JP2018083830A - 細菌性バイオフィルムを除去するためのセアプローゼの使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2013年5月8日に出願された米国仮出願第61/820,915号、及び、2012年5月11日に出願された米国仮出願第61/645,815号についての恩典を主張する。参照される出願の内容は、参照として本出願に組み入れられる。
本発明は概してバイオフィルムを処置するために有用な方法及び組成物に関する。当該組成物は活性成分としてセアプローゼを含み得る。
バイオフィルムは、不活性であるかまたは生きている表面に付着した、細菌または菌類の集団である。バイオフィルム中の細菌は、細菌をまとめて保持し、かつ細菌集合体をその下にある表面に堅固に付着させる、一般的には多糖類マトリクスである細胞外高分子マトリクス中に巻き込まれている。バイオフィルムがヒトの健康に対して有意な脅威を構成することを証拠が示している。公衆衛生局は、バイオフィルムがヒトにおける細菌感染の80%超の原因であると推定している(国立保健研究機構、1998RFA# DE-98-006(非特許文献1))。バイオフィルムは、尿路感染症、膀胱炎、肺感染症、皮膚感染症、副鼻腔感染症、耳感染症、挫創、歯性感染症、歯周病、院内感染症、開放創、及び慢性創傷等の健康状態に関与している。バイオフィルム中に生育する細菌は、抗生物質及び抗微生物剤に対する増大した抵抗性を示し、除去するのが非常に困難である。
[本発明1001]
表面上に存在する細菌性バイオフィルムを崩壊させる方法であって、セアプローゼを含む組成物を細菌性バイオフィルムに適用する段階を含み、組成物の細菌性バイオフィルムへの適用が細菌性バイオフィルムのマトリックスを崩壊させる、方法。
[本発明1002]
表面が皮膚である、本発明1001の方法。
[本発明1003]
表面が創傷である、本発明1001の方法。
[本発明1004]
創傷が慢性創傷である、本発明1003の方法。
[本発明1005]
慢性創傷が糖尿病性足部潰瘍、静脈性下肢潰瘍、動脈性下肢潰瘍、褥瘡性潰瘍、うっ血性潰瘍、皮膚潰瘍、熱傷または褥瘡である、本発明1004の方法。
[本発明1006]
創傷が壊死組織を含む、本発明1003〜1005のいずれかの方法。
[本発明1007]
壊死組織が焼痂である、本発明1006の方法。
[本発明1008]
組成物が壊死組織をさらに廓清する、本発明1006〜1007のいずれかの方法。
[本発明1009]
表面が上皮表面である、本発明1001の方法。
[本発明1010]
上皮表面が口腔、角膜表面、生殖器、泌尿器、呼吸器、消化器、腹膜、中耳、または前立腺の一部である、本発明1009の方法。
[本発明1011]
表面が無生物物体の一部である、本発明1001の方法。
[本発明1012]
表面が医療用インプラント機器の一部である、本発明1011の方法。
[本発明1013]
医療用インプラント機器が、カテーテル、ステント、骨プレート、ネジ、ピン若しくはロッド、椎間板、耳チューブ、またはコンタクトレンズである、本発明1012の方法。
[本発明1014]
組成物が0.0001〜1重量%または0.001〜1重量%のセアプローゼを含む、本発明1001〜1013のいずれかの方法。
[本発明1015]
セアプローゼが、単離または精製されたセアプローゼである、本発明1001〜1014のいずれかの方法。
[本発明1016]
組成物が、ゲル、クリーム、軟膏、溶液、またはペーストとして製剤されている、本発明1001〜1015のいずれかの方法。
[本発明1017]
組成物が、グリセリンポリアクリレートクラスレート、グリセリン、ヒドロキシエチルセルロース、乳化蝋若しくはワセリン、またはそれらの任意の組合せをさらに含む、本発明1016の方法。
[本発明1018]
組成物が局所的に表面へ適用される、本発明1001〜1017のいずれかの方法。
[本発明1019]
細菌性バイオフィルムがグラム陽性細菌性バイオフィルムである、本発明1001〜1018のいずれかの方法。
[本発明1020]
細菌性バイオフィルムがスタフィロコッカス属(Staphylococcal)細菌を含む、本発明1019の方法。
[本発明1021]
細菌が黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)である、本発明1020の方法。
[本発明1022]
細菌がメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)である、本発明1021の方法。
[本発明1023]
