JPH10503472A - 筋肉処置のためのバイオポリマーの使用 - Google Patents

筋肉処置のためのバイオポリマーの使用

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JPH10503472A
JPH10503472A JP7525452A JP52545295A JPH10503472A JP H10503472 A JPH10503472 A JP H10503472A JP 7525452 A JP7525452 A JP 7525452A JP 52545295 A JP52545295 A JP 52545295A JP H10503472 A JPH10503472 A JP H10503472A
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Abstract

(57)【要約】 筋肉組織の処置用薬剤の製造のための、特に、トリプシン分解からFGF及びベータTGFのファミリーの成長因子を保護することができる、HBGFPPとして知られる少なくとも1種のポリマー又はバイオポリマーの使用が開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】 筋肉処置のためのバイオポリマーの使用 本発明は、ヒトもしくは獣医学における、骨格筋又は心筋を襲うあらゆる起源 の損傷を処置する薬物の調製のためのポリマー又はバイオポリマーの使用、及び この処置のための医薬組成物に関する。 CMDBSポリマー(カルボキシメチル、ベンジルアミン及びスルホネートに より置換されたデキストラン)の合成は、フランス国特許第2461724号及 び米国特許第4 740 594号に記載されている。これらポリマーのあるも のはヘパリンに良く似ており、その抗凝血性及び抗補体性ゆえに、血漿ヘパリン 置換産物として用いられるかもしれない。 これらCMDBSポリマーのあるものは、FGFファミリーの成長因子のイン ビトロ生物学的活性の安定化、保護及び相乗作用からなるヘパリンのもう一つの 性質と良く似ている〔タルデュー(Tardieu)及び共同研究者、ジャーナル・オブ ・セルラー・フィジオロジー(Journal of Cellular Physiology)、1992、150、 第194〜203頁〕。 フランス国特許第2 644.066号には、皮膚及び角膜の治癒のためにF GFと会合してある種のCMD BSを使用することが記載されている。実験は、ラットに直径6mmの陥凹パン チ(hollow punch)の助けを借りて、皮膚の創傷を引き起こすことにより行われて いる。この例で、FGF2と会合したCMDBSは、皮膚回復の早さと質に関し て確かな効果の獲得を可能とする。 もう一つのバイオポリマーであるデキストラン硫酸は、日本特許第13890 号において、FGFと会合して安定化剤及び保護剤として提唱されている。さら に、デキストラン硫酸は、洗眼薬組成物においてばかりでなく、皮膚治癒の軟膏 剤およびクリーム剤において広く使用されているが、出願人の知る限りでは、筋 肉損傷の治癒及び再生に関する効果については報告されていない。 もう一つ別の作用薬である蔗糖硫酸エステル及びそのアルミニウム塩であるス クラルファート(sucralfate)は、それ自体もしくはFGFと会合して、消化管の 潰瘍及び損傷を処置する際の薬剤として記載され、かつ使用されている産物であ る(米国特許第3.432.489号、及び米国特許第5.202.311号) 。 骨格及び/又は心臓の筋肉組織は成長因子が特に豊富であり、多くの著者が、 骨格又は心臓の筋肉からのそれらの抽出〔例えば、モロー(Morrow)及びその共同 研究者、ジャーナル・オブ・クリニカル・インベスティゲーショ ン(J.Clin.Invest.)、1990、85、第1816-1820頁;パドゥア・アール.(Padua R .)及びイー.カルダミ(E.Kardami)、グロース・ファクター(Growth Factor)、19 93、8、第291-306頁;パーカー・ティ.(Parker T.)及びシェインダー・エム.(Sc heinder M.)、アニュアル・レビュー・オブ・フィジオロジー(Annu.Rev.Physi ol.)、1991、53、第179-200頁;キャッセルズ・ダブリュ(Casscells W)及び共同 研究者、アナルス・オブ・ザ・ニューヨーク・アカデミー・オブ・サイエンシー ズ(Ann.N.Y.Acad.Sci.)、1990、593、第148-161頁〕に加えて、筋原細胞中及 びその表面にFGF及びベータTGFが存在すること及び/又はその作用につい て記載している〔例えば、デー.ゴスポダロヴィッチ(D.Gospodarowicz)及びチ ェング(Cheng)、インビトロ・セルラー・アンド・デベロップメンタル・バイオ ロジー(In Vitro Cellular and Developmental Biology)、1987 23 (7)、第507 −514頁;グロークス−ムシャテリー・ビー.(Groux-Muscatelli B.)、バッサグ リア・ワイ(Bassaglia Y)、バリタウルト・デー.(Barritault D.)、カルエレ・ ジェイ.ピー.(Caruelle J.P.)及びゴウトロン・ジェイ.(Gautron J.)、デベ ロップメンタル・バイオロジー(Dev.Biol.)、1990、142、第380-385頁;ジョン ソン・エス.(Johnson S.)及びアレ ン・アール.(Allen R.)、イクスペリメンタル・セル・リサーチ(Exp.Cell Res. )、1990、187、第250-254頁;デイトン・ダブリュ.(Dayton W.)及びハザウェイ ・エム.(Hathaway M.)、ポルト・サイエンス(Poult Sci)、1991、70、第1815-1 822頁〕。 虚血発生によってもたらされた心筋損傷におけるFGFの治癒作用が記載され ている(ヤナギサワ−ミワ(Yanagisawa-Miwa)及び共同研究者、サイエンス 199 2、257、第1401-1403頁)。 