぎ、2%グルタルアルデヒドの中に4℃で24時間置いた。固定後、走査電子顕微鏡法(SEM)のためにディスクを調製した。簡潔には、固定したディスクを10分の間、0.1Mカコジル酸ナトリウムでそれぞれ3回すすいだ。次に、ディスクを1%四酸化オスミウムの中に4℃で1時間置いた。四酸化オスミウムでの二次固定の後、ディスクを10分の間、0.1Mカコジル酸ナトリウムでそれぞれ3回再びすすぎ、4℃で一晩、酢酸ウラニルの中に置いた。ディスクを取り出し、それぞれ無菌水で5分間2回すすいだ後、25、50、75、95および100%エタノールを使用して段階的エタノール脱水過程を通過させた。空気乾燥したら、脱水過程を完了するために試料を48時間デシケータの中に置いた。脱水試料は、パラジウムで60秒間スパッタコーティングし、Nova NanoLab200 FEG-SEM/FIB走査型電子顕微鏡により高真空モードで観察した。
単一種(図1Aおよび1B)および三重混合種バイオフィルム(図2Aおよび2B)において、プロバイオティック株によるバイオフィルムの処置は、フィラメント(Candida種の周知の病原性因子)を形成するCandidaの能力の低減につながった。データは、真菌のフィラメント化を抑制することによって、プロバイオティック株(Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus acidophilus、Bifidobacterium breve、Saccharomyces boulardii)がCandidaの病原性を低減することが可能であり、したがって、それらが上皮粘膜に侵入することを阻止することを実証した。
(実施例2 非病原性細菌株および真菌株と酵素を含む組成物による病原性生物体を含むバイオフィルムの破壊)
この実施例では、病原性微生物Candida tropicalis、Escherichia coliおよびSerratia marcescensによって形成されるバイオフィルムを破壊するために、4つの非病原性微生物株Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus acidophilus、Bifidobacterium breve、Saccharomyces boulardii(「プロバイオティック株」)および酵素の組成物を使用する。
プロバイオティック株は、実施例1に記載の通りに増殖させる。遠心分離の後に得られる上清または細胞ペレットから、プロバイオティック株を収集する。酵素(例えば、アミラーゼ)をペレットに加え、結果として生じる酵素含有組成物は、使用時まで-20℃で保存する。組成物に加えられるアミラーゼは、Bacillus stearothermophilusアミラーゼ、Bacillus amyloliquefaciensアミラーゼ、Bacillus subtilisアミラーゼ、Bacillus licheniformisアミラーゼ、Aspergillus nigerアミラーゼおよび/またはAspergillus oryzaeアミラーゼであってよい。
バイオフィルムは、実施例1に記載の通りに作製される。バイオフィルムの形成の後、ディスクをPBSで2回すすいでいかなる未接着細胞も除去し、次に、4mLのプロバイオティック-酵素組成物を含有する新しい12ウェルプレートに置いた。次に、プレートを37℃で24時間インキュベートし、その後バイオフィルムを取り出し、PBSによって注意深くすすぎ、2%グルタルアルデヒドの中に4℃で24時間置く。固定の後、実施例1に記載の通りに、ディスクを走査電子顕微鏡法(SEM)のために調製する。
混合種バイオフィルムへの非病原性細菌株および真菌株と酵素を含む組成物の添加は、菌糸の広範なネットワークを有する非常に大きな、高密度のプラークを生成する未処置の対照バイオフィルムと比較して、バイオフィルムの増殖の抑制で有効であると考えられる。
(実施例3 処置に適する検査被験体を同定する方法)
この実施例は、検査被験体が本明細書に記載される剤形による処置に適するかどうかを同定する方法を記載する。
収集された試料から、非病原性細菌株および非病原性真菌株の数または密度を測定し、定量する。定量される非病原性細菌の例には、Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus acidophilusおよびBifidobacterium breveが含まれる。定量される非病原性真菌の例には、Saccharomyces boulardiiおよびSaccharomyces cerevisiaeが含まれる。
