DE3743129A1 - Verfahren zur erhoehung der konzentration an endogenem wachstumshormon im blut von nutztieren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Tierhaltung und Biochemie und betrifft ein verbessertes Verfahren zur Erhöhung der Konzentration an Wachstumshormon im Blut von Nutztieren durch Verabreichung eines Wachstumshormon-Freisetzungsfaktors an Säugetiere.

Ein wichtiger Teil der gegenwärtigen Explosion der Erforschung der Chemie der Peptide und des Einflusses von Proteinhormonen auf alle Lebensformen ist die Erforschung der Wachstumshormone. Das Studium der Bildung von Wachstumshormonen bei verschiedenen Tieren hat ergeben, daß ein verhältnismäßig kleines Peptid, das als Faktor bekannt ist, welcher ein Wachstumshormon- Freisetzungsfaktor ist, eine größere Rolle bei der Bildung und Ausscheidung von Wachstumshormonen bei allen untersuchten Tierarten spielt. Interessanterweise ist der endogene Wachstumshormon-Freisetzungsfaktor (GRF) bei allen Tierarten, deren GRF sequenziert wurde, ein sehr ähnliches Peptid. Es stellt bei allen bekannten Arten ein Peptid aus 43 oder 44 Aminosäuren dar, wobei die endständige Säuregruppe dieses Peptids mit Ausnahme der Ratte bei allen bekannten Tierarten amidiert ist. Die Aminosäuresequenz bei den verschiedenen endogenen Wachstumshormon-Freisetzungsfaktoren ist ziemlich ähnlich, wobei der GRF vom Rind sogar identisch ist mit dem GRF der Ziege.

In dieser Beschreibung werden die folgenden Begriffe verwendet. Der Begriff Wachstumshormon-Freisetzungsfaktor (GRF) bezieht sich auf irgendein Peptid, das bei einem Nutztier eine Erhöhung der Bildung und Freisetzung an Wachstumshormon ergibt. Der Begriff endogener GRF bezieht sich auf den durch ein Tier natürlich gebildeten GRF. Zur Kennzeichnung von auf synthetischem oder rekombinantem Weg erzeugtem GRF wird ein Vorzeichen verwendet, welches die Art angibt, deren GRF dupliziert wurde, so daß beispielsweise das Vorzeichen h für human steht und das Vorzeichen b für bovine (Rind) steht. Liegt ein GRF in Säureform vor, dann ist dies ebenfalls angegeben.

Ansonsten ist diese Säureform amidiert. Der Begriff Analoges bezieht sich auf Peptide, die die Funktion eines GRF haben, jedoch weniger Aminosäuren aufweisen als der endogene GRF oder über eine andere Sequenz verfügen. Ein synthetischer GRF, der weniger Aminosäuren als der endogene GRF enthält, wird durch eine Nummer gekennzeichnet. Die Abkürzung hGRF29 bedeutet beispielsweise einen GRF, der aus den ersten 29 Aminosäuren von humanem endogenem GRF aufgebaut ist.

Man weiß bereits ziemlich Bescheid über die sich durch Erhöhung der Konzentration an Wachstumshormon bei Nutztieren ergebenden Vorteile. Der bedeutendste Vorteil dieser Art ist die Erhöhung der Milchproduktion einer milchgebenden Kuh durch Erhöhung des Wachstumshormons. In der Literatur wird auch bereits über eine verbesserte Wachstumsgeschwindigkeit und Futtereffizienz von Schweinen und Schafen durch Erhöhung der Konzentration an Wachstumshormon berichtet. Über die gleichen günstigen Einflüsse bei Rindern wurde bisher allerdings nichts berichtet, doch ist hierbei zu bedenken, daß es sich beim Wachstumshormon und beim GRF um noch immer sehr begrenzt verfügbare und teure Substanzen handelt, und dies dürfte auch die Ursache dafür sein, daß keines dieser Mittel bisher auch nur versuchsweise an Tiere verfüttert wurde. Seit einigen Jahren wird auch bereits versucht, die Wachstumsgeschwindigkeit abnormal kleiner Kinder durch direkte Verabreichung von Wachstumshormon zu erhöhen, was infolge des schwierigen Zugangs zu diesem Hormon ziemlich teuer ist, und der Einsatz von Wachstumshormon bei Nutztieren wurde daher bisher auch nicht ausreichend untersucht.