フランコ(Franco)(米国特許第4.378.347号)はまた、特に心臓虚血の 治療におけるFGFの使用について記述している。この特許に記載のある製剤の 賦形剤として、デキストランビーズが使用されている。 その組成物の活性は、非常に明らかにFGFに起因している。 そのため、先行技術の分析から、既にポリマーが成長因子と組み合わせて使用 されることが明らかである。 しかしながら、上に引用した文献のポリマーはいずれも、それ自身で、つまり 成長因子と組み合わせることなしに効果を示してはいない。 さらに、ポリマー−因子会合物の活性は、特定の組織タイプ、即ち皮膚組織の 特定の損傷に関してのみ記載さ れている。 与えられた分子の治療効果の非予測性ゆえに、これらのポリマーが皮膚組織以 外の組織に効果があるかどうかは明らかでない。 事実、ヒトもしくは動物体の異なる組織は、構造的及び機能的に特有の性質を 示し、それが、皮膚組織に対して効果があると知られている分子の筋肉組織の場 合における効果の予測を不可能にしていることが良く知られている。 これは、構造及び起源(中胚葉の)の両面からみて、筋肉組織が表皮及び角膜 組織とは非常に異なっているという事実から、特に真実である。 同様に、特殊な実験モデル上においてインビトロで得られた結果から特定組織 上の分子のインビトロ活性を予測することは不可能であることが良く知られてい る。 驚くべきことに、本発明によると、あるポリマーが、骨格筋及び/又は心筋組 織の損傷の治癒及び再生の速さ、及びこの治癒及び/又は再生の質に対して、非 常に著しい効果を持っていることが分かったので、この速さは、組織学的及び生 理学的な方法を用いて筋繊維の成熟の度合いを研究することにより測定されるか もしれない。 本発明は、筋肉組織の処置のための医薬の製造におい て、特にFGF及びベータTGFのファミリーである成長因子をトリプシン分解 から保護し且つ凝血を有意には阻害しない、HBGFPPと呼ばれる少なくとも 一つのポリマーもしくはバイオポリマーの使用に関する。 特に、マイレット(Maillet)ら〔モレキュラー・イムノロジー(Mol.Immunol) 、1988、25、第915-923頁〕によると、そのようなポリマーは、測定されたポリ マーmg当たり50国際単位よりも小さい抗凝血活性を示す。有利には、該ポリ マーはインビトロでFGFの活性を増強する。 好ましくは、それは補体システムを実質上活性化しない。すなわち、それはC H50に対して0.5μg以上の抗補体システムを有している〔マウザック(Mauza c)ら、バイオマテリアルズ(Biomaterials)、6、第61-63頁、1985による〕。 本発明によると、ポリマーは、上記の定義に対応し、天然物質、化学的に修飾 された天然物質または完全に合成の物質のいずれをも意味するものと理解される 。 従って、以下のポリマーに関する: −デキストランから得られるが、他のタイプの基による他のタイプの置換で修飾 されたポリマー、 −デキストランから誘導されるもの以外であるが、オシ ディック(osidic)残基を含む天然ポリマー(セルロース、キチン、フカンス(fuc ans)等) −修飾の有無に関わらず、非オシディック(non-osidic)な性質を有するモノマー の重合によって得られるポリマー〔ポリリンゴ酸(malic polyacid)、ポリシュウ 酸(oxalic polyacid)、ポリ乳酸(lactic polyacid)、ポリスチレン、ポリエチレ ングリコール〕、 有利には、該ポリマー又はバイオポリマーは主としてグルコース残基から構成 されてもよい多糖である。 そのような多糖は、好ましくは分子量約10kD、有利には40kDを示すで あろう。 それはまた、グルコサミン及び/又はウロン酸残基を、特にグルコサミン−ウ ロン酸二量体の形で包含しているかもしれない。 特に、好ましい多糖は置換されたデキストラン、およらくは脂質、ペプチド又 はプロタイド(protide)と会合したグリコサミノグリカン、またはこれらのポリ マーの硫酸塩である。 本発明は、またこれらのポリマーを含有する医薬組成物に関する。 ポリマー及び/又はバイオポリマーは、所望ならば、次いで適当な化学基を付 加することにより修飾されても よい天然の基質から選択されてもよく、あるいは再び完全に合成により得られる ものでもよい。これらの天然、半−もしくは全合成ポリマーは、次いで数個の成 長因子、特にFGF及びベータTGFファミリーと本質的に相互作用する能力を 基礎として選択される。それらは、またこの(又はこれらの)因子を蛋白質分解 から保護する能力に基づいて選択される。これらのポリマーは、総称的な略語H BGFPP〔ヘパリン結合性成長因子保護剤及び促進剤(heparin binding growt h factor protectors and promoters)〕のもとに呼ばれるであろう。 これらのポリマー又はバイオポリマーの二つの原型が、これらポリマーの製法 及び選択基準とともに例として与えられる。 第一のHBGFPPの例は、既知の産物であるCMDBSファミリー、即ち、 カルボキシメチル,ベンジルアミド及びベンジルアミンスルホネートにより置換 された、機能的にされた生物特異的デキストランに属する。これらのポリマーは 、次に化学的に置換される天然産物(デキストラン)からのHBGFPPの産生 の例証となる。 第二の例は、組織抽出物から精製された硫酸プロテオグリコサミノグリカンの ような完全な天然産物の選択について記載する。 これらの二つの例は、FGF及びベータTGFファミリーの成長因子と相互作 用し、安定化し、保護しかつ効果を増強するこれらHBGFPPの能力、並びに 骨格筋細胞の治癒及び再生、及び心筋細胞の保護及び治癒を可能とする医薬組成 物におけるその使用を説明するものである。 この特許出願において、「処置」によるとは、筋肉組織の損傷を予防しかつ治 癒するために行われるいかなる治療又は予防的な操作をも意味するものと理解さ れる。 