RU2780026C2 - Specially developed liposomes for treatment of bacterial infections - Google Patents

Specially developed liposomes for treatment of bacterial infections Download PDF

Info

Publication number
RU2780026C2
RU2780026C2 RU2018138012A RU2018138012A RU2780026C2 RU 2780026 C2 RU2780026 C2 RU 2780026C2 RU 2018138012 A RU2018138012 A RU 2018138012A RU 2018138012 A RU2018138012 A RU 2018138012A RU 2780026 C2 RU2780026 C2 RU 2780026C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liposomes
cholesterol
sphingomyelin
treatment
empty
Prior art date
Application number
RU2018138012A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018138012A (en
Inventor
Эдуард БАБИЙЧУК
Аннетт ДРЭГЕР
Original Assignee
Университэт Берн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Университэт Берн filed Critical Университэт Берн
Publication of RU2018138012A publication Critical patent/RU2018138012A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2780026C2 publication Critical patent/RU2780026C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine; pharmaceutics.
SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of medicine and pharmaceutics, namely to empty liposomes for use in the treatment or prevention of a bacterial infection, where liposomes contain cholesterol in the amount of 40 wt.% or more and sphingomyelin; as well as to the use of the specified liposomes for the treatment or prevention of a bacterial infection; and to a method for the treatment or prevention of a bacterial infection, including the administration to a patient who needs it of therapeutically effective amount of the specified empty liposomes.
EFFECT: group of inventions provides for the expansion of the arsenal of antibacterial agents.
7 cl, 10 dwg, 3 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к применению пустых липосом или смесей липосом и к применению других липидных бислоев или монослоев определенного липидного состава для лечения и предотвращения бактериальных инфекций. Настоящее изобретение также относится к лечению таких бактериальных инфекций, включающему введение пустых липосом или смесей липосом отдельно или в комбинации со стандартным лечением антибиотиками. Кроме того, настоящее изобретение относится к самим новым смесям липосом.The present invention relates to the use of empty liposomes or mixtures of liposomes and to the use of other lipid bilayers or monolayers of a defined lipid composition for the treatment and prevention of bacterial infections. The present invention also relates to the treatment of such bacterial infections, comprising the administration of empty liposomes or mixtures of liposomes alone or in combination with standard antibiotic treatment. In addition, the present invention relates to the new mixtures of liposomes themselves.

Уровень техникиState of the art

Бактериальные инфекции остаются одной из главных угроз жизни человека. Поскольку резистентность бактерий даже к самым сильным антибиотикам растет, должны расти и усилия по нахождению новых стратегий борьбы с бактериями. Наряду с другими факторами вирулентности многие патогенные бактерии секретируют токсины, которые убивают эукариотические клетки путем повреждения их клеточной мембраны. Бактериальные порообразующие токсины активны на поверхности клеток, что вызывает образование пор и повреждение клеточной мембраны с последующим лизисом или апоптозом целевых клеток-хозяев, тогда как бактериальные фосфолипазы индуцируют гибель клеток-хозяев путем ферментативного расщепления фосфолипидов плазмалеммы.Bacterial infections remain one of the main threats to human life. As bacterial resistance to even the strongest antibiotics grows, so must efforts to find new strategies to fight bacteria. Along with other virulence factors, many pathogenic bacteria secrete toxins that kill eukaryotic cells by damaging their cell membrane. Bacterial pore-forming toxins are active on the cell surface, which causes pore formation and damage to the cell membrane, followed by lysis or apoptosis of target host cells, while bacterial phospholipases induce host cell death by enzymatic degradation of plasma membrane phospholipids.

Бактериальные токсины, дестабилизирующие мембраны, таки как холестерин-зависимые цитолизины (ХЗЦ: пневмолизин О, стрептолизин О, тетанолизин), α-гемолизин или бактериальные фосфолипазы (фосфолипаза С, сфингомиелиназа), играют решающую роль в развитии и прогрессировании инфекционных заболеваний. Такими заболеваниями является пневмония - основная причина смерти среди всех возрастных групп и главная причина смерти у детей в странах с нижним уровнем доходов; бактериемия - тяжелое осложнение после инфекций или оперативного вмешательства, которая характеризуется высокой смертностью в результате сепсиса и септического шока; и менингит - опасное для жизни заболевание, которое также приводит к серьезным длительным последствиям, таким как глухота, эпилепсия, гидроцефалия и когнитивные растройства.Bacterial membrane-destabilizing toxins such as cholesterol-dependent cytolysins (CCS: pneumolysin O, streptolysin O, tetanolysin), α-hemolysin or bacterial phospholipases (phospholipase C, sphingomyelinase) play a critical role in the development and progression of infectious diseases. These diseases are pneumonia, the leading cause of death among all age groups and the leading cause of death in children in low-income countries; bacteremia - a serious complication after infections or surgery, which is characterized by high mortality as a result of sepsis and septic shock; and meningitis, a life-threatening disease that also leads to serious long-term consequences such as deafness, epilepsy, hydrocephalus, and cognitive impairment.

Для нацеленного воздействия на клетки-хозяева бактериальные токсины, дестабилизирующие мембраны, либо связываются с отдельными мембранными липидами (головными группами липидов), либо используют неоднородный характер липидного бислоя клеточной мембраны эукариотических клеток взаимодействуя с микродоменами, обогащенными определенными видами липидов (Gonzales M.R. et al., Cell. Mol. Life Sci. 2008, 65:493-507). Условия in vivo не способствует неоднородному распределению липидов в бислое, поскольку трансмембранные белки и присутствие большого числа отдельных видов липидов с различной длиной и степенью насыщения ацильной цепи препятствуют расслаиванию липидов и, таким образом, образованию стабильных липидных микродоменов (Simons K. and Gerl M.J., Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2010, 11:688-99). Однако расслаивание липидов может быть доведено до крайних значений в искусственных не содержащих белок липосомах, полученных из ограниченного числа тщательно выбранных видов липидов, в которых могут быть получены более длинные стабильные липидные микродомены (Klose C. et al., J. Biol. Chem. 2010, 285:30224-32). Более того, искусственные липосомы обеспечивают гораздо более высокие относительные концентрации конкретного липида, чем те, которые могут встретиться in vivo. Следовательно, могут быть получены липосомы со стабильными липидными микродоменами, обладающие определенными биохимическими свойствами и содержащие высокие относительные концентрации конкретных липидов. В настоящее время липосомы используют в космической и фармацевтической промышленности в качестве носителей для местной и системной доставки лекарственных средств, и они считаются нетоксичными.To target host cells, bacterial membrane-destabilizing toxins either bind to individual membrane lipids (lipid head groups) or exploit the heterogeneous nature of the lipid bilayer of the cell membrane of eukaryotic cells by interacting with microdomains enriched in certain types of lipids (Gonzales M.R. et al., Cell Mol Life Sci 2008, 65:493-507). In vivo conditions do not favor heterogeneous distribution of lipids in the bilayer, since transmembrane proteins and the presence of a large number of individual lipid species with different lengths and degrees of saturation of the acyl chain prevent lipid exfoliation and, thus, the formation of stable lipid microdomains (Simons K. and Gerl M.J., Nat Rev Mol Cell Biol 2010, 11:688-99). However, lipid exfoliation can be taken to extremes in artificial protein free liposomes derived from a limited number of carefully selected lipid species in which longer stable lipid microdomains can be generated (Klose C. et al., J. Biol. Chem. 2010 , 285:30224-32). Moreover, artificial liposomes provide much higher relative concentrations of a particular lipid than would be encountered in vivo. Therefore, liposomes with stable lipid microdomains, having certain biochemical properties and containing high relative concentrations of specific lipids, can be obtained. Liposomes are currently used in the space and pharmaceutical industries as carriers for local and systemic drug delivery and are considered non-toxic.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

Настоящее изобретение относится к применению пустых липосом определенного липидного состава или смесей пустых липосом определенного липидного состава для лечения и предотвращения бактериальных инфекций, в частности поражений кожи, бактериемии, менингита, инфекций дыхательных путей, таких как пневмония, и абдоминальных инфекций, таких как перитонит.The present invention relates to the use of lipid-defined empty liposomes or mixtures of lipid-defined empty liposomes for the treatment and prevention of bacterial infections, in particular skin lesions, bacteremia, meningitis, respiratory tract infections such as pneumonia, and abdominal infections such as peritonitis.

Более того, настоящее изобретение относится к липидным бислоям или липидным монослоям определенного липидного состава, покрывающим нелипидные поверхности, для применения для лечения и предотвращения бактериальных инфекций.Moreover, the present invention relates to lipid bilayers or lipid monolayers of defined lipid composition covering non-lipid surfaces for use in the treatment and prevention of bacterial infections.

Аналогичным образом, настоящее изобретение также относится к лечению таких бактериальных инфекций, включающему введение нуждающемуся в этом пациенту терапевтически эффективного количества пустых липосом определенного липидного состава или смесей пустых липосом определенного липидного состава, и к способу предотвращения таких бактериальных инфекций у подверженного риску субъекта. Более того, настоящее изображение относится к лечению бактериальных инфекций, включающему введение нуждающемуся в этом пациенту терапевтического эффективного количества пустых липосом определенного липидного состава или смесей пустых липосом определенного состава до, после, совместно или параллельно со стандартным лечением антибиотиками против бактериальной инфекции.Likewise, the present invention also relates to the treatment of such bacterial infections, comprising administering to a patient in need thereof a therapeutically effective amount of lipid-defined empty liposomes or mixtures of lipid-defined empty liposomes, and to a method of preventing such bacterial infections in a subject at risk. Moreover, the present depiction relates to the treatment of bacterial infections comprising administering to a patient in need thereof a therapeutically effective amount of lipid-defined empty liposomes, or mixtures of formulated empty liposomes, before, after, concomitantly, or in parallel with standard antibiotic treatment against a bacterial infection.

Более того, настоящее изобретение относится к новым смесям пустых липосом определенного липидного состава.Moreover, the present invention relates to novel mixtures of empty liposomes of defined lipid composition.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

Фиг. 1. Липосомы, состоящие из холестерина и сфингомиелина, защищают моноциты от холестерин-зависимых цитолизинов, α-гемолизина и фосфолипазы С.Fig. 1. Liposomes consisting of cholesterol and sphingomyelin protect monocytes from cholesterol-dependent cytolysins, α-hemolysin and phospholipase C.

A-D) Липосомы (смеси 1:1 масс./масс.), содержащие холестерин в комбинации с фосфатидилхолином (PC) (3), сфингомиелином (Sm) (4) или фосфатидилсерином (PS) (5), но не с фосфатидилэтаноламином (PE) (6), защищали клетки THP-1 от холестерин-зависимых цитолизинов: пневмолизина О (А), стрептолизина О (В), тетанолизина (С), а также от фосфолипазы С (D).A-D) Liposomes (mixtures 1:1 w/w) containing cholesterol in combination with phosphatidylcholine (PC) (3), sphingomyelin (Sm) (4) or phosphatidylserine (PS) (5), but not with phosphatidylethanolamine (PE ) (6) protected THP-1 cells from cholesterol-dependent cytolysins: pneumolysin O (A), streptolysin O (B), tetanolysin (C), and also from phospholipase C (D).

E) Липосомы (1:1 масс./масс.), содержащие холестерин в комбинации со Sm (4), но не с PC (3), PS (5) или PE (6), защищали клетки TPH-1 от α-гемолизина.E) Liposomes (1:1 w/w) containing cholesterol in combination with Sm (4) but not with PC (3), PS (5) or PE (6) protected TPH-1 cells from α- hemolysin.

F) Липосомы без холестерина (7-9) были неэффективными.F) Liposomes without cholesterol (7-9) were ineffective.

c (o.e.) = количество клеток, выдержанных в присутствии токсина (1, 3-9), относительно количества клеток, выдержанных в отсутствии токсина (2), приведено в относительных единицах (o.e.). PLY = пневмолизин O; SLO = стрептолизин O; TL = тетанолизин; PLC = фосфолипаза C; HML = α-гемолизин. 1 = Контроль (отсутствие липосом); 2 = Контроль (отсутствие токсина), 3 = липосомы холестерин (Ch):PC (1:1 масс./масс.); 4 = липосомы Ch:Sm (1:1 масс./масс.); 5 = липосомы Ch:PS (1:1 масс./масс.); 6 = липосомы Ch:PE (1:1 масс./масс.); 7 = липосомы PC:Sm (1:1 масс./масс.); 8 = липосомы Sm; 9 = липосомы PC. Ch = холестерин; PC = фосфатидилхолин; PS = фосфатидилсерин; Sm = сфингомиелин; PE = фосфатидилэтаноламин.c (o.e.) = number of cells kept in the presence of toxin (1, 3-9) relative to the number of cells kept in the absence of toxin (2), given in relative units (o.e.). PLY = pneumolysin O; SLO = streptolysin O; TL = tetanolysin; PLC=phospholipase C; HML = α-hemolysin. 1 = Control (no liposomes); 2=Control (no toxin), 3=liposomes cholesterol (Ch):PC (1:1 w/w); 4 = Ch:Sm liposomes (1:1 w/w); 5=liposomes Ch:PS (1:1 w/w); 6 = Ch:PE liposomes (1:1 w/w); 7=PC:Sm liposomes (1:1 w/w); 8 = Sm liposomes; 9 = PC liposomes. Ch = cholesterol; PC = phosphatidylcholine; PS = phosphatidylserine; Sm = sphingomyelin; PE = Phosphatidylethanolamine.

Фиг. 2. Липосомы, состоящие из холестерина и сфингомиелина (1:1 масс./масс.), защищают моноциты от холестерин-зависимых цитолизинов в микрограммовых количествах, в то время как для защиты от α-гемолизина Staphylococcus aureus и фосфолипазы C Clostridium perfringens требует 25-100 микрограмм липосом.Fig. 2. Liposomes composed of cholesterol and sphingomyelin (1:1 w/w) protect monocytes from cholesterol-dependent cytolysins in microgram amounts, while protection from Staphylococcus aureus α-hemolysin and Clostridium perfringens phospholipase C requires 25 -100 micrograms of liposomes.

А) Защита от 0,2 микрограмма PLY. B) Защита от 0,4 микрограмма SLO. C) Защита от 0,2 микрограмма TL. D) Защита от 1,2 микрограмма HML. E) Защита от 4,5 микрограмма PLC.A) Protection against 0.2 micrograms of PLY. B) Protection against 0.4 microgram SLO. C) Protection against 0.2 microgram TL. D) Protection against 1.2 micrograms HML. E) Protection against 4.5 micrograms PLC.

c (o.e.) = количество клеток, выдержанных в присутствии токсина, относительно количества клеток, выдержанных в отсутствии токсина, приведенное в относительных единицах. Ось X: LP (мкг) = количество липосом в микрограммах. PLY = пневмолизин О; SLO = стрептолизин О; TL = тетанолизин; HML = α-гемолизин; PLC = фосфолипаза C.c (o.e.) = number of cells kept in the presence of the toxin relative to the number of cells kept in the absence of the toxin, given in relative units. X-axis: LP (µg) = number of liposomes in micrograms. PLY = pneumolysin O; SLO = streptolysin O; TL = tetanolysin; HML = α-hemolysin; PLC = phospholipase C.

Фиг. 3. Для защиты моноцитов от пневмолизина, тетанолизина или α-гемолизина липосомами, состоящими из холестерина и сфингомиелина, требуется холестерин в концентрациях более 30% (масс./масс.)Fig. 3. To protect monocytes from pneumolysin, tetanolysin or α-hemolysin by liposomes consisting of cholesterol and sphingomyelin, cholesterol is required at concentrations greater than 30% (w/w)

A) защита от 0,2 микрограмма PLY. B) Защита от 0,2 микрограмма TL. C) Защита от 1,2 микрограмма HML. c (o.e) = количество клеток, выдержанных в присутствии токсина, относительно количества клеток, выдержанных в отсутствии токсина, приведенное в относительных единицах. Ch (%) = процент холестерина (масс./масс.) в липосомах, состоящих из холестерина и сфингомиелина. PLY = пневмолизин; TL = тетанолизин; HML = α-гемолизин.A) protection against 0.2 micrograms of PLY. B) Protection against 0.2 microgram TL. C) Protection against 1.2 micrograms HML. c (o.e) = number of cells kept in the presence of the toxin, relative to the number of cells kept in the absence of the toxin, given in relative units. Ch (%) = percentage of cholesterol (w/w) in liposomes composed of cholesterol and sphingomyelin. PLY = pneumolysin; TL = tetanolysin; HML = α-hemolysin.

Фиг. 4. Липосомы, состоящие из холестерина и сфингомиелина, защищают моноциты от комбинации холестерин-зависимых цитолизинов и α-гемолизина S. aureus.Fig. 4. Liposomes composed of cholesterol and sphingomyelin protect monocytes from a combination of cholesterol-dependent cytolysins and S. aureus α-hemolysin.

