RU2821998C2 - Compositions containing secretory iga and probiotics - Google Patents
Compositions containing secretory iga and probiotics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2821998C2 RU2821998C2 RU2022101359A RU2022101359A RU2821998C2 RU 2821998 C2 RU2821998 C2 RU 2821998C2 RU 2022101359 A RU2022101359 A RU 2022101359A RU 2022101359 A RU2022101359 A RU 2022101359A RU 2821998 C2 RU2821998 C2 RU 2821998C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- siga
- milk
- probiotic
- composition
- temperature
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область применения изобретенияScope of the invention
Настоящее изобретение относится к способам получения композиций, содержащих секреторный IgA и один или более пробиотиков. В частности, изобретение относится к способам получения композиций, в которых ассоциированы секреторный IgA и один или более пробиотиков. Изобретение также относится к композициям, полученным такими способами, и применениям таких композиций, например, для ослабления или профилактики невирусной инфекции и/или воспаления.The present invention relates to methods for preparing compositions containing secretory IgA and one or more probiotics. In particular, the invention relates to methods for preparing compositions in which secretory IgA and one or more probiotics are associated. The invention also relates to compositions prepared by such methods and uses of such compositions, for example, for the attenuation or prevention of non-viral infection and/or inflammation.
Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for creating the invention
Инфекции в целом представляют собой нежелательные колонизации организма-хозяина посторонними видами. Обычно инфицирующий организм пытается использовать ресурсы организма-хозяина для своего собственного размножения. Тем самым инфицирующий организм, или патоген, может нарушать нормальное функционирование организма-хозяина и может приводить к дополнительным связанным с инфицированием расстройствам, которые могут иметь различную степень тяжести и в худшем случае могут привести к смерти.Infections in general are unwanted colonization of a host by foreign species. Typically, the infecting organism attempts to use the resources of the host organism for its own reproduction. Thus, the infecting organism, or pathogen, can disrupt the normal functioning of the host and can lead to additional infection-related disorders that can vary in severity and, in the worst case, can lead to death.
Воспаление представляет собой комплексный биологический ответ тканей на опасные стимулы, такие как патогены, поврежденные клетки или раздражители. В целом воспаление является защитной попыткой организма удалить вредоносные стимулы, а также запустить процесс восстановления пораженной ткани. Однако нарушение регуляции воспаления может привести к серьезным заболеваниям независимо от возраста субъекта.Inflammation is a complex biological response of tissues to harmful stimuli, such as pathogens, damaged cells, or irritants. In general, inflammation is a protective attempt by the body to remove harmful stimuli and also to initiate the repair process of damaged tissue. However, dysregulation of inflammation can lead to serious diseases regardless of the age of the subject.
Одним из путей достижения целей по профилактике и лечению инфекции и/или воспаления является введение композиции, содержащей пробиотики.One way to achieve the goals of preventing and treating infection and/or inflammation is by administering a composition containing probiotics.
Известно, что пробиотические микроорганизмы оказывают благоприятный эффект на здоровье и общее состояние организма-хозяина. Использование бактерий-пробиотиков привлекает значительное внимание как безопасная и доступная форма профилактики или лечения, например, заболеваний пищеварительной системы s (Isolauri E, et al., Dig Dis Sci 1994,39:2595-2600). Типичные используемые для этого бактерии-пробиотики принадлежат родам Lactobacillus или Bifidobacterium.Probiotic microorganisms are known to have beneficial effects on the health and general condition of the host. The use of probiotic bacteria has attracted considerable attention as a safe and accessible form of prevention or treatment of, for example, digestive system diseases (Isolauri E, et al., Dig Dis Sci 1994,39:2595-2600). Typical probiotic bacteria used for this purpose belong to the genera Lactobacillus or Bifidobacterium.
Эффективность пробиотиков, во-первых, частично зависит от их способности выдерживать условия пищеварительного тракта и закрепляться на кишечном эпителии. Дополнительными критическими аспектами, определяющими потенциальную пользу пробиотиков для организма-хозяина, являются их влияние на барьерную функцию эпителия и их взаимодействие с иммунной системой слизистой оболочки организма-хозяина.The effectiveness of probiotics, first, depends in part on their ability to withstand the conditions of the digestive tract and attach to the intestinal epithelium. Additional critical aspects of the potential benefit of probiotics to the host are their effects on epithelial barrier function and their interaction with the host mucosal immune system.
Хотя некоторые пробиотики уже достигли впечатляющих результатов в отношении стимулирования или смягчения реакции иммунной системы организма-хозяина, желательно дополнительно повысить эффективность, с которой микроорганизмы-пробиотики могут взаимодействовать со слизистой оболочкой организма-хозяина и тем самым оказывать на него положительное воздействие.Although some probiotics have already achieved impressive results in stimulating or mitigating the host's immune system response, it is desirable to further enhance the efficiency with which probiotic microorganisms can interact with the host mucosa and thereby exert beneficial effects on the host.
Антитела часто являются гликопротеинами, которые специфически распознают свои антигены. У позвоночных описаны пять классов иммуноглобулинов, включая иммуноглобулины IgG, IgM, IgA, IgD и IgE, все из которых различаются по своей функции в иммунной системе. Antibodies are often glycoproteins that specifically recognize their antigens. Five classes of immunoglobulins have been described in vertebrates, including immunoglobulins IgG, IgM, IgA, IgD, and IgE, all of which vary in their function in the immune system.
Одной из наиболее характерных особенностей иммунной системы слизистой оболочки у большинства млекопитающих является доминирующее присутствие секреторных антител, в частности секреторного IgA (SIgA) — класса антител, уникального для слизистых оболочек. Биосинтез полимерного IgA (pIgA) происходит в собственной пластинке слизистой оболочки, а его транспорт через выстилающий поверхности слизистой оболочки эпителий обеспечивает рецептор полимерного Ig (pIgR), экспрессируемый на базолатеральной стороне крипт и столбчатых клеток эпителия. Во время транспорта комплекса pIgR-pIgA к апикальной поверхности клеток внеклеточная часть pIgR, называемая секреторным компонентом (SC), отщепляется и остается ассоциированной с полимерным IgA, тем самым высвобождая SIgA в просвет слизистой.One of the most characteristic features of the mucosal immune system in most mammals is the dominant presence of secretory antibodies, particularly secretory IgA (SIgA), a class of antibodies unique to mucosae. Biosynthesis of polymeric IgA (pIgA) occurs in the lamina propria of the mucosa, and its transport through the epithelium lining the surface of the mucosa is ensured by the polymeric Ig receptor (pIgR), expressed on the basolateral side of the crypts and columnar epithelial cells. During transport of the pIgR-pIgA complex to the apical surface of cells, the extracellular portion of pIgR, called the secretory component (SC), is shed off and remains associated with polymeric IgA, thereby releasing SIgA into the mucosal lumen.