HBGFPP及び特にCMDBSの作用のため、以下に記載する実施例により 説明されるように、筋肉の構築、すなわち骨格筋の場合、構成束(organized bun dle)あたりの繊維の数は有意に修飾されないのに対して、筋肉の再構成は促進さ れる。心筋が関係するところでは、虚血によってもたらされた損傷後に破壊され た筋細胞の数は、HBGFPPで処理された後にカウントされた数よりもかなり 少ない(これらの結果は、HBGFPPで処理された心臓の繊維芽細胞及び膠原 繊維の数の減少によって確認される。)。それらはHBGFPPの細胞保護効果 の例証となる。 本発明の医薬または医薬組成物は、有効量のHBGFPP、例えば、CMDB Sを一またはそれ以上の配合可 能な薬学的に許容された賦形剤(vehicles)と組み合わせて含んでいる。 それはまた、抗炎症剤もしくは抗菌剤、心筋用の抗不整脈剤、抗凝血剤又は血 栓溶解剤といった薬学的な作用薬と組み合わせてもよい。該賦形剤は、生理学的 血清もしくは0.15M NaClを含むPBS又は損傷をうけた筋肉組織に対 して適合性でかつ非刺激性の他の溶液といった緩衝液であってもよい。心臓に関 しての当業者に知られている標準技術によれば、濃厚なもしくはゲル状の溶液を 与える処方が、損傷のタイプと及び接近のし易さ(accessibility)に依存して提 案されるかもしれない。 有利には、そのような薬剤は、実施例においてCMDBS、またはメソグリカ ンのようなHBGFPP天然ポリマーにより説明されるように、筋肉内経路でH BGFPPを25〜2500μg/mlの投与量で、直接注射されるように設計 されるが、該薬剤はまた静脈内に投与されてもよい。ヘパリン結合性成長因子保 護特性に加えて、下に記載する試験に従って選択されたHBGFPPは、ヘパリ ンと比較して非常に弱い抗凝血活性を示し、このため筋肉外傷の場合の凝血を攪 乱させることができない。静脈内経路による注射の場合、血液中のHBGFPP の投与量はまた25〜2500μg/mlの範囲に あるように、注射量は処置を受けるヒト又は動物の血液量に調整されなくてはな らない。 本発明の薬剤の適用例として、記載は、筋肉、先天性もしくは後天性の萎縮症 及び/又はジストロフィーからなり、より詳細には: −遺伝病:例えば、筋病(ジュシエンヌ氏病、ベッケル氏病)、帯ジストロフィ ー等、 −筋肉の弛緩を伴う疾病、 −医原性の薬物事故(クロロキニン治療又は筋肉内局所麻酔注射) −スポーツマン及びウーマンが被るような外傷性の事故: 引っ張られ、裂け及び違えた筋肉、血腫等、傷害又は外科的な行為により引き起 こされた損傷、 −ウイルス又は細菌の攻撃、例えばポリオーマウイルス、 −運動不足から生じる筋肉萎縮症 −肢の末梢閉塞性動脈疾患によって生じるような末梢筋肉虚血症。 心筋に関しては、血液濯流の減少及び消失(elimination)によって生じる損傷 は、本発明の組成物を使用することにより予防もしくは減らせるかもしれない。 このように、心筋梗塞の場合、該組成物の梗塞筋肉内への注射もしくは静脈経路 による注射は、損傷した心臓領域へのH BGFPPの接近を許容する。 心臓移植の場合、心筋形成の場合と同様に、心臓細胞の生存は、本発明の薬剤 又は組成物の添加により助長されるかもしれない。 心不全の場合、ジュシエンヌ氏病,ベッケル氏病のような遺伝病、またはウイ ルス,寄生虫又は細菌の感染と関連する心筋障害にて生じる。 本発明の有利な点は、該組成物の単一投与量の使用によって所望の結果、換言 すれば骨格筋繊維の完全な再生及び心臓の筋細胞の保護が得られることである。 もう一つの有利な点は、筋肉組織の損傷に関して、損傷した筋肉の脈管再生が また助長されることである。 骨格筋に関連して引き続く頁に示す例においては、CMDBSの25μg/m lの損傷部位への単回注入が、7日後筋肉繊維の完全な再生を誘導するのに対し て、対照筋肉においてはその種のことは全く観察されない。組織学的断面におけ る表面単位当たりの繊維の数は、CMDBS非処置対照より10倍多い。 ヘパリンもデキストラン硫酸も筋肉再生の性質は有していないことに注目すべ きである。之等の分子は、FGFと相互作用するけれども、いずれにしてもヘパ リンに関する限りベータTGFと相互作用するが、シュークラ ーゼもヘパリンもデキストラン硫酸も、トリプシンの作用により誘導される蛋白 質分解からベータTGFを保護しない。これは下記例に記載のHBGFPPのス クリーニング及び選択試験への適用によって示される通りである。かくして、ト リプシンによって誘導される蛋白質分解に対するFGF及びベータTGFの両者 の保護を基礎とするインビトロ(in vitro)でのスクリーニングを行なうことに よって、之等の例に示されたものを含むある種のCMDBSと同様に、HBGF PPを選択することが可能である。メソグリカンやスロデキシド(sulodexide) 等の天然のバイオポリマーに適用された之等と同様の選択の判定基準より、FG F及びベータTGFの両者に対して保護及び安定化の両方の活性を有するメソグ リカンは、筋肉修復及び再生に好ましい活性を有しており、HBGFPPファミ リーに属する一方、トリプシンの作用により誘導される蛋白質分解に対してFG Fを保護するスロデキシドは、ベータTGFへのトリプシンの作用に対しては、 有意な保護作用を有さないことが示された。 以下、本発明を、何等限定するものではないが、実施例により示す。ここで 図1は、CMDBSの構造式を示し、 図2は、ヘパリン、メソグリカン及びスロデキシドに よる、FGF1(2A)及びFGF2(2B)の生物活性の増強を示す。生物活 性は、CCL39細胞について、FGF1及びFGF2の単独添加での、又はヘ パリン20μg、メソグリカン10μgもしくはスロデキシド10μgの存在下 での、投薬量の関数としてトリチウム化されたチミジンの増加された取り込み量 の測定により、測定される。 図3及び4は、FGF1(3)及びFGF2(4)の熱分解に対するヘパリン 、メソグリカン及びスロデキシドの保護効果を示す。