A) Липосомы Ch:Sm (1:1 масс./масс.) (6) оказывали полное защитное действие от комбинированного действия α-гемолизина (HML; 1,2 микрограмма), стрептолизина О (SLO: 0,4 микрограмма) и тетанолизина (TL; 0,2 микрограмма), в то время как липосомы Ch:PC (1:1 масс./масс.) были неэффективными (7).A) Ch:Sm liposomes (1:1 w/w) (6) provided complete protection against the combined action of α-hemolysin (HML; 1.2 micrograms), streptolysin O (SLO: 0.4 micrograms) and tetanolysin (TL; 0.2 micrograms), while Ch:PC liposomes (1:1 w/w) were ineffective (7).

c (o.e.) = количество клеток, выдержанных в присутствии токсинов (2-7) относительно количества контрольных клеток, выдержанных в отсутствии токсинов (1), в относительных единицах. 1 = Контроль (отсутствие токсинов); 2 = SLO, отсутствие липосом; 3 = TL, отсутствие липосом; 4 = HML, отсутствие липосом; 5 = SLO+TL+HML, отсутствие липосом; 6 = SLO+TL+HML, липосомы Ch:Sm; 7 = SLO+TL+HML, липосомы Ch:PC. Ch = холестерин; PC = фосфатидилхолин; Sm = сфингомиелин.c (o.e.) = number of cells kept in the presence of toxins (2-7) relative to the number of control cells kept in the absence of toxins (1), in relative units. 1 = Control (no toxins); 2 = SLO, no liposomes; 3=TL, no liposomes; 4 = HML, no liposomes; 5=SLO+TL+HML, no liposomes; 6=SLO+TL+HML, Ch:Sm liposomes; 7=SLO+TL+HML, Ch:PC liposomes. Ch = cholesterol; PC = phosphatidylcholine; Sm = sphingomyelin.

B) Полное защитное действие от комбинированного действия HML (1,2 микрограмма), SLO (0,4 микрограмма) и TL (0,2 микрограмма) наблюдали при 25 микрограммах липосом, состоящих из Ch:Sm (1:1 масс./масс.). LP (мкг) = количество липосом в микрограммах.B) Full protective effect against the combined action of HML (1.2 micrograms), SLO (0.4 micrograms) and TL (0.2 micrograms) was observed at 25 micrograms of liposomes composed of Ch:Sm (1:1 w/w .). LP (µg) = number of liposomes in micrograms.

C) Эксперименты с центрифугированием подтвердили, что все три токсина напрямую связываются с липосомами Ch:Sm (1:1 масс./масс.). Токсины предварительно инкубировали совместно с липосомами Ch:Sm (6) или без них (2-5). После центрифугирования надосадочные жидкости добавили к клеткам. 1 = Контроль (отсутствие токиснов); 2 = SLO, отсутствие липосом; 3 = TL, отсутствие липосом; 4 = HML, отсутствие липосом; 5 = SLO+TL+HML, отсутствие липосом; 6 = SLO+TL+HML, липосомы Ch:Sm.C) Centrifugation experiments confirmed that all three toxins bind directly to Ch:Sm liposomes (1:1 w/w). Toxins were preincubated together with Ch:Sm liposomes (6) or without them (2-5). After centrifugation, the supernatants were added to the cells. 1 = Control (no toxins); 2 = SLO, no liposomes; 3=TL, no liposomes; 4 = HML, no liposomes; 5=SLO+TL+HML, no liposomes; 6=SLO+TL+HML, Ch:Sm liposomes.

Фиг. 5. Липосомы, состоящие из холестерина и сфингомиелина (1:1 масс./масс.), защищают моноциты от токсинов Streptococcus pyogenes.Fig. 5. Liposomes consisting of cholesterol and sphingomyelin (1:1 w/w) protect monocytes from Streptococcus pyogenes toxins.

A, B) Клетки THP-1 пролиферируют в присутствии бульона с сердечно-мозговым экстрактом (BHI) (квадраты; пунктирная линия на (A)). Культурные надосадочные жидкости 5 штаммов Streptococcus pyogenes (GAS 1-5 = клинические изоляты; все выращенные в бульоне BHI) эффективно уничтожали клетки THP-1 (треугольники), однако указанные клетки были защищены от воздействия стрептококковых токсинов липосомами, состоящими из холестерина и сфингомиелина (кружки). 105с = количество клеток × 105. t (д) = время лечения (дни).A, B) THP-1 cells proliferate in the presence of brain heart extract (BHI) broth (squares; dotted line in (A)). Cultured supernatants of 5 strains of Streptococcus pyogenes (GAS 1-5 = clinical isolates; all grown in BHI broth) effectively killed THP-1 cells (triangles), but these cells were protected from exposure to streptococcal toxins by liposomes composed of cholesterol and sphingomyelin (circles ). 10 5 s = number of cells × 10 5 . t (d) = treatment time (days).

C) Липосомы, состоящие из холестерина и сфингомиелина, защищают моноциты от культуральных надосадочных жидкостей Streptococcus pyogenes в микрограммовых количествах. c (%) = процент клеток, выдержанных в присутствии бактериальных надосадочных жидкостей, выдержанных в отсутствии бактериальных надосадочных жидкостей (100%). LP (мкг) = количество липосом в микрограммах.C) Liposomes composed of cholesterol and sphingomyelin protect monocytes from culture supernatants of Streptococcus pyogenes in microgram amounts. c (%) = percentage of cells maintained in the presence of bacterial supernatants, maintained in the absence of bacterial supernatants (100%). LP (µg) = number of liposomes in micrograms.

Фиг. 6. Липосомы, состоящие из холестерина и сфингомиелина (1:1 масс./масс.), в комбинации с липосомами, содержащими только сфингомиелин, полностью защищают моноциты от токсинов Streptococcus pneumoniae.Fig. 6. Liposomes consisting of cholesterol and sphingomyelin (1:1 w/w), in combination with liposomes containing only sphingomyelin, completely protect monocytes from Streptococcus pneumoniae toxins.

A, B) Клетки THP-1 пролиферируют в присутствии бульона BHI (квадраты). Культуральные надосадочные жидкости 2 штаммов Streptococcus pneumoniae (Pneumo 1 = клинический изолят и Pneumo 2 = штамм D39: оба выращены в бульоне BHI) эффективно уничтожили клетки THP-1 (треугольники), однако указанные клетки были частично защищены от воздействия токсинов Streptococcus pneumoniae липосомами, состоящими из холестерина и сфингомиелина (1:1 масс./масс.) (кружки). 105с = количество клеток × 105. t (д) = время после лечения (дни).A, B) THP-1 cells proliferate in the presence of BHI broth (squares). Culture supernatants of 2 strains of Streptococcus pneumoniae (Pneumo 1 = clinical isolate and Pneumo 2 = strain D39: both grown in BHI broth) effectively killed THP-1 cells (triangles), however, these cells were partially protected from the effects of Streptococcus pneumoniae toxins by liposomes consisting from cholesterol and sphingomyelin (1:1 w/w) (circles). 10 5 s = number of cells × 10 5 . t (d) = time after treatment (days).

C) Смесь содержащих холестерин и не содержащих холестерин липосом, содержащих только сфингомиелин, полностью защищала от токсинов Streptococcus pneumoniae. График показывает защитное действие липосомальных смесей, состоящих из постоянного (400 мкг) количества липосом холестерин:сфингомиелин (1:1 масс./масс.) и различных количеств (0-400 мкг) липосом, содержащих только сфингомиелин.C) A mixture of cholesterol-containing and cholesterol-free liposomes containing only sphingomyelin completely protected against Streptococcus pneumoniae toxins. The graph shows the protective effect of liposomal mixtures consisting of a constant (400 μg) amount of cholesterol:sphingomyelin liposomes (1:1 w/w) and varying amounts (0-400 μg) of sphingomyelin-only liposomes.

c (o.e.) = количество клеток, выдержанных в присутствии бактериальной насадочной жидкости, относительно количества клеток, выдержанных в отсутствии насадочной жидкости, приведено в относительных единицах (o.e.). Sm LP (мкг) = количества липосом, содержащих только сфингомиелин, в микрограммах.c (o.e.) = number of cells kept in the presence of bacterial packing liquid, relative to the number of cells kept in the absence of packing liquid, given in relative units (o.e.). Sm LP (μg) = number of sphingomyelin-only liposomes in micrograms.

Фиг. 7. Липосомы холестерин:фосфатидилхолин (1:1 масс./масс.) и смесь липосом холестерин:фосфатидилхолин (1:1 масс./масс.) и сфингомиелиновых липосом защищают моноциты от токсинов, секретируемых штаммом MRSA 2040 Staphylococcus aureus.Fig. 7. Liposomes cholesterol:phosphatidylcholine (1:1 w/w) and a mixture of liposomes cholesterol:phosphatidylcholine (1:1 w/w) and sphingomyelin liposomes protect monocytes from toxins secreted by Staphylococcus aureus strain MRSA 2040.

Клетки THP-1 пролиферируют в присутствии бульона BHI (квадраты). Культуральные надосадочные жидкости Staphylococcus aureus (выращенного в бульоне BHI) эффективно уничтожают клетки THP-1 в отсутствии липосом (треугольники). (А) 900 микрограмм (ромбы) липосом холестерин:фосфатидилхолин (1:1 масс./масс.) обеспечивают значительную защиту от бактериальных токсинов, тогда как только ограниченную защиту наблюдали при 600 микрограммах (кружки). (B) Полную защиту наблюдали для смеси 600 микрограмм липосом холестерин:фосфатидилхолин (1:1 масс./масс.) с 75 микрограммами липосом Sm (ромбы). 900 микрограмм липосом Sm, используемых отдельно, были неэффективными (кружки). 105c = количество клеток × 105. t (д) = время после лечения (дни).THP-1 cells proliferate in the presence of BHI broth (squares). Culture supernatants of Staphylococcus aureus (grown in BHI broth) effectively killed THP-1 cells in the absence of liposomes (triangles). (A) 900 micrograms (diamonds) cholesterol:phosphatidylcholine liposomes (1:1 w/w) provided significant protection against bacterial toxins, while only limited protection was observed at 600 micrograms (circles). (B) Complete protection was observed for a mixture of 600 micrograms of cholesterol:phosphatidylcholine liposomes (1:1 w/w) with 75 micrograms of Sm liposomes (diamonds). 900 micrograms of Sm liposomes used alone were ineffective (circles). 10 5 c = number of cells × 10 5 . t (d) = time after treatment (days).

Фиг. 8. Не содержащие холестерин липосомы, содержащие сфингомиелит, и смесь липосом холестерин:фосфатидилхолин (1:1 масс./масс.) и липосом, содержащих только сфингомиелин, защищают моноциты от токсинов, секретируемых штаммов Doppelhof Staphylococcus aureus.Fig. 8. Cholesterol-free liposomes containing sphingomyelit and a mixture of cholesterol:phosphatidylcholine liposomes (1:1 w/w) and sphingomyelin-only liposomes protect monocytes from toxins secreted by strains of Doppelhof Staphylococcus aureus.

A, B) Клетки THP-1 пролифилируют в присутствии бульона BHI (квадраты). Культуральные надосадочные жидкости Staphylococcus aureus (выращенного в бульоне BHI) эффективно уничтожают клетки THP-1 в отсутствии липосом (треугольники). (A) 1200 микрограмм (ромбы) сфингомиелиновых липосом обеспечивали значительную защиту от бактериальных токсинов. (B) При использовании в количестве 600 микрограмм наиболее мощную защиту наблюдали для смеси сфингомиелина и сфингомиелина:фосфатидилхолина (1:1 масс./масс.) (ромбы), тогда как сфингомиелиновые липосомы отдельно (кружки) и липосомы сфингомиелин:фосфатидилхолин (1:1 масс./масс.) отдельно (звездочки) были менее эффективными. C) Смесь содержащих холестерин и не содержащих холестерин липосом, содержащих только сфингомиелин, полностью защищала от токсинов, секретируемых штаммов Doppelhof Staphylococcus aureus. График показывает защитное действие липосомальных смесей, состощих из постоянного (600 мкг) количества липосом холестерин:фосфатидилхолин (1:1 масс./масс.) и различных количеств (0-1200 мкг) липосом, содержащих только сфингомиелин.A, B) THP-1 cells are proliferated in the presence of BHI broth (squares). Culture supernatants of Staphylococcus aureus (grown in BHI broth) effectively kill THP-1 cells in the absence of liposomes (triangles). (A) 1200 micrograms (diamonds) of sphingomyelin liposomes provided significant protection against bacterial toxins. (B) When used at 600 micrograms, the most potent protection was observed for a mixture of sphingomyelin and sphingomyelin:phosphatidylcholine (1:1 w/w) (diamonds), while sphingomyelin liposomes alone (circles) and sphingomyelin:phosphatidylcholine liposomes (1:1) 1 w/w) alone (asterisks) were less effective. C) A mixture of cholesterol-containing and cholesterol-free liposomes containing only sphingomyelin completely protected against toxins secreted by Doppelhof strains of Staphylococcus aureus. The graph shows the protective effect of liposomal mixtures consisting of a constant (600 µg) amount of cholesterol:phosphatidylcholine liposomes (1:1 w/w) and varying amounts (0-1200 µg) of sphingomyelin-only liposomes.

105c = количество клеток × 105. t (д) = время после лечения (дни). c (o.e.) = количество клеток, выдержанных в присутствии бактериальной надосадочной жидкости, относительно количества клеток, выдержанных в отсутствии надосадочной жидкости, приведено в относительных единицах (o.e.) Sm LP (мкг) = количество липосом, содержащих только сфингомиелин, в микрограммах.10 5 c = number of cells × 10 5 . t (d) = time after treatment (days). c (oe) = number of cells kept in the presence of bacterial supernatant relative to the number of cells kept in the absence of supernatant, given in relative units (oe) Sm LP (μg) = number of liposomes containing only sphingomyelin, in micrograms.

Фиг. 9. 4-компонентная смесь липосом холестерин:сфингомиелин (1:1 масс./масс.), липосом, содержащих только сфингомиелин, липосом сфингомиелин:фосфатидилхолин (1:1 масс./масс.) защищает моноциты от токсинов, секретируемых штаммами Staphylococcus aureus как Doppelhof, так и MRSA 2040.Fig. 9. 4-component mixture of liposomes cholesterol:sphingomyelin (1:1 w/w), liposomes containing only sphingomyelin, liposomes sphingomyelin:phosphatidylcholine (1:1 w/w) protects monocytes from toxins secreted by strains of Staphylococcus aureus both Doppelhof and MRSA 2040.

Клетки THP-1 пролиферируют в присутствии бульона BHI (квадраты). Культуральные надосодочные жидкости штаммов MRSA 2040 (A) или Doppelhof (B) Staphylococcus aureus (выращенных в бульоне BHI) эффективно уничтожают клетки THP-1 в отсутствии липосом (треугольники), однако 1200 микрограммов 4-компонентной липосомальной смеси (1:1:1:1) полностью защищают указанные клетки от токсинов либо MRSA 2040 (A), либо Doppelhof (B).THP-1 cells proliferate in the presence of BHI broth (squares). Supernatant culture fluids of Staphylococcus aureus strains MRSA 2040 (A) or Doppelhof (B) (grown in BHI broth) effectively kill THP-1 cells in the absence of liposomes (triangles), however 1200 micrograms of 4-component liposome mixture (1:1:1: 1) fully protect said cells from either MRSA 2040 (A) or Doppelhof (B) toxins.

105c = количество клеток × 105. t (д) = время после лечения (дни).10 5 c = number of cells × 10 5 . t (d) = time after treatment (days).

Фиг. 10. Липосомы защищают мышей от бактериемии, вызываемой Staphylococcus aureus, от пневмонии, вызываемой Streptococcus pneumonia, и от бактериемии, вызываемой Streptococcus pneumoniae.Fig. 10. Liposomes protect mice from bacteremia caused by Staphylococcus aureus, from pneumonia caused by Streptococcus pneumonia, and from bacteremia caused by Streptococcus pneumoniae.

A) Лабораторным мышам внутривенно вводили смертельную дозу штамма Doppelhof Staphylococcus aureus путем инъекции. Через 1, 5 и 24 часа после инъекции бактерий мышам водили путем инъекции либо 25-50 микролитров изотонического раствора (ромбы), либо 25 микролитров (1 мг) липосом холестерин:сфингомиелин (1:1) масс./масс. (квадраты), либо 50 микролитров (2 мг) смеси липосомы холестерин:сфингомиелин (1:1 масс./масс.) + липосомы, содержащие только сфингомиелин + липосомы сфингомиелин:фосфатидилхолин (3:1 масс./масс.) в соотношении 1:2:2 (треугольники).A) Laboratory mice were intravenously injected with a lethal dose of the Doppelhof strain of Staphylococcus aureus. At 1, 5 and 24 hours after bacterial injection, mice were injected with either 25-50 microliters of isotonic saline (diamonds) or 25 microliters (1 mg) cholesterol:sphingomyelin liposomes (1:1) w/w. (squares), or 50 microliters (2 mg) of a mixture of liposomes cholesterol:sphingomyelin (1:1 w/w) + liposomes containing only sphingomyelin + liposomes sphingomyelin:phosphatidylcholine (3:1 w/w) in a ratio of 1 :2:2 (triangles).

B) Мышей интраназально инфицировали штаммом D39 Streptococcus pneumoniae. Через 30 минут после инъекции бактерий мыши получали либо инъекцию 50 микролитров изотонического раствора (ромбы), либо однократную интраназальную инъекцию 50 микролитров (2 мг) смеси липосомы холестерин:сфингомиелин (1:1 масс./масс.) + липосомы холестерин:фосфатидилхолин (1:1 масс./масс.) + липосомы, содержащие только сфингомиелин + липосомы сфингомиелин:фосфатидилхолин (3:1 масс./масс.) в соотношении 1:1:1:1 (треугольники).B) Mice were intranasally infected with the D39 strain of Streptococcus pneumoniae. 30 minutes after bacterial injection, mice received either an injection of 50 microliters of isotonic saline (diamonds) or a single intranasal injection of 50 microliters (2 mg) of a mixture of cholesterol:sphingomyelin liposomes (1:1 w/w) + cholesterol:phosphatidylcholine liposomes (1 :1 wt./mass.) + liposomes containing only sphingomyelin + liposomes sphingomyelin:phosphatidylcholine (3:1 wt./mass.) in a ratio of 1:1:1:1 (triangles).

