PT1516628E - Formulação de proteína liofilizada isotónica estável - Google Patents

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PT1516628E
PT1516628E PT40227779T PT04022777T PT1516628E PT 1516628 E PT1516628 E PT 1516628E PT 40227779 T PT40227779 T PT 40227779T PT 04022777 T PT04022777 T PT 04022777T PT 1516628 E PT1516628 E PT 1516628E
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Chung C Hsu
Janet Yu-Feng Yang
Sylvia Sau-Yan Wu
Jeffrey L Cleland
Xanthe M Lam
David E Overcashier
Steven J Shire
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Description

DESCRIÇÃO
LACTOFERRINA
Este pedido reivindica a prioridade do Pedido da Nova Zelândia com o n ° de série 518 121, depositado a 3 de Abril de 2002.
ANTECEDENTES A lactoferrina é uma glicoproteina de ligação de ferro 80kD presente na maioria dos fluidos exócrinos, incluindo lágrimas, bilis, muco brônquico, fluidos gastrintestinais, muco cérvico-vaginal, liquido seminal e leite. É um dos principais constituintes dos grânulos específicos secundários de circulação de neutrófilos poli-morfonucleares. A fonte mais rica de lactoferrina é o leite de mamíferos e o colostro. A lactoferrina circula numa concentração de 2 - 7 mg / ml. Foram postuladas múltiplas funções biológicas, incluindo a regulação do metabolismo do ferro, a função imunitária, e do desenvolvimento embrionário. A lactoferrina tem actividade antimicrobiana contra uma gama de organismos patogénicos, incluindo bactérias Gram positivas e Gram negativas, leveduras e fungos. O efeito antimicrobiano da lactoferrina é baseada na sua capacidade de se ligar ferro, que é essencial para o crescimento dos agentes patogénicos. A lactoferrina inibe também a replicação de vários vírus e aumenta a susceptibilidade de algumas bactérias aos antibióticos e lisozima, ligando-se a componente de lípido A de lipopolissacáridos das membranas das bactérias. A Patente EP 1 116 490 AI descreve a utilização de lactoferrina para melhorar a função hepática. 1 A patente dos EUA n° 5 932 259 descreve o uso de uma fracção de proteína básica isolada a partir do leite como um agente de fortalecimento dos ossos. 0 pedido US n° 2002 / 0004073 divulga suplementos alimentares para consumo humano, compreendendo colostro e lactoferrina para uso na inibição da infecção e aumento da reparação dos tecidos e sua cicatrização. O documento JP 2000281586 divulga a utilização de uma composição de ferro/lactoferrina para utilização no reforço do osso em que a composição compreende um complexo de ferro/ lactoferrina tendo pelo menos 3 átomos de ferro por molécula de lactoferrina.
Kanyshkova et al "Lactoferrin and its biological function"; Biochemistry 66 (1) 2001, pages 1-7 revela que a lactoferrina tem dois locais de ligação ao ferro.
De acordo com a presente invenção, é proporcionado um polipeptido lactoferrina para utilização no tratamento ou prevenção da osteoporose, em que o dito polipeptido é a lactoferrina, pelo menos, 65% pura, em peso a seco e em que o referido polipeptido de lactoferrina não contém mais do que dois iões de metal por cada molécula de lactoferrina.
Preferencialmente, o referido polipeptido de lactoferrina contém dois iões de metal por molécula.
Vantajosamente, o referido polipeptido de lactoferrina contém ferro, cobre, crómio, cobalto, manganês, zinco, ou de iões de magnésio. 2
Mais preferivelmente, o dito polipeptido lactoferrina contém iões de ferro.
Convenientemente, o dito polipeptido é a lactoferrina humana ou recombinante. 0 polipeptido lactoferrina é, de preferência, pelo menos 75%, mais preferencialmente pelo menos 85% e ainda mais preferencialmente pelo menos 95% puro. A invenção também proporciona uma composição compreendendo o referido polipeptido lactoferrina nutracéutico da invenção, em conjunto com uma composição farmacêutica compreendendo o dito polipeptido lactoferrina da invenção.
Vantajosamente, as composições da presente invenção compreendem ainda um outro agente de melhoramento do osso.
Convenientemente, o referido agente de reforço do osso é seleccionado a partir de cálcio, zinco, magnésio, vitamina C, vitamina D, vitamina E e vitamina K2.
RESUMO
Esta invenção relaciona-se com lactoferrina, um polipeptido que é capaz de estimular o crescimento do esqueleto e a inibição da reabsorção óssea.