次いで、候補被験体の試料中で定量される非病原性微生物の数または密度を、健康な被験体の対応する領域の対応する試料サイズ中の対応する生物体の数または密度と比較する。検査被験体からの試料中の生物体のうちの1種の数または密度が健康な被験体の対応する領域に存在する対応する生物体の数または密度よりも小さい場合、「0」(ゼロ)のスコアが割り当てられる。逆に、検査被験体からの試料中の生物体のうちの1種の数または密度が健康な被験体の対応する領域に存在する対応する生物体の数または密度と同じかまたはそれよりも大きい場合、「1」のスコアが割り当てられる。全ての生物体について8の累積スコア(すなわち、所与の試料において、試験された全ての細菌生物体および真菌生物体は対照試料におけるより高く、したがって、各々は「1」のスコアを割り当てられる)は、被験体を「平衡のとれた」マイクロバイオームを有すると同定する(図3)。同様に、7のスコアは、被験体を平衡のとれたマイクロバイオームを有すると同定する(図3)。対照的に、4~6のスコアは、被験体を平衡のとれたマイクロバイオームと不均衡なマイクロバイオームの間の境界線上にあるマイクロバイオームを有すると同定し、0~3のスコアは、被験体を「不均衡な」マイクロバイオームを有すると同定する(図3)。
検査被験体のスコアが0~3であるならば、検査被験体は、1つまたは複数の非病原性細菌株、酵素および非病原性真菌株の組成物を含む剤形により、病原性細菌および病原性真菌を含むバイオフィルムを破壊することによる処置のための適する候補として同定される。検査被験体のスコアが4~6であるならば、検査被験体は、さらなる2~6週間のさらなるモニタリングの後に、処置に適すると同定される。検査被験体のスコアが7~8である場合、検査被験体は健康であり、本明細書に記載される組成物による処置に適していないと同定される。
(実施例4 バクテリオームおよびマイコバイオームに及ぼすプロバイオティック消費の作用)
この実施例では、スローフードコホート(SFC)が本明細書でBIOHMカプセル剤と呼ばれるプロバイオティックカプセル剤を受け、コホート被験体のバクテリオームおよびマイコバイオームプロファイルに及ぼす作用を分析した。1日1回投与のBIOHMカプセル剤は、約150億コロニー形成単位のBifidobacterium breve、約15億コロニー形成単位のLactobacillus acidophilus、約100億コロニー形成単位のLactobacillus rhamnosus、および約35億のSaccharomyces boulardiiを含有し、約500SKB単位のアミラーゼと混合された、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)でコーティングされた粉末を含む。
4週の間1日あたり1BIOHMカプセル剤を受けた前(ベースライン)および後に、糞便試料をスローフードコホート(SFC)(n=21)から収集した。収集した試料は、イオン-トレント配列決定プラットホーム(Thermo Fisher)を使用して、それらの細菌群集のレベルについて分析した。各試料についてBIOHM前後のデータを分析して、正常ヒトマイクロバイオームプロジェクト被験体(NHMPS)からの対応するデータと比較した。バクテリオームおよびマイコバイオームの存在度プロファイルを作成し、主成分分析(PCA)のためにPartek Discovery Suite(v6.11)にインポートした。所与の種または門についてt検定によって群を横断する変化を比較して、統計的有意性のレベルを計算した。p値<0.05は、有意であると考えた。
バクテリオーム
処置の前に、図4に示すように、SFCの中の被験体は、NHMPSと比較して有意により低いレベルのBacteroidetes(BIOHM前およびBIOHM後の両方)を有していた。Firmicutes門のレベルは、ベースライン時、NHMPSと比較してSFC被験体においてより高かった。SFCの中の被験体は、NHMPSと比較して有意により高いレベルのProteobacteria門(BIOHM前およびBIOHM後の両方)を有していた。門Actinobacteria、TenericutesおよびVerrucomicrobiaは、収集時期にかかわりなく、全ての被験体において低い存在度で検出された。
処置後、SFCの中の被験体は、BIOHMカプセル剤を投与するとFirmicutes門の存在度の低減を示し、ここで、BIOHM後の試料におけるレベルはNHPMSのそれを反映していた。しかし、他の細菌門にわたって、処置の前と後の間で有意な変化は観察されなかった。
マイコバイオーム
処置の前に、図5に示すように、SFCの中の被験体は、ベースライン時にNHMPSと比較して有意により低いレベルのAscomycota門を有していた。SFCのZygomycota門のレベルは、ベースライン時、NHMPSと比較して高かった。Basidiomycotaの有意差は、NHMPSと比較してSFC被験体において観察されず、BIOHM投与試料の前後とNHMPSの間でBasidiomycotaにおける統計的有意差は検出されなかった。