C) Мышам внутривенно вводили смертельную дозу штамма D39 S. pneumoniae путем инъекции. Через 8 и 12 часов после инъекции бактерий мыши получали внутривенно 75 микролитров/инъекция (3 мг) следующих липосом: 1) смесь липосомы холестрерин:сфингомиелин (1:1 масс./масс.) + липосомы, содержащие только сфингомиелин, в соотношении 1:1 (треугольники); 2) липосомы холестерин:сфингомиелин (1:1 масс./масс.) (квадраты); 3) липосомы, содержащие только сфингомиелин (кружки), или 4) изотонический раствор (ромбы).C) Mice were injected intravenously with a lethal dose of S. pneumoniae strain D39. At 8 and 12 hours after bacterial injection, mice received intravenously 75 microliters/injection (3 mg) of the following liposomes: 1) a mixture of cholesterol liposome:sphingomyelin (1:1 w/w) + sphingomyelin-only liposomes in a ratio of 1: 1 (triangles); 2) cholesterol:sphingomyelin liposomes (1:1 w/w) (squares); 3) liposomes containing only sphingomyelin (circles), or 4) isotonic solution (diamonds).

S (%) = процент выживших мышей. t (д) = время после инфицирования (дни).S (%) = percentage of surviving mice. t (d) = time after infection (days).

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Предложены пустые липосомы и смеси липосом для ингаляционного, внутривенного или инфузионного ведения, разработанные с обеспечением повышенной афинности к токсинам, воздействующим на мембраны, по сравнению с указанной афинностью в организме. Указанные пустые липосомы и смеси липосом выступают в качестве ловушек для бактериальных токсинов, находящихся в крови или дыхательных путях инфицированных пациентов, что обеспечивает возможность новой антибактериальной терапии, позволяющей изолировать токсины.Empty liposomes and mixtures of liposomes for inhalation, intravenous or infusion administration are provided, designed to provide increased affinity for membrane-acting toxins as compared to said affinity in the body. Said empty liposomes and mixtures of liposomes act as traps for bacterial toxins present in the blood or respiratory tract of infected patients, enabling a new antibiotic therapy to isolate the toxins.

Настоящее изобретение относится к применению пустых липосом определенного липидного состава или смесей пустых липосом определенного липидного состава для лечения и предотвращения бактериальных инфекций, в частности, бактериемии, менингита, бактериальных инфекций кожи, инфекций кожи, инфекций дыхательных путей, таких как пневмония, и абдоминальных инфекций, таких как перитонит.The present invention relates to the use of lipid-defined empty liposomes or mixtures of lipid-defined empty liposomes for the treatment and prevention of bacterial infections, in particular bacteremia, meningitis, bacterial skin infections, skin infections, respiratory tract infections such as pneumonia, and abdominal infections, such as peritonitis.

Липосомы согласно настоящему изобретению представляют собой пустые липосомы, т.е. липосомы, в которых не инкапсулирован какой-либо антибиотик или другое лекарство. При необходимости их можно применять в комбинации с известными или новыми липосомами, содержащими лекарственные средства.Liposomes according to the present invention are empty liposomes, i. liposomes that do not encapsulate any antibiotic or other drug. If desired, they can be used in combination with known or novel drug-containing liposomes.

Исследование, лежащее в основе настоящего изобретения, показывает, что искусственные липосомы, имеющие точно определенный липидный состав, или смеси липосом, имеющих точно определенный липидный состав, эффективно изолируют очищенные порообразующие токсины и фосфолипазу C, и тем самым предотвращают их связывание с целевыми клетками. Следовательно, применение липосом или их смесей предотвращает лизис культивированных эпителиальных клеток и моноцитов, индуцируемый применением очищенных токсинов или культуральных надосадочных жидкостей Streptococcus pneumonia, Streptococcus pyogenes и Streptococcus aureus, и защищает лабораторных мышей от смерти, вызываемой экспериментально индуцированной бактериемией или пневмонией.The research underlying the present invention shows that artificial liposomes having a well-defined lipid composition, or mixtures of liposomes having a well-defined lipid composition, effectively isolate purified pore-forming toxins and phospholipase C, and thereby prevent their binding to target cells. Therefore, the use of liposomes or mixtures thereof prevents the lysis of cultured epithelial cells and monocytes induced by the use of purified toxins or culture supernatants of Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes and Streptococcus aureus, and protects laboratory mice from death caused by experimentally induced bacteremia or pneumonia.

Настоящее изобретение относится к применению пустых липосом определенного липидного состава или смесей пустых липосом определенного липидного состава для лечения и предотвращения бактериальных инфекций.The present invention relates to the use of lipid-defined empty liposomes or mixtures of lipid-defined empty liposomes for the treatment and prevention of bacterial infections.

Кроме того, настоящее изобретение относится к липидным бислоям или липидным монослоям определенного липидного состава, покрывающим нелипидыне поверхности, для применения для лечения и предотвращения бактериальных инфекций. Рассматриваемые нелипидные поверхности представляют собой, например, устройства медицинского назначения, биоразлагаемые гранулы и наночастицы.In addition, the present invention relates to lipid bilayers or lipid monolayers of defined lipid composition that coat non-lipid surfaces for use in the treatment and prevention of bacterial infections. Contemplated non-lipid surfaces are, for example, medical devices, biodegradable granules and nanoparticles.

Рассматриваемые липосомы предствляют собой искусственные липосомы от 20 нм до 10 мкм, предпочтительно от 20 до 50 нм, содержащие липиды или фосфолипиды, выбранные из группы стеролов, сфинголипидов и глицеролипидов, в частности, выбранные из группы, состоящей из холестерина, сфингомиединов, церамидов, фосфатидилхолинов, фосфатидилэтаноламинов, фосфатидилсеринов, диацилглицеринов и фосфатидных кислот, содержащих одну (лизо-) или две (диацил-) насыщенные или ненасыщенные жирные кислоты длиной более 4 атомов углерода и до 28 атомов углерода.The liposomes in question are artificial liposomes from 20 nm to 10 μm, preferably from 20 to 50 nm, containing lipids or phospholipids selected from the group of sterols, sphingolipids and glycerolipids, in particular selected from the group consisting of cholesterol, sphingomyedins, ceramides, phosphatidylcholines , phosphatidylethanolamines, phosphatidylserines, diacylglycerols and phosphatidic acids containing one (lyso-) or two (diacyl-) saturated or unsaturated fatty acids with a length of more than 4 carbon atoms and up to 28 carbon atoms.

Состав рассматриваемых липидных бислоев или липидных монослоев является такой же, как указано для липосом.The composition of the considered lipid bilayers or lipid monolayers is the same as indicated for liposomes.

Жирные кислоты, содержащие от 4 до 28 атомов углерода, представляют собой, например, насыщенные линейные алканкарбоновые кислоты предпочтительно с четным числом атомов углерода, например, 12-26 атомами углерода, например, лауриновую, миристиновую, пальмитиновую, стеариновую, арахидиновую или бегеновую кислоту, или ненасыщенные линейные алкенкарбоновые кислоты предпочтительно с четным числом атомов углерода от 12 до 26 и одной, двумя или более предпочтительно до шести двойными связями в транс- или предпочтительно цис-конфигурации, например, олеиновую кислоту, линолевую кислоту, альфа-линолевую кислоту, арахидоновую кислоту или эруковую кислоту.Fatty acids containing from 4 to 28 carbon atoms are, for example, saturated linear alkanecarboxylic acids, preferably with an even number of carbon atoms, for example, 12-26 carbon atoms, for example, lauric, myristic, palmitic, stearic, arachidic or behenic acid, or unsaturated linear alkenecarboxylic acids preferably with an even number of carbon atoms from 12 to 26 and one, two or more preferably up to six double bonds in trans or preferably cis configuration, for example oleic acid, linoleic acid, alpha-linoleic acid, arachidonic acid or erucic acid.

Термин «пустые липосомы» означает, что в лимосомы, рассматриваемые в настоящем изобретении, не заключены антибиотики или другие лекарственные средства. В настоящем описании термин «заключенный» означает инкапсулированный в полость липосомы, внутри потенциального двойного слоя липосомы или в виде части слоя мембраны липосомы. В настоящем описании термин «липосомы» также исключает липосомы, модифицированные связывающими агентами, такими как антитела и моно- или олигосахариды, например, как в гликолипидах. Однако липосомы, модифицированные полиэтиленгликолем (ПЭГ), рассматриваются как часть настоящего изобретения. Известно, что ПЭГ изменяет время циркуляции липосомы.The term "empty liposomes" means that the limosomes of the present invention do not contain antibiotics or other drugs. As used herein, the term "enclosed" means encapsulated in the cavity of a liposome, within a potential bilayer of a liposome, or as part of a membrane layer of a liposome. As used herein, the term "liposomes" also excludes liposomes modified with binding agents such as antibodies and mono- or oligosaccharides, such as in glycolipids. However, polyethylene glycol (PEG) modified liposomes are considered part of the present invention. PEG is known to alter the circulation time of the liposome.

В частности, настоящее изобретение относится к применению пустых липосом, содержащих холестерин и сфингомиелин, и смесей пустых липосом, содержащих холестерин и сфингомиелин, или фосфатидилхолин и сфингомиелин, с другими пустыми липосомами определенного липидного состава, такими как липосомы, содержащие липиды или фосфолипиды, выбранные из группы, состоящей из стеролов, сфинголипидов и глицеролипидов, в частности, выбранные из группы, состоящей из холестерина, сфингомиелинов, церамидов, фосфатидилхолинов, фосфатидилэтаноламинов, фосфатидилсеринов, диацилглицеринов и фосфатидных кислот, содержащих одну или две насыщенные или ненасыщенные жирные кислоты длиной более 4 атомов углерода и до 28 атомов углерода, для лечения и предотвращения бактериальных инфекций.In particular, the present invention relates to the use of empty liposomes containing cholesterol and sphingomyelin, and mixtures of empty liposomes containing cholesterol and sphingomyelin, or phosphatidylcholine and sphingomyelin, with other empty liposomes of a particular lipid composition, such as liposomes containing lipids or phospholipids selected from the group consisting of sterols, sphingolipids and glycerolipids, in particular selected from the group consisting of cholesterol, sphingomyelins, ceramides, phosphatidylcholines, phosphatidylethanolamines, phosphatidylserines, diacylglycerols and phosphatidic acids containing one or two saturated or unsaturated fatty acids with a length of more than 4 carbon atoms and up to 28 carbons, to treat and prevent bacterial infections.

В одном из вариантов реализации настоящее изобретение относится к применению пустых липосом, содержащих сфингомиелин и 30% (масс./масс.) или более холестерина, и смесей пустых липосом, содержащих сфингомиелин и 30% (масс./масс.) или более холестерина, с другими пустыми липосомами, определенными в настоящем описании, для лечения и предотвращения бактериальных инфекций. В частности, настоящее изобретение относится к применению пустых липосом, состоящих из сфингомиелина и 30% (масс./масс.) или более холестерина, и смесей пустых липосом, состоящих из сфингомиелина и 30% (масс./масс.) или более холестерина, с другими пустыми липосомами, определенными в настоящем описании, для лечения и предотвращения бактериальных инфекций. В частности, настоящее изобретение относится к применению пустых липосом, состоящих из сфингомиелина и из 35%-65% (масс./масс.) холестерина, предпочтительно от 40% до 55% (масс./масс.) холестерина, в частности, от 45% до 55% (масс./масс.) холестерина, например, примерно 50% (масс./масс.) холестерина, и смесей пустых липосом, состоящих из сфингомиелина и из 35%-65% или от 40% до 55%, или от 45% до 55%, например, примерно 50% (масс./масс.) холестерина, с другими пустыми липосомами, определенными в настоящем описании, для лечения и предотвращения бактериальных инфекций.In one embodiment, the present invention relates to the use of empty liposomes containing sphingomyelin and 30% (w/w) or more cholesterol, and mixtures of empty liposomes containing sphingomyelin and 30% (w/w) or more cholesterol, with other empty liposomes as defined herein for the treatment and prevention of bacterial infections. In particular, the present invention relates to the use of empty liposomes consisting of sphingomyelin and 30% (w/w) or more cholesterol, and mixtures of empty liposomes consisting of sphingomyelin and 30% (w/w) or more cholesterol, with other empty liposomes as defined herein for the treatment and prevention of bacterial infections. In particular, the present invention relates to the use of empty liposomes consisting of sphingomyelin and from 35% to 65% (w/w) cholesterol, preferably from 40% to 55% (w/w) cholesterol, in particular from 45% to 55% (w/w) cholesterol, e.g. about 50% (w/w) cholesterol, and mixtures of empty liposomes consisting of sphingomyelin and 35%-65% or 40% to 55% , or from 45% to 55%, for example, about 50% (wt./mass.) cholesterol, with other empty liposomes defined in the present description, for the treatment and prevention of bacterial infections.

В конкретном варианте реализации настоящее изобретение относится к применению липосомальной смеси пустых липосом, содержащих или состоящих из холестерина и сфингомиелина, с другими пустыми липосомами, содержащими или состоящими из сфингомиелина, для лечения и предотвращения бактериальных инфекций.In a particular embodiment, the present invention relates to the use of a liposomal mixture of empty liposomes containing or consisting of cholesterol and sphingomyelin with other empty liposomes containing or consisting of sphingomyelin for the treatment and prevention of bacterial infections.

В другом варианте реализации настоящее изобретение относится к применению липосомальной смеси пустых липосом, содержащих или состоящих из фосфатидилхолина и сфингомиелина, с другими пустыми липосомами, определенными в настоящем описании, для лечения и предотвращения бактериальных инфекций. В частности, настоящее изобретение относится к применению липосомальной смеси пустых липосом, содержащих или состоящих из фосфатидилхолина и сфингомиелина, с другими пустыми липосомами, содержащими или состоящими из сфингомиелина, для лечения и предотвращения бактериальных инфекций.In another embodiment, the present invention relates to the use of a liposomal mixture of empty liposomes containing or consisting of phosphatidylcholine and sphingomyelin with other empty liposomes as defined herein for the treatment and prevention of bacterial infections. In particular, the present invention relates to the use of a liposomal mixture of empty liposomes containing or consisting of phosphatidylcholine and sphingomyelin with other empty liposomes containing or consisting of sphingomyelin for the treatment and prevention of bacterial infections.

В конкретном варианте реализации настоящее изобретение относится к применению трехкомпонентной липосомальной смеси пустых липосом, содержащих или состоящих из холестерина и сфингомиелина, с другими пустыми липосомами, содержащими или состоящими из фосфатидилхолина и сфингомиелина, и с пустыми липосомами, состоящими из сфингомиелина, для лечения и предотвращения бактериальных инфекций.In a specific embodiment, the present invention relates to the use of a ternary liposomal mixture of empty liposomes containing or consisting of cholesterol and sphingomyelin, with other empty liposomes containing or consisting of phosphatidylcholine and sphingomyelin, and with empty liposomes consisting of sphingomyelin, for the treatment and prevention of bacterial infections.

В другом конкретном варианте реализации настоящее изобретение относится к применению четырехкомпонентной липосомальной смеси пустых липосом, содержащих или состоящих из холестерина и сфингомиелина, с другими пустыми липосомами, содержащими или состоящими из фосфатидилхолина и сфингомиелина, с пустыми липосомами, состоящими из сфингомиелина, и с пустыми липосомами, содержащими или состоящими из холестерина и фосфатидилхолина, для лечения и предотвращения бактериальных инфекций.In another specific embodiment, the present invention relates to the use of a quaternary liposomal mixture of empty liposomes containing or consisting of cholesterol and sphingomyelin, with other empty liposomes containing or consisting of phosphatidylcholine and sphingomyelin, with empty liposomes consisting of sphingomyelin, and with empty liposomes, containing or consisting of cholesterol and phosphatidylcholine, for the treatment and prevention of bacterial infections.

Конкретный состав рассматриваемых липидных бислоев или липидных монослоев является таким же, как указано для липосом, и они предпочтительно содержат холестерин и сфингомиелин, а также, возможно, фосфатидилхолин.The specific composition of the lipid bilayers or lipid monolayers in question is the same as indicated for liposomes, and they preferably contain cholesterol and sphingomyelin, and possibly also phosphatidylcholine.

Очевидно, что пустые липосомы, определенные выше, смеси пустых липосом, определенных выше, и липидные бислои или липидные монослои можно применять совместно с другими соединениями. Например, можно добавлять компоненты для получения стандартных фармацевтических композиций. Также рассматривается возможность добавления лекарственных средств или подобных лекарственным средствам соединений, или добавления дополнительных липосом, в которые заключены лекарственные средства или подобные лекарственным средствам соединения во внутреннем пространстве липосом.Clearly, empty liposomes as defined above, mixtures of empty liposomes as defined above, and lipid bilayers or lipid monolayers can be used in conjunction with other compounds. For example, you can add components to obtain standard pharmaceutical compositions. Also contemplated is the addition of drugs or drug-like compounds, or the addition of additional liposomes that enclose drugs or drug-like compounds within the interior of the liposomes.