Especificamente, a presente invenção oferece um polipeptido lactoferrina puro contendo não mais do que dois (isto é, 0, 1, ou, de preferência, 2) de iões de metal por molécula. Um polipeptido "puro" é um polipeptido livre de outras macro moléculas biológicas, e a pelo menos 65% (por exemplo, pelo menos 70, 75, 80, 85, 90, 95 ou 99%) puro por peso seco. A 3 pureza de um polipeptido pode ser medida por qualquer método padrão apropriado, por exemplo, por cromatografia em coluna, electroforese em gel de poliacrilamida, ou análise por HPLC. 0 polipeptido lactoferrina pode ser um polipeptido que ocorre naturalmente, um polipeptido recombinante, ou um polipeptido sintético. As variantes de um tipo selvagem de polipeptido lactoferrina (por exemplo, um fragmento do tipo selvagem polipeptido lactoferrina contendo, pelo menos, dois (por exemplo, 4, 6, 8, 10, 20, 50,100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) aminoácidos, ou uma proteina recombinante contendo uma sequência de polipeptido lactoferrina) que mantêm a actividade biológica de um polipeptido do tipo selvagem lactoferrina estão dentro do âmbito da invenção. Um polipeptido lactoferrina da invenção pode ter uma origem mamifera, por exemplo, a partir do leite humano ou bovino. O ião de metal ligado ao polipeptido pode ser um ião de ferro (como em uma polipeptido lactoferrina que ocorre naturalmente) , um ião de cobre, um ião de crómio, um ião de cobalto, ião de manganês, ião de zinco, ou um ião de magnésio. O polipeptido lactoferrina da invenção pode ser utilizado para estimular o crescimento do esqueleto (por exemplo, através da promoção da proliferação dos osteoblastos e condrócitos) e inibir a reabsorção do osso (por exemplo, inibir o desenvolvimento de osteoclastos). Uma preparação de um polipeptido da lactoferrina do invento (por exemplo, a lactoferrina, isolado a partir de leite de bovino) pode conter polipeptidos de uma única espécie, por exemplo, cada uma das moléculas duas ligações de iões de ferro. Ele também pode conter polipeptidos de espécies diferentes, por exemplo, algumas moléculas de ligação não iónica e outras cada uma com ligação a um ou dois iões; algumas moléculas de cada ligação de um ião de ferro e outras ligadas a iões de cobre, algumas 4 moléculas de cada são um polipeptido de lactoferrina activo biológico (de comprimento completo, ou mais curto do que o comprimento completo) que contém 0, 1, ou 2, iões de metal e outros, cada um sendo um fragmento (igual ou diferente) do polipeptido, ou todas as moléculas de cada um sendo um fragmento (iguais ou diferentes) de um completo de comprimento polipeptido lactoferrina que contém 0, 1 ou 2 iões de metal. Por exemplo, uma mistura de polipeptidos de lactoferrina completos e vários fragmentos de polipeptidos lactoferrina de comprimento total podem ser preparados a partir de um hidrolisado, por exemplo, uma digestão parcial tal como uma proteinase digerida, polipeptido lactoferrinada de corpo inteiro. Caso contrário, pode ser obtido através da mistura de polipeptidos lactoferrina de comprimento total com vários fragmentos de polipeptidos lactoferrina de comprimento completo por exemplo, fragmentos sintéticos). Uma mistura de vários fragmentos de polipeptidos lactoferrina de comprimento total, por outro lado, podem ser preparados, por exemplo, por digestão completa (isto é, não permanecem polipeptidos completos após digestão) de polipeptidos lactoferrina de comprimento total, ou por fragmentos mistura de diferentes fragmentos de polipeptidos lactoferrina. A invenção apresenta ainda uma composição nutricional, que pode ser leite, um sumo, um refrigerante, uma bar energética, ou um suplemento dietético. A composição contém um polipeptido de lactoferrina nutracêutico da invenção ou uma mistura de fragmentos de polipeptido e o polipeptido numa quantidade superior à quantidade que ocorre naturalmente. A lactoferrina revelou estimular a proliferação de osteoblastos e condrócitos e inibir o desenvolvimento de osteoclastos. Assim, uma composição de nutracêuticos da presente invenção é útil para a prevenção e tratamento de doenças ósseas tais como a osteoporose e artrite ou osteoartrite. A composição 5 pode ainda incluir nutracêutico numa quantidade adequada de um outro agente para aumento do osso, tal como cálcio, zinco, magnésio, vitamina C, vitamina D, vitamina E, vitamina K2, ou uma mistura destes.
Além disso, a presente invenção apresenta uma composição farmacêutica que contém um polipeptido lactoferrina do invento ou uma mistura de fragmentos de polipeptido e o polipeptido e um transportador farmacologicamente aceitável. Opcionalmente, a composição farmacêutica também inclui um outro agente de reforço do osso. A invenção também engloba o uso de um polipeptido lactoferrina ou uma mistura do polipeptido e fragmentos do polipeptido descrito acima para o fabrico de um medicamento para a prevenção e tratamento de doenças ósseas. A presente invenção proporciona um método de prevenção e tratamento de doenças relacionadas com os ossos (por exemplo, estimulando o crescimento do esqueleto e inibição da reabsorção óssea). 0 método inclui a administração a um sujeito com essa necessidade, de uma quantidade eficaz de um polipeptido lactoferrina do invento ou de uma mistura de polipeptido e fragmentos de polipeptido. 0 método pode ainda incluir concorrentemente a administração a um sujeito de uma quantidade eficaz de um outro agente de aumento do osso.