Часть авторов настоящего изобретения ранее идентифицировали антитела SIgA, способные ассоциироваться и образовывать комплексы со штаммами комменсальных бактерий. В частности, было обнаружено, что антитела SIgA, будучи ассоциированными с пробиотиками, стимулируют взаимодействие и последующее взаимное влияние пробиотиков на организм-хозяин, что способствует повышению полезного для здоровья эффекта пробиотиков, такого как запуск иммунностимулирующего эффекта против инфекций или профилактика любого потенциально опасного воспалительного процесса (WO2009/156301 и WO2009/156307).Some of the authors of the present invention have previously identified SIgA antibodies that can associate and form complexes with strains of commensal bacteria. In particular, SIgA antibodies, when associated with probiotics, have been found to stimulate the interaction and subsequent mutual influence of probiotics on the host, which helps to enhance the health benefits of probiotics, such as triggering an immune-stimulating effect against infections or preventing any potentially harmful inflammatory process (WO2009/156301 and WO2009/156307).
Весьма сложно получать детские смеси, содержащие биоактивные ингредиенты, такие как SIgA, при этом следуя требованиям действующих стандартов качества и нормативных документов, а именно в отношении микробиологического загрязнения. Действительно, обычно используемые в настоящее время способы получения коммерческих порошковых детских смесей применяют высокотемпературную обработку (такую как, например, 145°C в течение 6 с), которая абсолютно губительна для биоактивного SIgA. Таким образом, желательно предложить способ, который позволит получать SIgA, имеющий требуемый уровень стерильности для детского питания, сохраняя при этом его биоактивность и, таким образом, способность усиливать полезный для здоровья эффект пробиотиков после ассоциирования с ними. Также желательно оптимизировать способ производства питательных композиций, содержащих биоактивный SIgA, ассоциированный с пробиотиками. Действительно, SIgA не присутствует в существующих детских смесях (ДС) из-за входящих в способ производства детских смесей этапов термообработки.It is very difficult to produce infant formulas containing bioactive ingredients such as SIgA while meeting current quality standards and regulations regarding microbiological contamination. Indeed, currently commonly used methods for preparing commercial powdered infant formulas involve high temperature processing (such as, for example, 145°C for 6 s), which is absolutely detrimental to bioactive SIgA. Thus, it would be desirable to provide a method that would produce SIgA having the required level of sterility for infant formula while maintaining its bioactivity and thus the ability to enhance the health benefits of probiotics once associated with them. It is also desirable to optimize the method for producing nutritional compositions containing bioactive SIgA associated with probiotics. Indeed, SIgA is not present in existing infant formulas (IF) due to the heat treatment steps involved in the production of infant formulas.
Также имеется потребность в улучшении условий ассоциирования SIgA и пробиотиков с образованием комплексов, в частности, для получения комплексов, имеющих оптимизированную биоактивность. Действительно, сложность матричного окружения и температура могут оказывать большое влияние на динамику ассоциирования пробиотиков и SIgA и тем самым эффективность комплексов.There is also a need to improve the conditions for the association of SIgA and probiotics to form complexes, in particular to obtain complexes with optimized bioactivity. Indeed, the complexity of the matrix environment and temperature can have a major impact on the dynamics of association of probiotics and SIgA and thereby the efficiency of the complexes.
Изложение сущности изобретенияSummary of the invention
Авторы настоящего изобретения разработали улучшенный способ для получения композиций, содержащих биоактивный SIgA и один или более пробиотиков, в частности способ, который приводит к оптимизированному ассоциированию SIgA и пробиотика. Такой способ приводит к композициям, содержащим комплексы пробиотик-SIgA с оптимизированной биоактивностью для усиления полезных для здоровья эффектов пробиотиков и с уровнем микробиологической безопасности, подходящей для применения в продуктах для потребителей с повышенной чувствительностью, таких как детские смеси.The present inventors have developed an improved method for preparing compositions containing bioactive SIgA and one or more probiotics, in particular a method that results in optimized association of SIgA and probiotic. This method results in compositions containing probiotic-SIgA complexes with optimized bioactivity to enhance the health benefits of probiotics and with a level of microbiological safety suitable for use in products for sensitive consumers, such as infant formulas.
В одном аспекте в изобретении предложен способ получения композиции, содержащей секреторный IgA и пробиотик, причем способ включает стадии:In one aspect, the invention provides a method for preparing a composition containing secretory IgA and a probiotic, the method comprising the steps of:
(a) обеспечения источника SIgA в форме молока или его фракции;(a) providing a source of SIgA in the form of milk or a fraction thereof;
(b) необязательно микрофильтрации молока;(b) optionally microfiltration of milk;
(c) пастеризации молока при температуре 61–200°C;(c) pasteurization of milk at a temperature of 61–200°C;
(d) необязательно распылительной сушки при температуре жидкого концентрата менее 70°C;(d) optionally spray drying at a temperature of the liquid concentrate less than 70°C;
(e) смешивания с пробиотиком, причем смешивание выполняют при температуре 1–45°C в течение 10–1440 мин; и(e) mixing with a probiotic, wherein mixing is performed at a temperature of 1-45°C for 10-1440 minutes; And
(f) необязательно распылительной сушки при температуре жидкого концентрата менее 70°C.(f) optionally spray drying at a temperature of the liquid concentrate less than 70°C.
В другом аспекте в изобретении предложена композиция, полученная или получаемая с использованием способа настоящего изобретения.In another aspect, the invention provides a composition prepared or prepared using the method of the present invention.
В дополнительном аспекте изобретение относится к композициям, получаемым или полученным с использованием способа настоящего изобретения, для применения в модуляции, ослаблении, профилактике и/или лечении инфекций и/или воспаления.In a further aspect, the invention relates to compositions prepared or prepared using the method of the present invention for use in the modulation, attenuation, prevention and/or treatment of infections and/or inflammation.
В другом варианте осуществления в настоящем изобретении предложен продукт, содержащий композицию, полученную с использованием способа настоящего изобретения.In another embodiment, the present invention provides a product containing a composition obtained using the method of the present invention.