Am eingehendsten wurde natürlich der GRF des Menschen untersucht. Hierbei hat sich gezeigt, daß sich das Peptid des endogenen humanen GRF stark abwandeln läßt, ohne daß hierdurch seine Wirksamkeit zur Erhöhung der Produktion und Abscheidung von Wachstumshormon zerstört wird. Es wurden Analoge von humanem GRF aus den Aminosäuren 23 bis 40 hergestellt, und zwar sowohl in der amidierten als auch der säureendständigen Form, und alle diese Analogen haben sich als wirksam erwiesen. Weiter wurden beim endogenen Peptid verschiedene Veränderungen vorgenommen, wie ein Ersatz von Tyrosin in Stellung 1 des Peptids durch Histidin, 3-Methylhistidin oder N-Acetyltyrosin. Auch diese Substanzen sind wirksam.

In Anbetracht der Ähnlichkeit der endogenen GRF bei verschiedenen Tierarten ist es daher wohl nicht überraschend, daß diese bei den verschiedensten Tierarten wirksam sind. So wird in Domestic Animal Endocrinology 2, Seiten 133 bis 139 (1985) beispielsweise gezeigt, daß der endogene humane GRF und ein Analoges zum endogenen humanen GRF, welches 40 Aminosäuren aufweist und über eine freie endständige Säuregruppe verfügt (hGRF40 Säure) bei Ratten, Rhesusaffen, Hasen, Schafen, Rindern und Hühnern und auch bei Menschen wirksam sind.

Beim Menschen dürfte GRF sowohl durch die Bauchspeicheldrüse als auch den Hypothalmus gebildet werden. Von beiden Organen werden identische Peptide erzeugt. Die ersten Arbeiten mit GRF wurden anhand eines Peptids durchgeführt, das von Tumoren an der menschlichen Bauchspeicheldrüse erzeugt wurde, wobei nun jedoch deutlich gezeigt werden konnte, daß die normale Bauchspeicheldrüse genauso wie der normale Hypothalmus das gleiche Peptid bildet, nämlich endogenen humanen GRF.

Es gibt bereits umfangreiche Literaturarbeiten über GRF und dessen Zusammenhang mit der Produktion und Abscheidung von Wachstumshormon. Hierzu wird beispielsweise auf die folgenden Literaturstellen verwiesen:

Ann. Rev. Biochem. 54, Seiten 403 bis 423 (1985)
Neuroendocrinology 42, Seiten 273 bis 276 (1986)
Fed. Proc. 45, Seite 280 (1986)
Endocrinology 114, Seiten 1613 bis 1616 (1984)

Seit kurzem wird auch in der Patentliteratur über synthetisch hergestellte GRF von Rindern und Schafen berichtet. Hierzu wird beispielsweise auf US-A-45 85 756 und US-A-46 05 634 hingewiesen.

Die Auffindung von humanem GRF hat sofort zu einer Erforschung seiner Anwendung bei unter einem Mangel an Wachstumshormon leidenden Kindern geführt. Bald darauf wandte sich die Forschung einer Anwendung von GRF zur Erhöhung des Wachstumshormons bei Nutztieren zu. Darauf traten Schwierigkeiten und Unsicherheiten auf.

Man erkannte bald, daß die Konzentration an Wachstumshormon im Blut beim normalen Tier einer jeden Art in einer episodischen Weise schwankte. Die Sekretion von Wachstumshormon in den Blutstrom erfolgt anscheinend stoßweise. Frequenz und Amplitude der Stöße sind altersabhängig, bei männlichen und weiblichen Tieren unterschiedlich und gelegentlich auch innerhalb eines Tages verschieden, und sie erhöhen sich unter Streßbedingungen. Es wurde bald erkannt, daß die Verabreichung einer einzigen Dosis an GRF zwar eine verläßliche Erhöhung der Konzentration an Wachstumshormon im Blutstrom während einer kurzen Zeitdauer ergibt, die Aufrechterhaltung einer erhöhten Konzentration an Wachstumshormon jedoch nicht einfach ist.

In J. Clin. Endo. Metab. 60, Seiten 370 bis 375 (1985) werden Versuche über eine 6 Stunden dauernde Infusion von hGRF40 bei normalen Menschen und eine Injektion eines großen Bolus von GRF nach einer 5,5 Stunden dauernden Infusion beschrieben. Die Gesamtmenge an während der Versuchsdauer freigesetztem Wachstumshormon unterschied sich dabei nicht von der Kontrolle einer jeden Dosis an GRF. Es ergab sich hierbei zwar bei den Infusionen eine Antwort an Wachstumshormon, doch wurde die durch Verabreichung des Bolus bedingte Antwort so abgeschwächt, daß sich insgesamt kein Unterschied gegenüber den als Kontrolle dienenden Menschen ergab, welchen lediglich der Bolus injiziert wurde.