Рассматриваемые лекарственные средства, в частности, представляют собой антибиотики. Такие антибиотики представляют собой, например, карбапенемы, такие как имипенем/циластатин, меропенем, эртапенем и дорипенем; цефалоспорины 1-го поколения, такие как цефадроксил и цефалексин; цефалоспорины 2-го поколения, такие как цефуроксим, цефаклор и цефпрозил; цефалоспорины 3-го поколения, такие как цефтазидим, цефтриаксон, цефиксим, цефдинир, цефдиторен, цефотаксим, цефподоксим и цефтибутен, цефалоспорины 4-го поколения, такие как цефепим; цефалоспорины 5-го поколения, такие как цефтаролина фосамил и цефтобипрол; гликопептиды, такие как ванкомицин, тейкопланин и телаванцин; макролиды, такие как кларитромицин, азитромицин, диритромицин, эритромицин, рокситромицин, тролеандомицин, телитромицин, спектиномицин и спирамицин; пенициллины, такие как амоксициллин, флуклоксациллин, оксациллин, карбенициллин и пиперациллин; комбинации пенициллинов, такие как амоксициллин/клавуланат, пиперациллин/тазобактам, ампициллин/сульбактам и тикарциллин/клавуланат; хинолоны, такие как ципрофлоксацин (например, липосомальный ципрофлоксацин Aradigm) и моксифлоксацин; лекарственные средства от микобактерий, такие как рифампицин (рифампин в США), клофазимин, дапсон, капреомицин, циклосерин, этамбутол, этионамид, изониазид, пиразинамид, рифабутин, рифапентин и стрептомицин; другие антибиотики, такие как метронидазол, арсфенамин, хлорамфеникол, фосфомицин, фусидовая кислота, линезолид, мупироцин, платенсимицин, хинупристин/дальфопристин, рифаксимин, тиамфеникол, тигециклин и тинидазол; аминогликозиды, такие как амикацин, гентамицин, канамицин, неомицин, нетидмицин, тобрамицин (например, тобрамицин fluidosomes™ Axentis) и паромомицин; сульфаниламиды, такие как мафенид, сульфонамидохризоидин, сульфацетамид, сульфадиазин, сульфадиазин серебра, сульфаметизол, сульфаметоксазол, сульфаниламид, сульфасалазин, сульфизоксазол, триметоприм и триметоприм-сульфаметоксазол (котримоксазол, TMP-SMX), тетрациклины, такие как демеклоциклин, доксициклин, миноциклин, окситетрациклин и тетрациклин; линкозамиды, такие как клиндамицин и линкомицин; и липопептиды, такие как даптомицин.The drugs in question are, in particular, antibiotics. Such antibiotics are, for example, carbapenems such as imipenem/cilastatin, meropenem, ertapenem and doripenem; 1st generation cephalosporins such as cefadroxil and cephalexin; 2nd generation cephalosporins such as cefuroxime, cefaclor and cefprozil; 3rd generation cephalosporins such as ceftazidime, ceftriaxone, cefixime, cefdinir, cefditoren, cefotaxime, cefpodoxime and ceftibuten; 4th generation cephalosporins such as cefepime; 5th generation cephalosporins such as ceftaroline fosamil and ceftobiprole; glycopeptides such as vancomycin, teicoplanin and telavancin; macrolides such as clarithromycin, azithromycin, dirithromycin, erythromycin, roxithromycin, troleandomycin, telithromycin, spectinomycin and spiramycin; penicillins such as amoxicillin, flucloxacillin, oxacillin, carbenicillin and piperacillin; penicillin combinations such as amoxicillin/clavulanate, piperacillin/tazobactam, ampicillin/sulbactam, and ticarcillin/clavulanate; quinolones such as ciprofloxacin (eg liposomal ciprofloxacin Aradigm) and moxifloxacin; mycobacterial drugs such as rifampicin (rifampin in the US), clofazimine, dapsone, capreomycin, cycloserine, ethambutol, ethionamide, isoniazid, pyrazinamide, rifabutin, rifapentine, and streptomycin; other antibiotics such as metronidazole, arsfenamin, chloramphenicol, fosfomycin, fusidic acid, linezolid, mupirocin, platesensimycin, quinupristin/dalfopristin, rifaximin, thiamphenicol, tigecycline and tinidazole; aminoglycosides such as amikacin, gentamicin, kanamycin, neomycin, netidmycin, tobramycin (eg fluidosomes™ Axentis tobramycin) and paromomycin; sulfonamides such as mafenide, sulfonamidochrysoidine, sulfacetamide, sulfadiazine, silver sulfadiazine, sulfamethizole, sulfamethoxazole, sulfanilamide, sulfasalazine, sulfisoxazole, trimethoprim and trimethoprim-sulfamethoxazole (cotrimoxazole, TMP-SMX), tetracyclines such as demeclocycline, doxycycline, minotracycline, and tetracycline; lincosamides such as clindamycin and lincomycin; and lipopeptides such as daptomycin.

Другие рассматриваемые лекарственные средства представляют собой противораковые агенты, например, винкристина, сульфат, винкристин, цитарабин, даунорубицин и доксорубицин.Other contemplated drugs are anti-cancer agents, eg vincristine, sulfate, vincristine, cytarabine, daunorubicin and doxorubicin.

Другие растворимые лекарственные средства представляют собой противовоспалительные лекарственные средства, например, кортикостероиды (глюкокортикоиды), такие как гидрокортизон (кортизол), кортизон, преднизон, преднизолон, метилпреднизолон, дексаметазон, бетаметазон, триамцинолон, беклометазон, флудрокортизона ацетат, дезоксикортикостерона ацетат (DOCA), альдостерон, будесонид, дезонид и флуоцинонид; нестероидные противовоспалительные лекарственные средства, например, салицилаты, такие как аспирин (ацетилсалициловая кислота), дифлунизал и салсалат; произодные пропионовой кислоты, такие как ибупрофен, дексибупрофен, напроксен, фенопрофен, кетопрофен, декскетопрофен, флурбипрофен, оксапрозин и локсопрофен; производные уксусной кислоты, такие как индометацин, толметин, сулиндак, этодолак, кеторолак, диклофенак и набуметон; производные эноловой кислоты (оксикам), такие как пироксикам, мелоксикам, теноксикам, дроксикам, лорноксикам и изоксикам; производные фенаминовой кислоты (фенаматы), такие как мефенамовая кислота, меклофенамовая кислота, флуфенамовая кислота и толфенамовая кислота; селективные ингибиторы COX-2 (коксибы), такие как Целекоксиб; и другие, такие как ликофелон.Other soluble drugs are anti-inflammatory drugs, e.g. corticosteroids (glucocorticoids) such as hydrocortisone (cortisol), cortisone, prednisone, prednisolone, methylprednisolone, dexamethasone, betamethasone, triamcinolone, beclomethasone, fludrocortisone acetate, deoxycorticosterone acetate (DOCA), aldosterone , budesonide, desonide and fluocinonide; non-steroidal anti-inflammatory drugs such as salicylates such as aspirin (acetylsalicylic acid), diflunisal and salsalat; propionic acid derivatives such as ibuprofen, dexibuprofen, naproxen, fenoprofen, ketoprofen, dexketoprofen, flurbiprofen, oxaprozin and loxoprofen; acetic acid derivatives such as indomethacin, tolmetin, sulindac, etodolac, ketorolac, diclofenac and nabumetone; enolic acid derivatives (oxicam) such as piroxicam, meloxicam, tenoxicam, droxicam, lornoxicam and isoxicam; fenamic acid derivatives (fenamates) such as mefenamic acid, meclofenamic acid, flufenamic acid and tolfenamic acid; selective COX-2 inhibitors (coxibs) such as celecoxib; and others such as licofelone.

Другие рассматриваемые лекарственные средства представляют собой сосудосуживающие средства и вазоконстрикторы, например, вазопрессин, оксиметазолин, фенилэфрин, пропилгекседрин, псевдоэфедрин, эпинефрин, норэпинефрин, дофамин и антигистаминные средства.Other drugs considered are vasoconstrictors and vasoconstrictors, eg vasopressin, oxymetazoline, phenylephrine, propylhexedrine, pseudoephedrine, epinephrine, norepinephrine, dopamine and antihistamines.

Также рассмотрены другие типы лекарственных средств, например, парацетамол (болеутоляющее средство), амфотерицин B (от грибковых инфекций), бупивакаин (устранение послеоперационной боли), вакцины против гепатита A, гриппа, столбняка, уклончивого MRSA, коклюша, дифтерии, менингококка, холеры, брюшного тифа, сибирской язвы, пневмококка (например, Превнар 13®) и другие антибактериальные вакцины, морфин (болеутоляющее средство), вертепорфин (офтальмологические заболевания), эстрадиол (расстройства в менопаузе), соединения аганоцида®, например ауриклозен (auriclosene) (NVC-422, N,N-дихлор-2,2-диметилтаурин (антибактериальные средства), липосомные частицы M Bio Technology, содержащие специфические липидные бактериальные антигены, например имитирующие бактерии частицы в качестве вакцин (микоплазматические инфекции, включая пневмонию) и бактериофаги.Other types of medicines are also considered, such as paracetamol (pain reliever), amphotericin B (for fungal infections), bupivacaine (for postoperative pain), hepatitis A, influenza, tetanus, evasive MRSA, whooping cough, diphtheria, meningococcus, cholera, typhoid, anthrax, pneumococcus (eg Prevnar 13®) and other antibacterial vaccines, morphine (pain reliever), verteporfin (ophthalmic disorders), estradiol (menopausal disorders), aganocide® compounds, eg auriclosen (auriclosene) (NVC- 422, N,N-dichloro-2,2-dimethyltaurine (antibacterials), M Bio Technology liposomal particles containing specific lipid bacterial antigens, such as bacterial mimic particles as vaccines (mycoplasmic infections including pneumonia) and bacteriophages.

Другие рассматриваемые лекарственные средства представляют собой антитоксины, например, столбнячный антитоксин, такое как противостолбнячный иммуноглобулин, наногубки, полимерные наночастицы, ядро биомиметических полимерных наночастиц, окруженное мембранами клеток-хозяев (такими как мембраны красных кровяных телец), прицельно воздействующие на токсины моноклональные антитела и фрагменты антител, природные соединения, ингибирующие выработку конкретных токсинов, ингибиторы системы секреции бактериальных токсинов, такие как ингибиторы T3SS, токсинсвязывающие гибридные белки муцинового типа, растворимые T-клеточные рецепторы, выступающие в качестве приманки для нейтрализации токсинов, и пептиды, ингибирующие процессинг токсинов.Other drugs under consideration are antitoxins, for example, tetanus antitoxin such as tetanus immunoglobulin, nanosponges, polymeric nanoparticles, a core of biomimetic polymeric nanoparticles surrounded by host cell membranes (such as red blood cell membranes), toxin-targeting monoclonal antibodies, and fragments antibodies, natural compounds that inhibit the production of specific toxins, inhibitors of the bacterial toxin secretion system such as T3SS inhibitors, mucin-type toxin-binding fusion proteins, soluble T-cell receptors that act as a bait to neutralize toxins, and peptides that inhibit toxin processing.

Более того, настоящее изобретение относится к новым смесям пустых липосом определенного липидного состава. В частности, настоящее изобретение относится к смесям пустых липосом, содержащих холестерин и сфингомиелин, или фосфатидилхолин и сфингомиелин, с другими пустыми липосомами определенного липидного состава, такими как липосомы, содержащие липиды или фосфолипиды, выбранные из группы стеролов, сфинголипидов и глицеролипидов, в частности, выбранные из группы, состоящей из холестерина, сфингомиелинов, церамидов, фосфатидилхолинов, фосфатидилэтаноламинов, фосфатидилсеринов, диацилглицеринов и фосфатидных кислот, содержащих одну или две насыщенные или ненасыщенные жирные кислоты длиной более 4 атомов углерода и до 28 атомов углерода, для лечения и предотвращения бактериальных инфекций.Moreover, the present invention relates to novel mixtures of empty liposomes of defined lipid composition. In particular, the present invention relates to mixtures of empty liposomes containing cholesterol and sphingomyelin, or phosphatidylcholine and sphingomyelin, with other empty liposomes of a particular lipid composition, such as liposomes containing lipids or phospholipids selected from the group of sterols, sphingolipids and glycerolipids, in particular, selected from the group consisting of cholesterol, sphingomyelins, ceramides, phosphatidylcholines, phosphatidylethanolamines, phosphatidylserines, diacylglycerols and phosphatidic acids containing one or two saturated or unsaturated fatty acids greater than 4 carbon atoms and up to 28 carbon atoms, for the treatment and prevention of bacterial infections.

Конкретные рассматриваемые смеси представляют собой смеси пустых липосом, содержащих или состоящих из сфингомиелина и холестерина, с другими пустыми липосомами, определенными в настоящем описании, такие как смеси пустых липосом, содержащих или состоящих из холестерина и сфингомиелина, с другими пустыми липосомами, содержащими или состоящими из сфингомиелина.Particular contemplated mixtures are mixtures of empty liposomes containing or consisting of sphingomyelin and cholesterol with other empty liposomes as defined herein, such as mixtures of empty liposomes containing or consisting of cholesterol and sphingomyelin with other empty liposomes containing or consisting of sphingomyelin.

Другие конкретные рассматриваемые смеси представляют собой смеси пустых липосом, содержащих или состоящих из фосфатидилхолина и сфингомиелина, с другими пустыми липосомами, определенными в настоящем описании, такие как смеси пустых липосом, содержащих или состоящих из фосфатидилхолина и сфингомиелина, с другими пустыми липосомами, содержащими или состоящими из сфингомиелина.Other specific mixtures contemplated are mixtures of empty liposomes containing or consisting of phosphatidylcholine and sphingomyelin with other empty liposomes as defined herein, such as mixtures of empty liposomes containing or consisting of phosphatidylcholine and sphingomyelin with other empty liposomes containing or consisting of from sphingomyelin.

Другие конкретные рассматриваемые смеси представляют собой трехкомпонентные липосомальные смеси пустых липосом, содержащих или состоящих из холестерина и сфингомиелина, с другими пустыми липосомами, содержащими или состоящими из фосфатидилхолина и сфингомиелина, и с пустыми липосомами, содержащими или состоящими из сфингомиелина.Other specific mixtures contemplated are ternary liposomal mixtures of empty liposomes containing or consisting of cholesterol and sphingomyelin, with other empty liposomes containing or consisting of phosphatidylcholine and sphingomyelin, and with empty liposomes containing or consisting of sphingomyelin.

Другие конкретные рассматриваемые смеси представляют собой четырехкомпонентные липосомальные смеси пустых липосом, содержащих или состоящих из холестерина и сфингомиелина, с другими пустыми липосомами, содержащими или состоящими из фосфатидилхолина и сфингомиелина, с пустыми липосомами, состоящими из сфингомиелина, и с пустыми липосомами, содержащими или состоящими из холестерина и фосфатидилхолина.Other specific mixtures contemplated are quaternary liposome mixtures of empty liposomes containing or consisting of cholesterol and sphingomyelin, with other empty liposomes containing or consisting of phosphatidylcholine and sphingomyelin, with empty liposomes consisting of sphingomyelin, and with empty liposomes containing or consisting of cholesterol and phosphatidylcholine.

В липосомах компоненты могут присутствовать в разных количествах в зависимости от склонности к образованию липосом, стабильности липосом, имеющих различный состав, и предполагаемого применения. Примерами являются липосомы, состоящие из двух компонентов в композиции приблизительно 1:1, 2:1, 3:1, 4:1 или 5:1 (масс./масс.). Дополнительные компоненты могут быть примешаны в количествах, составляющих приблизительно 10, 20 или 25% (масс./масс.).In liposomes, the components may be present in varying amounts depending on the propensity to form liposomes, the stability of liposomes having different compositions, and the intended use. Examples are liposomes consisting of two components in a composition of approximately 1:1, 2:1, 3:1, 4:1 or 5:1 (w/w). Additional components can be mixed in amounts of approximately 10, 20 or 25% (wt./mass.).

В предпочтительных липосомах согласно настоящему изобретению холестерин присутствует в количестве 30-70%, предпочтительно 40-60%, например 45-55%, в частности, примерно 50% (масс./масс.), фосфатидилхолин присутствует в количестве 10-60%, предпочтительно 20-60%, предпочтительно 40-60%, например, 45-55%, более предпочтительно примерно 50% (масс./масс.); и сфингомиелин присутствует в количестве 10-100%, предпочтительно 20-60% или 100%, предпочтительно 40-60%, например 45-55%, более предпочтительно примерно 50% (масса./масс.) или 100%, соотношение холестерин:сфингомиелин составляет от 5:1 до 1:2, предпочтительно от 2:1 до 1:2, в частности, примерно 1:1 (масс./масс.), и соотношение холестерин:фосфатидилхолин или фосфатидилхолин:сфингомиелин составляет от 5:1 до 1:5, предпочтительно от 2:1 до 1:2, в частности, примерно 1:1 (масс./масс.).In preferred liposomes according to the invention, cholesterol is present in an amount of 30-70%, preferably 40-60%, for example 45-55%, in particular about 50% (w/w), phosphatidylcholine is present in an amount of 10-60%, preferably 20-60%, preferably 40-60%, eg 45-55%, more preferably about 50% (w/w); and sphingomyelin is present in an amount of 10-100%, preferably 20-60% or 100%, preferably 40-60%, such as 45-55%, more preferably about 50% (w/w) or 100%, cholesterol ratio: sphingomyelin is from 5:1 to 1:2, preferably from 2:1 to 1:2, in particular about 1:1 (w/w), and the ratio of cholesterol:phosphatidylcholine or phosphatidylcholine:sphingomyelin is from 5:1 up to 1:5, preferably from 2:1 to 1:2, in particular about 1:1 (w/w).