Os pormenores de uma ou mais formas de realização da invenção são apresentadas na descrição que a acompanha. Outras caracteristicas, objectos e vantagens da invenção serão evidentes a partir da descrição detalhada, e a partir das reivindicações.
DESCRIÇÃO DETALHADA 6 A presente invenção baseia-se na descoberta inesperada de que a lactoferrina estimula a proliferação dos osteoblastos e condrócitos e inibe o desenvolvimento de osteoclastos. Assim, é útil para a prevenção e tratamento de doenças ósseas. 0 polipeptido lactoferrina da invenção é um polipeptido puro contendo não mais do que dois iões de metal por molécula. Praticamente, a medição da relação do ião / lactoferrina para uma preparação de lactoferrina pode ser no intervalo entre 0 2,5. Ele pode ser isolado de uma fonte natural (por exemplo, leite de mamífero), ou produzido utilizando técnicas de engenharia genética ou técnicas de síntese química bem conhecidas na técnica. 0 seguinte é um procedimento exemplar para o isolamento de lactoferrina a partir de leite bovino:
Leite fresco desnatado em pó (7 L, pH 6,5) é passado através de uma coluna de 300 ml de S-Sepharose Fast Flow equilibrada em água Milli Q, a uma taxa de fluxo de 5 ml / min e a 4 ° C. A proteína não ligada é lavada com 2,5 volumes de cama de água e diluiu-se a proteína ligada por etapas com, aproximadamente, 2,5 volumes de cama cada de 0,1 M, 0,35 M e cloreto de sódio 1,0 M.A lactoferrina eluindo como uma banda discreta de-rosa em 1 M de cloreto de sódio são recolhidos como uma única fracção e dialisada contra água Milli Q seguido por congelação seca. O pó liofilizado é dissolvido em tampão de fosfato de sódio 25 mM, pH 6,5 e submetido a recromatografia com S-Sepharose Fast Flow com um gradiente de cloreto de sódio a 1 M no tampão anterior e com um caudal de 3 mL / min. As fracções contendo lactoferrina de pureza suficiente como determinado por electroforese em gel e HPLC de fase reversa são combinadas, dialisadas e liofilizadas. A purificação final de lactoferrina é realizada por filtração em gel em Sephacryl 300 de potássio em 80 mM de fosfato, pH 8,6, contendo cloreto de potássio 0,15 M. As fracções 7 seleccionadas são combinadas, dialisadas contra água Milli-Q e liofilizada. A pureza desta preparação é maior do que 95%, tal como indicado por análise de HPLC e por os valores da razão espectrais (280 nm/465 nm) de ~19 ou menos para a forma de ferro-saturada de lactoferrina. A saturação de ferro é obtida pela adição de um excesso molar de 2: 1 de nitrilotriacetato férrico 5mM (Foley e Bates (1987) Analytical Biochemistry 162, 296-300) a uma solução de 1% da lactoferrina purificada em Tris 50 mM, pH 7,8 contendo 10 mM de bicarbonato de sódio. O excesso de nitrilotriacetato férrico é removido por diálise contra 100 volumes de água Milli Q (renovada duas vezes) para um total de 20 horas a 4 ° C. O ferro carregado (holo-) lactoferrina é então liofilizada.
Destituído de ferro (apo-) lactoferrina é preparado por diálise de uma solução de 1% da amostra lactoferrina altamente purificada em água contra 30 volumes de 0,1 M de ácido cítrico, pH 2,3, contendo 500 mg / L de EDTA dissódico, durante 30 h a 4 ° C (Massons and Heremans (1966) Protides of the Biological fluids 14, 115-124) .Os citratos e EDTA são então removidos por diálise contra 30 volumes de água Milli Q (uma vez renovado) e a solução incolor resultante liofilizada. O polipeptido lactoferrina da invenção pode conter um ião de ferro (como na ocorrência natural do polipeptido lactoferrina) ou um ião de metal não de ferro (por exemplo, um ião de cobre, um ião de crómio, um ião de cobalto, ião de manganês, ião de zinco, ou um ião de magnésio).Por exemplo, a lactoferrina isolada a partir do leite bovino pode ser empobrecido em ferro e, em seguida, carregado com um outro tipo de ião metálico. Por exemplo, o carregamento de cobre pode ser conseguido de acordo com o mesmo método para carregamento de ferro acima descrito. Para carregar a lactoferrina com outros iões de metal, o método de Ainscough, et al. ((1979) Inorgânica Chimica Acta 33, 149-153) podem ser usados.