Описание графических материаловDescription of graphic materials
Фиг. 1 - схематическое изображение предполагаемого механизма, приводящего к улучшению эффектов пробиотиков от SIgA при ассоциировании с ними, за счет усиления взаимодействия со слизистой оболочкой кишечника организма-хозяина. Показаны возможные и задокументированные пути взаимодействия SIgA, ассоциированного с комменсальными бактериями, со слизистой оболочкой кишечника организма-хозяина.Fig. 1 is a schematic representation of the proposed mechanism leading to improved effects of probiotics from SIgA when associated with them, due to increased interaction with the intestinal mucosa of the host. Possible and documented pathways of interaction of SIgA associated with commensal bacteria with the intestinal mucosa of the host organism are shown.
Фиг. 2 - результаты валидационного испытания, разработанного для проверки способности биологического анализа экскреции тимусного стромального лимфопоэтина (TSLP) оценивать улучшение эффективности пробиотиков при их ассоциировании с SIgA, как указано во вводной части раздела с примерами. По сравнению с обычными клетками эпителия (без пробиотиков), добавление только пробиотиков стимулировало продукцию тимусного стромального лимфопоэтина (TSLP) клетками эпителия. Ассоциирование увеличиваемого количества очищенного интактного SIgA с одним и тем же количеством пробиотиков повышает продукцию TSLP клетками эпителия дозозависимым образом.Fig. 2 shows the results of a validation trial designed to test the ability of the thymic stromal lymphopoietin excretion (TSLP) bioassay to evaluate the improvement in the efficacy of probiotics when associated with SIgA, as outlined in the introductory part of the example section. Compared to normal epithelial cells (without probiotics), supplementation with probiotics alone stimulated the production of thymic stromal lymphopoietin (TSLP) by epithelial cells. Association of increasing amounts of purified intact SIgA with the same amount of probiotics increases TSLP production by epithelial cells in a dose-dependent manner.
Фиг. 3 - результаты выхода SIgA по данным ИФА (фиг. 3A) и логарифмическое снижение микробиологической нагрузки (фиг. 3B) в молоке после микрофильтрации с различными мембранами при температуре от 52 до 55°C, как описано в примере 2.Fig. 3 - SIgA yield results according to ELISA (Fig. 3A) and logarithmic reduction in microbiological load (Fig. 3B) in milk after microfiltration with different membranes at a temperature of 52 to 55°C, as described in example 2.
Фиг. 4 - результаты количественного измерения методами полуколичественного ИФА и биологического анализа экскреции TSLP в молоке после термообработки в различных условиях по продолжительности и температуре, как описано в примере 3, позволяющие провести относительное сравнение между количественными данными ИФА и биоактивности для различных образцов по сравнению с необработанным методом RO молоком (стандартный образец).Fig. 4 - results of quantitative measurement by semi-quantitative ELISA and biological analysis of TSLP excretion in milk after heat treatment under various conditions of duration and temperature, as described in example 3, allowing for a relative comparison between quantitative ELISA and bioactivity data for various samples in comparison with the untreated RO method milk (standard sample).
Фиг. 5 - результаты биологического анализа экскреции TSLP после проведения стадии ассоциирования путем инкубации обезжиренного методом RO молока и смесей BL818 в различных условиях по продолжительности и температуре, как описано в примере 4, по сравнению только с BL (BL818, не ассоциированные с SIgA) и с контролем из обычных клеток, причем в биоанализ не добавляют ни BL, ни SIgA.Fig. 5 - results of biological analysis of TSLP excretion after the association stage by incubation of RO skim milk and BL818 formulas under various conditions of duration and temperature, as described in example 4, compared with BL only (BL818, not associated with SIgA) and with control from normal cells, and neither BL nor SIgA is added to the bioassay.
Фиг. 6 - результаты биологического анализа экскреции TSLP после проведения стадии ассоциирования с различными концентрациями BL818, как описано в примере 5.Fig. 6 shows the results of a biological assay for TSLP excretion after performing the association step with various concentrations of BL818 as described in Example 5.
Фиг. 7 - результаты биологического анализа экскреции TSLP комплексов, образованных между SIgA и жидкой либо высушенной распылительной сушкой биомассой, как описано в примере 6.Fig. 7 shows the results of a biological assay for the excretion of TSLP complexes formed between SIgA and liquid or spray-dried biomass as described in Example 6.
Фиг. 8 - результаты измерений методом иммуноферментных пятен (ELISPOT), позволяющие провести оценку влияния на формирование иммунной системы как на уровне слизистой оболочки (PP; фиг. 8A), так и на системном уровне (кровь; фиг. 8B) при дополнительном употреблении в раннем возрасте прототипов различных детских смесей, содержащих только пробиотики, только SIgA или их сочетание, как описано в примере 7.Fig. 8 - results of measurements using the enzyme-linked immunosorbent spot (ELISPOT) method, allowing to assess the effect on the formation of the immune system both at the level of the mucous membrane (PP; Fig. 8A) and at the systemic level (blood; Fig. 8B) with additional consumption at an early age prototypes of various infant formulas containing probiotics only, SIgA only, or a combination thereof, as described in Example 7.
Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention
В настоящем документе термины «содержащий», «содержит» и «состоящий из» являются синонимами терминов «включающий в себя» или «включает в себя»; или «заключающий в себе» или «заключает в себе», и они являются включающими, или неограничивающими, и не исключают дополнительных неприведенных членов, элементов или стадий. Термины «содержащий», «содержит» и «состоящий из» также включают в себя термин «имеющий в составе».As used herein, the terms “comprising,” “comprising,” and “consisting of” are synonymous with the terms “including” or “includes”; or “comprising” or “comprising”, and they are inclusive, or non-limiting, and do not exclude additional non-exclusive terms, elements or stages. The terms “comprising,” “comprising,” and “consisting of” also include the term “comprising.”
СпособWay
В изобретении предложен способ получения композиции, содержащей секреторный IgA и пробиотик, причем способ включает стадии:The invention provides a method for producing a composition containing secretory IgA and a probiotic, the method comprising the steps of:
(a) обеспечения источника SIgA в форме молока или его фракции;(a) providing a source of SIgA in the form of milk or a fraction thereof;
(b) необязательно микрофильтрации молока;(b) optionally microfiltration of milk;
(c) пастеризации молока при температуре 61–200°C;(c) pasteurization of milk at a temperature of 61–200°C;
(d) необязательно распылительной сушки при температуре жидкого концентрата менее 70°C;(d) optionally spray drying at a temperature of the liquid concentrate less than 70°C;
(e) смешивания с пробиотиком, причем смешивание выполняют при температуре 10–45°C в течение 10–1440 мин; и(e) mixing with a probiotic, and mixing is performed at a temperature of 10-45°C for 10-1440 minutes; And
(f) необязательно распылительной сушки при температуре жидкого концентрата менее 70°C.(f) optionally spray drying at a temperature of the liquid concentrate less than 70°C.