処置後、SFCの中の被験体は、BIOHMカプセル剤を投与するとAscomycotaレベルの増加を示した。さらに、この門の存在度は増加して、NHMPSのものに一致した(p>0.05)。さらに、BIOHMカプセル剤の投与に続いて、Zygomycotaレベルの低減が観察された(p<0.01)。この門の存在度は減少して、NHMPSのものに一致した(p>0.05)。
(実施例5 プロバイオティック消費の際のCandida種およびCandida albicansの改変)
この実施例では、コホート被験体のCandida spp.およびCandida albicansのレベルに及ぼす処置の影響を決定するために、プロバイオティックカプセル剤を消費した実施例4のスローフードコホート(SFC)を分析した。存在度プロファイルを作成し、主成分分析(PCA)のためにPartek Discovery Suite(v6.11)にインポートした。
処置の前に、図6および図7に示すように、ベースライン時、SFC被験体におけるCandida属およびCandida albicans種のレベルの両方は、NHMPSと比較して有意により高かった(それぞれ、p<0.019および<0.0001)。
処置後、SFCの中の被験体は、プロバイオティックカプセル剤の投与により、Candida spp.およびCandida albicansの有意な低減を示した(それぞれ、p<0.01および<0.0001)。実施例4および5に記載される結果は、(i)Firmicutes細菌門の存在度の低減は、NHMPSのそれを反映すること、(ii)NHMPSのものにマッチするAscomycotaレベルの増加、(iii)NHMPSのものにマッチするZygomycotaレベルの低減、ならびに(iv)Candida spp.およびC.albicans両方の存在度の有意な低減を実証する。合わせて、結果は、プロバイオティック療法の使用が腸の真菌および細菌微生物叢を改変することを示す。
(実施例6 プロバイオティック細菌株および真菌株による単一種および混合種バイオフィルムの予防および処置)
この実施例では、単独で、ならびにEscherichia coliおよびSerratia marcescensとの混合種バイオフィルムとして増殖させた病原性微生物Candida tropicalisまたはCandida albicansによって形成されるバイオフィルムを処置するために、4つの非病原性微生物株(Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus acidophilus、Bifidobacterium breveおよびSaccharomyces boulardii(「プロバイオティック株」)を含む3つの細菌株および1つの真菌株)を含有する組成物を使用した。
プロバイオティック株Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus acidophilusおよびSaccharomyces boulardiiを、50mLの滅菌コニカルチューブの中の酵母用ニトロゲンベース(YNB)およびブレインハートインフュージョン(BHI)培養液(YNBとBHI培養液の比は1:1であった)で培養し、37℃で24時間インキュベートした。B.breveを、50mLの滅菌コニカルチューブの中のYNBおよびBHI培養液(YNBとBHI培養液の比は1:1であった)の中で嫌気条件で培養し、37℃で24時間インキュベートした。24時間の細胞増殖の後、培養物を次に3,000gで5分間遠心分離した。プロバイオティック培養上清を次にデカントし、0.22ミクロンフィルターを使用して濾過滅菌した。生じた濾液は、使用時まで-20℃で保存した。
バイオフィルムは、シリコンエラストマ(SE)ディスクの上に形成させた。C.albicans、C.tropicalisまたはTrichosporonを単独で、またはE.coliおよびS.marcescens接種材料と混合して、前もってウシ胎仔血清(FBS)の中に24時間浸したSEディスクを含有する12ウェルプレートに加え、90分の間SEディスクの表面に接着させた。
バイオフィルム形成の予防を分析するために、接着段階の後、ディスクをリン酸緩衝食塩水(PBS)で2回すすいでいかなる未接着細胞も除去し、4mLのプロバイオティック濾液を含有する新しい12ウェルプレートに次に置いた。次に、プレートを37℃で24時間インキュベートして、バイオフィルムを成熟させた。