В липосомальных смесях отдельные компоненты липосом, имеющих разный состав, смешивают в пропорциях, определяемых потребностями лечения. Примерами являются приблизительно 1:1, 2:1 или 3:1 (масс./масс.) для 2-компонентых смесей; приблизительно 1:1:1, 2:1:1 или 2:2:1 (масс./масс.) для 3-компонентных смесей; и приблизительно 1:1:1:1, 2:1:1:1, 2:2:1:1 или 2:2:2:1 (масс./масс.) для 4-компонентных смесей.In liposomal mixtures, individual components of liposomes having different compositions are mixed in proportions determined by the needs of the treatment. Examples are approximately 1:1, 2:1, or 3:1 (w/w) for 2-component mixtures; approximately 1:1:1, 2:1:1 or 2:2:1 (w/w) for 3-component mixtures; and approximately 1:1:1:1, 2:1:1:1, 2:2:1:1, or 2:2:2:1 (w/w) for 4-component mixtures.

Рассматриваемые липосомы состоят из одного или более фосфолипидных бислоев. Предпочтительными являются крупные моноламеллярные везикулы (LUV) и мультиламеллярные везикулы (MLV). Наиболее предпочтительными являются мелкие моноламеллярные везикулы (SUV).The liposomes in question are composed of one or more phospholipid bilayers. Large monolamellar vesicles (LUV) and multilamellar vesicles (MLV) are preferred. Most preferred are small monolamellar vesicles (SUVs).

Липосомы изготавливают в соответствии с методами экструзии или ультразвука, или микрофлюидизации (например, гомогенизации под высоким давлением), известными в данной области техники. Например, липиды смешивают в органическом растворителе, таком как хлороформ. Хлороформ выпаривают и сухую липидную пленку гидратируют в водном растворе, таком как изотонический раствор (0,9 NaCl), раствор Кребса или раствор Тиродс, и дополнительно обрабатывают ультразвуком с получением липосом. При необходимости размер липосом можно контролировать путем их экструзии через мембранные фильтры с фиксированным диаметром пор. Индивидуально полученные липосомы, имеющие разный липидный состав, смешивают в необходимых пропорциях непосредственно перед применением.Liposomes are made according to extrusion or sonication or microfluidization (eg, high pressure homogenization) techniques known in the art. For example, lipids are mixed in an organic solvent such as chloroform. The chloroform is evaporated off and the dry lipid film is hydrated in an aqueous solution such as isotonic solution (0.9 NaCl), Krebs' solution or Tyrods' solution and further sonicated to form liposomes. If necessary, the size of liposomes can be controlled by extrusion through membrane filters with a fixed pore diameter. Individually obtained liposomes having different lipid compositions are mixed in the required proportions immediately before use.

Эпителиальные клетки составляют физический барьер для патогенов. Искусственные липосомы способны защищать эпителиальные клетки мезонефроса человека (HEK 293) от индуцируемого стрептолизином O (SLO) лизиса. Образуемые поры SLO в клеточной мембране являются достаточно большими, чтобы вызывать отток цитоплазматических белков с Мг до 100 кДа. Прямое связывание SLO с содержащими холестерин липосомами подтверждали путем предварительной инкубации липосом совместно с токсином с последующим центрифугированием. После центрифугирования липосомы, выделенные в осадке, отбрасывали, а насадочные жидкости, не содержащие липосомы, добавляли к клеткам. Надосадочные жидкости никак не повреждали незащищенные клетки, что позволяет предположить, что токсин был эффективно удален из раствора за счет его связывания с липосомами.Epithelial cells constitute a physical barrier to pathogens. Artificial liposomes are able to protect human mesonephros epithelial cells (HEK 293) from streptolysin O (SLO) induced lysis. The resulting SLO pores in the cell membrane are large enough to induce efflux of cytoplasmic proteins with Mg up to 100 kDa. Direct binding of SLO to cholesterol-containing liposomes was confirmed by pre-incubation of the liposomes together with the toxin followed by centrifugation. After centrifugation, liposomes isolated in the pellet were discarded, and liposome-free packing liquids were added to the cells. The supernatants did not damage unprotected cells in any way, suggesting that the toxin was effectively removed from the solution by its binding to liposomes.

Липосомы защищали не только эпителиальные клетки, но также клетки врожденной иммунной системы от различных порообразующих токсинов (PFT). Влияние PFT на пролиферацию линии моноцитов человека THP-1 оценивали в присутствии или отсутствии липосом, имеющих различный липидный состав. Пролиферацию клеток THP-1 полностью ингибировали в присутствии 200 нг пневмолизина (PLY), 400 нг стрептолизина O (SLO), 200 нг тетанолизина (TL), 1,2 мкг α-гемолизина S.aureus (HML) или 4,5 мкг фосфолипазы C Clostridium perfringens. Как показано на фиг. 1 A-D, липосомы, содержащие холестерин в комбинации (1:1 масс./масс.) либо с фосфатидилхолином (PC), сфингомиелином (Sm), либо с фосфатидилсерином (PS), но не с фосфатидилэтаноламином (PE), защищали клетки THP-1 от холестерин-зависимых цитолизинов (PLY, SLO, TL) или фосфолипазы C (PLC), в то время как липосомы, которые не содержали холестерин, были неэффективны (фиг. 1F).Liposomes protected not only epithelial cells, but also cells of the innate immune system from various pore-forming toxins (PFTs). The effect of PFT on the proliferation of the human monocyte line THP-1 was evaluated in the presence or absence of liposomes having different lipid compositions. Proliferation of THP-1 cells was completely inhibited in the presence of 200 ng pneumolysin (PLY), 400 ng streptolysin O (SLO), 200 ng tetanolysin (TL), 1.2 μg S. aureus α-hemolysin (HML), or 4.5 μg phospholipase C Clostridium perfringens. As shown in FIG. 1 A-D, liposomes containing cholesterol in combination (1:1 w/w) with either phosphatidylcholine (PC), sphingomyelin (Sm), or phosphatidylserine (PS), but not phosphatidylethanolamine (PE), protected THP- 1 from cholesterol-dependent cytolysins (PLY, SLO, TL) or phospholipase C (PLC), while liposomes that did not contain cholesterol were ineffective (Fig. 1F).

Липосомы Ch:PC (1:1 масс./масс.) и липосомы Ch:PS (1:1 масс./масс.), напротив, не демонстрировали защитное действие от α-гемолизина S. aureus, который относится к группе малых порообразующих токсинов (фиг. 1E). Липосомы, которые не содержали холестерин, также были неэффективны (фиг. 1F). Однако липосомы, содержащие Ch:Sm (1:1 масс./масс.), могли оказывать полное защитное действие α-гемолизина (фиг. 1E). Таким образом, только липосомы, состоящие из холестерина и сфингомиелина, могли защищать клетки THP-1 от любого из тестируемых токсинов.In contrast, Ch:PC liposomes (1:1 w/w) and Ch:PS liposomes (1:1 w/w), in contrast, showed no protective effect against S. aureus α-hemolysin, which belongs to the group of small pore-forming toxins (Fig. 1E). Liposomes that did not contain cholesterol were also ineffective (FIG. 1F). However, liposomes containing Ch:Sm (1:1 w/w) could exert the full protective effect of α-hemolysin (FIG. 1E). Thus, only liposomes composed of cholesterol and sphingomyelin could protect THP-1 cells from any of the tested toxins.

На фиг. 2 показано, что полное защитное действие липосомы Ch:Sm (1:1 масс./масс.) от 200 нг PLY наблюдали при 3 мкг; от 400 нг SLO при 1,5 мкг; от 200 нг TL при 3 мкг; от 1,2 мкг HML при 25-50 мкг и от 4,5 мкг PLC при 100 мкг.In FIG. 2 shows that the full protective effect of Ch:Sm liposome (1:1 w/w) from 200 ng PLY was observed at 3 μg; from 400 ng SLO at 1.5 mcg; from 200 ng TL at 3 μg; from 1.2 µg HML at 25-50 µg and from 4.5 µg PLC at 100 µg.

На фиг. 3 показано, что для защиты моноцитов от PLY, TL или HML липосомам Ch:Sm требовался холестерин в концентрациях, равных или превышающих 30% (масс./масс.). Максимальную защиту наблюдали при 50% (масс./масс.) холестерина, что соответствует 66 моль % холестерина.In FIG. 3 shows that Ch:Sm liposomes required cholesterol at concentrations equal to or greater than 30% (w/w) to protect monocytes from PLY, TL, or HML. Maximum protection was observed at 50% (w/w) cholesterol, corresponding to 66 mole % cholesterol.

Поскольку липосомы, состоящие из холестерина и сфингомиелина, могли защищать клетки либо от холестерин-зависимых цитолизинов, либо от α-гемолизина исследовали, являются ли данные липосомы эффективными в отношении комбинации обоих классов токсинов. Действительно, 25 мкг липосом Ch:Sm (1:1 масс./масс.) демонстрировали полное защитное действие от комбинированного действия α-гемолизина (1,2 мкг), SLO (400 нг) и TL (200 нг), в то время как липосомы, состоящие из Ch:PC (1:1 масс./масс.), не оказывали действия (фиг. 4A, B). Эксперименты с центрифугированием подтверждают, что все три токсина напрямую связываются с липосомами Ch:Sm (фиг. 4C).Since liposomes composed of cholesterol and sphingomyelin could protect cells from either cholesterol-dependent cytolysins or α-hemolysin, it was investigated whether these liposomes are effective against a combination of both classes of toxins. Indeed, 25 µg of Ch:Sm liposomes (1:1 w/w) showed full protective effect against the combined action of α-hemolysin (1.2 µg), SLO (400 ng) and TL (200 ng), while as liposomes composed of Ch:PC (1:1 w/w) had no effect (Fig. 4A, B). Centrifugation experiments confirm that all three toxins bind directly to Ch:Sm liposomes (FIG. 4C).

Липосомы Ch:Sm могут защищать культивированные клетки от всей палитры токсинов, секретируемых клинически значимыми штаммами бактериальных патогенов. Пролиферацию клеток THP-1 оценивали в присутствии литических концентраций насадочных жидкостей бактериальных культур и в присутствии или отсутствии липосом.Ch:Sm liposomes can protect cultured cells from the full range of toxins secreted by clinically relevant strains of bacterial pathogens. The proliferation of THP-1 cells was assessed in the presence of lytic concentrations of bacterial culture seed liquids and in the presence or absence of liposomes.

Как показано на фиг. 5A, B, липосомы Ch:Sm (1:1 масс./масс.) защищали клетки от действия токсинов, секретируемых Streptococcus pyogenes. Полное защитное действие от токсина (токсинов) Streptococcus pyogenes наблюдали при микрограммовых количествах липосом (фиг. 5C). Данные количества схожи с количествами, необходимыми для нейтрализации литических концентраций очищенных холестерин-зависимых цитолизинов, но гораздо меньше количеств, необходимых для нейтрализации либо очищенной фосфолипазы C (фиг. 2), что позволяет предложить, что только холестерин-зависимые цитолизины ответственны за цитолитическое действие Streptococcus pyogenes.As shown in FIG. 5A, B, Ch:Sm liposomes (1:1 w/w) protected cells from the action of toxins secreted by Streptococcus pyogenes. Full protective effect against Streptococcus pyogenes toxin(s) was observed at microgram amounts of liposomes (FIG. 5C). These amounts are similar to those required to neutralize lytic concentrations of purified cholesterol-dependent cytolysins, but are much less than the amounts required to neutralize either purified phospholipase C (Figure 2), suggesting that only cholesterol-dependent cytolysins are responsible for the cytolytic action of Streptococcus. pyogenes.

Липосомы Ch:Sm также защищали клетки от воздействия токсинов, секретируемых Streptococcus pneumonia (фиг. 6A-C). Тогда как с помощью содержащих холестерин липосом (1:1 масс./масс.) (фиг. 6A-C) достигали только ограниченной защиты, смесь содержащих холестерин (400 мкг) и не содержащих холестерин липосом, содержащих только Sm (400 мкг), полностью защищала от данного патогена (фиг. 6C).Ch:Sm liposomes also protected cells from exposure to toxins secreted by Streptococcus pneumoniae (FIGS. 6A-C). Whereas cholesterol-containing liposomes (1:1 w/w) (FIGS. 6A-C) achieved only limited protection, a mixture of cholesterol-containing (400 μg) and cholesterol-free liposomes containing only Sm (400 μg) completely protected against this pathogen (Fig. 6C).

Staphylococcus aureus известен своей резистентностью к наиболее сильным антибиотикам. Изоляция токсинов липосомами обеспечивает защиту даже от данного патогена. Липосомы Ch:Sm (1:1 масс./масс.) демонстрировали только ограниченную защиту от токсинов, секретируемых метициллин-резистентными штаммом Staphylococcus aureus (MRSA 2040). Схожие результаты получали для липосом Ch:PC (1:1 масс./масс.): для достижения значительной защиты требовалось до 900 мкг липосом Ch:PC, в то время как 600 мкг данных липосом демонстрировали лишь слабый эффект (фиг. 7A). Однако подробный анализ различных липосомальных смесей показал, что добавление до 75 мкг липосом, содержащих только сфингомиелина, к 600 мкг липосом Ch:PC (1:1 масс./масс.) позволяло достичь полной защиты от данного патогена (фиг. 7B). Липосомы Sm отдельно или липосомы PC отдельно не обладали защитным действием в количествах до 900 мкг (фиг. 7B).Staphylococcus aureus is known for its resistance to the most powerful antibiotics. The isolation of toxins by liposomes provides protection even against this pathogen. Ch:Sm liposomes (1:1 w/w) showed only limited protection against toxins secreted by methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA 2040). Similar results were obtained for Ch:PC liposomes (1:1 w/w): up to 900 μg of Ch:PC liposomes were required to achieve significant protection, while 600 μg of these liposomes showed only a weak effect (Fig. 7A). However, a detailed analysis of various liposomal mixtures showed that the addition of up to 75 μg of sphingomyelin-only liposomes to 600 μg of Ch:PC liposomes (1:1 w/w) achieved complete protection against this pathogen (Fig. 7B). Sm liposomes alone or PC liposomes alone were not protective at amounts up to 900 μg (FIG. 7B).

Лечение липосомами также было эффективно в отношении клинически значимого штамма «Doppelhof» Staphylococcus aureus, выделенного у пациента с сепсисом. Ни липосомы Ch:Sm (1:1 масс./масс.), или липосомы Ch:PC (1:1 масс./масс.), ни их комбинация с липосомами, содержащими только Sm, не были эффективны при использовании в концентрациях, которые обладали защитным действием от штамма MRSA 2040. Однако подробный анализ защитного действия различных липосомальных композиций и их комбинаций показал, что в отличие от штамма MRSA 2040, цитолитические токсины, секретируемые штаммом Doppelhof, эффективно изолировались липосомами, содержащими только Sm (фиг. 8A). В то время как 1200 мкг липосом Sm отдельно демонстрировали значительную защиту от штамма Doppelhof, в более низких концентрациях смесь, содержащая липосомы Sm и липосомы Sm:PC, была более эффективна, чем такие же количества либо липосом Sm, либо липосом Sm:PC (фиг. 8B). Смесь содержащих холестерин (1:1 масс./масс.; 600 мкг) и не содержащих холестерин липосом, содержащих только сфингомиелин (1'200 мкг), полностью защищала от токсинов, секретируемых штаммом Doppelhof Staphylococcus aureus (фиг. 8C).The liposome treatment was also effective against a clinically significant "Doppelhof" strain of Staphylococcus aureus isolated from a patient with sepsis. Neither Ch:Sm liposomes (1:1 w/w) or Ch:PC liposomes (1:1 w/w) nor their combination with Sm-only liposomes were effective when used at concentrations which were protective against the MRSA 2040 strain. However, a detailed analysis of the protective effect of various liposomal formulations and combinations thereof showed that, unlike the MRSA 2040 strain, the cytolytic toxins secreted by the Doppelhof strain were effectively sequestered by Sm-only liposomes (Fig. 8A). While 1200 µg of Sm liposomes alone showed significant protection against the Doppelhof strain, at lower concentrations the mixture containing Sm liposomes and Sm:PC liposomes was more effective than the same amounts of either Sm liposomes or Sm:PC liposomes (Fig. .8B). A mixture of cholesterol-containing (1:1 w/w; 600 μg) and cholesterol-free liposomes containing only sphingomyelin (1'200 μg) completely protected against toxins secreted by the Doppelhof strain of Staphylococcus aureus (FIG. 8C).

Таким образом, не только Staphylococcus aureus или Staphylococcus pneumonia секретируют многочисленные цитолитические токсины, но также относительные количества секретируемых токсинов значительно варьируются среди разных штаммов, что требует использования сложных липосомальных смесей для достижения высокоаффинного связывания токсинов для их полной нейтрализации. Однако из-за неидеальной селективности взаимодействий токсины-липосомы значительная частичная защита может быть уже достигнута с помощью отдельных липосом в том случае, если их концентрация достаточно высока, чтобы способствовать низкоаффинному связыванию токсинов.Thus, not only do Staphylococcus aureus or Staphylococcus pneumoniae secrete numerous cytolytic toxins, but also the relative amounts of secreted toxins vary greatly among different strains, requiring the use of complex liposomal mixtures to achieve high affinity binding of toxins for their complete neutralization. However, due to the non-ideal selectivity of toxin-liposome interactions, significant partial protection can already be achieved with single liposomes if their concentration is high enough to promote low-affinity toxin binding.