Обеспечение источника SIgAProviding a source of SIgA
Иммуноглобулин A (IgA) представляет собой антитело, которое играет важную роль в иммунной функции слизистых оболочек. IgA можно разделить на сывороточный IgA и секреторный IgA.Immunoglobulin A (IgA) is an antibody that plays an important role in mucosal immune function. IgA can be divided into serum IgA and secretory IgA.
Было обнаружено, что секреторный IgA (SIgA), который является преобладающим и более стабильным иммуноглобулином в секретах слизистой оболочки кишечника, особенно эффективен для настоящей цели.Secretory IgA (SIgA), which is the predominant and more stable immunoglobulin in intestinal mucosal secretions, has been found to be particularly effective for the present purpose.
Секреторный IgA может состоять из 2–4 мономеров IgA, которые могут быть связаны двумя дополнительными цепями. Одна из дополнительных цепей, называемая J-цепью (соединительная), богата цистеином и структурно отличается от других цепей иммуноглобулина и формируется в клетках, секретирующих IgA.Secretory IgA can consist of 2–4 IgA monomers, which can be linked by two additional chains. One of the additional chains, called the J (junction) chain, is rich in cysteine and is structurally different from the other immunoglobulin chains and is formed in cells that secrete IgA.
Предпочтительно секреторный IgA представляет собой биоактивный секреторный IgA (т.е. секреторный IgA, способный выполнять свои естественные функции, например связывание с эпитопами; например, биоактивный секреторный IgA не является денатурированным).Preferably, the secretory IgA is bioactive secretory IgA (ie, secretory IgA capable of performing its natural functions, such as epitope binding; for example, bioactive secretory IgA is not denatured).
Источник SIgA представлен в форме молока или фракции молока. В некоторых вариантах осуществления молоко представляет собой коровье молоко, овечье молоко, козье молоко, человеческое грудное молоко, лошадиное молоко или верблюжье молоко. В предпочтительных вариантах осуществления молоко представляет собой коровье молоко. В предпочтительном варианте осуществления молоко представляет собой обезжиренное молоко. В некоторых вариантах осуществления молоко представляет собой молозиво. В некоторых вариантах осуществления фракция молока представляет собой молочную сыворотку.The source of SIgA is in the form of milk or milk fraction. In some embodiments, the milk is cow's milk, sheep's milk, goat's milk, human breast milk, horse's milk, or camel's milk. In preferred embodiments, the milk is cow's milk. In a preferred embodiment, the milk is skim milk. In some embodiments, the milk is colostrum. In some embodiments, the milk fraction is whey.
В одном варианте осуществления молоко, используемое в качестве источника SIgA, представляет собой концентрированное молоко. В предпочтительном варианте осуществления молоко сначала обезжиривают центрифугированием, а затем концентрируют обратным осмосом.In one embodiment, the milk used as the source of SIgA is concentrated milk. In a preferred embodiment, the milk is first defatted by centrifugation and then concentrated by reverse osmosis.
В некоторых вариантах осуществления молоко, обеспеченное на стадии (a), не подвергают воздействию температуры выше 70°C, предпочтительно 58°C после сцеживания. В предпочтительных вариантах осуществления молоко, обеспеченное на стадии (а), после сцеживания не подвергали воздействию температуры более 15°C. В одном варианте осуществления молоко или фракция молока, используемые в качестве источника SIgA, не были пастеризованы.In some embodiments, the milk provided in step (a) is not exposed to temperatures above 70°C, preferably 58°C, after expression. In preferred embodiments, the milk provided in step (a) is not exposed to temperatures greater than 15°C after expression. In one embodiment, the milk or milk fraction used as the source of SIgA has not been pasteurized.
В некоторых вариантах осуществления молоко, обеспеченное на стадии (a), содержит 9–30%, предпочтительно 18–26% от общего содержания твердых веществ.In some embodiments, the milk provided in step (a) contains 9-30%, preferably 18-26%, of total solids.
В некоторых вариантах осуществления смесь, обеспеченная на стадии (e), содержит 15–50% от общего содержания твердых веществ.In some embodiments, the mixture provided in step (e) contains 15-50% total solids.
МикрофильтрацияMicrofiltration
Микрофильтрация (MF) представляет собой процесс физического разделения, в котором исходную жидкость пропускают через мембрану с определенными размерами пор для отделения микроорганизмов и взвешенных частиц от технологической жидкости.Microfiltration (MF) is a physical separation process in which a feed liquid is passed through a membrane of defined pore sizes to separate microorganisms and suspended particles from the process fluid.
Микрофильтрацию обычно используют в молочной промышленности, в частности, для обработки молока и молочной сыворотки. Например, микрофильтрация способствует удалению бактерий и спор из молока.Microfiltration is commonly used in the dairy industry, particularly for the processing of milk and whey. For example, microfiltration helps remove bacteria and spores from milk.
Микрофильтрация позволяет увеличивать срок хранения продукта. Кроме того, микрофильтрацию также можно использовать для отделения казеина от сывороточных белков. Это приводит к получению обогащенного казеином концентрата, который можно использовать для изготовления сыра, а также потока молочной сыворотки / сывороточного белка, который можно дополнительно обрабатывать для получения концентрата белка молочной сыворотки.Microfiltration allows you to increase the shelf life of the product. Additionally, microfiltration can also be used to separate casein from whey proteins. This results in a casein-enriched concentrate that can be used to make cheese, as well as a whey/whey protein stream that can be further processed to produce whey protein concentrate.
Способы микрофильтрации хорошо известны в данной области. Например, микрофильтрацию можно проводить с использованием полимерной мембраны или керамических мембран.Microfiltration methods are well known in the art. For example, microfiltration can be carried out using a polymer membrane or ceramic membranes.