成熟バイオフィルムの処置を分析するために、上の接着段階の後、一部のバイオフィルムディスクをYNB+BHI培地に移し、37℃で24時間成熟させた。成熟段階の後、バイオフィルムを取り出し、PBSですすぎ、4mLのプロバイオティック濾液を含有する新しい12ウェルプレートに入れ、その後24時間、37℃でさらにインキュベートした。
バイオフィルムの処置の後、色素、コンカナバリンAlexa蛍光488コンジュゲートおよびFUN-1でディスクを染色した。次に、共焦走査型レーザ顕微鏡(CSLM)でディスクを観察した。別々のディスクを固定し、実施例1に記載のプロトコルに従って走査電子顕微鏡法(SEM)のために調製した。ディスクは、Helios NanoLab 650走査電子顕微鏡により高真空モードで観察した。
Candida出芽に及ぼす影響を分析するために、Candida albicansまたはCandida tropicalisの細胞をYNB培地に18~20時間接種し、ハンクス緩衝食塩溶液(HBSS)で3回洗浄した。細胞を計数し、希釈して、細胞数5×10/mlを得た。次に、コニカルチューブ中の上記濃度の細胞にプロバイオティック濾液を加えた。プロバイオティック濾液のない細胞を、未処置の対照として使用した。コニカルチューブを、37℃で3時間インキュベートした。時間0に、および30分間隔で、チューブを取り出してボルテックスにかけた。細胞懸濁物(10μl)を各時点で移し、細胞を血球計で計数した。全細胞および出芽細胞(分芽胞子の直径より大きいかまたは等しい芽管長と規定される)だけを計数した。3時間後にアッセイを中止し、出芽細胞パーセント(細胞総数あたりの出芽細胞)を各時点で計算した。各時点で細胞を観察するために、共焦走査型レーザ顕微鏡を使用した。全ての実験は、三連で実行した。
全てのデータの統計分析は、GraphPad Prism 6ソフトウェアを使用して実行した。対応のないt検定を使用して、プロバイオティック処置群を対照の未処置群と比較した。≦0.05のp値は、有意であると考えた。
結果:C.tropicalis、E.coliおよびS.marcescensのバイオフィルム(CTES)またはC.albicans、E.coliおよびS.marcescensのバイオフィルム(CAES)の間の相互作用を調べるために、およびその相互作用が特異的であるかどうか決定するために、対照真菌Trichosporonによって形成されるバイオフィルムを分析した。堅固なバイオフィルムを形成し、単独のC.albicansまたはC.tropicalisと比較してバイオフィルム厚さの有意な増加(p≦0.05)を示したCAESまたはCTESと異なり、TCESバイオフィルム(Trichosporon、E.coliおよびS.marcescens)は、単独のTrichosporonと比較してバイオフィルム厚さの差を示さなかった(図8)。バイオフィルム厚さの差の観察された欠如は、C.tropicalis、E.coliおよびS.marcescens(CTES)またはC.albicans、E.coliおよびS.marcescens(CAES)の間の相互作用がC.tropicalisまたはC.albicans特異的である可能性を示唆した。したがって、Trichosporonと比較してE.coliおよびS.marcescensと混合したとき、C.albicansおよびC.tropicalisは堅固なバイオフィルムを形成するようである。
CSLMの下で観察したとき、プロバイオティック濾液の存在下で増殖させたC.albicansの単一種および三重混合種(CAES)バイオフィルムは、接着段階および成熟段階の両方に関してバイオフィルムマトリクスの低減を実証した。さらに、プロバイオティック濾液に曝露させたC.albicansの単一種および三重混合種(CAES)バイオフィルムの厚さは、接着および成熟段階のそれぞれに関して未処置の対照と比較して有意に低減された(図9および11;p≦0.05)。
CSLMの下で観察したとき、プロバイオティック濾液の存在下で増殖させたC.tropicalisの単一種および三重混合種(CTES)バイオフィルムは、接着段階および成熟段階の両方に関して細胞外マトリクスが減少したバイオフィルム増殖の低減を実証した。さらに、プロバイオティック濾液に曝露させたC.tropicalisの単一種および三重混合種(CTES)バイオフィルムの厚さは、それぞれ、接着および成熟段階の両方に関して未処置の対照と比較して有意に低減された(図10および12;p≦0.05)。
SEMの下で観察したとき、顕微鏡写真は、未処置の対照(図13Aおよび13C)と対照的に、プロバイオティック濾液の存在下で増殖させたC.albicansの単一種および三重混合種(CAES)バイオフィルムが、接着段階に関して細胞が破壊/変形したバイオフィルム増殖の低減を実証したことを確認した(図13Bおよび13D)。