Die obige Arbeit ist typisch für zahlreiche Veröffentlichungen, wonach der Menge an Wachstumshormon, die ein normales Tier ausscheiden kann, in irgendeiner Weise Grenzen gesetzt sind, so daß sich durch eine Verabreichung von GRF keine Erhöhung der Gesamtausscheidung an Wachstumshormon in den Blutstrom über eine verhältnismäßig lange Zeitdauer erreichen läßt.

Weitere Arbeiten, die eine Erniedrigung an Wachstumshormonantwort bei Fortdauer der Verabreichung von GRF zeigen, gehen aus folgenden Veröffentlichungen hervor:
In J. Clin. Endo. Metab. 61, Seiten 223 bis 228 (1985) wird über eine intravenöse Verabreichung von hGRF in einer Dosis von 1 µg pro kg und Stunde an erwachsene Menschen berichtet. Nach einer anfänglichen Zunahme fiel die Konzentration an Wachstumshormon ab, und die Antwort auf die Injektion eines Bolus war am Ende der 4stündigen Infusionsdauer wesentlich niedriger als bei den als Kontrolle dienenden Menschen.

Gemäß Acta. Endo. 107, Seiten 462 bis 470 (1984) wurde hGRF 11 gesunden Menschen während einer Zeitdauer von 2 oder 5 Stunden in einer Dosis von 100 µg pro Stunde infundiert. Die Plasmaspiegel an Wachstumshormon erhöhten sich sofort und fielen dann ab. Die Antwort auf die Injektion eines Bolus am Ende der Infusion war weniger stark ausgeprägt als die Antwort der Injektion eines Bolus am Anfang. Andere Patienten erhielten alle zwei Stunden durch Injektion eines Bolus eine Wirkstoffdosis von 50 µg, wobei die Antwort an Wachstumshormon bei jeder aufeinanderfolgenden Dosis abfiel.

In J. Clin. Invest. 75, Seiten 1584 bis 1590 (1985) wird über eine Verabreichung von hGRF40 an 6 normale Menschen während einer Zeitdauer von 24 Stunden in einer Dosis von 2 ng pro kg und Minute und die anschließende Verabreichung einer großen Bolusdosis berichtet. Die Sekretion an Wachstumshormon wurde durch die Infusion von GRF erhöht, wobei die Antwort auf die 24stündige Verabfolgung mittels des Bolus bei den Kontrollen jedoch größer war. Insgesamt war die Menge an Wachstumshormon bei den behandelten Menschen gleich wie bei den Kontrollen.

Gemäß Endo. 114, Seiten 1613 bis 1616 (1984) wurde hGRF an Ratten 24 Stunden in einer Dosis von 15 µg pro Stunde verabreicht. Die Plasmakonzentration an Wachstumshormon stieg innerhalb von zwei Stunden nach Beginn der Infusion an und fiel nach 6 Stunden wieder ab. Am Ende der Infusion reagierten die Ratten überhaupt nicht auf eine Bolusdosis an GRF.

Die Clin. Res. 32, Seite 266A (1984) zeigt Versuche über eine intravenöse Infusion von GRF (Quelle nicht angegeben), während 6 Stunden an normale Menschen in einer Dosis von 10 ng/kg und Minute. Alle Patienten zeigen eine Erhöhung der Serumkonzentration an Wachstumshormon, wobei das Maximum zwischen 1 und 4 Stunden liegt. Die Konzentration fiel dann ab, jedoch nicht so weit wie bei den Kontrollen. Die Konzentration an Wachstumshormon auf eine Bolusdosis während der Infusion war halb so groß wie die Konzentration vor der Infusion.

In Fed. Proc. 43, Seite 2019 (1984) wird über eine Injektion von GRF (Quelle nicht angegeben) an Schafe in einer Dosis von 0,065 nMol/kg berichtet. Die Konzentration an Wachstumshormon fiel bei jeder Injektion ab. Das gleiche Ergebnis wurde auch bei einer Dosis von 0,016 nMol/kg erzielt. 16 intravenöse Infusionen von GRF führten zu dosisabhängigen Konzentrationen innerhalb einer Stunde, wobei alle Konzentrationen mit fortlaufender Infusion jedoch auf etwa die Hälfte abfielen.

Von anderen Autoren wird dagegen berichtet, daß sie eine kontinuierliche Wirkung bei Verabreichung von GRF zeigen konnten, wobei über eine Erschöpfung der Hypophyse jedoch nichts berichtet wurde. Dies zeigen folgende Literaturstellen:

In Endo. Japan 32, Seiten 287 bis 293 (1985) wird über eine intravenöse Verabreichung von hGRF in einer Dosis von 40 µg pro Stunde an normale Menschen während 20 Stunden und eine anschließende intravenöse Verabreichung mittels eines Bolus in einer Dosis von 2 µg/kg berichtet. Die Gesamtmenge an ausgeschiedenen Wachstumshormon während der Infusion betrug das Vierfache gegenüber der Kontrolle, wobei der Großteil der Patienten auf den Bolus reagierte.