FGFサンプルをそれ自体 で又はヘパリン20μg、メソグリカン10μgもしくはスロデキシド10μg の存在下に、20℃(a)及び37℃(b)で、1、7、15、30日培養した 。横座標にて示される生物活性の測定は、CCL39細胞に取り込まれたトリチ ウム化されたチミジンの刺激単位値(ED50)に相当する。 図5Aは、ヘパリン、メソグリカン及びスロデキシドの、125I−FGF1の 蛋白質分解に対する保護効果を示す。蛋白質分解消化は、37℃で行ない、サン プルは、18%ポリアクリルアミドゲル電気泳動により分離した。ゲルを乾燥し オートラジオグラフ化した。最初のトラックは、125I−FGF1のみを含む。1 25 I−FGF1を トリプシン(トラック2)、ヘパリン(トラック3)、メソグリカン(トラック 4)又はスロデキシド(トラック5)の存在下に培養する。 図5Bは、ヘパリン、メソグリカン及びスロデキシドの、125I−FGF2の 蛋白質分解に対する保護効果を示す。トラックの配列は図5Aにおける125I− FGF1で示されたものと同じである。 図6A及び6Bは、HSM画分(図6A)及びHSS画分(図6B)のそれぞ れの、カラムの較正のためのコンドロイチン硫酸(CSA)画分の存在下におけ る、DEAE−トリスアクリルカラム溶出プロフィールである。 図7、8、9及び10は、CMDBSにより処置した(図8及び10)又は処 置しない(図7及び9)、再生8日後の筋肉交差半切片(muscle cross semi-sec tion)の顕微鏡モンタージュ写真に相当する。 図11Aから11Dは、非手術ラット(図11A及び11B)及び手術ラット (図11C及び11D)の心電図を示す。 図12Aから12Fは、生理食塩水(図12A及び12D)又はCMDBS( 図12B及び12E)で処置したラット及び対照ラット(図12C及び12F) のそれ ぞれの心臓の組織切片写真を示す。実施例1 CMDBSの製造及び選択 a)CMDBSの製造 CMDBSは、カルボキシメチル、ベンジルアミド及びベンジルアミドスルホ ネート基によって置換されたデキストランである。該CMDBSの合成方法は、 エム.マウザック及びジェイ.ジョセフォンビッチ(M.Mauzac and J.Josefon vicz,Biomaterials,1984,5,301-304頁)により記載されている方法であって もよい。この方法によれば、いくつかのグリコシル化単位を、その5位及び6位 炭素原子上にてカルボキシル基で置換することにより、デキストランからカルボ キシメチルデキストラン(CMD)を製造できる。次の段階においては、ベンジ ルアミドを上記カルボキシル基と結合させて、カルボキシメチル−ベンジルアミ ドデキストラン(即ちCMBD)を得る。最後に、カルボキシメチルデキストラ ンベンジルアミドスルホネート即ちCMDBSを得るために、ベンジルアミドの いくつかの芳香族核をスルホン化する。 之等誘導体のナトリウム塩は、限外濾過され、凍結乾燥され、その使用に先立 って適当な緩衝剤に溶解される。 CMDBSの一般式は図1に示される。 CMDBSは、異なる置換基の統計上の分布を有している。各CMBDS型の 割合は、標準的方法により測定される。b)CMDBSの選択 i:FGFの保護及び安定化試験 CMDBSの合成の過程で、各基の置換割合は、置換反応条件を調節すること により制御できる。温度、反応時間、成分の相対濃度、置換反応数等のようなパ ラメーターの制御によって、非常に多数の置換ポリマーを得ることができる。5 位及び6位の炭素上のヒドロキシル基のカルボキシメチル基による置換は、0〜 200%(5位及び6位のそれぞれの炭素につき100%)の範囲のカルボキシ メチル化の割合を与える。カルボキシメチル基は、次に、部分的に又は全部ベン ジルアミドの固定に用いられる。ベンジルアミド基は、部分的に又は全部スルホ ン化に用いられる。本発明に用いられる機能化された置換デキストランは、特に フランス国特許第2.461.724号に記載のものの中にある。そのFGFフ ァミリー成長因子の安定化及び保護の能力に加えて、タルデュー(Tardieu)及び 共同研究者の刊行物〔Tardieu et coll.,J.Cell.Physio.,1992,150,194-203 頁〕及びフ ランス国特許第2.461.724号に記載されているように、選択されたCM DBSは、以下の評価方法に従って、ベータTGFファミリーに属する成長因子 ファミリーの少なくとも1種のメンバーと相互作用し、ベータTGFを蛋白質分 解から保護できる必要がある。 ii:CMDBS及びベータTGFファミリー成長因間の相互作用能力の評価 ある種のCMDBSのベータTGFファミリーのメンバーと相互作用し、該相 互作用によってベータTGFを保護する能力を測定するために、等級付け試験を 工夫した。この試験は、選択されたCMDBSが、プロテアーゼ処理にもかかわ らずベータTGFの生物学的活性を維持することを許す能力を測定することから なる。 以下の例において、用いたCMDBSは、カルボキシメチル単位110%、ベ ンジルアミド単位3.6%及びスルホネート単位36.5%の置換割合によって 定義されるバッチ26.2であり、抗凝固活性4IU/mg(国際単位)を有してい る。このバッチの抗補体活性は、マウザックら(Mauzac et al.前出)に従って 測定されたCH50が1.1μgである。 対照として用いたヘパリンは、サノフィ社(Sanoficompany(Choay Institute) )から供給され、抗凝固活性 175IU/mgを示す。 ベータ1TFGは、多数の刊行物(例えば、成長因子及びその受容体、199 2、1巻、419−472頁、A.Roberts and M.Sporn,A.Roberts and M.Sporn により記載及び編集され,Springer Verlag Berlinにより刊行された)に記載の プロトコルに従ってヒト血小板から製造され、当業者に慣用されている。この例 に用いたベータTGF生物活性試験は、CCL64細胞(アメリカン・ティシュ ー・カルチャー・コレクションより入手)の抑制活性である。