SEMの下で観察したとき、顕微鏡写真は、未処置の対照(図14Aおよび14C)と対照的に、プロバイオティック濾液の存在下で増殖させたC.tropicalisの単一種および三重混合種(CTES)バイオフィルムが、接着段階に関してバイオフィルム増殖の低減を実証したことを確認した(図14Bおよび14D)。
出芽過程に及ぼすプロバイオティック濾液の影響を分析する際、CSLM画像は、未処置のC.albicansまたはC.tropicalisは堅固な菌糸を形成したが、プロバイオティック濾液への曝露がC.albicansまたはC.tropicalisの芽管の発育阻害をもたらしたことを示した。それらのそれぞれの対照と比較して、C.albicansおよびC.tropicalisの両方に関して、プロバイオティック濾液への30分の曝露の後に芽管形成パーセントの有意な低減があった(図15および16;p≦0.05)。プロバイオティック濾液は、対照と比較して、C.albicans出芽パーセントに対して120分まで(図15)、およびC.tropicalis出芽パーセントに対して90分まで(図16)有意な影響を及ぼした。
全体として、試験したプロバイオティックス(S.boulardii、L.acidophilus、B.breveおよびL.rhamnosus)が、接着(予防)および成熟(処置)段階の両方に関して、単一種としてまたはE.coliおよびS.marcescensと組み合わせた混合種として増殖させたC.albicansおよびC.tropicalisのバイオフィルム増殖を低減させたことをデータは実証する。プロバイオティック濾液は、C.albicansおよびC.tropicalisの両方に関してCandidaの出芽を阻害し、成熟菌糸に発達しない発育阻害された芽管を有していた。
(実施例7 栄養素吸収に及ぼすプロバイオティック処置の影響)
この実施例では、栄養素吸収に及ぼすプロバイオティック処置の影響を決定するために、フィルターインサートモデルを使用した。BIOHM(4つの非病原性微生物株、Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus acidophilus、Bifidobacterium breve、Saccharomyces boulardiiと酵素の組成物)と呼ばれるプロバイオティックは、混合種バイオフィルムを破壊することが見出された。
図17に示すように、腸管上皮細胞系(Caco-2)を細胞数1.5×10/mlの濃度でトランスウェルフィルターの頂端側に播種し、10日間、コンフルエントな単層を形成させた。次に、Candida tropicalis、Escherichia coliおよびSerratia marcescensを含む混合種バイオフィルムを、腸管上皮細胞単層の頂部に形成させた。次に、栄養素(例えば、グルコース、デキストラン)をトランスウェル内部の培地に加えた。次に、BIOHMプロバイオティック濾液およびビタミンCを含有する通常の増殖培地を頂端チャンバに加えて、6時間インキュベートした。対照ウェルは、ビタミンCを含有する通常の増殖培地だけを受けた。次に、フィルターインサートの基部チャンバからのアリコートを取り出し、L-アスコルビン酸アッセイキット(Abnova)を使用して、腸管上皮単層を通して吸収されたビタミンCの量についてアッセイした。全ての試験は、四連で実行した。処置した試料と未処置の試料を比較するために、対応のないt検定を使用した。p値<0.05は、有意であると考えた。
図18に示すように、Caco-2細胞単層の上に形成される混合種バイオフィルムのBIOHMプロバイオティック濾液による処置は、未処置の対照と比較してビタミンCのより高い移動(吸収)をもたらした(平均±SE:BIOHMプロバイオティック処置および未処置のバイオフィルムでそれぞれ440.8μM/ml±92.22μM/mlおよび187.3μM/ml±54.55μM/ml、p値=0.055)。
(実施例8 プロバイオティック組成物を含む焼いた物品の調製方法)
この実施例では、ベーキングの後にプロバイオティック微生物株が生存可能なままであるかどうか決定するために、Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus acidophilus、Bifidobacterium breveおよびSaccharomyces boulardiiを含む4つの非病原性微生物株と酵素アミラーゼを含む組成物(合わせて「プロバイオティック」と呼ばれる)を、パンミックス(bread mix)に加えた。