細菌性バイオフィルムの一部が表面から除去される、本発明1001〜1021のいずれかの方法。
[本発明1024]
組成物が抗微生物剤をさらに含む、本発明1001〜1023のいずれかの方法。
[本発明1025]
抗微生物剤が、抗生物質、抗真菌剤、防腐剤、または洗浄剤である、本発明1024の方法。
[本発明1026]
細菌性バイオフィルムに、第二の組成物が続いて適用される、本発明1001〜1025のいずれかの方法。
[本発明1027]
第二の組成物が抗微生物剤を含む、本発明1026の方法。
[本発明1028]
抗微生物剤が、抗生物質、抗真菌剤、防腐剤、または洗浄剤である、本発明1027の方法。
[本発明1029]
細菌性バイオフィルムを崩壊させるための組成物であって、有効量のセアプローゼ及び許容される担体を含む、組成物。
[本発明1030]
組成物が0.0001〜1重量%または0.001〜1重量%のセアプローゼを含む、本発明1029の組成物。
[本発明1031]
セアプローゼが、単離または精製されたセアプローゼである、本発明1029〜1030のいずれかの組成物。
[本発明1032]
許容される担体が薬学的に許容される局所用担体である、本発明1029〜1031のいずれかの組成物。
[本発明1033]
組成物が、ゲル、クリーム、溶液、ペースト、または軟膏として製剤されている、本発明1029〜1032のいずれかの組成物。
[本発明1034]
組成物がワセリンを含む軟膏である、本発明1029〜1033のいずれかの組成物。
[本発明1035]
組成物がグリセリンポリアクリレートクラスレートを含むゲルである、本発明1029〜1032のいずれかの組成物。
[本発明1036]
組成物がヒドロキシエチルセルロースを含むゲルである、本発明1029〜1032のいずれかの組成物。
[本発明1037]
組成物がグリセリン及び乳化蝋を含むクリームである、本発明1029〜1032のいずれかの組成物。
[本発明1038]
許容される担体が薬学的に許容される注入可能な担体である、本発明1029〜1031のいずれかの組成物。
[本発明1039]
細菌性バイオフィルムがグラム陽性細菌性バイオフィルムである、本発明1029〜1038のいずれかの組成物。
[本発明1040]
グラム陽性細菌性バイオフィルムがスタフィロコッカス属細菌性バイオフィルムである、本発明1039の組成物。
[本発明1041]
スタフィロコッカス属細菌性バイオフィルムが黄色ブドウ球菌細菌性バイオフィルムである、本発明1040の組成物。
[本発明1042]
スタフィロコッカス属細菌性バイオフィルムがメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)バイオフィルムである、本発明1041の組成物。
[本発明1043]
組成物が抗微生物剤をさらに含む、本発明1029〜1042のいずれかの組成物。
[本発明1044]
抗微生物剤が、抗生物質、抗真菌剤、防腐剤、または洗浄剤である、本発明1043の組成物。
[本発明1045]
抗微生物剤がスタフィロコッカス属細菌に対して効果的である、本発明1044の組成物。
[本発明1046]
スタフィロコッカス属細菌が黄色ブドウ球菌である、本発明1045の組成物。
[本発明1047]
スタフィロコッカス属細菌がメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)である、本発明1046の組成物。
細菌性バイオフィルムは人々を悩ます幾つかの健康状態において存在する。このような状態の例は、尿道感染、膀胱炎、肺感染症、皮膚感染症、副鼻腔感染症、耳感染症、挫創、齲蝕、歯周病、院内感染症、開放創、及び慢性創傷を含む。
本発明の組成物は、細菌性バイオフィルムの存在と戦うために使用できる。このような組成物は、この結果を達成するために有効な量のセアプローゼを含む。組成物はまた薬学的に許容される担体(例、局所用担体または注入可能な担体)を含み得る。本発明の組成物は、創傷への局所的または注入投与に適した薬学的に活性な成分、美容的に活性な成分、及び傷薬剤(例、成長因子)をさらに含み得る。
セアプローゼは、真菌アスペルギルス・メレウス(Aspergillus melleus)の培養によって産生されるセミアルカリプロテアーゼであり、SEAPROSE S(登録商標)の商品名で日本の天野エンザイム株式会社から粉末形態で市販されている。セアプローゼは、当業者に公知の技術を用いて液体または固体培養工程のどちらかにより調製され得る。セアプローゼは、オノプローゼ、プロメラーゼ、プロメラズム(promelasum)、ジェオアーゼ(Jeoase)、FLAMINASE(登録商標)(Prodotti Formenti S.r.l.,イタリア,ミラノ)及びアスペルギルス・メレウスセミアルカリプロテアーゼとも呼ばれてきた。