Авторы настоящего изобретения установили, что размер пор микрофильтрующей мембраны оказывает влияние на удержание SIgA в композиции. Малые размеры пор обеспечивают наибольшее снижение микробного загрязнения, но приводят к наибольшей потере SIgA, тогда как более крупные поры менее эффективны для снижения микробиологического загрязнения, но приводят к сохранению большего количества SIgA в композиции. Таким образом, предпочтительно использовать размер пор, который обеспечивает хороший баланс между уменьшением микробиологического загрязнения и удержанием SIgA, что приводит к получению композиции, которая имеет содержание микроорганизмов, допустимое для применения в «чувствительных» продуктах, таких как, например, детская смесь, и имеет достаточные количества SIgA. Таким образом, предпочтительно использовать мембраны с размером пор более 500 нм, предпочтительно от 1000 до 1400 нм.The present inventors have found that the pore size of the microfiltration membrane affects the retention of SIgA in the composition. Small pore sizes provide the greatest reduction in microbial contamination but result in the greatest loss of SIgA, while larger pores are less effective in reducing microbial contamination but result in the retention of more SIgA in the composition. Thus, it is preferable to use a pore size that provides a good balance between reducing microbiological contamination and SIgA retention, resulting in a composition that has a microbial content acceptable for use in "sensitive" products, such as, for example, infant formula, and has sufficient amounts of SIgA. Thus, it is preferable to use membranes with a pore size greater than 500 nm, preferably between 1000 and 1400 nm.
В некоторых вариантах осуществления стадию микрофильтрации (b) выполняют при температуре 10–70°C. В предпочтительных вариантах осуществления микрофильтрацию на стадии (b) выполняют при температуре 10–62°C.In some embodiments, microfiltration step (b) is performed at a temperature of 10-70°C. In preferred embodiments, the microfiltration in step (b) is performed at a temperature of 10-62°C.
В случаях, когда молоко или фракцию молока концентрируют, например, методом обратного осмоса (RO), стадию микрофильтрации можно выполнять до или после стадии концентрирования. В вариантах осуществления, в которых в качестве источника SIgA используют цельное молоко, обезжиренное путем центрифугирования и концентрирования, стадию микрофильтрации можно выполнять до или после стадии концентрирования (такой как RO), предпочтительно после стадии концентрирования (такой как RO).In cases where milk or milk fraction is concentrated, for example by reverse osmosis (RO), the microfiltration step can be performed before or after the concentration step. In embodiments in which whole milk skimmed by centrifugation and concentration is used as the source of SIgA, the microfiltration step can be performed before or after the concentration step (such as RO), preferably after the concentration step (such as RO).
ПастеризацияPasteurization
Пастеризация представляет собой широко применяемый способ, в котором продукты, такие как пищевые продукты (например, молоко и фруктовый сок), подвергают термообработке для устранения патогенов. Этот процесс, по существу, предназначен для того, чтобы сделать пищевые продукты более безопасными за счет разрушения или инактивации организмов, которые могут являться патогенами или иным образом способствовать порче продуктов, включая вегетативные бактерии, но не бактериальные споры.Pasteurization is a widely used method in which products such as foods (such as milk and fruit juice) are heat treated to eliminate pathogens. This process is essentially designed to make food safer by destroying or inactivating organisms that may be pathogens or otherwise contribute to food spoilage, including vegetative bacteria, but not bacterial spores.
Пастеризацию широко используют в молочной промышленности и других отраслях по обработке пищевых продуктов для сохранения и обеспечения безопасности пищевых продуктов.Pasteurization is widely used in the dairy and other food processing industries to preserve and ensure food safety.
Различные способы выполнения пастеризации хорошо известны в данной области и включают применение непрямых теплообменников и впрыска острого пара (DSI).Various methods for performing pasteurization are well known in the art and include the use of indirect heat exchangers and live steam injection (DSI).
В некоторых вариантах осуществления пастеризацию на стадии (c) выполняют при температуре 61–120°C в течение 0,1–200 с. В предпочтительных вариантах осуществления пастеризацию на стадии (c) выполняют при температуре 70–90°C в течение 2–70 с, предпочтительно 75–85°C в течение 5–15 с. В предпочтительных вариантах осуществления пастеризацию на стадии (c) выполняют при температуре 82–84°C в течение 5–7 с.In some embodiments, the pasteurization in step (c) is performed at a temperature of 61-120°C for 0.1-200 seconds. In preferred embodiments, the pasteurization in step (c) is carried out at a temperature of 70-90°C for 2-70 seconds, preferably 75-85°C for 5-15 seconds. In preferred embodiments, pasteurization in step (c) is performed at a temperature of 82-84°C for 5-7 seconds.
В других вариантах осуществления пастеризацию на стадии (c) выполняют при температуре 120–200°C.In other embodiments, the pasteurization in step (c) is performed at a temperature of 120-200°C.
В некоторых вариантах осуществления пастеризацию на стадии (c) выполняют при температуре 120–200°C в течение 0,3–2 с.In some embodiments, pasteurization in step (c) is performed at a temperature of 120-200°C for 0.3-2 seconds.
Распылительная сушкаSpray drying
Распылительная сушка — часто используемый способ получения сухого порошка из жидкости или суспензии путем быстрого высушивания горячим газом, и его регулярно используют для высушивания чувствительных к нагреву материалов, таких как пищевые продукты и фармацевтические материалы. В качестве нагретой среды для высушивания может быть использован воздух; хотя можно также использовать инертные газы, такие как азот. В распылительных сушилках жидкость или суспензия обычно диспергируется с помощью атомайзера или распылительного сопла с получением потока капель контролируемого размера.Spray drying is a frequently used method of producing dry powder from a liquid or slurry by rapid drying with hot gas, and is regularly used to dry heat-sensitive materials such as food and pharmaceutical materials. Air can be used as a heated drying medium; although inert gases such as nitrogen can also be used. In spray dryers, a liquid or slurry is typically dispersed using an atomizer or spray nozzle to produce a stream of droplets of controlled size.
Распылительную сушку широко используют в пищевой и фармацевтической промышленности, а оборудование, подходящее для распылительной сушки, широко доступно.Spray drying is widely used in the food and pharmaceutical industries, and equipment suitable for spray drying is widely available.
В предпочтительных вариантах осуществления распылительную сушку на стадии (d) и/или стадии (f) выполняют при температуре жидкого концентрата менее 15°C.In preferred embodiments, the spray drying in step (d) and/or step (f) is performed at a liquid concentrate temperature of less than 15°C.
В некоторых вариантах осуществления распылительную сушку на стадии (d) и/или стадии (f) выполняют при температуре воздушного потока 40–90°C.In some embodiments, spray drying in step (d) and/or step (f) is performed at an air flow temperature of 40-90°C.