この抑制は、ヴア ン ゾーレン(Van Zolen)に記載のプロトコル〔Progress in Growth Factor R esearch,1990,2,131-152頁〕に従って、FGFもしくは牛胎児血清により刺 激された之等CCL64細胞への用量依存性の様式で、ベータTGFがトリチウ ム化チミジンの取り込みを抑制する能力によって測定される。 ベータTGFの2つの投薬量を用いた。一方はトリチウム化したチミジンの取 り込みを50%抑制する能力に相当し(抑制活性単位として定義される)、他方 は100%抑制能に相当する。この実施例では、培養培地1ml中で培養された CCL64細胞に対して得られたTGFの値は、250pgである。 0.1%牛血清アルブミン(シグマ社(SIGMA company, Saint Louis,USA))を含むリン酸塩緩衝液中ベータTGFサンプル50ng を、それのみで、又はCMDBS5000μgもしくはヘパリン5000μgと 共に、トリプシン500μgを用いるか又は用いることなく、培養した。培養液 の最終容量を1mlに調節し、培養は37℃下に時間を変えて(本例では10分 間(表1))行なった。 各培養反応からサンプル20μlをとり、24−ウエルプレートに培養したC CL64細胞に加えた。各ウエルは、前述したE.Zohlenのプロトコルに従い各々 培地1mlを含んでいる。このような条件において、ウエル当りのベータTGF の最終濃度は、1ng/mlである。表1に各種条件下に得られた結果を要約し 、CMDBSの保護効果を示す。かくして、37℃10分培養後、ベータTGF の生物活性の75%がなお存在し、一方、ヘパリンは、これがベータTGFに固 定できる〔Mac Caffrey et al.,J of Cell.Physiology,1992,vol 52,430-4 40頁〕という事実にもかかわらず、この蛋白質分解に対してベータTGFを保護 しない(残存生物活性は20%未満)。FGFの場合、ヘパリンは、トリプシン により誘導される蛋白質分解に対する保護を与える〔Tardieu et al.,Journal of Cellular Physiology,1992, 150: 194-203頁〕ことを思い出すべきである。 CMDBSは、トリプシンの活性に対して全く抑制力のないことが証明された (表2)。かくして、トリプシン10μgを、基質(セルビオ社(Serbio compa ny in Paris)から供給され、供給者の勧めに従い用いられたS.87)と共に 、又はこの基質及びトリプシンインヒビター、例えば大豆起源のインヒビター( 大豆トリプシンインヒビター又はシグマ社製のSTI)と共に培養した。この培 養は、CMDBS(バッチAM26)の各種量の存在下もしくは非存在下に行な われた。トリプシンの酵素活性を、培養時間に対するS87のトランスフォーメ ーション産物の分光光学的吸収により測定した。実施例2 他のHBGFPPの選択 プロテオグリコサミノグリカン及びグリコサミノグリカンの2つの市販の調製 物を、それらのFGF及びベータTGFファミリーの成長因子との相互作用能力 に従い選択した。 メソグリカン及びスロデキシドの分画により得られたヘパラン硫酸の調製物も また、試験した。 メソグリカン及びスロデキシドは、前記のようにシグマ社(SIGMA Chemical c ompany,Saint Louis,MO,USA) より提供された。 この実施例で用いた細胞は、アメリカン・ティシュー・カルチャー・コレクシ ョン由来のCCL39細胞である。培養及びFGF生物活性測定試験の条件は、 タルデュー(Tardieu)及び共同研究者による刊行物〔the Journal of Cellular P hysiology,1992〕記載の条件と同じである。それらの特徴を表3に要約する。 用いたFGF成長因子は、FGF1及びFGF2組換体である。 a)FGFのインビトロ生物活性に及ぼすメソグリカン及びスロデキシドの効果 之等実験においては、FGF1又は2を、最大刺激を誘起する投薬量の50% の生物活性の刺激を誘起するための有効量(ED50という)に相当する量で用い る。生物活性は、多数の刊行物例えば前述したタルデュー及び共同研究者の刊行 物及びフランス国特許第2644066号に詳細に記載されているプロトコルに 従って、細胞へのトリチウム化されたチミジンの取り込み増加を誘導する能力に よって測定する。この例ではED50は、FGF1について5ng/mlであり、 FGF2については3ng/mlであり、之等の値は、実験的に測定される(図 2A及び2B)。FGF投薬に依存する、同一刺激試験を、メソグリカンもしく はスロデキシド10μg/ ml又はヘパリン20μg/mlの存在下に実施する。図2は、之等の条件下に おいて、メソグリカン又はヘパリンのこれらの投薬量の存在下に、ED50は、F GF1及びFGF2につきそれぞれ0.4ng/ml及び0.2ng/mlとな ることを示す。FGFの生物活性を増強するこの能力に加えて、HBGFPPは 、FGFを熱分解及びトリプシンの蛋白質分解作用により誘導される不活性化か ら保護する(図3乃至5)。同様に、之等のHBGFPPは、トリプシンの蛋白 質分解活性によって誘導される不活性化に対して、FGF1及び2を保護する( 図5A及び5B)。 b)ベータTGFに関するメソグリカン、スロデキシド、デキストラン、デキス トラン硫酸及びスクラーゼの保護効果 いくつかの他の化合物を評価した:デキストラン硫酸(シグマケミカル(Sigma Chemical)、分子量40.000)、デキストランはCMDBS(同様にシグマから入 手)の合成のために使用された、スクラーゼ又はスクロースオクタサルフェート (ディー.バー シャロム(D.Bar Shalom)、ブク メディク カンパニー、デン マーク(Bukh Medic Company,Denmark)のにより提供された)。これらの化合物 のいくつかは、例えばスクラーゼ(米国特許第 5202311号参照)又はデキストラン硫酸(日本特許138907/88参 照)のようなFGFを保護し、安定化させるために選ばれた。