Na preparação de um polipeptido da lactoferrina do invento, os polipeptidos podem ser de uma única espécie ou de espécies diferentes. Por exemplo, os polipeptidos podem cada um conter um número diferente de iões de ferro ou de diferentes espécies de iões de metal, ou os comprimentos dos polipeptidos podem variar, por exemplo, alguns são polipeptidos de comprimento total e alguns são fragmentos e os fragmentos podem cada um representar uma técnica especifica de um polipeptido de corpo inteiro. Uma tal preparação pode ser obtida a partir de uma fonte natural ou por mistura de diferentes espécies de polipeptido lactoferrina. Por exemplo, uma mistura de polipeptidos lactoferrina de diferentes comprimentos podem ser preparados por digestão de proteinase (completa ou parcial) de polipeptidos de comprimento total lactoferrina. 0 grau de digestão pode ser controlado de acordo com métodos bem conhecidos na técnica, por exemplo, através da manipulação da quantidade de proteinase ou do tempo de incubação. A digestão completa produz uma mistura de fragmentos de lactoferrina de vários comprimentos totais de polipeptidos; uma digestão parcial produz uma mistura de polipeptidos lactoferrina de comprimento total e vários fragmentos. 0 polipeptido lactoferrina ou uma mistura de fragmentos de polipeptido e o polipeptido acima descrito é usado para preparar uma composição de nutracêuticos deste invento para a prevenção e tratamento de doenças relacionadas com os ossos. Exemplos de tais perturbações incluem, mas não estão 9 limitadas a, osteoporose, osteoartrite ou artrite reumatóide, osteodistrofia hepática, osteomalacia, raquitismo, osteite fibrosa quística, osteodistrofia renal, osteosclerose, osteopenia, fibrogénese-imperfeita ossium, hiperparatirodismosecundário, hipoparatiroidismo, hiperparatiroidismo, doença crónica, a sarcoidose, a osteoporose induzida por glucocorticóides renal, hipercalcemia idiopática, doença de Paget, e osteogénese imperfeita. A composição nutracêutico pode ser um suplemento dietético (por exemplo, uma cápsula, um mini-saco, ou um comprimido), ou de um produto alimentar (por exemplo, leite, sumo, bebida macia, um saco de chá de ervas, ou produtos de confeitaria). A composição também pode incluir outros nutrientes, tais como uma proteína, um hidrato de carbono, vitaminas, minerais ou aminoácidos. A composição pode ser numa forma adequada para uso oral, tal como um comprimido, uma cápsula dura ou mole, uma suspensão aquosa ou de óleo, ou um xarope, ou numa forma adequada para utilização parentérica, tais como solução de propilenoglicol não aquosa, ou uma solução aquosa tamponada. A quantidade do ingrediente activo na composição nutracêutico depende, em grande medida, da necessidade especifica de um sujeito. A quantidade também varia, tal como reconhecido pelos peritos na técnica, dependendo da via de administração, e possível co-utilização de outros agentes de aumento do osso.
Ainda de acordo com o objectivo da presente invenção é uma composição farmacêutica que contém uma quantidade eficaz de um polipeptido de lactoferrina ou uma mistura do polipeptido e fragmentos do polipeptido acima descrito, e um veículo farmacologicamente aceitável. A composição farmacêutica pode ser utilizada para prevenir e tratar perturbações relacionadas com os ossos descritos acima. A composição farmacêutica pode ainda incluir uma quantidade eficaz de um 10 transportador outro agente de aumento do osso. 0 farmacologicamente aceitável inclui, um meio solvente de dispersão, um revestimento, um agente antibacteriano e antifúngico e um agente isotónico e retardante da absorção. Uma "quantidade eficaz" é o montante necessário para conferir efeito terapêutico. A inter-relação das dosagens para animais e seres humanos (baseada em miligramas por metro quadrado de superfície corporal) é descrita por Freireich et al. (1966) Câncer Chemother. Rep. 50: 219. A área de superfície corporal pode ser aproximadamente determinada a partir da altura e do peso do sujeito. Veja, por exemplo, Scientific Tables, Geigy Pharmaceuticals, Ardley, New York, 1970, 537. As doses eficazes também variam, tal como reconhecido pelos peritos na técnica, dependendo da via de administração, utilização de excipiente, e semelhantes. O polipeptido lactoferrina da invenção ou uma mistura de fragmentos de polipeptido e o polipeptido podem ser