Подробный анализ различных липосомальных смесей показал, что 1'200 мкг (общее количество липидов) смеси липосомы Ch:Sm (1:1 масс./масс.) + Ch:PC (1:1 масс./масс.) + липосомы, содержащие только Sm + липосомы Sm:PC (1:1 масс./масс.), в соотношении 1:1:1:1 требовались для защиты от штаммов 'Staphylococcus aureus как MRSA 2040, так и Doppelhof (фиг. 9). Важное значение имеет то, что благодаря присутствию содержащих холестерин липосом, указанная 4-компонентная смесь также защищает от стрептококковых токсинов (см. фиг. 1-5). Таким образом, четырехкомпонентная липосомальная смесь (общее количество липидов 1200 мкг) может защитить культивированные клетки от комбинированного действия стрептококковых и стафилококковых токсинов. Двухкомпонентная смесь, состоящая из содержащих холестерин липосом (50% масс./масс. холестерина) и липосом, содержащих только сфингомиелин, также защищала от всех тестируемых бактериальных надосадочных жидкостей (фиг. 6-8), однако несколько большее количество (общее количество липидов 1'800 мкг) данной смеси требовалось для полной защиты от токсинов, секретируемых штаммом Doppelhof Staphylococcus aureus (фиг. 8C).A detailed analysis of various liposomal mixtures showed that 1'200 μg (total lipids) of a mixture of liposomes Ch:Sm (1:1 w/w) + Ch:PC (1:1 w/w) + liposomes containing only Sm + Sm:PC liposomes (1:1 w/w), in a 1:1:1:1 ratio, were required for protection against both MRSA 2040 and Doppelhof strains of 'Staphylococcus aureus (FIG. 9). Importantly, due to the presence of cholesterol-containing liposomes, said 4-component mixture also protects against streptococcal toxins (see FIGS. 1-5). Thus, a four-component liposomal mixture (total lipids 1200 μg) can protect cultured cells from the combined action of streptococcal and staphylococcal toxins. A two-component mixture consisting of cholesterol-containing liposomes (50% w/w cholesterol) and sphingomyelin-only liposomes also protected against all bacterial supernatants tested (FIGS. 6-8), but somewhat more (total lipid 1 '800 μg) of this mixture was required for complete protection against toxins secreted by the Doppelhof strain of Staphylococcus aureus (Fig. 8C).

Известно, что тестируемые виды бактерий (Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus и Streptococcus pyogenes) индуцируют или вносят вклад в развитие опасных для жизни состояний, таких как бактериемия. Предпочтительная трех- или четырехкомпонентная смесь липосом может защищать лабораторных мышей от экспериментально индуцируемой бактериемии или пневмонии.Tested bacterial species (Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus and Streptococcus pyogenes) are known to induce or contribute to life-threatening conditions such as bacteremia. The preferred 3- or 4-component mixture of liposomes can protect laboratory mice from experimentally induced bacteremia or pneumonia.

Мышам внутривенно путем инъекции вводили смертельную дозу штамма Doppelhof Staphylococcus aureus, клинический изолят от пациента с сепсисом. Через 1, 5 и 24 часа после инъекции бактерий мышам внутривенно вводили путем инъекции либо изотоничкий раствор (контроль), 1 мг/инъекция липосом Ch:Sm (1:1 масс./масс.), либо 2 мг/инъекция смеси липосом Ch:Sm (1:1 масс./масс.); липосом, содержащих только Sm, и липосом Sm:PC (1:1 масс./масс.) в соотношении 1:2:2. Контрольные мыши не выживали после 7 дней, при этом 90% гибели происходило в течение 36 часов (фиг. 10A). Мыши, которых лечили липосомами холестерин-сфингомиелин, жили на 2-3 дня дольше, чем контрольные, но не восстанавливались после бактериемии. Однако лечение 3-компонентной липосомальной смесью приводило к полному восстановлению 6 из 8 мышей.Mice were intravenously injected with a lethal dose of the Doppelhof strain of Staphylococcus aureus, a clinical isolate from a patient with sepsis. At 1, 5 and 24 hours after bacterial injection, mice were injected intravenously with either an isotonic solution (control), 1 mg/injection of Ch:Sm liposomes (1:1 w/w), or 2 mg/injection of a mixture of Ch liposomes: Sm (1:1 mass/mass); liposomes containing only Sm, and liposomes Sm:PC (1:1 wt./mass.) in a ratio of 1:2:2. Control mice did not survive after 7 days, with 90% death occurring within 36 hours (FIG. 10A). Mice treated with cholesterol-sphingomyelin liposomes lived 2-3 days longer than controls but did not recover from bacteremia. However, treatment with the 3-component liposomal mixture resulted in complete recovery in 6 out of 8 mice.

В модели пневмококковой пневмонии мышей интраназально инфицировали штаммом D39 S. pneumoniae. Через 30 минут после инъекции бактерий мыши получали однократную интраназальную инъекцию 2 мг смеси липосомы Ch:Sm (1:1 масс./масс.) + липосомы Ch:PC (1:1 масс./масс.) + липосомы, содержащие только Sm, + липосомы Sm:PC (3:1 масс./масс.) в соотношении 1:1:1:1. На фиг. 10B показано, что указанная липосомальная смесь обеспечивала защиту от пневмонии.In a pneumococcal pneumonia model, mice were intranasally infected with S. pneumoniae strain D39. 30 minutes after bacterial injection, mice received a single intranasal injection of 2 mg of a mixture of Ch:Sm liposomes (1:1 w/w) + Ch:PC liposomes (1:1 w/w) + Sm-only liposomes, + Sm:PC liposomes (3:1 w/w) in a ratio of 1:1:1:1. In FIG. 10B shows that said liposomal mixture provided protection against pneumonia.

В модели пневмококковой бактриемии мышам внутривенно путем инъекции вводили смертельную дозу штамма D39 S. pneumoniae. Через 8 и 12 часов после инъекции бактерий мыши получали внутривенно 3 мкг/инъекция следующих липосом: 1) смесь липосомы Ch:Sm (1:1 масс./масс.) + липосомы, содержащие только Sm, в соотношении 1:1; 2) липосомы Ch:Sm (1:1 масс./масс.); 3) липосомы, содержащие только Sm, или 4) изотонический раствор. На фиг. 10C показано, что контрольные мыши и мыши, получавшие только Sm, не выживали после 32 часов. Однако 6 из 8 мышей, получавших липосомальную смесь Ch:Sm + липосомы, содержащие только Sm, и 3 из 8 мышей, получавших липосомы Ch:Sm, были по-прежнему живы после 56 часов бактериемии.In a pneumococcal bactremia model, mice were intravenously injected with a lethal dose of S. pneumoniae strain D39. At 8 and 12 hours after bacterial injection, mice received intravenously 3 μg/injection of the following liposomes: 1) a mixture of Ch:Sm liposome (1:1 w/w) + Sm-only liposomes in a ratio of 1:1; 2) Ch:Sm liposomes (1:1 w/w); 3) liposomes containing only Sm, or 4) isotonic solution. In FIG. 10C shows that control and Sm-only mice did not survive beyond 32 hours. However, 6 of 8 mice treated with the Ch:Sm liposomal mixture + Sm-only liposomes and 3 of 8 mice treated with Ch:Sm liposomes were still alive after 56 hours of bacteremia.

Известно, что дозы липосом (50-150 мг/кг), необходимые для защиты мышей от стафилококковой бактериемии, нетоксичны при использовании в качестве носителей для внутривенной доствки антибиотиков у крыс (400 мг/кг; Bakker-Woudenberg I.A.J.M. et al., Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2001, 45:1487-1492). Кроме того, рекомендуемые дозы липидных эмульсий (например, «Интралипид»,

Figure 00000001
), которые вводят внутривенно путем инфузии пациентам, страдающим дисфункциями метаболизма жирных кислот, содержат, в дополнение к 2,7 г/кг жирных кислот, приблизительно 300 мг/кг фосфолипидов яйца; т.е. фосфолипидов, используемых в липосомальных препаратах согласно настоящему изобретению. Таким образом, можно безопасно вводить липосомы для лечения бактериальных инфекций у пациентов, представляющих собой людей, и липосомы не будут вызывать нежелательных явлений.The doses of liposomes (50-150 mg/kg) required to protect mice from staphylococcal bacteremia are known to be non-toxic when used as vehicles for intravenous antibiotic delivery in rats (400 mg/kg; Bakker-Woudenberg IAJM et al., Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2001, 45:1487-1492). In addition, the recommended doses of lipid emulsions (for example, Intralipid,
Figure 00000001
), which are administered intravenously by infusion to patients suffering from dysfunctions of fatty acid metabolism, contain, in addition to 2.7 g/kg of fatty acids, approximately 300 mg/kg of egg phospholipids; those. phospholipids used in liposomal preparations according to the present invention. Thus, liposomes can be safely administered for the treatment of bacterial infections in human patients, and the liposomes will not cause adverse events.

Эффективность изоляции токсинов липосомами можно дополнительно повысить. Поскольку липосомы, используемые в данном исследовании, представляли собой главным образом мультиламеллярные липосомы и, следовательно, по меньшей мере половина содержания липидов в них была недоступна для связывания токсинов, можно прогнозировать, что способность моноламеллярных липосом изолировать токсины будет по меньшей мере вдвое больше. Липосомы, состоящие из выбранных синтетических липидов, содержащих однородные ацильные цепи, и дополнительных видов липидов (например, церамид), которые, как известно, значительно усиливают расслаиваие двухслойных липидов, являются лучшей мишенью для бактериаьных токсинов, чем липосомы, изготовленные из природных липидов, которые использовали в данном исследовании. С использованием ПЭГ-производных фосфатидилэтаноламина время циркуляции липосом и, таким образом, их эффективность также может быть значительно увеличено.The efficiency of isolation of toxins by liposomes can be further improved. Since the liposomes used in this study were mainly multilamellar liposomes and therefore at least half of their lipid content was not available for toxin binding, it can be predicted that the ability of monolamellar liposomes to isolate toxins will be at least twice as high. Liposomes composed of selected synthetic lipids containing uniform acyl chains and additional lipid species (e.g., ceramide), which are known to greatly enhance lipid bilayer delamination, are a better target for bacterial toxins than liposomes made from natural lipids, which used in this study. With the use of PEG-derivatives of phosphatidylethanolamine, the circulation time of liposomes and thus their efficiency can also be significantly increased.

Липидная поверхность (бислой) липосом спонтанно образуется в растворителях на водной основе и, следовательно, «захватывает» воду и другие водорастворимые неорганические и органические молекулы, которые могут присутствовать во время получения липосом, внутри липосомы. Пустые липосомы, используемые в настоящем исследовании, представляют собой липосомы, полученные в буферах, содержащих воду и простые органические или неорганические молекулы (например NaCl, KCl, MgCl2, глюкоза, HEPES и/или CaCl2). Однако сложные органические молекулы (антибиотики, витамины, адъюванты и другие) также могут быть включены при получении липосом (загруженные липосомы). Предполагается, что данные сложные органические молекулы не нарушают свойства липосом изолировать токсины; однако они будут оказывать дополнительные терапевтические эффекты.The lipid surface (bilayer) of liposomes forms spontaneously in aqueous solvents and therefore "traps" water and other water-soluble inorganic and organic molecules that may be present during liposome preparation, within the liposome. Empty liposomes used in the present study are liposomes prepared in buffers containing water and simple organic or inorganic molecules (eg NaCl, KCl, MgCl 2 , glucose, HEPES and/or CaCl 2 ). However, complex organic molecules (antibiotics, vitamins, adjuvants, and others) can also be included in the production of liposomes (loaded liposomes). It is assumed that these complex organic molecules do not interfere with the ability of liposomes to isolate toxins; however, they will provide additional therapeutic effects.

Настоящее изобретение также относится к лечению бактериальных инфекций, включающему введение нуждающемуся в этом пациенту терапевтически эффективного количества пустых липосом определенного липидного состава или смесей пустых липосом определенного липидного состава, описанных выше.The present invention also relates to the treatment of bacterial infections comprising administering to a patient in need thereof a therapeutically effective amount of lipid-defined empty liposomes or mixtures of lipid-defined empty liposomes as described above.

Настоящее изобретение также относится к предотвращению бактериальных инфекций, включающему введение субъекту, подверженному риску инфекции, профилактического количества пустых липосом определенного липидного состава или смесей пустых липосом определенного липидного состава, эффективного для защиты.The present invention also relates to the prevention of bacterial infections comprising administering to a subject at risk of infection a prophylactic amount of empty liposomes of a particular lipid composition or mixtures of empty liposomes of a certain lipid composition effective for protection.

Рассматриваемы бактериальные инфекции представляют собой инфекции дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, мочеполового тракта, сердечнососудистой системы или кожи, а также системные инфекции, вызываемые бактериями, продуцирующими порообразующие токсины и фосфолипазы, например, вызываемые Aeromonas hydrophila, Arcanobacterium pyogene, Bacillus thurgiensis, Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Clostridium septicum, Clostridium sordellii, Clostridium tetani, Corynebacterium diphtheriae, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus (включая метициллин-резистентный Staphylococcus aureus (MRSA)), Streptococcus pneumonia, Streptococcus pyogenes (также известным как стрептококк группы A (GAS), Streptococcus equisimilis, Streptococcus agalactiae, Streptococcus suil, Streptococcus intermedius или Vibrio cholera.Bacterial infections considered are those of the respiratory tract, gastrointestinal tract, genitourinary tract, cardiovascular system, or skin, as well as systemic infections caused by bacteria producing pore-forming toxins and phospholipases, such as those caused by Aeromonas hydrophila, Arcanobacterium pyogene, Bacillus thurgiensis, Bacillus anthracis , Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Clostridium septicum, Clostridium sordellii, Clostridium tetani, Corynebacterium diphtheriae, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus (including methicillin-resistant Staphylococcus, Streptococcus pneumoniae), Streptococcus pneumoniae (MRSA) (also known as group A streptococcus (GAS), Streptococcus equisimilis, Streptococcus agalactiae, Streptococcus suil, Streptococcus intermedius, or Vibrio cholera.

Другие рассматриваемые бактериальные инфекции представляют собой инфекции носоглоточной системы, системы ЦНС, менингеальных оболочек, влагалища, костей (например, остеомиелит) и суставов, почек, скелетных мышц, наружного уха (например, наружный отит) и глаз, например, инфекционный конъюнктивит, бактериальный кератит и инфекции внутренней части глаз.Other bacterial infections considered are infections of the nasopharyngeal system, CNS system, meninges, vagina, bones (eg, osteomyelitis) and joints, kidney, skeletal muscle, external ear (eg, otitis externa), and eyes, eg, infectious conjunctivitis, bacterial keratitis and infections of the inside of the eyes.

Конкретные бактериальные инфекции, рассматриваемые в качестве мишени для лечения липосомами, описанными выше, представляют собой бактериемию, бактериальные инфекционные поражения кожи, менингит, инфекции дыхательных путей, например, пневмонию и абдоминальные инфекции, такие как перитонит.Specific bacterial infections considered as a target for treatment with liposomes described above are bacteremia, bacterial skin infections, meningitis, respiratory tract infections such as pneumonia, and abdominal infections such as peritonitis.

Рассматриваемые дозы для лечения или предотвращения инфекций составляют от 1 мг до 300 г липосом (общее количество липидов) на ингаляцию/инъекцию/инфузию один раз или несколько раз в сутки, предпочтительно от 100 мг до 10 г от одного до трех раз в сутки. Эквивалентная доза для человека (HED) составляет от 100 до 1000 мг/м2, предпочтительно примерно 300 мг/м2 или примерно 8 мг/кг у людей.Contemplated doses for treating or preventing infections are 1 mg to 300 g of liposomes (total lipids) per inhalation/injection/infusion once or several times a day, preferably 100 mg to 10 g once to three times a day. The human equivalent dose (HED) is from 100 to 1000 mg/m 2 , preferably about 300 mg/m 2 or about 8 mg/kg in humans.

Липосомы можно вводить в виде аэрозоля для лечения инфекций дыхательных путей. Получение аэрозолей из липосом, таких как пустые липосомы согласно настоящему изобретению, известно в данной области техники. Например, жидкую суспензию липосом можно доставлять с помощью дозирующего ингалятора (MDI), т.е. устройства, которое доставляет конкретное количество лекарственного средства в дыхательные пути или легкие, в форме короткого выбросов аэрозолированного лекарственного средства, вдыхаемого пациентом.Liposomes can be administered as an aerosol for the treatment of respiratory tract infections. Obtaining aerosols from liposomes, such as empty liposomes according to the present invention, is known in the art. For example, a liquid suspension of liposomes can be delivered using a metered dose inhaler (MDI), i. a device that delivers a specific amount of a drug to the airways or lungs in the form of a short burst of aerosolized drug that is inhaled by the patient.

Для лечения бактериальных инфекций кожи применение липосом согласно настоящему изобретению рассматривается в форме топических фармацевтических композиций, таких как жидкие суспензии и т.п. Получение суспензии из липосом, таких как пустые липосомы согласно настоящему изобретению, известно в данной области техники. Например, липосомальную суспензию, полученную в изотоническом растворе или любом другом водном растворе, можно наносить непосредственно на кожу.For the treatment of bacterial infections of the skin, the use of liposomes according to the present invention is contemplated in the form of topical pharmaceutical compositions such as liquid suspensions and the like. Preparation of a suspension from liposomes, such as empty liposomes according to the present invention, is known in the art. For example, a liposomal suspension prepared in isotonic saline or any other aqueous solution can be applied directly to the skin.