デキストランはC MDBS AM 26の合成に用いられたものである。 ベータTGF生物活性の保護試験は、実施例1 iiに記載されたようにCM DBSを用いて同様に実施された。培養混合物には、ベータTGF50ng(0 .1%ウシ血清アルブミン中)及びトリプシン(500μg)が含まれていた。 メソグリカン又はスロデキシド又はデキストラン硫酸又はデキストラン又はスク ラーゼは、5000μgの用量で使用された。 ベータTGF生物活性は、50倍に希釈した後に、CCL64細胞を用いて前 記と同様にして測定した。 その結果を表4に示す。 これらの結果は、FGF及びTGFに関する2つの選択基準に応答することが できる、ある種のCMDBSを除き、試験された他の化合物のうちメソグリカン だけがベータTGFに対する有意な保護活性を示すことを示す。 c)スロデキシド及びメソグリカンのヘパラン硫酸分画の単離 スロデキシド及びメソグリカンは、実質的に異なるグルコサミノグリカン(G AG)から構成されているいく つかの物質の混合物に相当する。 最初の精製段階によって、これら2つの製品の各乾燥産物1gあたり全GAG がメソグリカンについて874mg、スロデキシドについて795mgそれぞれ 含まれることが確認された。この精製は、すべての蛋白性不純物を取り除くため に、これらの溶解生成物をイオン交換クロマトグラフィー(DEAE−トリスア クリル)にかけることにより得られた。全GAGは、次いで1.5MのNaCl を含む酢酸ナトリウム溶液、pH4を用いてDEAEゲルを溶出することにより 精製された。 大量の水に対する透析工程の後に、37℃で終夜ABCコンドロイチナーゼに より(GAG 1mg当たり1単位)GAGの生成物の各60mgを消化した。 この酵素は、ヘパラン硫酸(HS)を除いて、すべてのGAGを分解する。消化 生成物は、分子ふるいクロマトグラフィー(G50 セファデックス、1.8× 95cmカラム)にかけた。次いで溶出は、炭酸水素アンモニウム緩衝液上18 ml/時の割合で実施した。HSタイプGAGに相当する消化されない物質は、 カラムの溶出死容積中に集められた。 GAGの濃度は、カルバゾール法(ビター ティー.(Bitter T.)及びムアー エイチ.エム.(Muir H.M.)、 1962、Anal.Biochem 4、330-334頁)を用いて、それらのウロン酸含有量から算出 した。 これらの測定から、それぞれの生成物について次の組成を得た: これら2つの生成物における各HS分画は、再度DEAEトリスアクリルゲル 上でクロマトグラフ処理された。3ml中メソグリカン(図6A)又はスロデキ シド(図6B)で精製されたHS分画の各1mgは、0.05M NaCl、0 .05M TMS−Hel緩衝液、pH7.5を用いて平衡化したカラム上に付 着させた。10倍量の上記緩衝液を用いてカラムを洗浄し、次いで10倍量の0 .05M NaCl、0.05M酢酸ナトリウム緩衝液pH4で洗浄した。その 後、カラムに固定された物質を、同じ酢酸緩衝液中0.05M NaClから1 .5MのNaClの範囲の塩グラジエントで脱着させる。回収された分画各1m lは、カルバゾール法で測定 された。 もとの各生成物のHS成分に相当する該物質は、ほぼ同じ溶出プロフィールを 示し、概ね同じ見掛けの負荷を示す。0.94MのNaClとなる生理食塩水濃 度で溶出ピークの最大値が得られる。コンドロイチン硫酸(CSA)の定義され た分画は、クロマトグラフィーの較正のために、同じプロトコルにかけた。この CSA分画は、ジサッカリドにより一つのみの硫酸基を含み、0.72MのNa Clのイオン強度で溶出される。 これらの結果より、HS分画は、対照CSAよりも多くの硫酸基を含むことが わかる。HS分画には、ジサッカライド単位当たり約2の硫酸基が存在する。 それぞれの原料において確認された能力と比較してベータTGF及びFGFに 関する保護能力を明らかにするために、これらの分画について試験を行った。異なるポリマーによるFGF保護効果の半定量的評価 上記のように、一定量の放射性FGFを種々の条件下で培養する。反応生成物 のオートラジオグラフィーの後、放射性FGFの非分解量を濃度計で定量する。 その値は、反応初めにおいて付着した量と比較して見出された放射標識されたF GFの割合に相当する(表5)。 表4及び5の結果より、メソグリカン及びスロオキシ ドからそれぞれ由来するHSM及びHSS分画は、これら2つの組成物よりも大 きく、100%に近い保護効果を有することがわかる。実施例3 白血球エラスターゼ及びプラスミンの活性におけるCMDBS及びグリコサミノ グリカンのインビトロ抑制効果 異なるCMDBS及びその合成中間体化合物の抑制能力は、白血球エラスター ゼ及びプラスミンについて確認された。 精製された白血球エラスターゼは、エラスチンプロダクツ社(Elastin Produc ts Co) (Owenville、MO、USA)から入手し、プラスミンはシグマから入手した。 これらの異なる化合物による酵素活性の抑制は、恒温槽中37℃で実施された 。考慮下における酵素は、エラスターゼではpH8の100mMのTris−H Cl緩衝液の溶液中に置かれ、プラスミンは0.02%のアジ化ナトリウム及び 0.01%トリトンX100の存在下にpH7.4の100mMのTris−H Cl緩衝液の溶液中に置かれる。基質及び酵素濃度は:8.3nMのエラスター ゼに対して0.10mMのMeO−Suc−Ala−Ala−Pro−Val− pNA(パラニトロアニリド)、及び77nMでプラスミンに対して0.2 0mMのdVal−Leu−dLys−pNAである。IC50は、各条件により 測定される。 表6は得られた結果を示し、バッチAM6は40,000kDのT40デキス トランに対応し、バッチEM5は10,000kDのT10デキストランに対応 する。合成における中間体生成物は、それぞれの置換反応の数(number)を特定す るインデックス番号で与えられた上記記号によって特定される。 