formulados em formas farmacêuticas para diferentes vias de administração utilizando métodos convencionais. Por exemplo, pode ser formulado numa cápsula, um selo de gel, ou um comprimido para administração oral. As cápsulas podem conter materiais farmacologicamente aceitáveis convencionais, tais como gelatina ou celulose. Os comprimidos podem ser formulados de acordo com procedimentos convencionais através da compressão de misturas de polipeptido lactoferrina ou uma mistura de fragmentos de polipeptido e o polipeptido com um veículo sólido e um lubrificante. Exemplos de transportadores sólidos incluem amido e açúcar de bentonita. O polipeptido lactoferrina ou de uma mistura de polipeptido e fragmentos de polipeptido podem também ser administrados numa forma de um comprimido de casca dura ou uma cápsula que contém um agente ligante, por exemplo, lactose ou manitol, um agente de enchimento convencional, e um agente de formação de 11 comprimidos. Uma composição farmacêutica pode ser administrada por via parentérica. Exemplos de formas de dosagem parentérica incluem soluções aquosas, solução salina isotónica ou de glicose a 5% do agente activo, ou outros bem conhecidos como excipiente farmacologicamente aceitáveis. As ciclodextrinas, ou outros agentes solubilizantes conhecidos para os que estão familiarizados com a técnica, podem ser utilizados como excipientes farmacêuticos para a distribuição do agente terapêutico. A eficácia de uma composição da presente invenção pode ser avaliada tanto in vitro como in vivo. Ver, por exemplo, os exemplos abaixo. Resumidamente, a composição pode ser testada quanto à sua capacidade de promover a proliferação de osteoblastos e condrócitos in vitro. Para estudos in vivo, a composição pode ser injectada em um animal (por exemplo, um rato) e os seus efeitos nos tecidos ósseos são então avaliados.Com base nos resultados, pode ser determinada uma gama de dosagem e via de administração apropriadas.
Os exemplos específicos indicados são para ser interpretados como meramente ilustrativos, e não limitativos do restante da revelação de qualquer forma que seja. Sem mais elaboração, acredita-se que um perito na técnica pode, com base na descrição aqui apresentada, utilizar a presente invenção na sua máxima extensão. A lactoferrina favorece a proliferação de osteoblastos primários de rato.
Os osteoblastos foram isolados por digestão com colagenase de fetal de rato calvária de 20 dias, como descrito previamente por Lowe e co-colaboradores (Lowe, et al. (1991) Journal of Bone Mineral Research e 6, 1277-1283). Calvariae foram dissecadas de forma asséptica, e os ossos frontal e parietal foram despojados de seu periósteo. Só foram recolhidas as 12 porções centrais dos ossos, livres do tecido de sutura,Os calvários foram tratados duas vezes com fosfato salina tamponada (PBS) contendo EDTA a 3 mM (pH 7,4) durante 15 minutos a 37 0 C num banho de água com agitação. Após lavagem uma vez com PBS, os calvários foram tratados duas vezes com 3 ml de 1 mg / ml de colagenase durante 7 minutos a 37 ° C. Após descartar os sobrenadantes das digestões com I e II, os calvários foram tratados ainda duas vezes com 3 ml de 2 mg / ml de colagenase (30 min, 37 ° C) . Os sobrenadantes das digestões III e IV foram reunidos, centrifugados e as células foram lavadas em meio de Eagle modificado por Dulbecco (DME) com 10% de soro fetal de vitelo (FCS), suspenso em DME/10% de FCS e colocadas em frascos de 75 cm3. As células foram incubadas em 5% de C02 e 95% de ar a 37 0 C. A confluência foi atingida em 5-6 dias, altura em que as células foram subcultivadas. Após tripsinização utilizando tripsina-EDTA (0,05% / 0,53 mm), as células foram lavadas em meio essencial minimo (MEM) , com 5% de FCS e ressuspensas em meio fresco e, em seguida semeadas a 5 x 104 células / ml em 24 - placas de poços (0,5 ml de suspensão de células por poço, ou seja, 1,4 x 104 células/cm2) . O carácter dos osteoblastos destas células foi estabelecido pela demonstração de níveis elevados de actividade e da produção de osteocalcina acalinefosfatase [como descrito por Groot et al. (1985) Cell Biol Int. Res. 9, 528], e uma resposta da adenilato ciclase sensível à hormona paratiróide e prostaglandinas [como descrito por Hermann-Erlee, et al. (1986) Nona Conferência Internacional de cálcio regulação das hormonas e do metabolismo ósseo, p 409].