Для лечения бактериальных инфекций пустые липосомы согласно настоящему изобретению применяют в форме внутривенных, внутримышечных или подкожных инъекций. Инъекционные растворы готовят стандартными способами, известными в данной области техники, например, в виде суспензий липосом в стерильном изотоническом растворе. Такие суспензии можно непосредственно вводить путем инъекции. Также рассмотрена возможность применения липосом согласно настоящему изобретению в составе, подходящем для сублингвального или трансбуккального применения. Для лечения перитонита рассмотрена возможность интраперитонеального применения. Глазные капли можно применять при бактериальной инфекции глаз.For the treatment of bacterial infections, the empty liposomes of the present invention are administered in the form of intravenous, intramuscular, or subcutaneous injections. Injectable solutions are prepared by standard methods known in the art, for example, as suspensions of liposomes in sterile isotonic saline. Such suspensions can be directly administered by injection. Also contemplated is the use of the liposomes of the present invention in a formulation suitable for sublingual or buccal administration. For the treatment of peritonitis, the possibility of intraperitoneal application is considered. Eye drops can be used for bacterial eye infections.

Пустые липосомы согласно настоящему изобретению будут изолировать бактериальные токсины и, таким образом, предотвращать проникновение бактерий в эпителий хозяина или их системное распространение. Таким образом, можно предотвращать или замедлять развитие системного заболевания; и патогены могут быть эффективно устранены клетками врожденной иммунной системы хозяина, которые также защищены от токсинов липосомами.The empty liposomes of the present invention will isolate bacterial toxins and thus prevent bacteria from entering the host epithelium or spreading systemically. Thus, it is possible to prevent or slow down the development of a systemic disease; and pathogens can be effectively eliminated by the cells of the host's innate immune system, which are also protected from toxins by liposomes.

Сами по себе липосомы не являются цитотоксическими, также они не являются бактерицидными. Следовательно, маловероятно, что они будут оказывать селективное антибактериальное давление, которое способствовало бы появлению бактерий, резистентных к лекарственным средствам. Пустые липосомы согласно настоящему изобретению имитируют структуры, которые уже существуют в клетках хозяина, для приманки бактериальных токсинов. Поэтому исключено, что бактерии будут адаптироваться к введению липосом: каждая попытка избежать приманки путем уменьшения токсинов к липосомам неизбежно приводит к появлению токсинов, которые также неэффективны в отношении клеток хозяина.Liposomes themselves are not cytotoxic, nor are they bactericidal. Therefore, they are unlikely to exert selective antibacterial pressure that would favor the emergence of drug-resistant bacteria. The empty liposomes of the present invention mimic structures that already exist in host cells to lure bacterial toxins. It is therefore excluded that bacteria will adapt to the introduction of liposomes: every attempt to avoid the bait by reducing toxins to liposomes inevitably leads to the appearance of toxins that are also ineffective against host cells.

Химиотерапия на основе липосом является привлекательной альтернативой как терапии антибиотиками, так и лечения антителами, изолирующими токсины.Liposome-based chemotherapy is an attractive alternative to both antibiotic therapy and toxin-separating antibody treatment.

Настоящее изобретение также относится к лечению бактериальных инфекций, включающему введение нуждающемуся в этом пациенту терапевтически эффективного количества пустых липосом до, после, совместно или параллельно со стандартным лечением бактериальной инфекции антибиотиками. В комбинации с лечением антибиотиками, помимо нейтрализации активно секретируемых бактериальных токсинов во время активной инфекции, лечение липосомами будет обеспечивать дополнительные полезные эффекты для пациента за счет изоляции токсинов, высвобождаемых во время лечения антибиотиками лизированными бактериями, состояния, которое, как известно, является неблагоприятным, например, во время менингита, при инфекции Streptococcus pneumonia (резкое высвобождение пневмолизина) и инфекции Streptococcus pyogenes (резкое высвобождение стрептолизина O).The present invention also relates to the treatment of bacterial infections, comprising administering to a patient in need thereof a therapeutically effective amount of empty liposomes before, after, together with or in parallel with standard antibiotic treatment of a bacterial infection. In combination with antibiotic treatment, in addition to neutralizing actively secreted bacterial toxins during an active infection, liposome treatment will provide additional benefits to the patient by isolating toxins released during antibiotic treatment with lysed bacteria, a condition known to be unfavorable, e.g. , during meningitis, with Streptococcus pneumonia infection (sudden release of pneumolysin) and infection with Streptococcus pyogenes (sudden release of streptolysin O).

При данном комбинированном лечении пустые липосомы и смеси липосом можно рассматривать в качестве адъювантов, а соответствующий способ лечения - в качестве вспомогательного лечения.In this combined treatment, empty liposomes and mixtures of liposomes can be considered as adjuvants, and the corresponding treatment method as adjuvant treatment.

Ограничением терапии липосомами является ее ограниченная эффективность у индивидуумов с ослабленным иммунитетом, поскольку устранение бактерий зависит не от химиотерапевтического агента, а от собственной иммунной системы хозяина. Однако даже у пациентов с иммунодефицитом лечение липосомами в комбинации с бактерицидной химиотерапией будет оказывать полезный эффект: замедление развития системного заболевания и, таким образом, будет предоставлять организму столь необходимое время для того, чтобы позволить антибиотикам «развернуть» полное бактерицидное действие.A limitation of liposome therapy is its limited efficacy in immunocompromised individuals, since bacteria elimination does not depend on the chemotherapeutic agent, but on the host's own immune system. However, even in immunocompromised patients, treatment with liposomes in combination with bactericidal chemotherapy will have the beneficial effect of slowing the progression of systemic disease and thus allowing the body much-needed time to allow the antibiotics to "unfold" their full bactericidal action.

Рассматриваемое лечение антибиотиками совместно с лечением с использованием пустых липосом согласно настоящему изобретению представляет собой, например, лечение цефалоспоринами и другими β-лактамными антибиотиками, гликопептидами, линкозамидами, липопептидами, макролидами, пенициллинами и комбинациями пенициллинов, хинолонами, сульфаниламидами, хлорамфениколом и аналогами хлорамфеникола, тетрациклинами, клиндамицином и ингибиторами фолатов, перечисленными выше. Конкретные антибиотики, рассматриваемые при лечении совместно с пустыми липосомами согласно настоящему изобретению, представляют собой карбапенемы, такие как имипенем, циластатин и меропенем, цефалоспорины 2-го поколения, такие как цефуроксим, цефалоспорины 3-го поколения, такие как цефтазидим и цефтриаксон, цефалоспорины 4-го поколения, такие как цефепим, гликопептиды, такие как ванкомицин, макролиды, такие как кларитромицин, пенициллины, такие как амоксициллин и флуклоксациллин, комбинации пенициллинов, такие как комбинации амоксициллин/клавуланат и пиперациллин/тазобактам, хинолоны, такие как ципрофлоксацин и моксифлоксацин, и фторхинолоны, такие как левофлоксацин и гемифлоксацин.Contemplated antibiotic treatment in conjunction with empty liposome treatment according to the present invention is, for example, treatment with cephalosporins and other β-lactam antibiotics, glycopeptides, lincosamides, lipopeptides, macrolides, penicillins and combinations of penicillins, quinolones, sulfonamides, chloramphenicol and chloramphenicol analogs, tetracyclines , clindamycin, and the folate inhibitors listed above. Particular antibiotics considered in the treatment in conjunction with empty liposomes according to the present invention are carbapenems such as imipenem, cilastatin and meropenem, 2nd generation cephalosporins such as cefuroxime, 3rd generation cephalosporins such as ceftazidime and ceftriaxone, cephalosporins 4 2nd generation such as cefepime, glycopeptides such as vancomycin, macrolides such as clarithromycin, penicillins such as amoxicillin and flucloxacillin, penicillin combinations such as amoxicillin/clavulanate and piperacillin/tazobactam combinations, quinolones such as ciprofloxacin and moxifloxacin, and fluoroquinolones such as levofloxacin and gemifloxacin.

Все компоненты пустых липосом согласно настоящему изобретению представляют собой вещества, которые встречаются в природе в организме людей. Поэтому, данные липосомы хорошо переносятся и выводятся из организма физиологическими путями. Липосомальные аэрозоли следует применять людям для предотвращения пневмонии и других заболеваний дыхательных путей во время сезонных эпидемий гриппа. Самое важное значение имеет то, что профилактические меры на основе липосомальных аэрозолей или другого применения липосом будут полезны при профилактике пневмонии MRSA или бактериемии в больницах, инфекций Pseudomonas aeruginosa, S. aureus или S. pneumonia и в других учреждениях, которые способствуют распространению инфекционных заболеваний.All components of empty liposomes according to the present invention are substances that occur naturally in the human body. Therefore, these liposomes are well tolerated and excreted from the body in physiological ways. Liposomal aerosols should be used in humans to prevent pneumonia and other respiratory illnesses during seasonal influenza epidemics. Most importantly, preventive measures based on liposomal aerosols or other liposomal applications will be useful in preventing MRSA pneumonia or bacteremia in hospitals, Pseudomonas aeruginosa, S. aureus or S. pneumonia infections, and in other settings that contribute to the spread of infectious diseases.

ПримерыExamples

Токсиныtoxins

Стрептолизин O (SLO) из Streptococcus pyogenes, α-гемолизин из Staphylococcus aureus, тетанолизин (TL) из Clostridium tetani и фосфолипазу C из Clostridium perfringens приобретали у Sigma. Пневмолизин получили от профессора Kadioglu (Cruse G. et al., J. Immunol. 2012; 184:7108-7115). Другие токсины включают лейкоцидин Пантон-Валентина (PVL) из S. aureus, листериолизин O (LLO) из Listeria monocytogenes, перфринголизин O (PFO) из Clostridium perfringens, суилизин (SLY) из S. suis, интермедилизин (ILY) из S. intermedius, цереолизин O (CLO) из B. cereus, турингиолизин O (TLO) из B. thuringiensis, ботулинолизин (BLY) из C. botulinum, сорделлилизин (SDL) из C. sordelli, пиолизин (PLO) из Arcanobacterium pyogenes. Культуральные надосадочные жидкости Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes и Staphylococcus aureus получали от профессоров K.

Figure 00000002
(Берн) и E. Gulbins (Эссен).Streptolysin O (SLO) from Streptococcus pyogenes, α-hemolysin from Staphylococcus aureus, tetanolysin (TL) from Clostridium tetani and phospholipase C from Clostridium perfringens were purchased from Sigma. Pneumolysin was obtained from Prof. Kadioglu (Cruse G. et al., J. Immunol. 2012; 184:7108-7115). Other toxins include Panton-Valentine leukocidin (PVL) from S. aureus, listeriolysin O (LLO) from Listeria monocytogenes, perfringolysin O (PFO) from Clostridium perfringens, suilisin (SLY) from S. suis, intermedilysin (ILY) from S. intermedius , cereolysin O (CLO) from B. cereus, thuringiolysin O (TLO) from B. thuringiensis, botulinum lysin (BLY) from C. botulinum, sordellilysin (SDL) from C. sordelli, pyolysin (PLO) from Arcanobacterium pyogenes. Culture supernatants of Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, and Staphylococcus aureus were obtained from Professors K.
Figure 00000002
(Bern) and E. Gulbins (Essen).

Культура клетокCell culture

Линию клеток мезонефроса человека (HEK 293) выдерживали, как описано Monastyrskaya K et al., Cell Calcium. 2007, 41:207-219. Линию клеток острого моноцитарного лейкоза человека (THP-1) выдерживали в среде RPMI 1640, содержащей 10% FBS, 2 мМ L-глутамин и 100 ед/мл пенициллина, 100 мкг/мл стрептомицина.A human mesonephros cell line (HEK 293) was maintained as described by Monastyrskaya K et al., Cell Calcium. 2007, 41:207-219. The human acute monocytic leukemia (THP-1) cell line was maintained in RPMI 1640 medium containing 10% FBS, 2 mM L-glutamine and 100 U/ml penicillin, 100 μg/ml streptomycin.

ТрансфекцииTransfections

Голубой флуоресцентный белок (CFP) временно экспрессировали в клетках HEK 293 (Monastyrskaya et al., в приведенном выше источнике). Клетки HEK 293, экспрессирующие CFP, использовали для экспериментов с получением изображений с помощью лазерного сканирующего модуля (LSM) через 2 дня после трансфекции.Blue fluorescent protein (CFP) was transiently expressed in HEK 293 cells (Monastyrskaya et al., cited above). HEK 293 cells expressing CFP were used for laser scanning module (LSM) imaging experiments 2 days after transfection.

ЛипосомыLiposomes

Холестерин (Ch) (C-8667), сфингомиелин (Sm) из желтка куриного яйца (S0756), фосфатидилхолин (PC) из соевых бобов (P7443), фосфатидилэтаноламин (PE) из головного мозга крупного скота (P9137) и натриевую соль фосфатидилсерина (PS) из головного мозга крупного рогатого скота (P5660) приобретали у Sigma. Липиды по отдельности растворяли в хлороформе в концентрациях 1 мг/мл и хранили при -20°C. Для получения липосом растворы индивидуальных липидов в хлороформе смешивали в композиции и пропорциях, приведенных в тексте, с получением обычно 50-500 мкл конечного раствора. Хлороформ полностью выпаривали в течение 20-50 минут при 60°C. В пробирки, содержащие пленки высущенных липидов, добавляли 50 мкл или 100 мкл буфера Тироде (140 мМ NaCl, 5 мМ KCl, 1мМ MgCl2, 10 мМ HEPES: pH=7,4), содержащего 2,5 мМ CaCl2, и энергично перемешивали вихревым способом. Липидные суспензии инкубировали в течение 20-30 минут при 45°C в термомиксере Eppendorf при энергичном встряхивании. Для получения липосом конечные липидные суспензии обрабатывали ультразвуком 3×5 секунд при 6°C в ультразвуковом устройстве Bandelin Sonopuls на мощности 70%. Липосомальные препараты оставляли по меньшей мере на 1 час при 6°C перед их использованием в экспериментах. Концентрация отдельных липидов в липосомах всегда приведена в виде массового соотношения (масс./масс.). В липосомах, содержащих холестерин и сфингомиелин, соотношение 1:1 (масс./масс.) соответствует 50% (масс./масс.) или 66 моль % холестерина. Количества липосом приведены в виде общего количества липидов, используемых для их получения.Cholesterol (Ch) (C-8667), sphingomyelin (Sm) from hen's egg yolk (S0756), phosphatidylcholine (PC) from soybeans (P7443), phosphatidylethanolamine (PE) from bovine brain (P9137), and phosphatidylserine sodium salt ( PS) from bovine brain (P5660) was purchased from Sigma. The lipids were separately dissolved in chloroform at concentrations of 1 mg/ml and stored at -20°C. To obtain liposomes, solutions of individual lipids in chloroform were mixed in the composition and proportions given in the text, usually obtaining 50-500 μl of the final solution. Chloroform was completely evaporated within 20-50 minutes at 60°C. 50 µl or 100 µl Tyrode's buffer (140 mM NaCl, 5 mM KCl, 1 mM MgCl 2 , 10 mM HEPES: pH=7.4) containing 2.5 mM CaCl 2 was added to tubes containing films of dried lipids, and vigorously mixed by vortexing. Lipid suspensions were incubated for 20-30 minutes at 45°C in an Eppendorf thermomixer with vigorous shaking. To obtain liposomes, the final lipid suspensions were sonicated for 3×5 seconds at 6° C. in a Bandelin Sonopuls sonicator at 70% power. Liposomal preparations were left at least 1 hour at 6°C before using them in the experiments. The concentration of individual lipids in liposomes is always given as a weight ratio (w/w). In liposomes containing cholesterol and sphingomyelin, the ratio of 1:1 (wt./mass.) corresponds to 50% (wt./mass.) or 66 mol% of cholesterol. The amounts of liposomes are given as the total amount of lipids used for their preparation.

В альтернативном способе примерно 25 мл каждого состава получали методом гидратации этанола и экструзии. Конечные составы стерилизовали путем фильтрации и помещали в стеклянные флаконы с сывороткой для автоклавирования (конечная концентрация: 40 мг/мл). Размеры частиц липосом находятся в диапазоне 80-150 нм с хорошим коэффициентом полидисперсности (PDI). Также включены результаты измерения осмоляльности. Все они находятся в диапазоне примерно 400 ммоль/кг, который довольно близок к желаемому физиологическому уровню.In an alternative method, approximately 25 ml of each composition was obtained by ethanol hydration and extrusion. The final formulations were sterilized by filtration and placed in glass vials with autoclaving serum (final concentration: 40 mg/ml). Liposomal particle sizes are in the range of 80-150 nm with a good polydispersity index (PDI). Osmolality measurements are also included. All of them are in the range of about 400 mmol/kg, which is quite close to the desired physiological level.