Ассоциирование пробиотиков и SIgAAssociation of probiotics and SIgA
В некоторых вариантах осуществления смешивание на стадии (e) выполняют при температуре 12–45°C, предпочтительно 15–45°C в течение 10–360 мин, предпочтительно в течение 10–200 мин.In some embodiments, mixing in step (e) is performed at a temperature of 12-45°C, preferably 15-45°C for 10-360 minutes, preferably for 10-200 minutes.
В некоторых вариантах осуществления смешивание на стадии (e) выполняют при температуре 30–38°C, предпочтительно 36–38°C.In some embodiments, mixing in step (e) is performed at a temperature of 30-38°C, preferably 36-38°C.
В некоторых вариантах осуществления смешивание на стадии (e) выполняют в течение 25–60 мин, предпочтительно 25–40 мин, более предпочтительно 28–32 мин.In some embodiments, mixing in step (e) is performed for 25-60 minutes, preferably 25-40 minutes, more preferably 28-32 minutes.
В предпочтительных вариантах осуществления смешивание на стадии (e) выполняют при температуре 36–38°C в течение 28–32 мин.In preferred embodiments, mixing in step (e) is performed at a temperature of 36-38°C for 28-32 minutes.
В соответствии с изобретением могут быть использованы все пробиотические микроорганизмы. При использовании в настоящем документе термин «пробиотик» означает клетки и препараты микроорганизмов или компоненты клеток микроорганизмов, которые оказывают благоприятное воздействие на здоровье или состояние организма-хозяина (Salminen S, Ouwehand A. Benno Y. et al «Probiotics: how should they be defined» Trends Food Sci. Technol. 1999:10 107–10).All probiotic microorganisms can be used in accordance with the invention. As used herein, the term “probiotic” means cells and preparations of microorganisms or components of cells of microorganisms that have a beneficial effect on the health or condition of the host (Salminen S, Ouwehand A. Benno Y. et al “Probiotics: how should they be defined » Trends Food Sci. Technol. 1999:10 107–10).
В некоторых вариантах осуществления пробиотик выбран из группы, состоящей из Bifidobacterium, Lactobacillus, Streptococcus и Saccharomyces, или содержит их комбинацию.In some embodiments, the probiotic is selected from the group consisting of Bifidobacterium, Lactobacillus, Streptococcus and Saccharomyces, or contains a combination thereof.
В некоторых вариантах осуществления пробиотик выбран из группы, состоящей из Bifidobacterium longum, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus salivarius, Enterococcus faecium, Saccharomyces boulardii и Lactobacillus reuteri, или содержит их комбинацию.In some embodiments, the probiotic is selected from the group consisting of Bifidobacterium longum, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus salivarius, Enterococcus faecium, Saccharomyces boulardii, and Lactobacillus re uteri, or contains a combination of both.
В предпочтительных вариантах осуществления пробиотик выбран из группы, состоящей из Lactobacillus johnsonii (NCC533; CNCM I-1225), Bifidobacterium longum (NCC490; CNCM I-2170), Bifidobacterium longum (NCC2705; CNCM I-2618), Bifidobacterium lactis (2818; CNCM I-3446), Lactobacillus paracasei (NCC2461; CNCM I-2116), Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC53103), Lactobacillus rhamnosus (NCC4007; CGMCC 1.3724) и Enterococcus faecium SF 68 (NCIMB10415), или содержит их комбинацию.In preferred embodiments, the probiotic is selected from the group consisting of Lactobacillus johnsonii (NCC533; CNCM I-1225), Bifidobacterium longum (NCC490; CNCM I-2170), Bifidobacterium longum (NCC2705; CNCM I-2618), Bifidobacterium lactis (2818; CNCM I-3446), Lactobacillus paracasei (NCC2461; CNCM I-2116), Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC53103), Lactobacillus rhamnosus (NCC4007; CGMCC 1.3724) and Enterococcus faecium SF 68 (NCIMB10415), or contains a combination thereof.
В предпочтительных вариантах осуществления пробиотик представляет собой Bifidobacterium longum, предпочтительно Bifidobacterium longum подвид infantis. В других предпочтительных вариантах осуществления пробиотик представляет собой Bifidobacterium lactis, предпочтительно Bifidobacterium lactis CNCM I-3446.In preferred embodiments, the probiotic is Bifidobacterium longum, preferably Bifidobacterium longum subsp. infantis. In other preferred embodiments, the probiotic is Bifidobacterium lactis, preferably Bifidobacterium lactis CNCM I-3446.
Комбинация пробиотиков и SIgA особенно эффективна, если SIgA и пробиотики комбинируются в комплексы перед введением. Это дает преимущество в том, что оказывающим благоприятный эффект комплексам не нужно образовываться после употребления продукта, они уже присутствуют в продукте. Способы получения настоящего изобретения обеспечивают оптимальное образование комплексов.The combination of probiotics and SIgA is especially effective if SIgA and probiotics are combined before administration. This has the advantage that the complexes that provide the beneficial effect do not need to be formed after consumption of the product, but are already present in the product. The preparation methods of the present invention provide optimal complex formation.
В некоторых вариантах осуществления SIgA и по меньшей мере один пробиотик ассоциированы в композиции. Предпочтительно они ассоциированы в форме комплекса. В таком комплексе или ассоциации SIgA связан с бактериями-пробиотиками.In some embodiments, SIgA and at least one probiotic are associated in the composition. Preferably they are associated in the form of a complex. In such a complex or association, SIgA is associated with probiotic bacteria.
В некоторых вариантах осуществления количество SIgA на 2E7 КОЕ пробиотика в смеси на стадии (e) составляет от 0,34 нг до 20 мкг. В предпочтительных вариантах осуществления количество SIgA на 2E7 КОЕ пробиотика в смеси на стадии (e) составляет от 3,4 нг до 10 мкг, предпочтительно от 34 нг до 5 мкг, более предпочтительно от 340 нг до 2 мкг. В предпочтительном аспекте такие количества SIgA относятся к биоактивному SIgA. Предпочтительно биоактивный SIgA определяется как SIgA, повышающий индуцируемую пробиотиком продукцию TSLP, после ассоциирования с пробиотиком, до уровня выше продукции, индуцируемой только пробиотиком, по результатам измерения с использованием биоанализа, описанного в представленных примерах.In some embodiments, the amount of SIgA per 2E7 CFU of probiotic in the mixture in step (e) is from 0.34 ng to 20 μg. In preferred embodiments, the amount of SIgA per 2E7 CFU of probiotic in the mixture in step (e) is from 3.4 ng to 10 μg, preferably from 34 ng to 5 μg, more preferably from 340 ng to 2 μg. In a preferred aspect, such amounts of SIgA are bioactive SIgA. Preferably, bioactive SIgA is defined as SIgA that increases probiotic-induced TSLP production, upon association with the probiotic, to a level above that induced by the probiotic alone, as measured using the bioassay described in the presented examples.