Estudos de proliferação (contagem de células e incorporação de timidina) foram realizadas tanto em populações de células em crescimento activo e em crescimento não activo. Para produzir as células em crescimento activo, subpopulações confluentes (24 h após a subcultura) foram colocadas em MEM 13 fresco contendo FCS a 1% e uma amostra de lactoferrina. Para produzir as células de crescimento não activo, subpopulações confluentes foram colocadas em meio isento de soro com 0,1% de albumina de soro bovino mais uma amostra lactoferrina. Os números de células foram analisados a 6, 24 e 48 horas após a adição das amostras de lactoferrina (isto é, purificada lactoferrina de holo-e apo-lactoferrina), preparado como descrito acima. Os números de células foram determinados após as células dos poços de retirar por exposição a tripsina / EDTA (0.05% / 0,53 mM) durante cerca de 5 minutos a 37 ° C. A contagem foi efectuada numa câmara de hemocitómetro.[3H]— timidina em graving activamente crescente e não activamente células foi avaliada por pulsamento das células com [3H]— timidina (1 mCi / poço), duas horas antes do fim da incubação. A experiência foi terminada com 6, 24 ou 48 horas por lavagem das células em meio MEM contendo timidina frio seguido pela adição de ácido tricloroacético 10%. O precipitado foi lavado duas vezes com etanol: éter (3:1), e as WDLS desidratado, à temperatura ambiente. O resíduo foi dissolvido de novo em 2 M de KOH, a 55 ° C durante 30 min, neutralizada com HC1 1 M, e uma alíquota contadas relativamente à radioactividade. Para ambas as contagens de células e incorporação de timidina, cada experiência em cada ponto de tempo foi realizada, pelo menos, quatro vezes, utilizando diferentes grupos experimentais, consistindo em pelo menos seis poços. A resposta mitogénica da amostra lactoferrina purificada foi encontrada como sendo muito potente, tal como mostrado por uma taxa significativamente aumentada de proliferação de células de osteoblastos (por exemplo, aumento da incorporação de timidina no ADN das células em crescimento) . A resposta osteogénica potente observada acima, foi comparada com a do factor de crescimento do tipo insulina 1 (IGF-1), um 14 mitogénio de osteoblastos bem reconhecida. A IGF-1 demonstrou um efeito máximo de 1,25 vezes a controlo no mesmo sistema de cultura de células de osteoblastos, enquanto que o efeito da lactoferrina era 2,26 vezes maior do que o controlo para a dose mais elevada testada (10 mg / ml). A lactoferrina favorece a proliferação de condrócitos
Os condrócitos foram isolados por remoção de cartilagem (fatias completa profundidade) a partir das superfícies tibial e femoral de ovinos em condições assépticas. As fatias foram colocadas em meios Dulbecco Modified Eagles (DME) contendo 5% de SFB (v / v) e antibióticos (penicilina 50 g / 1, estreptomicina 50 g / L e neomicina 100 g / L) e cortadas muito finas com um bisturi. Os tecidos foram removidos e incubados a 37 0 C, em primeiro lugar, com pronase (0,8% w / v, durante 90 minutos) seguido de colagenase (0,1% w / v, durante 18 horas), para completar a digestão. As células foram isoladas a partir da digestão por meio de centrifugação (10 minutos a 1300 rpm), ressuspenderam-se em DME / FBS a 5%, passados através de um crivo de malha de nylon com 90 Fm tamanho dos poros para remover quaisquer fragmentos digeridos, e recentrifugado. As células foram então lavadas e res-suspensas duas vezes no mesmo meio, semeadas em frascos de 75 cm2 contendo DME/10% de FBS, e incubou-se em 5% de C02/95% de ar a 37 ° C. A confluência foi alcançada em 7 dias, altura em que as células foram subcultivadas. Após tripsinização utilizando tripsina-EDTA (0,05% / 0,53 mm), as células foram lavadas em DME / FBS a 5% e novamente suspensas em meio fresco, e depois semeadas em placas de 24 poços (5 x 104 células / mL, 0,5 mL / poço) . A medição da incorporação de timidina foi realizada em populações de células de crescimento-presas como para as culturas de células osteoblastos descritos acima. A lactoferrina revelou 15 estimular a proliferação de condrócitos em concentrações acima de 0,1 mg / ml. A lactoferrina favorece a proliferação dos osteoblastos em cultura de órgãos A cultura neonatal de órgãos do rato foi previamente descrita (Cornish, et al. (1998) Am J Physiol 274, E827-E833) . Resumidamente, os ratos com dois dias de idade neonatal foram injectados por via subcutânea com 45Ca marcada radioactivamente. Três dias mais tarde, o calvarias foram excisadas e colocadas em grelhas de malha em placas de Petri contendo 0,1% de albumina / Média 199 de soro de bovino. A lactoferrina foi adicionada, e as calvárias foram incubadas durante 48 horas. Quatro horas antes do final do periodo de incubação, a [3H]-timidina foi adicionada. A experiência foi encerrada, e a libertação de 45Ca e a incorporação de timidina foram medidas. A lactoferrina revelou estimular a sintese de ADN, que reflecte a proliferação das células da linhagem dos osteoblastos.