Figure 00000003
Figure 00000003

Индуцируемый токсинами лизис клеток и защитное действие липосомToxin-induced cell lysis and the protective effect of liposomes

В эпителиальных клетках мезонефроса человек (HEK 293) индуцируемый токсинами лизис наблюдали в виде уменьшения цитоплазматической флуоресценции из-за индуцируемого порами оттока внутриклеточного CFP. Конфлюэнтные клетки HEK 293, высеянные на 15 мм стеклянные покровные стекла (2,5×105 клеток на покровное стекло), помещали в перфузионную камеру при 25°C в буфере Тироде, содержащем 2,5 мМ CaCl2, и их флуоресценцию регистрировали под микроскопом Axiovert 200 М с лазерным сканирующим модулем LSM 510 МЕТА (Zeiss, Германия) с использованием ×63 иммерсионного объектива (Monastyrskaya et al., в приведенном выше источнике). В момент времени = 0 буфер заменяли 100 мкл или 200 мкл такого же буфера, дополнительно содержащего цитолитическое количество конкретного токсина (например, 120 нг SLO из Streptococcus pyogenes) и 20 мМ/л дитиотрентола (DTT). Для исследования защитного действия липосом в отношении индуцируемого токсинами лизиса клеток в момент времени = 0 клетки обычным путем заражали 100 мкл смеси, содержащей токсин/DTT и липосомы в различных концентрациях, имеющие различный липидный состав. Смесь токсинов и липосом готовили непосредственно перед добавлением к клеткам (с задержкой на манипуляции от 20 до 30 секунд). В некоторых случаях к клеткам сначала добавляли 100 мкл раствора, содержащего только липосомы, с последующим (с задержкой на манипуляции от 20 до 30 секунд) добавлением 100 мкл раствора, содержащего токсин. Защитное действие липосом было схожим в любых экспериментальных условиях. Изображения анализировали с использованием пакета программного обеспечения «Physiology evaluation» (Zeiss, Германия).In human mesonephros epithelial cells (HEK 293), toxin-induced lysis was observed as a decrease in cytoplasmic fluorescence due to pore-induced efflux of intracellular CFP. Confluent HEK 293 cells seeded on 15 mm glass coverslips (2.5×10 5 cells per coverslip) were placed in a perfusion chamber at 25°C in Tyrode's buffer containing 2.5 mM CaCl 2 and their fluorescence was recorded under microscope Axiovert 200 M with a laser scanning module LSM 510 META (Zeiss, Germany) using a ×63 immersion objective (Monastyrskaya et al., in the above source). At time = 0 buffer was replaced with 100 μl or 200 μl of the same buffer additionally containing a cytolytic amount of a particular toxin (eg 120 ng SLO from Streptococcus pyogenes) and 20 mM/l dithiotrenthol (DTT). To study the protective effect of liposomes against toxin-induced cell lysis at time = 0, cells were infected in the usual way with 100 μl of a mixture containing toxin/DTT and liposomes at different concentrations having different lipid compositions. A mixture of toxins and liposomes was prepared immediately before being added to the cells (with a manipulation delay of 20 to 30 seconds). In some cases, 100 μl of a solution containing only liposomes was first added to the cells, followed by (with a manipulation delay of 20 to 30 seconds) 100 μl of a solution containing the toxin was added. The protective effect of liposomes was similar under all experimental conditions. The images were analyzed using the Physiology evaluation software package (Zeiss, Germany).

Влияние очищенных PFT или надосадочных жидкостей бактериальных культур на пролиферацию линии моноцинарных клеток человека (THP-1) оценивали в присутствии или отсутствии липосом, имеющих различный липидный состав. 100-600 мкл раствора, содержащего токсин (буфер Ca2+-Тироде или бульон BHI), обычным путем добавляли к 100 мкл (5×104 клеток) клеток, выдержанных в культуральной среде и предварительно смешанных с 50-150 мкл липосом, имеющих различный липидный состав. После инкубации в течение 3 часов в пробирки добавляли 1-2 мл свежей культуральной среды. Клетки подсчитывали каждый день или через день в течение 8-12 дней. Токсины и липосомы присутствовали на протяжении всего эксперимента. Данные, представленные на графиках, соответствуют 5 дню или 6 дню, когда рост клеток находился еще в линейной фазе.The effect of purified PFT or bacterial culture supernatants on the proliferation of the human monocinar cell line (THP-1) was evaluated in the presence or absence of liposomes having different lipid compositions. 100-600 µl of a solution containing the toxin (Buffer Ca 2+ -Tyrode or BHI broth) was added in the usual way to 100 µl (5×10 4 cells) of cells maintained in culture medium and pre-mixed with 50-150 µl of liposomes having different lipid composition. After incubation for 3 hours, 1-2 ml of fresh culture medium was added to the tubes. Cells were counted every day or every other day for 8-12 days. Toxins and liposomes were present throughout the experiment. The data presented in the graphs correspond to day 5 or day 6, when cell growth was still in the linear phase.

Сравнение «пустых» и «заполненных» липосомComparison of "empty" and "filled" liposomes

Защиту от культуральных надосадочных жидкостей S. aureus или S. pneumoniae смесью «пустых» липосом Ch:Sm + содержащих только Sm сравнили с защитой смесью липосом Ch:Sm + содержащих только Sm, заполненных флуоресцентным красителем, таким как флуоресценции, Oregon Green 488, родамин или техасский красный.Protection against S. aureus or S. pneumoniae culture supernatants with a mixture of empty Ch:Sm+ liposomes containing only Sm was compared to protection with a mixture of Ch:Sm+ liposomes containing only Sm loaded with a fluorescent dye such as fluorescence, Oregon Green 488, rhodamine or Texas red.

Защиту от культуральных надосадочных жидкостей S. aureus или S. pneumoniae смесью «пустых» липосом Ch:PC сравнили с защитой смесью липосом Ch:PC, заполненных флуоресцентным красителем, таким как флуоресцеин, Oregon Green 488, родамин или техасский красный.Protection against culture supernatants of S. aureus or S. pneumoniae with a mixture of empty Ch:PC liposomes was compared with protection with a mixture of Ch:PC liposomes loaded with a fluorescent dye such as fluorescein, Oregon Green 488, rhodamine, or Texas red.

Защита поверхностями, покрытыми липидамиProtecting surfaces coated with lipids

Гранулы, покрытые холестерином и сфингомиелином, тестировали на предмет их активности по изоляции токсинов в отношении культуральных надосадочных жидкостей S. aureus или S. pneumoniae.Cholesterol and sphingomyelin coated beads were tested for their toxin isolation activity against culture supernatants of S. aureus or S. pneumoniae.

Действие in vivo в комбинации с лечением антибиотиками на бактериемию индуцируемого S. aureus или S. pneumoniaeEffects in vivo in combination with antibiotic treatment on bacteremia induced by S. aureus or S. pneumoniae

2-компонентную смесь липосом Ch:Sm и липосом, содержащих только Sm; 3-компонентную смесь липосом Ch:Sm; липосом, содержащих только Sm, и липосом Sm:PC (1:2:2) и 4-компонентную смесь липосом Ch:Sm, липосом, содержащих только Sm, липосом Sm:PC (1:1:1:1) тестировали в моделях бактериемии у мышей, индуцированной либо пенициллин-чувствительным штаммом Streptococcus pneumomonia, либо метициллин-резистентным Staphylococcus aureus (MSSA). Рассмотрены два типа штаммов MSSA, характеризующиеся способностью секретировать или не секретировать токсин - лейкоцидин Пантон-Валентина (PVL). Кроме того, также тестировали 2-компонентную смесь пегилированных липосом Ch:Sm и содержащих только Sm (2% ПЭГ или 5% ПЭГ).2-component mixture of Ch:Sm liposomes and Sm-only liposomes; 3-component mixture of Ch:Sm liposomes; liposomes containing only Sm, and liposomes Sm:PC (1:2:2) and a 4-component mixture of liposomes Ch:Sm, liposomes containing only Sm, liposomes Sm:PC (1:1:1:1) were tested in models bacteremia in mice induced by either penicillin-susceptible Streptococcus pneumomonia or methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MSSA). Two types of MSSA strains are considered, characterized by the ability to secrete or not to secrete the toxin - Panton-Valentine leukocidin (PVL). In addition, a 2-component mixture of PEGylated Ch:Sm and Sm-only liposomes (2% PEG or 5% PEG) was also tested.

Лабораторных мышей заражали путем интраперитонеальной (и/п), внутривенной (в/в) или интраназальной (и/и) инъекции приблизительно 107 или 108 КОЕ/мл бактерий.Laboratory mice were infected by intraperitoneal (i/p), intravenous (i/v) or intranasal (i/i) injection of approximately 10 7 or 10 8 cfu/ml of bacteria.

Для каждого штамма бактерий, каждого пути инфицирования и для каждой липосомальной смеси (смеси LP) внутривенные инъекции двух разных доз (2 мг/кг или 6 мг/кг) смеси LP начинали либо через шесть часов (t=6), двенадцать часов (t=12), восемнадцать часов (t=18) или двадцать четыре часа (t=24) после бактериального заражения (в каждом случае после инъекции смеси LP следовала либо одна дополнительная инъекция через 12 часов, либо две дополнительные инъекции через 4 часа и 24 часа после первой инъекции) с лечением пенициллином или без него (30 мг/кг). Лечение антибиотиками начинали в то же время, что и лечение липосомами. Осуществляли два типа контроля: инфекция без лечения и инфекция, которую лечили только антибиотиками (при t=6, t=12, t=18 или t=24).For each bacterial strain, each route of infection, and for each liposomal mixture (LP mixtures), intravenous injections of two different doses (2 mg/kg or 6 mg/kg) of LP mixtures were started at either six hours (t=6), twelve hours (t =12), eighteen hours (t=18) or twenty-four hours (t=24) after bacterial challenge (in each case, injection of the LP mixture was followed by either one additional injection at 12 hours or two additional injections at 4 hours and 24 hours after the first injection) with or without penicillin treatment (30 mg/kg). Antibiotic treatment was started at the same time as liposome treatment. Two types of controls were performed: infection without treatment and infection treated with antibiotics alone (at t=6, t=12, t=18 or t=24).

Для каждого штамма бактерий и для каждой смеси липосом, и для каждой дозы липосомы и каждого пути инфицирования было 10 групп животных.For each strain of bacteria and for each mixture of liposomes, and for each dose of liposome and each route of infection, there were 10 groups of animals.

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

В 1 группе выживаемость, составляющую 50% из группы, наблюдали в течение по меньшей мере 8 дней, 25% из группы подвергли эвтаназии через один час после бактериального заражения, а оставшиеся 25% - через 6 часов после бактериального заражения.In group 1, a survival rate of 50% of the group was observed for at least 8 days, 25% of the group was euthanized one hour after bacterial infection, and the remaining 25% 6 hours after bacterial infection.

Количество бактерий определяли в крови и некоторых органах, таких как легкие, селезенка и почки.The number of bacteria was determined in the blood and some organs such as lungs, spleen and kidneys.

Полученные данные: выживаемость, признаки инфекций. метаболизм (последовательные измерения потери и восстановления массы тела, скорости потребления O2 и выработки CO2, измеренные путем непрямой калориметрии, расход энергии в состоянии покоя (REE), рассчитанный с помощью модифицированной формулы Вейра (Weir)); характеристики воспалительных цитокинов (твердофазный иммуноферментный анализ (ELISA) проводили в сыворотке из предмет фактора некроза опухолей (TNF)-альфа, макрофагального белка воспаления (MIP)-2 и IL-1b).Data obtained: survival, signs of infections. metabolism (sequential measurements of weight loss and recovery, O 2 consumption rate and CO 2 production rate measured by indirect calorimetry, resting energy expenditure (REE) calculated using the modified Weir formula); characterization of inflammatory cytokines (enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was performed in serum from subject tumor necrosis factor (TNF)-alpha, macrophage inflammatory protein (MIP)-2 and IL-1b).

Минимальная бактерицидная концентрация (МБК)Minimum bactericidal concentration (MBC)

Отсутствие активности липосом сфингомиелин/холестерин в отношении обычных штаммов:Lack of activity of sphingomyelin/cholesterol liposomes against conventional strains:

Figure 00000006
Figure 00000006

Тестирование минимальной бактерицидной концентрации (МБК) осуществляли в соответствии с руководством, предложенным Институтом клинических и лабораторных стандартов (CLSI).Minimum bactericidal concentration (MBC) testing was performed according to the guidelines provided by the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI).

Для тестов с микролитровым разведением бульона 96-луночные планшеты с добавление 50 мкл 0,5-16 мг/мл липосом инокулировали 50 мкл бульона Мюллера-Хинтона, содержащего суспензию бактериальных клеток из 1-5×105 колонеобразующих единиц (КОЕ) на мл S. aureus. Планшеты инкубировали в течение 24 часов при 36°C. МКБ определяли путем переноса 10 мкл аликвот из лунок микротитрационых планшетов для разведения бульона на колумбийский кровяной агар (Oxoid, Везель, Германия). Инокулированные планшеты дополнительно инкубировали в течение 24 часов при 36°C, а затем подсчитывали колонии.For microliter broth dilution tests, 96-well plates supplemented with 50 µl of 0.5-16 mg/ml liposomes were inoculated with 50 µl of Mueller-Hinton broth containing a bacterial cell suspension of 1-5×10 5 colony-forming units (CFU) per ml S aureus. The plates were incubated for 24 hours at 36°C. IBC was determined by transferring 10 μl aliquots from the wells of microtiter broth dilution plates onto Columbian blood agar (Oxoid, Wesel, Germany). The inoculated plates were further incubated for 24 hours at 36° C. and then colonies were counted.

Claims (7)

1. Пустые липосомы для применения при лечении или предотвращении бактериальной инфекции, содержащие холестерин в количестве 40 мас.% или более и сфингомиелин. 1. Empty liposomes for use in the treatment or prevention of bacterial infection, containing cholesterol in an amount of 40 wt.% or more and sphingomyelin. 2. Пустые липосомы по п. 1, отличающиеся тем, что указанные пустые липосомы модифицированы полиэтиленгликолем.2. Empty liposomes according to claim 1, characterized in that said empty liposomes are modified with polyethylene glycol. 3. Пустые липосомы по п. 1 или 2, отличающиеся тем, что бактериальная инфекция выбрана из бактериемии, бактериальных инфекций поражений кожи, менингита и инфекций дыхательных путей.3. Empty liposomes according to claim 1 or 2, characterized in that the bacterial infection is selected from bacteremia, bacterial infections of skin lesions, meningitis and infections of the respiratory tract. 4. Применение пустых липосом по п. 1 или 2 для лечения или предотвращения бактериальной инфекции.4. The use of empty liposomes according to claim 1 or 2 for the treatment or prevention of a bacterial infection. 5. Применение пустых липосом по п. 4, отличающееся тем, что бактериальная инфекция выбрана из бактериемии, бактериальных инфекций поражений кожи, менингита и инфекций дыхательных путей.5. The use of empty liposomes according to claim 4, characterized in that the bacterial infection is selected from bacteremia, bacterial infections of skin lesions, meningitis and infections of the respiratory tract. 6. Способ лечения или предотвращения бактериальной инфекции, включающий введение нуждающемуся в этом пациенту терапевтически эффективного количества пустых липосом по любому из пп. 1-3.6. A method of treating or preventing a bacterial infection, comprising administering to a patient in need thereof a therapeutically effective amount of empty liposomes according to any one of paragraphs. 1-3. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что указанное терапевтически эффективное количество пустых липосом вводят указанному пациенту до, после, совместно или параллельно со стандартным лечением антибиотиком против бактериальной инфекции.7. The method of claim 6, wherein said therapeutically effective amount of empty liposomes is administered to said patient before, after, concomitantly, or in parallel with standard antibiotic treatment against a bacterial infection.
RU2018138012A 2012-06-14 2013-06-13 Specially developed liposomes for treatment of bacterial infections RU2780026C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12171924 2012-06-14
EP12171924.9 2012-06-14
EP13153039 2013-01-29
EP13153039.6 2013-01-29

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014148284A Division RU2672106C2 (en) 2012-06-14 2013-06-13 Tailored liposomes for treatment of bacterial infections

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2018138012A RU2018138012A (en) 2019-03-21
RU2780026C2 true RU2780026C2 (en) 2022-09-19

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5741516A (en) * 1994-06-20 1998-04-21 Inex Pharmaceuticals Corporation Sphingosomes for enhanced drug delivery
WO2006052767A2 (en) * 2004-11-05 2006-05-18 Inex Pharmaceuticals Corporation Compositions and methods for stabilizing liposomal camptothecin formulations

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5741516A (en) * 1994-06-20 1998-04-21 Inex Pharmaceuticals Corporation Sphingosomes for enhanced drug delivery
WO2006052767A2 (en) * 2004-11-05 2006-05-18 Inex Pharmaceuticals Corporation Compositions and methods for stabilizing liposomal camptothecin formulations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220087934A1 (en) Tailored liposomes for the treatment of bacterial infections
US10632070B2 (en) Hydrogel toxin-absorbing or binding nanoparticles
AU2015244275B2 (en) Liposomal ciprofloxacin formulations with activity against non-tuberculous mycobacteria
Diab et al. Insights in nanoparticle-bacterium interactions: new frontiers to bypass bacterial resistance to antibiotics
WO2016153979A1 (en) Modulating antibacterial immunity via bacterial membrane-coated nanoparticles
AU2017326347B2 (en) Compositions with permeation enhancers for drug delivery
RU2780026C2 (en) Specially developed liposomes for treatment of bacterial infections
CN110636839A (en) Liposomes for inhibiting biofilm formation
ES2959435T3 (en) Pneumonia treatment
Esparza Thiostrepton in Phospholipid Micelles: Development of Scalable Production Method and In Vivo Evaluation
US20210007985A1 (en) Liposomal anti-infective formulations to inhibit non-tuberculous mycobacteria (ntm) microaggregate formation and establishment of ntm biofilm
AU2022387278A1 (en) Methods for biofilm disruption