В некоторых вариантах осуществления концентрация пробиотика в смеси на стадии (e) составляет 1E6–1E11 КОЕ/мл. В предпочтительных вариантах осуществления концентрация пробиотика в смеси на стадии (e) составляет 1E8–1E10 КОЕ/мл.In some embodiments, the probiotic concentration in the mixture in step (e) is 1E6-1E11 CFU/ml. In preferred embodiments, the concentration of probiotic in the mixture in step (e) is 1E8-1E10 CFU/ml.
Конкретные аспекты способаSpecific aspects of the method
В предпочтительных вариантах осуществления способ включает стадии:In preferred embodiments, the method includes the steps of:
(a) обеспечения источника SIgA в форме молока или его фракции;(a) providing a source of SIgA in the form of milk or a fraction thereof;
(b) необязательно микрофильтрации молока при температуре 10–65°C;(b) optionally microfiltration of milk at a temperature of 10–65°C;
(c) пастеризации молока при температуре 82–84°C в течение 5–7 с;(c) pasteurization of milk at a temperature of 82–84°C for 5–7 s;
(d) необязательно распылительной сушки при температуре жидкого концентрата менее 15°C;(d) optionally spray drying at a temperature of the liquid concentrate less than 15°C;
(e) смешивания с пробиотиком, причем смешивание выполняют при температуре 36–38°C в течение 28–32 мин; и(e) mixing with a probiotic, and mixing is performed at a temperature of 36-38°C for 28-32 minutes; And
(f) необязательно распылительной сушки при температуре жидкого концентрата менее 15°C.(f) optionally spray drying at a temperature of the liquid concentrate less than 15°C.
КомпозицияComposition
В настоящем изобретении предложена композиция, получаемая или полученная с использованием способа настоящего изобретения, как описано выше.The present invention provides a composition obtained or obtained using the method of the present invention as described above.
Изобретение также относится к композиции, содержащей SIgA и по меньшей мере один пробиотический микроорганизм. SIgA и пробиотический микроорганизм могут предпочтительно быть объединены в композиции. SIgA и пробиотический микроорганизм могут предпочтительно присутствовать в количественном соотношении (количество молекул SIgA на КОЕ бактерий) по меньшей мере 10 : 1, предпочтительно по меньшей мере 100 : 1, наиболее предпочтительно по меньшей мере от 2000 : 1 до 100 000 : 1. Чем больше молекул SIgA закреплены на поверхности пробиотического микроорганизма, тем более эффективной будет такая комбинация. Верхний предел насыщения по SIgA определяется поверхностью пробиотического микроорганизма и количеством доступных сайтов связывания для SIgA.The invention also relates to a composition containing SIgA and at least one probiotic microorganism. SIgA and the probiotic microorganism may preferably be combined in compositions. SIgA and the probiotic microorganism may preferably be present in a quantitative ratio (number of SIgA molecules per CFU of bacteria) of at least 10:1, preferably at least 100:1, most preferably at least 2000:1 to 100,000:1. The more SIgA molecules are attached to the surface of the probiotic microorganism, the more effective this combination will be. The upper limit of SIgA saturation is determined by the surface of the probiotic microorganism and the number of available binding sites for SIgA.
В предпочтительных вариантах осуществления SIgA и пробиотик по меньшей мере частично ассоциированы в композиции.In preferred embodiments, SIgA and the probiotic are at least partially associated in the composition.
В некоторых вариантах осуществления детская смесь содержит комплекс пробиотик : секреторный IgA.In some embodiments, the infant formula contains a probiotic: secretory IgA complex.
В некоторых вариантах осуществления композиция соответствует требованиям, предъявляемым к детской смеси, таким как описаны Организацией ROН по продовольствию и сельскому хозяйству (FAO) в Приложениях I и/или II Гигиенических норм и правил для порошковых смесей для младенцев и детей младшего возраста CAC/RCP 66-2008. Этого результата достигают, в частности, в результате стадии пастеризации, которой необязательно предшествует микрофильтрация.In some embodiments, the composition meets the requirements for infant formula, such as those described by the Food and Agriculture Organization (FAO) in Annexes I and/or II of the Code of Hygienic Practice for Powdered Formulas for Infants and Young Children CAC/RCP 66 -2008. This result is achieved, in particular, as a result of a pasteurization step, which is optionally preceded by microfiltration.
ПродуктProduct
В одном варианте осуществления в изобретении предложен продукт, содержащий композицию, полученную с использованием способа настоящего изобретения, как описано выше. Получаемая способом настоящего изобретения композиция может представлять собой пищевой продукт, продукт для питания животных или фармацевтическую композицию. Например, продукт может представлять собой питательную композицию, нутрицевтик, напиток, питательную добавку, обогатитель или лекарственное средство.In one embodiment, the invention provides a product containing a composition obtained using the method of the present invention as described above. The composition obtained by the method of the present invention may be a food product, an animal nutrition product or a pharmaceutical composition. For example, the product may be a nutritional composition, nutraceutical, beverage, nutritional supplement, fortifier, or drug.
В некоторых вариантах осуществления композиция представляет собой питательную композицию или фармацевтическую композицию.In some embodiments, the composition is a nutritional composition or a pharmaceutical composition.
В предпочтительном варианте осуществления пищевой продукт выбран из детской смеси, смеси последующего уровня или смеси для прикармливаемых детей, молочной смеси для детей от 1 до 3 лет, зернового продукта для младенцев, детского питания, добавки или обогатителя.In a preferred embodiment, the food product is selected from an infant formula, a follow-on or weaning formula, a 1 to 3 year old formula, an infant cereal, an infant food, a supplement, or a fortifier.
В некоторых вариантах осуществления композиция предназначена для употребления в пищу людьми или не относящимися к человеку животными, предпочтительно композиция предназначена для употребления в пищу людьми.In some embodiments, the composition is for human or non-human animal consumption, preferably the composition is for human consumption.