Sinais de Lactoferrina via da MAP quiinase em osteoblastos A metodologia foi descrita anteriormente (Grey, et al. (2001) Endocrinology 142,1098-1106) .Especificamente, os osteoblastos primários de rato foram preparados como descrito acima semeadas em placas de cultura de tecidos de 6 poços a uma densidade inicial de 5 x 104 células / ml em MEM 5% de FCS, e cultivadas até 80-90% de confluência. Após a privação de soro durante a noite, as células foram tratadas à temperatura ambiente com lactoferrina em MEM/0.1% de BSA. Nas experiências concebidas para determinar o efeito de inibidores da transdução de sinal em lactoferrina induzida p42/44 MAP fosforilação quinase, as células foram pre- 16 tratadas com o inibidor, durante 30 min antes da adição de lactoferrina. Após o tratamento durante o período de tempo indicado, o tratamento médio foi aspirado, as células foram lavadas em PBS gelado e depois raspadas em tampão de lise HNTG gelado (HEPES 50 mM, pH 7.5,150 mM de NaCl, 1% Triton, 10% de glicerol, 1,5 mM de MgC12, 1 mM de EDTA) , contendo um cocktail de inibidores de protease e fosfatase (PMSF 1 mM, 1 mg / ml peptatin, 10 mg / ml de leupeptina, 10 mg / ml de aprotinina, 1 nM de vanadato de sódio, 500 mM NaF).Os lisados foram brevemente sujeitos a vórtice, centrifugados a 13 000 rpm a 4 ° C, e depois armazenados a 70 ° C até serem analisados. O teor de proteínas dos lisados das células foi medido utilizando o ensaio de proteína DC (Bio-Rad, Hercules, CA) . Quantidades iguais de todo o lisado celular (30-50 mg) foram submetidas a 8% de SDS-PAGE, transferidos para
membranas de nitrocelulose, imunotransferidas e durante a noite a 4 ° C com um anticorpo anti-fosfo-p42/44 MAP quinase (1:1000) . Como um controlo para a carga de proteína, os mesmos filtros foram limpos e perfurados de novo com um anticorpo contra o total de p42/44 MAP quinase (1:400).A incubação com o anticorpo secundário conjugado com HRP foi durante lha temperatura ambiente e as membranas foram analisadas por ECL. Os testes de inoculação foram repetidos pelo menos três vezes. A lactoferrina revelou induzir a fosforilação da quinase MAP em osteoblastos P42/P44 numa dose e tempo de modo dependente a concentrações de 1-100 mg / ml. A lactoferrina estimula o crescimento do osso, in vivo O modelo de rato utilizado nestes estudos foram descritas previamente (Cornish, et al.(1993) Endocrinology 132, 1359- 1366). Injecções (0 mg, 0,04 mg, 0,4 mg e 4 mg) de 17 lactoferrina foram administradas diariamente, durante 5 dias, e os animais foram sacrificados uma semana mais tarde. A formação óssea foi determinada pela marcação fluorescente de osso recém-formado. Os índices de reabsorção de osso e de massa óssea foram determinados por microscopia de luz convencional assistido por um software de análise de imagem. A injecção local de lactoferrina em ratos adultos resultou em aumento do crescimento ósseo da calote craniana, com aumentos significativos na área de osso depois de apenas cinco injeções, e os animais foram sacrificados uma semana mais tarde. A formação óssea foi determinada pela marcação fluorescente de osso recém-formado.
Aplicação 1
Conjunto de iogurtes entre 14 e 17% de sólidos, com ou sem adição de frutos, pode ser preparado como se segue:
Meio de calor de leite desnatado em pó (entre 109-152 g) e ALACO estabilizador (100 g) , são reconstituídos com aproximadamente 880 ml de água a 50 C. Gordura anidra do leite (20 g) é então adicionada e misturada durante 30 min. A mistura é então aquecida a 60 ° C, homogeneizada a 200 bar, e em seguida pasteurizou-se a 90 ° C. Após arrefecimento a uma temperatura entre 40-42 ° C, a mistura de partida e a preparação da proteína liofilizada descrita acima (até 50 mg de lactoferrina a 95% de pureza, ou uma quantidade equivalente de uma fonte não tão altamente purificada) é adicionada. Se desejar, frutas frescas podem também ser adicionados neste ponto. A mistura é então introduzida em recipientes, incubada a 40 ° C até um pH 4,2 - 4,4 ser alcançado, e em seguida arrefecida num refrigerador de explosão. 18
Um método alternativo para a preparação do mesmo conjunto de iogurtes é por mistura seca da quantidade indicada de lactoferrina ou a quantidade indicada como uma taxa de dosagem, nos sólidos de leite seco, antes da sua utilização na formulação de iogurte.
Aplicação 2
As misturas secas de leite em pó gordo ou leite desnatado ou com hidróxido de cálcio e as preparações de lactoferrina congelada a seco podem fornecer formulações à base de leite ou de composições que podem ser utilizadas tanto como alimentos funcionais ou como ingredientes funcionais de alimentos. Tais composições podem ser usadas como leites reconstituídos, ingredientes de leite em pó, sobremesas lácteas, alimentos funcionais, queijos, manteiga ou bebidas e nutracêuticos ou suplementos dietéticos. Misturando os ingredientes secos em proporções de leite em pó: cálcio: agente lactoferrina activa entre 90:9.5:0.5 e 94:5.95:0.0001 fornecendo composições adequadas para tais usos.