パン一個を、以下の通りに調製した:表5に示す相対量の生物体および酵素を含有するプロバイオティック484mgを、市販のパンミックス454gに加えた。パンおよびプロバイオティックの混合物を次に混合ボウルに注ぎ、提案された量の水と合わせた。混合物が滑らかになるまで、組み合わせを完全に混合した。油で軽くコーティングされたパンの焼き型(loaf pan)に混合物を注ぎ、その後暖かい場所に15~30分間放置してから焼いた。次に、パン混合物を350°Fのオーブンで45~50分間焼いた。ベーキングの後、パンを冷却させた。
焼いたパンの中のプロバイオティック微生物株の生存度を試験するために、コルクボーラーを使用して3つのコア試料をパンの塊からとった。いかなる外部細菌の混入も排除するために、パンの表層を取り除いて10mmコア試料を試験した。各試料を次に秤量し、Stomacherを高い設定で2分間使用して16mLのリン酸緩衝食塩水(PBS)の中でホモジナイズした。各ホモジネートの10倍の段階希釈を作製し、その後異なるペトリ皿の上に平板培養した。細菌培養物は、好気的および嫌気的条件でブレインハートインフュージョン寒天培地上で増殖させ、酵母培養物はポテトデキストロース寒天培地上で増殖させた。35℃で48時間のインキュベーションの後、コロニー形成単位(CFU)の数を計数した。
図19に示すように、好気性細菌、嫌気性細菌および酵母は、9.33±0.1、9.37±0.1および5.0±0.12の平均log CFU/g±SDをそれぞれ実証した。合計で、23.7/gの平均log CFU(46億CFU/コアと同等)がパンから回収された。プロバイオティックの中の微生物株が350°Fでのベーキングを生き延びたことを、結果は実証する。
参照による組込み
本明細書で言及される特許および科学文書の各々の全開示は、ここにおいて参照により本明細書に組み込まれる。
均等物
本発明は、その精神または本質的な特徴から逸脱しない範囲で他の具体的な形で具現化することができる。したがって、上の実施形態は、本明細書に記載される発明を限定するものでなく、あらゆる点で例示的であると考えるべきである。本発明の範囲は、したがって、前出の記載ではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の同等の意味および範囲に入る全ての変更は、それらの中に包括されるものである。

Claims (25)

  1. (i)単離された生存可能な非病原性真菌株を含む凍結乾燥または噴霧乾燥ブレンドおよび3つの異なる単離された生存可能な非病原性細菌株と、(ii)被験体においてバイオフィルムを破壊することが可能であるアミラーゼ酵素とを含むバイオフィルム破壊組成物であって、前記単離された生存可能な非病原性真菌株が、Saccharomyces boulardiiであり、前記3つの単離された生存可能な非病原性細菌株が、Lactobacillus rhamnosus、Bifidobacterium breveおよびLactobacillus acidophilusである、組成物
  2. Lactobacillus rhamnosus、Bifidobacterium breveおよびLactobacillus acidophilusの前記非病原性細菌株が、それぞれLactobacillus rhamnosus LB 20、Bifidobacterium breve S 46およびLactobacillus acidophilus RP 32である、請求項に記載の組成物。
  3. Saccharomyces boulardiiの前記非病原性真菌株がSaccharomyces boulardii SB48である、請求項に記載の組成物。
  4. 前記アミラーゼが、Bacillus stearothermophilusアミラーゼ、Bacillus amyloliquefaciensアミラーゼ、Bacillus subtilisアミラーゼ、Bacillus licheniformiアミラーゼ、Aspergillus nigerアミラーゼおよびAspergillus oryzaeアミラーゼからなる群より選択される請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 前記組成物が100か5,000SKB単位のアミラーゼ200か4,000SKB単位のアミラーゼ300か2,000SKB単位のアミラーゼ、また400か1,000SKB単位のアミラーゼを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 前記組成物500SKB単位のアミラーゼを含む、請求項に記載の組成物。
  7. 前記組成物がカプセル剤の中に位置する、請求項1からのいずれか一項に記載の組成物。
  8. 前記組成物が顆粒剤、ペレット剤または散剤として製剤化されている、請求項1からのいずれか一項に記載の組成物。
  9. 前記組成物が、コーティングされた散剤として製剤化されている、請求項1からのいずれか一項に記載の組成物。