IC50値は、CMDBSが、最も優れた抑制剤の一つである(1nMオーダー のKi)ヘパリンに匹敵する白血球エラスターゼ活性に対する非競合的双曲線タ イプの抑制効果を有することを示す。加えて、CMDBSは、ヘパリンとは異な り、プラスミンについて抑制効果を示す。 表6の結果より、HSM及びHSS分画の抑制効果はメソグリカン及びスロオ キサイドのそれぞれよりも大きいことがわかる。実施例4 単純圧挫傷後の骨格筋の再生 実験プロトコル 実験は、月齢2ヶ月半で体重300gのウィスターラット7匹について行った 。 エーテルで麻酔した後、EDL筋(後方のラットの足の筋肉)が前足から取り 出され、ペアン鉗子を用いて、筋肉の全長にわたって一定の圧力を加えることに より機械的に損傷を与えた。加圧は15秒間維持され、鉗子は第二ノッチで閉じ られた。筋肉全体にわたる損傷の均一性は、30秒間梗塞を続けることにより制 御した。その後、筋肉をもとの位置に戻し、皮膚をリネン糸で縫合した。 カルシウム又はマグネシウムを用いずにPBS中で希釈した50μ/mlのC MDBS又はデキストラン硫酸(DS)の200mlの単回注射をEDL筋に行 った。再生のコントロールには、同じ量のPBSを単独で注入した。実験によっ ては、筋肉の損傷が起こる前又は後に注入を実施した。1分間で200μlが注 入され、前足に戻す前に2分間筋肉を放置することにより生成物の拡散を確保し た。5つのEDL筋がCMDBSにより処理され、2つがデキストラン硫酸によ り処理された。 処理された筋肉とコントロールは、再生8日後に回収した後、直ちにイソペン タン中−150℃で冷凍した。厚さ10μmの冷凍された横断面には、筋肉の中 間領域に形成されていた。乾燥部分は、ゴモリのトリクローム(Gomori trichrome)によって着色し た。 繊維数及び繊維径の形態測定分析(morphometric analysis)は、筋肉の半横断 面の相当するマイクログラフィックモンタージュにより行った。結果 再生8日後に筋肉を回収する間において、肉眼的試験により、CMDBSで処 理された筋肉とPBSのみが注入された筋肉ではその外観が異なっていることが 判明した。上記処理された筋肉は暗赤色を呈しているのに対し、コントロールは 非常に明るい色を呈している。この違いは、前者において、血管新生がより豊富 であり、かつミオグロビン含量がより高いことを示唆している。さらに、CMD BSにより処理された筋肉の繊維径において顕著な増加がある(表7参照);こ れらの筋肉は、すべての前足を占めており、前頸骨筋を外側へ押す。 図7及び10は、CMDBSで処理された又は処理されていないものについて 、再生8日後におけるのEDL筋の半横断面(transverse half-section)のマイ クログラフィックモンタージュに相当する。処理された筋肉(図8)は、より多 くの再生繊維(F)が認められ、未処理の筋肉(図7)に比べてより大きな繊維 径を有する。損傷時におけるCMDBSの単回注入により、改善された 筋肉の再構成が誘発される:筋周膜結膜(C)により分離されている筋束は、8 日目と同じ早さで明確に判別できる(未処理である図9及びCMDBSで処理さ れた筋肉を示す図10参照)。通常の再生において、3週間後まではこの再構成 の段階には到達しない。断面における組織試験においても、血管新生がより大き く、かつ神経再支配の度合が高いことを示している。 損傷の前又は後に注入されたEDL筋であったどうかにかかわらず、上記結果 は同じである。 表7のデータより、CMDBSが再生速度(8日間中において再生した繊維数 )及び成熟の度合(繊維の平均径)に非常に大きな影響を与えることがわかる。 筋肉の再器質化の明確な促進も認められる(器質化された繊維束の数)。一方、 筋肉の構造(単位束当たりの繊維数)には、明瞭な改質は認められない。 CMDBSにおける条件と同様にしてデキストラン硫酸を注入した結果、筋肉 の再生において質的にも量的にも改質が認められない。実施例5 脱神経支配及びそれに続く挫傷後の骨格筋の再生 各種HBGFPP及び他のHBGFPPグリコサミノグリカンの比較研究 実験は、月齢2ヶ月半で体重300gの雄ウィスターラット18匹を用いて行 った。 筋肉の挫傷の前に、筋肉の入り口にある運動神経を切断するほかは、実施例4 と全く同じプロトコルである。 物質は、リン酸緩衝生理食塩水溶液(PBS)中に存在する。 長さ60mm、直径0.4mmのフレキシブルニードルを備えた50μlマイ クロシリンジを用い、脱神経支配及び挫傷後に注入を実施する。2回の注入は、 2分間隔で実施する。従って、注入した容積は100μlである。スクラーゼ( グルコースオクチルサルフェート)は、デンマーク ディー.バー シャロム ブルク メディック(D.Bar Shalom Bukh Medic)により無償で提供された。 該動物を犠牲にした後、処理された足及び反対側の足のEDL筋の重量を測定 した。同じ年齢の動物における正常な筋肉の重量中の個体差は20%に達するの で、その測定結果は、処理された筋肉の、その反対側の無傷のコントロールに対 する比率を計算することにより標準化した。 この比率は、PBS単独で処理された筋肉を100%として考慮した。異なる 物質により処理された筋肉の再生の度合は、PBSにより注入された筋肉の%で 計算し た。その結果を表8に示す。 これらの結果より、筋肉の再生におけるHBGFPPの特有の効果がわかる。 事実、FGF及びベータTGFのいずれにも保護効果及び促進効果を示す特定の CMDBS及びメソグリカンだけが、有意な再生を誘発することがわかる(それ ぞれ190%及び133%)。実施例6 心筋の治癒 心筋梗塞の治癒の間に行われる実験を、ラットで行った。 ラットは、他の動物種に比べ優れた実験モデルである、なぜなら、ヒトの場合 のように、右と左の冠動脈間での側副循環が無いからである。実験プロトコル 性別が雄で体重が350gのウィスター系(Wistar)ラット(Wi/Wi Ic o、イファ クレド(IFFA CREDO)、フランス)を、腹腔内経路によってペントバ ルビタールナトリウムを用いて麻酔をかける。 