Gemäß J. An. Sci. 61, Referat 113 (1985) wurde eine Reihe an Analogen von GRF intravenös während 6 Stunden an Rinder verabreicht. Der Hormonspiegel an Plasma erhöhte sich und blieb während der 6stündigen Versuchsdauer erhöht.

In N.E.J. Med. 312, Seiten 4 bis 9 (1985) wird über eine subkutane Verabreichung von GRF an unter einem Hormonmangel leidende Kinder in einer Dosis von 1 bis 3 µg/kg alle 3 Stunden während einer Zeitdauer von 6 Monaten berichtet. Die Patienten reagierten durch erhöhte Spiegel an Wachstumshormon während der 6monatigen Versuchsdauer.

In Recent Progress in Hormone Research 42, Seiten 589 bis 640 (1986) wird auf Seite 612 berichtet, daß einige Patienten mit Tumoren an der Bauchspeicheldrüse eine stark erhöhte Bildung von GRF zeigten, was zu einer langanhaltenden und abnormal hohen Produktion an Wachstumshormon führte.

Gemäß J. Endo. 104, Seiten 433 bis 439 (1985) wurde GRF44 (Quelle nicht angegeben) intravenös 5 Tage an Rinder in einer Dosis von 3,6 mg pro Tag verabfolgt. Während der 5tägigen Infusion erniedrigte sich der Gehalt an Wachstumshormon nicht.

In J. Endo. 105, Seiten 189 bis 196 (1985) wird über Versuche berichtet, bei denen Ziegen alle 2 Stunden während 4 Tagen hGRF injiziert wurde. Die Ziegen reagierten durch eine erhöhte Konzentration an Wachstumshormon im Plasma und eine erhöhte Milchproduktion.

In Therapeutic Agents Produced by Genetic Engineering, Symposium vom 29. bis 30. Mai 1985, M.E.D.S.I., Paris, Seiten 343 bis 358 wird über Versuche berichtet, bei denen milchgebenden Kühen intravenös GRF (Quelle nicht angegeben) zweimal täglich während 10 Tagen verabreicht wurde. Die Verabreichung erfolgte jeweils in Dosen von 0,2 nMol/kg. Bei jeder Dosis ergab sich eine Reaktion auf das Wachstumshormon und eine um 4,8% erhöhte Milchproduktion. Bei einem anderen Versuch wurde entweder hGRF oder hGRF29 intravenös in der gleichen Dosis alle 4 Tage während 10 Tagen gespritzt, wobei sich eine Erhöhung der Milchproduktion um 19,6% und um 16,1% ergab.

Die Literatur über GRF ergibt in etwa, daß eine kontinuierliche Verabreichung von GRF weniger wirksam als eine periodische oder stoßweise Verabreichung ist. In Nature 314, Seiten 281 bis 283 (1985) wird über eine kontinuierliche Infusion von hGRF29 an weibliche Ratten in einer Konzentration von 8 µg pro Tag oder eine entsprechende Verabreichung mit 8 Stößen pro Tag in einer Menge von jeweils 1 µg berichtet. Die Behandlungen dauern 12 Tage. Die Ratten, welche die stoßweisen Dosen erhalten, zeigen ein erhöhtes Wachstum und einen erhöhten Hormongehalt in der Hypophyse. Bei den Tieren, denen der Wirkstoff durch kontinuierliche Infusion gegeben wird, können diese Wirkungen nicht festgestellt werden.

In der Literatur wird sowohl über eine intravenöse als auch eine subkutane Verabreichung von GRF berichtet. Ein Vergleich dieser Verabreichungsarten geht zusammen mit einer intranasalen Verabfolgung aus Recent Progress in Hormone Research 42, Seiten 621 bis 623 (1986) hervor. Hier ergibt sich bei Verabreichung von hGRF40, daß bei subkutaner Verabreichung eine um das 30fache höhere Menge an GRF erforderlich ist als bei intravenöser Verabfolgung. Die nasale Dosis ist 300mal höher als die intravenöse Dosis.