  10. 前記コーティングされた散剤がヒドロキシプロピルメチルセルロースでコーティングされている、請求項に記載の組成物。
  11. 前記カプセル剤50mgか1,000mgの前記組成物を含む、請求項から10のいずれか一項に記載の組成物。
  12. 前記カプセル剤700mgの前記組成物を含む、請求項11に記載の組成物。
  13. 前記組成物が100億か400億150億か400億200億か400億100億か300億150億か300億200億か300億のコロニー形成単位のLactobacillus rhamnosus、Bifidobacterium breveおよびLactobacillus acidophilusを含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
  14. 前記組成物が10億か100億20億か80億30億か60億コロニー形成単位のSaccharomyces boulardiiを含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の組成物。
  15. 前記組成物が150億コロニー形成単位のBifidobacterium breve100億コロニー形成単位のLactobacillus rhamnosus35億コロニー形成単位のSaccharomyces boulardii、およ15億コロニー形成単位のLactobacillus acidophilusを含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の組成物。
  16. バイオフィルムの破壊またはバイオフィルムの形成の阻止を必要とする被験体の予め選択された領域内に位置するバイオフィルムを破壊するかまたはその形成を阻止するための請求項1から15のいずれか一項に記載の組成物であって、前記組成物が前記被験体に投与され、前記組成物の投与により前記被験体においてバイオフィルムが破壊されることを特徴とし、前記バイオフィルムが、病原性細菌および/または病原性真菌を含む、組成物。
  17. 前記病原性真菌がCandida tropicalis、Candida albicansまたはその組み合わせである、請求項16に記載の組成物。
  18. 前記バイオフィルムが、(i)Candida tropicalisおよびEscherichia coli、(ii)Candida tropicalisおよびSerratia marcescens、または、(iii)Candida tropicalis、Escherichia coliおよびSerratia marcescensを含む、請求項16または17に記載の組成物。
  19. 前記バイオフィルムが、E.coliおよびBacteroides spp.を含む、請求項18に記載の組成物。
  20. 前記Bacteroides spp.が、Bacteroides coprophilus、Bacteroides eggerthii、Bacteroides ovatus、Bacteroides fragilis、Bacteroides plebeiusおよびBacteroides uniformisからなる群より選択される、請求項19に記載の組成物。
  21. 前記組成物中アミラーゼが、前記バイオフィルムに存在する細胞外マトリクス多糖(EPS)を破壊する、請求項16から20のいずれか一項に記載の組成物。
  22. 前記組成物を投与すると、非病原性細菌株が、(i)前記バイオフィルム中の前記病原性細菌に取って代わる、(ii)前記バイオフィルムの基層への前記病原性細菌または真菌の付着を妨害する、(iii)前記バイオフィルムに存在する細胞外ポリマーマトリクスから前記病原性細菌または真菌を追い出す、(iv)前記バイオフィルム中の前記病原性真菌のフィラメント化を阻止する、または(v)上述のいずれかの組み合わせを行う、請求項16から21のいずれか一項に記載の組成物。
  23. 前記バイオフィルムが、胃腸管、尿路、生殖管、上気道、下気道、胆管、口、目、鼻、耳または皮膚に位置する、請求項16から22のいずれか一項に記載の組成物。
  24. 前記組成物の投与が、高アンモニア血症、Clostridium difficile大腸炎、肝硬変と関連した肝性脳障害、炎症性腸疾患、クローン病および/または過敏性腸疾患を処置することを特徴とする、請求項16から22のいずれか一項に記載の組成物。
  25. 前記組成物の投与が、前記被験体における前記領域の天然のマイクロバイオームの回復を可能にすることを特徴とする、請求項16から24のいずれか一項に記載の組成物。
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