ラットの胸及び首を剃り、術前の心電図(ECG)を録る。 気管切開術でラットを補助換気下に置くことで、術前の気胸と戦い、及び手術 前後の死亡を減少させることが 可能となる。 ラットを右横向きの臥床姿勢に置き、胸部下に小さなブロックを取り付けた後 、左横の開胸術(4番目と5番目の助間の空間に対応する浮動助骨上指幅で)を 行う。心臓を露出させ、心膜を切開し、左心室を確認後、左冠動脈をその起点位 置でプロレーン(PROLENE)6/0糸を用いて結紮する。1分後、梗塞領域が観 察され、心臓の電気活性の記録から梗塞を示すものとしてパーディ波(Pardee w ave)が観察できる。 生理食塩水中調製された50μg/mlのCMDBS溶液10μl又はCMD BSを含まない同溶液10μlを、ハミルトンシリンジ(Hamilton syringe)を 用いて、梗塞領域のちょうど中央に一点で注射する。 その後胸部を閉じ、気胸を吸引し、補助換気を動物が完全に起きるまで同じ場 所で継続する。最後のECGを録る。 誘導(derivation)での梗塞前後のラットの心電図(ECG)を、図11に示す 。トレースA及びBは手術を受けていないラットで見られる2つのタイプの心電 図を示す。トレースC及びDは手術後のこれら同じラットを示す。梗塞を示すS −Tセグメントの非常に明瞭な過剰間隔がある。 この実験に使用するラットは、胸部を閉じるときに心筋梗塞の典型的な電気徴 候を示すものであり、他の動物は本研究から排除されるであろう。 ECGの測定後、33匹のラットを手術後7、15及び30日目に犠牲にし、 安楽死術の前にECGを録る。梗塞した心臓における組織学的研究を行う。 組織学的な結果を図12に述べるが、該図12は、左の冠動脈の結紮による梗 塞し、マッソントリクロム(Masson trichrome)で染色したラット心臓の手術後 15日の、組織学的研究を示すものである。 図12A及び12D:梗塞領域の中央に生理食塩水10μl注射。左心室の壁 に位置する心内膜下に梗塞の存在が確認される。これは、萎縮しており、周辺に 相当な炎症反応及び強度の線維形成が存在する。図12D(×25)は、梗塞の 中央部を視覚化したものである。線維形成の出現によって表された実質的な萎縮 及び心筋の線維の完全な消失がある。いくらかの炎症細胞が存在する。 図12B及び12E:CMDBSでの梗塞の処置(梗塞領域に50μl/ml 溶液10μlを注射する)。再度ここで、左心室の壁に位置する心内膜下の梗塞 が存在する;萎縮した領域は広がらなくなり、心筋の線維は無傷である(12B =)。図12E(×25)は、線維環 境において多数の血管領域及び心筋線維が外見的に無傷であることを示している 。 図12C及び12F:対照の心臓の写真。 左心室の大きさが、CMDBSで処置した心臓の壁で保存されることは明らか である:対照群での心臓は、より薄い壁及びより広い梗塞領域を示す。CMDB Sで処置した梗塞した心臓において、心筋の再生領域が存在する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デグランジュ パスカル フランス国 エフ−75011 パリ ブルヴ ァール ヴォルテール 273 (72)発明者 ゴートロン ジャン フランス国 エフ−94400 ヴィトリー− シェル−セーヌ リュ アトワーヌ−ブー ルデル 12 (72)発明者 メダイ アンヌ フランス国 エフ−94000 クレテイユ スクワー エディソン 23

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.骨格筋又は心筋組織の処置用薬剤の製造における、特に、トリプシン分解か らFGF及びベータTGFファミリーの成長因子を保護し、有意に血液凝固を阻 害しない、HBGFPPと呼ばれる少なくとも1種のポリマー又は1種のバイオ ポリマーの使用。 2.該ポリマー又はバイオポリマーが、ポリマーmgあたり、50国際単位より 小さい抗血液凝固活性を示すことを特徴とする請求項1に記載の使用。 3.該ポリマーが、実質的に補体系を活性化しないことを特徴とする請求項1又 は2に記載の使用。 4.該ポリマーが、インビトロにおいてFGFの作用を増強することを特徴とす る請求項1〜3のいずれかに記載の使用。 5.該ポリマーが、実質的にエラスターゼ及び/又はプラスミンのプロテアーゼ 活性を阻害することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の使用。 6.該ポリマー又はバイオポリマーが、ポリサッカライドであることを特徴とす る請求項1〜5のいずれかに記載の使用。 7.該ポリサッカライドが、主としてグルコース残基から構成されることを特徴 とする請求項6に記載の使用。 8.該ポリサッカライドが、グルコサミン及び/又はウロン酸残基を含有するこ とを特徴とする請求項6に記載の使用。 9.該ポリサッカライドが、グルコサミン−ウロン酸二量体を含有することを特 徴とする請求項8に記載の使用。 10.該ポリサッカライドが、プロテオグリコサミノグリカン又はグリコサミノグ リカン又はこれら化合物の一つのサルフェートであることを特徴とする請求項8 又は9に記載の使用。 11.該ポリサッカライドが、置換されたデキストランであることを特徴とする請 求項1〜6のいずれかに記載の使用。 12.該ポリサッカライドが、CMDBSであることを特徴とする請求項11に記 載の使用。 13.該ポリマーが非−オシディック(non-osidic)の性質を有することを特徴と する請求項1〜5のいずれかに記載の使用。 14.筋肉組織が心筋又は骨格筋の組織であることを特徴とする請求項1〜13の いずれかに記載の使用。 15.薬理学的に許容される賦形剤と共に、請求項1〜11に記載のような少なく とも1種のポリマーを含む骨 格筋又は心筋組織の治癒用医薬組成物。
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