Andere Autoren berichten dagegen, daß sich bei subkutaner und intravenöser Verabreichung vergleichbare Ergebnisse einstellen. So wird beispielsweise in J. Dairy Sci. 67, Seiten 288 bis 296 (1984) angegeben, daß die Konzentration an Wachstumshormon bei subkutaner Verabreichung von 1 mg hGRF29 an Kühe etwa ein Drittel der Konzentration bei intravenöser Verabreichung der gleichen Wirkstoffdosis beträgt. Dies wird durch Endo. Japan 31, Seiten 55 bis 61 (1984) bestätigt, wonach die Konzentration an Wachstumshormon bei subkutaner Verabreichung von hGRF an Rinder 37% der Konzentration bei intravenöser Verabreichung ausmacht.

Aus der Literatur über GRF ergibt sich somit die allgemeine Lehre, daß die intravenöse Verabreichung am meisten bevorzugt ist und daß die günstigste Art der Verabreichung von GRF eine stoßweise Verabfolgung ist. Eine kontinuierliche Verabreichung wird demnach nicht als günstig angesehen. Sie wird bei ihrer Anwendung auch nur auf intravenösem Weg durchgeführt.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Erhöhung der Konzentration an endogenem Wachstumshormon im Blut von Nutztieren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Säugetieren während einer ausreichenden Zeitdauer praktisch kontinuierlich subkutan eine wirksame Menge eines Wachstumshormon-Freisetzungsfaktors verabreicht.

Die Erfindung läßt sich allgemein auf Nutztiere anwenden, und zwar insbesondere auf milchgebende Kühe. Rinder stellen die am meisten bevorzugte Klasse an Säugetieren dar, wobei auch Schweine bevorzugt sind. Zu einer dritten bevorzugten Klasse gehören die Schafe. Die Erfindung läßt sich auch auf andere Nutztiere anwenden, wie Ziegen, Kamele, Pferde und dergleichen, wobei diese Anwendungsart jedoch weniger wichtig ist.

GRF von einer Art führt zu einer Erhöhung der Konzentration an Wachstumshormon bei einer anderen Art, wie dies oben bereits gezeigt worden ist. Die Durchführung der Erfindung erfordert daher nicht die Anwendung von lediglich GRF der zu behandelnden Tierart. Bevorzugt wird jedoch die Verabfolgung von GRF der gleichen Tierart, so daß man beispielsweise Rinder-GRF an Schafe verabreicht. Die Vorteile der Erfindung ergeben sich jedoch auch dann, wenn man GRF irgendeiner Säugetierart irgendeinem Nutztier verabfolgt. So kann man beispielsweise Human-GRF an Schweine, Schafe oder Rinder verabreichen, während man Rinder-GRF Schafen oder Schweinen verabfolgen kann, Schweine-GRF Rindern oder Schafen verabreichen kann und so weiter, und zwar je nach wirtschaftlichen Überlegungen und Gegebenheiten, wobei sich immer die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile ergeben.

Es kann natürlich aus Tierorganen isolierter GRF verwendet werden, doch ist es zweckmäßiger, den GRF synthetisch oder durch rekombinante Methoden herzustellen. Sowohl die synthetische als auch die rekombinante Herstellung von Peptiden ist heute üblich, und es wurden hiernach auch schon die verschiedensten Arten an GRF erzeugt. Eine Übersicht über den hierfür maßgeblichen Stand der Technik geht beispielsweise aus US-A-45 85 756 und US-A-46 05 643 hervor.

Es hat sich gezeigt, daß nicht nur die vollständigen GRF, sondern auch viele Analogen von GRF eine wirksame Erhöhung der Produktion und Freisetzung von Wachstumshormon ergeben. Es wurden beispielsweise die 23-, 27-, 29-, 30-, 31-, 34-, 37- und 40-Aminosäureanalogen von Human-GRF hergestellt und als wirksam gefunden. Die ersten 29 Aminosäuren scheinen jedoch die stärkste Wirkung zu ergeben. Weiter haben sich sowohl die amidierten als auch die säureendständigen Analogen und die vollständigen GRF als wirksam erwiesen.

Es dürfte demnach anerkannt sein, daß die vollständigen GRF und auch die GRF-Analogen sowohl in amidierter als auch in säureendständiger Form eine Erhöhung an Wachstumshormon bei den homologen Arten und auch bei anderen Arten ergeben. Erfindungsgemäß werden daher unter dem Begriff Wachstumshormon- Freisetzungsfaktor (GRF) alle Säugetier-GRF und alle wirksamen Analogen dieser GRF in sowohl amidierter als auch saurer Form verstanden. Die Auswahl des jeweils wirksamen Analogen und der von einer bestimmten Art an GRF zu verabreichenden Dosis, durch welche sich ein optimales Ergebnis bei der jeweiligen Tierart ergibt, liegt im Rahmen des üblichen fachmännischen Könnens.

Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, daß man den in Rede stehenden Wirkstoff im wesentlichen kontinuierlich während einer langen Zeitdauer verabreicht. Unter einer im wesentlichen kontinuierlichen Verabreichung wird eine Verabfolgung verstanden, bei der die Dosis an GRF im behandelten Tier praktisch konstant bleibt. Eine praktisch kontinuierliche Verabreichung läßt sich beispielsweise durch häufige Stöße an GRF erreichen. Die Halbwertszeit von GRF im Körper ist verhältnismäßig kurz - sie beträgt beim Menschen beispielsweise 48 Minuten - und eine stoßartige Verabfolgung muß daher sehr häufig durchgeführt werden, damit sich eine praktisch kontinuierliche Wirksamkeit ergibt. Erfindungsgemäß läßt sich GRF beispielsweise stoßartig in Zeitabständen im Bereich von 15 Minuten oder darunter verabreichen. Stöße in Zeitabständen von mehr als etwa 30 Minuten ergeben zweifelsohne keinen praktisch kontinuierlichen Effekt mehr.

Vorzugsweise wird GRF erfindungsgemäß jedoch in einer Weise verabreicht, die möglichst nahe an eine wirkliche kontinuierliche Verabreichung herankommt. Die bevorzugteste Methode der Verabreichung wird mittels einer implantierten osmotischen oder mechanischen Pumpe oder einer implantierten Diffusionsvorrichtung durchgeführt, welche eine Abgabe des Peptids GRF in den Körper in Form von praktisch einem Molekül zur jeweiligen Zeit ermöglicht.

Erfindungsgemäß erfolgt die Verabfolgung von GRF während einer wirtschaftlich signifikanten Zeitdauer. Hierunter wird eine Verabreichung von GRF während einer so langen Zeitdauer verstanden, daß sich der wirtschaftliche Vorteil einer Erhöhung der Konzentration an Wachstumshormon ergibt. Die Verabfolgung an GRF erfolgt am besten während eines Lebensabschnitts des zu behandelnden Tieres. Im Falle milchgebender Kühe wird die Verabreichung am besten während einer ganzen Laktationsdauer durchgeführt. Im Falle von Mastrindern wird die Verabfolgung am besten während der Wachstumsphase und der abschließenden Stufe der Reifezeit der Tiere vorgenommen.

Die bevorzugteste Anwendungszeit der Erfindung beträgt daher wenigstens etwa 90 Tage. Eine weitere bevorzugte Anwendungszeit liegt bei wenigstens etwa 30 Tagen, da diese Zeitdauer durchweg lang genug sein dürfte, damit die Wirkung von GRF zur Geltung kommt und sich beim behandelten Tier ein wirtschaftlicher Nutzen ergibt. Die erfindungsgemäße Verabreichung von GRF soll wenigstens 13 Tage fortgeführt werden, um sicherzustellen, daß sich die erfindungsgemäßen Vorteile einstellen.

Der sich durch die Erfindung ergebende besondere Vorteil liegt in einer erhöhten Konzentration an Wachstumshormon im Blut der behandelten Tiere. Das Wachstumshormon dürfte solange im Körper nicht wirksam werden, bis es von der dieses produzierenden Hypophyse ausgeschieden wird und in den Blutstrom gelangt. Die günstige Wirkung der Erfindung beruht daher eher auf der Konzentration an Wachstumshormon im Blutstrom als auf der reinen Produktion von Wachstumshormon.

Die erfindungsgemäße Verabreichung von GRF läßt sich nach verschiedenen Wegen erreichen. Zuerst verdünnt man das Peptid auf ein geeignetes Volumen, vorzugsweise in Wasser, und verabreicht diese Wirkstofflösung dann durch subkutane Injektion mittels einer mechanischen Pumpe. Solche Pumpen werden auch bei den späteren Ausführungsbeispielen verwendet und sind in einer Anzahl unterschiedlicher Typen im Handel erhältlich. Alles was man hierzu braucht, ist eine an geeigneter Stelle unter der Haut permanent angeordnete Injektionsnadel. Der gleiche Effekt ergibt sich auch mit einer implantierten Pumpe, die durch eine Batterie oder auch auf chemischem Weg angetrieben wird und permanent unter der Haut des jeweiligen Tieres angeordnet ist.