本発明の組成物は、局所送達に適しかつセアプローゼと適合性である種々の薬学的に許容される担体を含んでも良い。非限定的な例には、ローション、クリーム、乳剤、軟膏、ゲル、ペースト、溶液、エアロゾルスプレー、エアロゾル泡沫、非エアロゾルスプレー、非エアロゾル泡沫、粉末、液体溶液、液体懸濁剤、フィルム、及びシートが含まれる。組成物は局所送達のために、ガーゼ、包帯、または他の創傷被覆材料に含浸させてもよい。
本発明の方法は、当業者に公知の局所用及び/または注入可能な製品のための好適な加工方法により製造され得る。例えば、セアプローゼを薬学的に許容される担体と混ぜることができる。さらに、組成物は表面に吹き付けることができる。代わりに、そのままの形(例えば、担体無し)で、セアプローゼを細菌性バイオフィルムに適用することができる。
本発明の組成物は、表面の細菌性バイオフィルムを処置する、崩壊させる、若しくは表面から除去する、または、細菌性バイオフィルムを生じやすい表面上(例えば、創傷、外科的切開若しくは創傷、移植した装置等々)の細菌性バイオフィルムの形成を予防若しくは制限する方法において使用し得る。このような方法は、細菌性バイオフィルムまたは標的表面にセアプローゼを含む組成物を適用する段階(例えば、局所、注入可能、スプレー可能等々)を含む。適用後、細菌性バイオフィルムをガーゼパッド等の被覆材で覆うことができる。代わりに、または加えて、細菌性バイオフィルム内に残る細菌を攻撃するために、表面を伝統的な抗微生物剤で処置してもよい。組成物はさらに、または代わりにまずガーゼパッド等の被覆材に適用し、その後、細菌性バイオフィルムに適用することもできる。適用量は、細菌性バイオフィルムの型及び程度に依存し得る。さらに、組成物の適用は、期間適用(例、時間単位、日単位、週単位等々)のあるレジメンの形でもよい。上記で説明したように、細菌性バイオフィルムを有する広範囲にわたる表面を本発明の組成物で処置することができる。例えば、ヒトの皮膚上に存在する創傷表面を処置することができる。このような創傷表面は、例として、細菌性バイオフィルムを含むか、若しくは細菌性バイオフィルムを形成しやすい熱傷、急性創傷、または慢性創傷であり得る。細菌性バイオフィルムを有し得る(例、生存組織、体表面、無生物)または細菌性バイオフィルムを生じやすい(例、創傷、外科的切開若しくは創傷、医療用インプラント機器等々)その他の型の表面を、本発明の組成物で処置することができる。
(製剤例)
以下の表は、本発明のセアプローゼを含有する製剤の非限定的な例を提供する。
*手順:HEC及びトリス緩衝液からゲルを作った。Seaprose SをHECゲルと混ぜた。おそらくセアプローゼ材料中に存在するHECを分解するアミラーゼのため、ゲルの粘度は時間と共に徐々に減少した。
*手順:70℃において、メチルパラベン、プロピルパラベン、及びグリセリンを、トリス緩衝液中に溶解した。上記溶液に70℃において乳化蝋及びイソプロピルパルミテートを添加し、乳剤と形成するよう混合した。乳剤を35℃に冷却し、その時点でSeaprose Sを乳剤と混ぜた。白いクリームが得られた。
*手順:70℃においてPEG-600の半量及びポロキサマ407の半量の混合物を融解し、混合物を35℃に冷却し、その時点でSeaprose Sを混合物と混ぜて活性相を作った。白色ワセリン及びPEG-600の残り半量及びポロキサマ407の残り半量の混合物を70℃で溶解し、ポロキサマ407の均質化及び融解後に、混合物を35℃に冷却して主要相を作った。活性相をその後主要相と混ぜた。得られた混合物を室温で45分間混合した。
*手順:ポロキサマ407を4℃でTBS緩衝液(10mM TBS)に溶解し、溶解後、油であるAbitecのCapmul(r) MCM, NFを添加し、混合物を室温で高せん断力をかけて均質になるまで混合した。計算された濃度で Seaprose SをTBS中に溶解し、溶解後、溶液をクリームに添加し、室温にて30分間混合した。オフホワイトのクリームが得られた。
(イン・ビトロバイオフィルム除去データ)