Aplicação 3
As composições de misturas de leite em pó, o cálcio, e o ingrediente rico lactoferrina podem ser usados como alimentos de saúde do osso, os ingredientes funcionais alimentares de saúde do osso, ou como um ingrediente alimentar para o fornecimento de nutrientes a saúde dos ossos em uma gama de alimentos saudáveis.
Para estas composições, as concentrações de cálcio e de proteína das composições têm de ser ajustadas para os limites nutricionais requeridos admissíveis. Ingredientes comercialmente disponíveis como leite em pó normalmente 19 contêm entre 300 e 900 mg de cálcio por 100 g de pó, dependendo das suas fontes. Uma fonte de cálcio pode ser adicionada ao pó para aumentar o teor de cálcio de até 3% em peso de ingrediente de leite em pó, como uma mistura. O nivel do ingrediente de leite disponível comercialmente ou proteína à base de lacticínios e os pós de proteína variam, dependendo do tipo do ingrediente, o método do seu fabrico, e a sua utilização pretendida. O ingrediente de leite em pó normalmente contém entre 12% e 92% de proteína. Os exemplos que estão disponíveis comercialmente são o desnatado e leite em pó inteiro, caseínas de grau alimentar, caseinatos, concentrado de proteína de leite em pó, seca por pulverização ou pó ultrafiltrado microfiltrado retido, e isolar a proteína do produtos de leite. A preparação lactoferrina rica pode ser incorporada numa mistura de proteínas e de cálcio para dar leite em pó nutricionais que podem ser usados como ingredientes em produtos alimentares e bebidas saudáveis. Essas misturas fornecem os ingredientes adequados para utilização na preparação de iogurtes e bebidas de iogurte, bebidas ácidas, misturas de ingredientes de leite em pó, produtos líquidos lácteos pasteurizados, produtos lácteos, produtos de leite UHT cultivados, bebidas lácteas acidificadas, os produtos de combinação de leite e à base de cereais maltados, leites, leite e combinação de produtos de soja. Para tais utilizações, a mistura pode ter uma composição em que o teor de cálcio situa-se entre 0,001% e 3,5% (w / w), a composição de proteína é de entre 2% e 92%, e de lactoferrina como o agente de proliferação dos osteoblastos é adicionado a níveis entre 0.000001% e 5,5%.
OUTRAS FORMAS DE REALIZAÇÃO
Todas as características descritas na presente memória descritiva podem ser combinados em qualquer combinação. Cada 20 característica divulgada nesta especificação, pode ser substituída por uma característica alternativa servindo a mesma o propósito equivalente ou similar. Assim, a menos que expressamente indicado em contrário, cada característica é divulgada apenas um exemplo de uma série genérica de características equivalentes ou semelhantes. 21

Claims (13)

  1. REIVINDICAÇÕES 1. Uma composição que consiste essencialmente de polipeptido lactoferrina para utilização no tratamento ou prevenção da osteoporose, em que o referido polipeptido é a lactoferrina, pelo menos, 65% pura, em peso a seco e em que o referido polipeptido lactoferrina não contém mais do que dois iões de metal por molécula de lactoferrina.
  2. 2. A composição da reivindicação 1, em que o referido polipeptido lactoferrina contém dois iões de ferro por molécula.
  3. 3. A composição da reivindicação 2, em que a referida polipeptido lactoferrina contém ferro, cobre, crómio, os iões de cobalto, manqanês, zinco ou magnésio.
  4. 4. A composição da reivindicação 3, em que a referida composição contém iões de ferro.
  5. 5. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que o dito polipeptido é a lactoferrina humana.
  6. 6. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que o dito polipeptido é a lactoferrina recombinante.
  7. 7. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que a referida composição compreende pelo menos 75% polipeptido lactoferrina.
  8. 8. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que a referida composição é de pelo menos 85% polipeptido lactoferrina . 1
  9. 9. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, em que a referida composição é de pelo menos 95% de polipeptido lactoferrina.
  10. 10. Uma composição compreendendo o referido polipeptido lactoferrina de qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em que a referida composição é nutracêutica.
  11. 11. Uma composição compreendendo o referido polipeptido lactoferrina de qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em que a referida composição é farmacêutica.
  12. 12. Uma composição de acordo com a reivindicação 10 ou 11, em que a referida composição compreende ainda um outro agente de melhoramento do osso.
  13. 13. A composição de acordo com a reivindicação 12, em que o referido agente de intensificação de osso é seleccionado de entre o cálcio, zinco, magnésio, vitamina C, vitamina D, vitamina E e vitamina K2. 2
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