Eine ziemlich bequeme und eine langsame Wirkstoffabgabe ergebende Form von GRF erhält man durch Zubereitung einer Formulierung des Peptids in einem Gemisch aus Öl und Wachs. Ähnliche Formulierungen sind bereits seit vielen Jahren aus US-A-24 93 202 für die Verabreichung von Penicillinen bekannt. In J. Dairy Sci. 66, Seiten 1980 bis 1982 (1983) wird die Verabreichung von Wachstumshormon an Schafe unter Verwendung von Zusammensetzungen auf Basis von Öl und Wachs beschrieben. Solche Zusammensetzungen enthalten im allgemeinen etwa 5 bis 10% Wachs in einem Pflanzenöl. Zu geeigneten Wachsen gehören Carnaubawachs, Bienenwachs und dergleichen, und die am häufigsten verwendeten Öle sind Erdnußöl und Sesamöl. Die Konzentration an GRF in der Formulierung und die zu injizierende Menge an Formulierung läßt sich aus der gewünschten Tagesdosis an GRF natürlich ohne weiteres berechnen.

GRF kann erfindungsgemäß auch in Form von Mikrokapseln verabreicht werden. Die Mikroeinkapselung von Wirkstoffen und sonstigen Substanzen ist bereits seit vielen Jahren üblich.

Aus US-A-44 87 758 ist die Mikroeinkapselung von lebendem Gewebe oder von Zellen zum Zwecke einer Implantation unter Verwendung von Kapseln bekannt, die aus semipermeablen Membranen gebildet werden, wofür Alginate bevorzugt sind. Entsprechendes geht auch aus US-A-43 52 883 und US-A-44 09 331 hervor.

Die Verwendung von Polymilchsäure und Polyglycolsäure zur Herstellung von Mikrokapseln wird in US-A-44 79 911 und in der PCT-Veröffentlichung WO83/03061 beschrieben.

Zu den am meisten verbreiteten Arten an Mikrokapseln dürften solche auf Basis von Celluloseestern gehören, wie auf Basis von Celluloseacetat oder Cellulosebutyrat. Hierzu wird beispielsweise auf US-A-39 54 678, US-A-38 59 228 und GB-B-12 97 476 verwiesen.

Eine weitere und besonders bequeme Methode zur Verabreichung des Wirkstoffs macht von einer auf Diffusion beruhenden implantierbaren Vorrichtung Gebrauch. Solche Vorrichtungen finden bereits breite Anwendung bei Tieren, um diesen beispielsweise ein Steroid zu verabreichen. Das Konzept dieser Vorrichtungen besteht in einer Vermischung des Wirkstoffs mit einem Polymer, in welchem das Peptid löslich ist, wobei sich durch Diffusion des Peptids durch das Polymer die gewünschte Freisetzungsgeschwindigkeit ergibt. Entsprechende Zusammensetzungen zur Herstellung solcher Diffusionsimplantate für Peptide sind bereits bekannt. In US-A-44 52 775 wird eine Matrix beschrieben, die aus Cholesterin und geeigneten Bindemitteln und Gleitmitteln zusammengesetzt ist. Aus US-A-45 26 938 ist ein hydrogelbildendes Polymer bekannt, das außer anderen Peptiden auch die Freisetzung von GRF in verläßlicher und steuerbarer Weise ermöglicht.

In der Veterinärmedizin ist auch bereits die Anwendung von durch den osmotischen Druck getriebenen Pumpen weit verbreitet. Solche Pumpen sind beispielsweise von der Alza Corporation erhältlich. Sie können auch zur Anwendung der Erfindung verwendet werden. Im allgemeinen beruhen solche Vorrichtungen auf der Anwendung einer semipermeablen Membran, um so ein Reservoir an Wirkstoff vom Körper zu trennen und die Freigabegeschwindigkeit des Wirkstoffs zu steuern.

Die vorteilhafte Erhöhung der Konzentration an Wachstumshormon, von der erfindungsgemäß Gebrauch gemacht wird, läßt sich erreichen, indem man dem jeweiligen Tier eine für eine wirksame Erhöhung der Konzentration an Wachstumshormon ausreichende Menge an GRF verabfolgt. Die wirksamen Mengen an GRF liegen im allgemeinen im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 3 mg pro Tag bei Schafen, Ziegen oder Schweinen, und im Bereich von etwa 3 bis etwa 12 mg pro Tag bei Rindern. Die hier angegebenen Dosen und Dosierungsbereiche sind als tägliche Dosen zu verstehen, wobei jedoch zu beachten ist, daß die jeweilige Tagesdosis praktisch kontinuierlich während 24 Stunden verabfolgt werden muß. Stärker bevorzugte Dosen liegen im Bereich von etwa 1 bis 2 mg GRF pro Tag für Schafe, Rinder oder Ziegen, und im Bereich von etwa 4 bis etwa 8 mg pro Tag für Rinder. Die Erforschung von GRF ist natürlich noch voll im Gang, so daß auch noch stärkere Analoge von GRF gefunden werden können. Die bevorzugten Dosen der stärkeren Analogen sind natürlich niedriger als die oben angegebenen Dosen. Die für ein bestimmtes Tier jeweils günstigste Dosis schwankt natürlich in Abhängigkeit von der Größe des Tieres, seinem Gesundheitszustand und seiner Ernährung, der gewünschten Erhöhung des Wachstums und der Milchproduktion sowie der Art des jeweils verwendeten GRF. Durch einfache Versuche lassen sich die Dosierungsgeschwindigkeiten der verschiedenen GRF und ihre optimalen Tagesdosen ermitteln. Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels weiter beschrieben.