セアプローゼの、細菌性バイオフィルムを崩壊させ且つ除去する能力を示すため、イン・ビトロ分析を行った。本分析において、黄色ブドウ球菌ATCC6538を、至適の細菌性バイオフィルム形成のため、0.25%グルコースを補ったトリプティックソイブロス中に懸濁した。懸濁液を滅菌96ウェルプレートのウェルに移し、37℃で22時間、一回の培地の交換を行ってインキュベートした。細菌性バイオフィルム形成後、培地を、生育培地中で調製した酵素処理物で置換した。処理(処置組成物はSeaprose S+上述の生育培地を含んでいた)から16時間後に培地を吸引し、プレートを徹底的に洗った後、クリスタルバイオレット染色して、570nmにおける吸光度を記録することによって残存する付着細菌を定量した。クリスタルバイオレットは残存する付着細菌を染色し、対照と比べて減少した吸光度は付着細菌の除去を示す。図1はこれらのデータのまとめを示す。図1に図示されるように、1%w/w〜0.0000001%w/wの範囲のレベルにおいて、コラゲナーゼよりもセアプローゼは細菌性バイオフィルムを崩壊且つ除去するために遥かに効果的であり、1%w/w〜0.0001%w/wのレベルでは驚くべきレベルの効率で、そして1%w/w〜0.001%w/wではより一層驚くべきレベルの効率であった。この発見の驚くべき特質は、プロテアーゼが、細菌性バイオフィルムを崩壊させるかまたは除去するためにそれ自身だけでは過度に効果的であるとは考えられていないという一般知識に基づく。
(イン・ビボバイオフィルム除去データ)
メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)含有バイオフィルムに対するセアプローゼの、細菌性バイオフィルムを崩壊させる及び除去する能力を示すためにイン・ビボ分析が行われた。分析は、E.D. Roche、P.D. Renick、S.P. Tetens及びD.L. Carson、2012年、"A Model of Evaluating Topical Antimicrobial Efficacy against Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Biofilms in Superficial Murine Wounds"、Antimicrobial Agents and Chemotherapy、56巻、第4508〜10頁に記載の方法と同様であった。
*手順:ポロキサマ407を4℃でTBS緩衝液(10mM TBS)中に溶解し、溶解後、油であるAbitecからのCapmul MCM, NFを添加し、混合物を室温で高せん断力をかけて均質になるまで混合した。オフホワイトのクリームが得られた。
*手順:ポロキサマ407を4℃でTBS緩衝液(10mM TBS)中に溶解し、溶解後、油であるAbitecのCapmul MCM, NFを添加し、混合物を室温で高せん断力をかけて均質になるまで混合した。計算された濃度でSeaprose SをTBS中に溶解し、溶解後、溶液をクリームに添加し、室温にて30分間混合した。オフホワイトのクリームが得られた。
(ブタ熱傷焼痂物のイン・ビトロ消化)
表1(1%セアプローゼゲル)中のゲル処方、並びに、続く2つのゲル処方(1%サーモリシンゲル(表8)及び10%ブロメラインゲル(表9))を、各ゲル処方によるブタ焼痂物の分解を比較するためのイン・ビトロ試験で使用した。
(ブタ熱傷のイン・ビボ廓清)
本イン・ビボ ブタ試験では、加熱した真鍮の棒を用いて熱傷創傷を導入し、数日に亘って乾燥した焼痂を形成させることによりブタの背中に焼痂を形成した。1日の処置後、対照と比較して多くの創傷においてセアプローゼ(SAP)による目に見える効果があった(図6)。全体として、対照と比べた場合、SAPは焼痂のより早い完全な廓清を示した(塩水で予め加湿された非粘着性創傷被覆材)(図7)。
Claims (47)
- 表面上に存在する細菌性バイオフィルムを崩壊させる方法であって、セアプローゼを含む組成物を細菌性バイオフィルムに適用する段階を含み、組成物の細菌性バイオフィルムへの適用が細菌性バイオフィルムのマトリックスを崩壊させる、方法。
- 表面が皮膚である、請求項1記載の方法。
- 表面が創傷である、請求項1記載の方法。
- 創傷が慢性創傷である、請求項3記載の方法。
- 慢性創傷が糖尿病性足部潰瘍、静脈性下肢潰瘍、動脈性下肢潰瘍、褥瘡性潰瘍、うっ血性潰瘍、皮膚潰瘍、熱傷または褥瘡である、請求項4記載の方法。
- 創傷が壊死組織を含む、請求項3〜5のいずれか一項記載の方法。
- 壊死組織が焼痂である、請求項6記載の方法。
- 組成物が壊死組織をさらに廓清する、請求項6〜7のいずれか一項記載の方法。
- 表面が上皮表面である、請求項1記載の方法。
- 上皮表面が口腔、角膜表面、生殖器、泌尿器、呼吸器、消化器、腹膜、中耳、または前立腺の一部である、請求項9記載の方法。
- 表面が無生物物体の一部である、請求項1記載の方法。
- 表面が医療用インプラント機器の一部である、請求項11記載の方法。