Beispiel

Die bei diesem Versuch verwendeten Tiere sind Hereford-Ochsen mit einem Gewicht von etwa 270 kg. Pro Behandlung werden 4 Ochsen eingesetzt. Die Tiere werden auf Stoffwechselbedingungen akklimatisiert und mit Kanülen (Silastic) in eine Jugularvene sowie subkutan über die Rippen kanüliert. Jeweils 4 Tieren infundiert man subkutan 6 mg hGRF pro Tag und 12 mg hGRF pro Tag, das man durch rekombinante Synthese erhalten hat und das sich vom natürlichen Peptid dadurch unterscheidet, daß es in Stellung 27 anstelle von Methionin einen Serinrest enthält. Der dritten Gruppe von 4 Ochsen infundiert man lediglich physiologische Kochsalzlösung.

Die Infusionen dauern 13 Tage. Den Infusionen geht eine 5tägige Einstellzeit voraus. Die Tiere werden täglich mit 5,5 kg (12 lb) eines hochenergiereichen und hochproteinhaltigen Futters auf Maisbasis gefüttert, das man ihnen zweimal pro Tag in einem Abstand von etwa 12 Stunden gibt.

Jedem Tier werden am Morgen Blutproben entnommen, und zwar 2 Proben kurz vor dem Füttern und 2 Proben kurz nach dem Füttern. Die Entnahme von Blutproben wird noch einen Tag nach Beendigung der Infusion fortgesetzt. Die Blutproben werden heparinisiert und zentrifugiert, und durch Analyse des Blutplasmas wird der Gehalt an Rinderwachstumshormon ermittelt.

Während der gesamten Versuchsdauer wird auch der gesamte Harn gesammelt, und die Gesamtmenge an über den Harn ausgeschiedenem Stickstoff wird gemessen. Die diesbezüglichen Werte gehen aus der folgenden Tabelle hervor. Der erniedrigte Stickstoffgehalt im Harn der behandelten Tiere zeigt, daß sie mehr Protein zurückhalten als die Vergleichstiere.

Die mit dem Wachstumshormon erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle I als Mittelwerte aller vorgenommenen Analysen zusammengefaßt, wobei die Versuche vor dem Füttern und nach dem Füttern eines jeden Tages gemittelt sind. Einige der mit 6 mg GRF pro Tag behandelten Tiere haben zum Ende des Versuchs ihre Blutkanülen verloren, so daß die späteren Ergebnisse für diese Tiere lediglich auf einigen Versuchsergebnissen beruhen. Die Daten sind in ng/ml angegeben.

Tabelle I

Konzentration an Wachstumshormon im Blutplasma in ng/ml

Stickstoffgehalt im Harn in g pro Tag

Claims (9)

1. Verfahren zur Erhöhung der Konzentration an endogenem Wachstumshormon im Blut von Nutztieren, dadurch gekennzeichnet, daß man Säugetieren während einer ausreichenden Zeitdauer praktisch kontinuierlich subkutan eine wirksame Menge eines Wachstumshormon-Freisetzungsfaktors verabreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Säugetier ein Rind, ein Schwein oder ein Schaf ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Säugetier eine milchgebende Kuh ist.

4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wachstumshormon-Freisetzungsfaktor identisch ist mit dem das endogene Wachstumshormon des jeweiligen Säugetiers freigebenden Faktor.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wachstumshormon-Freisetzungsfaktor ein Rinderwachstumshormon- Freisetzungsfaktor ist.

6. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wachstumshormon-Freisetzungsfaktor in einer Menge von etwa 6 bis etwa 12 mg pro Tag verabreicht wird.

7. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verabreichungsdauer wenigstens etwa 30 Tage beträgt.

8. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verabreichungsdauer wenigstens etwa 90 Tage beträgt.

9. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verabreichungsdauer einen bestimmten Lebensabschnitt des Säugetiers ausmacht.