- 医療用インプラント機器が、カテーテル、ステント、骨プレート、ネジ、ピン若しくはロッド、椎間板、耳チューブ、またはコンタクトレンズである、請求項12記載の方法。
- 組成物が0.0001〜1重量%または0.001〜1重量%のセアプローゼを含む、請求項1〜13のいずれか一項記載の方法。
- セアプローゼが、単離または精製されたセアプローゼである、請求項1〜14のいずれか一項記載の方法。
- 組成物が、ゲル、クリーム、軟膏、溶液、またはペーストとして製剤されている、請求項1〜15のいずれか一項記載の方法。
- 組成物が、グリセリンポリアクリレートクラスレート、グリセリン、ヒドロキシエチルセルロース、乳化蝋若しくはワセリン、またはそれらの任意の組合せをさらに含む、請求項16記載の方法。
- 組成物が局所的に表面へ適用される、請求項1〜17のいずれか一項記載の方法。
- 細菌性バイオフィルムがグラム陽性細菌性バイオフィルムである、請求項1〜18のいずれか一項記載の方法。
- 細菌性バイオフィルムがスタフィロコッカス属(Staphylococcal)細菌を含む、請求項19記載の方法。
- 細菌が黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)である、請求項20記載の方法。
- 細菌がメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)である、請求項21記載の方法。
- 細菌性バイオフィルムの一部が表面から除去される、請求項1〜21のいずれか一項記載の方法。
- 組成物が抗微生物剤をさらに含む、請求項1〜23のいずれか一項記載の方法。
- 抗微生物剤が、抗生物質、抗真菌剤、防腐剤、または洗浄剤である、請求項24記載の方法。
- 細菌性バイオフィルムに、第二の組成物が続いて適用される、請求項1〜25のいずれか一項記載の方法。
- 第二の組成物が抗微生物剤を含む、請求項26記載の方法。
- 抗微生物剤が、抗生物質、抗真菌剤、防腐剤、または洗浄剤である、請求項27記載の方法。
- 細菌性バイオフィルムを崩壊させるための組成物であって、有効量のセアプローゼ及び許容される担体を含む、組成物。
- 組成物が0.0001〜1重量%または0.001〜1重量%のセアプローゼを含む、請求項29記載の組成物。
- セアプローゼが、単離または精製されたセアプローゼである、請求項29〜30のいずれか一項記載の組成物。
- 許容される担体が薬学的に許容される局所用担体である、請求項29〜31のいずれか一項記載の組成物。
- 組成物が、ゲル、クリーム、溶液、ペースト、または軟膏として製剤されている、請求項29〜32のいずれか一項記載の組成物。
- 組成物がワセリンを含む軟膏である、請求項29〜33のいずれか一項記載の組成物。
- 組成物がグリセリンポリアクリレートクラスレートを含むゲルである、請求項29〜32のいずれか一項記載の組成物。
- 組成物がヒドロキシエチルセルロースを含むゲルである、請求項29〜32のいずれか一項記載の組成物。
- 組成物がグリセリン及び乳化蝋を含むクリームである、請求項29〜32のいずれか一項記載の組成物。
- 許容される担体が薬学的に許容される注入可能な担体である、請求項29〜31のいずれか一項記載の組成物。
- 細菌性バイオフィルムがグラム陽性細菌性バイオフィルムである、請求項29〜38のいずれか一項記載の組成物。
- グラム陽性細菌性バイオフィルムがスタフィロコッカス属細菌性バイオフィルムである、請求項39記載の組成物。
- スタフィロコッカス属細菌性バイオフィルムが黄色ブドウ球菌細菌性バイオフィルムである、請求項40記載の組成物。
- スタフィロコッカス属細菌性バイオフィルムがメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)バイオフィルムである、請求項41記載の組成物。
- 組成物が抗微生物剤をさらに含む、請求項29〜42のいずれか一項記載の組成物。
- 抗微生物剤が、抗生物質、抗真菌剤、防腐剤、または洗浄剤である、請求項43記載の組成物。
- 抗微生物剤がスタフィロコッカス属細菌に対して効果的である、請求項44記載の組成物。
- スタフィロコッカス属細菌が黄色ブドウ球菌である、請求項45記載の組成物。
- スタフィロコッカス属細菌がメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)である、請求項46記載の組成物。
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