В некоторых вариантах осуществления композиция предназначена для употребления в пищу младенцами, подростками, взрослыми или пожилыми людьми.In some embodiments, the composition is intended for consumption by infants, adolescents, adults, or the elderly.
Новорожденные дети, у которых эндогенные антитела SlgA с трудом обнаруживаются, зависят от материнского IgG, переданного через плаценту, и экзогенного поступления SlgA, который в большом количестве присутствует в грудном молоке. Вместе это обеспечивает пассивную иммунизацию пищеварительного тракта, которая важна для защиты организма-хозяина во время фазы построения и формирования иммунной системы желудочно-кишечного тракта.Newborns, in whom endogenous SlgA antibodies are difficult to detect, depend on maternal IgG transferred through the placenta and exogenous SlgA, which is present in large quantities in breast milk. Together, this provides passive immunization of the digestive tract, which is important for protecting the host during the building and formation phase of the gastrointestinal immune system.
В одном варианте осуществления композиция настоящего изобретения предназначена для употребления в пищу новорожденными детьми и младенцами (вплоть до 2 лет), предпочтительно не находящимися на грудном вскармливании новорожденными детьми и младенцами (вплоть до двух лет). Действительно, максимальный полезный для здоровья эффект от введения композиций, содержащих оптимизированные комплексы пробиотик-SIgA, достигается в ситуациях, когда естественный SIgA отсутствует или присутствует в ограниченных количествах. Такова ситуация, например, в случае не находящихся на грудном вскармливании новорожденных детей и младенцев вплоть до двух лет.In one embodiment, the composition of the present invention is intended for consumption by newborn children and infants (up to 2 years), preferably non-breastfed newborns and infants (up to two years). Indeed, the maximum health benefits of administration of compositions containing optimized probiotic-SIgA complexes are achieved in situations where natural SIgA is absent or present in limited quantities. This is the situation, for example, in the case of non-breastfed newborns and infants up to two years of age.
В предпочтительных вариантах осуществления композиция представляет собой детскую смесь, питательную добавку для младенцев или обогатитель молока.In preferred embodiments, the composition is an infant formula, infant nutritional supplement, or milk fortifier.
Питательная добавка или лекарственное средство может быть представлена, например, в форме таблеток, капсул, пастилок или жидкости. Питательная добавка или лекарственное средство предпочтительно предложены в виде составов с замедленным высвобождением, обеспечивая постоянное поступление SIgA и пробиотиков в течение длительного времени.The nutritional supplement or drug may be presented, for example, in the form of tablets, capsules, lozenges or liquid. The nutritional supplement or drug is preferably provided in the form of sustained release formulations, providing a continuous supply of SIgA and probiotics over a long period of time.
Композиция предпочтительно выбрана из группы, состоящей из продуктов на основе молочного порошка; растворимых напитков; готовых к употреблению питьевых составов; порошковых питательных добавок; жидких питательных добавок; продуктов на основе молока, в частности, йогуртов или мороженого; злаковых продуктов; напитков; воды; кофе; капучино; солодовых напитков; напитков с шоколадным вкусом; кулинарных продуктов; супов; таблеток; и/или сиропов.The composition is preferably selected from the group consisting of milk powder based products; instant drinks; ready-to-drink drinking formulations; powdered nutritional supplements; liquid nutritional supplements; milk-based products, in particular yoghurts or ice cream; cereal products; drinks; water; coffee; cappuccino; malt drinks; chocolate-flavored drinks; culinary products; soups; tablets; and/or syrups.
Композиция может дополнительно содержать защитные гидроколлоиды (такие как камеди, белки, модифицированные крахмалы), связующие вещества, пленкообразующиие агенты, инкапсулирующие агенты/материалы, материалы стенок/оболочек, соединения матриц, покрытия, эмульгаторы, поверхностно-активные вещества, солюбилизирующие вещества (масла, жиры, воски, лецитины и т.п.), адсорбенты, носители, наполнители, вспомогательные соединения, диспергирующие агенты, смачивающие агенты, технологические добавки (растворители), антислеживающие агенты, маскирующие вкус агенты, утяжеляющие агенты, желирующие агенты, гелеобразующие агенты, антиоксиданты и противомикробные вещества.The composition may additionally contain protective hydrocolloids (such as gums, proteins, modified starches), binders, film-forming agents, encapsulating agents/materials, wall/shell materials, matrix compounds, coatings, emulsifiers, surfactants, solubilizing agents (oils, fats, waxes, lecithins, etc.), adsorbents, carriers, fillers, auxiliary compounds, dispersing agents, wetting agents, processing aids (solvents), anti-caking agents, taste masking agents, weighting agents, gelling agents, gelling agents, antioxidants and antimicrobial agents.
Композиция также может содержать традиционные фармацевтические добавки и вспомогательные вещества, эксципиенты и разбавители, включая, без ограничений, воду, желатин любого происхождения, растительные камеди, лигнинсульфонат, тальк, сахара, крахмал, аравийскую камедь, растительные масла, полиалкиленгликоли, ароматизирующие агенты, консерванты, стабилизаторы, эмульгирующие агенты, буферы, смазывающие вещества, красители, смачивающие агенты, наполнители и т.п.The composition may also contain conventional pharmaceutical additives and excipients, excipients and diluents, including, without limitation, water, gelatin of any origin, vegetable gums, lignin sulfonate, talc, sugars, starch, acacia, vegetable oils, polyalkylene glycols, flavoring agents, preservatives, stabilizers, emulsifying agents, buffers, lubricants, dyes, wetting agents, fillers, etc.
Кроме того, композиция может содержать органический или неорганический материал-носитель, подходящий для перорального или энтерального введения, а также витамины, минералы, микроэлементы и другие питательные микроэлементы в соответствии с рекомендациями государственных органов, такими как рекомендуемые нормы потребления (RDA) США.In addition, the composition may contain an organic or inorganic carrier material suitable for oral or enteral administration, as well as vitamins, minerals, trace elements and other micronutrients in accordance with the recommendations of government authorities, such as the US Recommended Dietary Allowances (RDA).
Композиция изобретения может содержать источник белка, источник углеводов и/или источник липидов.The composition of the invention may contain a protein source, a carbohydrate source and/or a lipid source.
Можно использовать любой подходящий пищевой белок, например животные белки (такие как молочные белки, мясные белки и яичные белки); растительные белки (такие как соевый белок, пшеничный белок, рисовый белок и гороховый белок); смеси свободных аминокислот; или их комбинации. Особенно предпочтительными являются молочные белки, такие как казеин и сывороточный белок, и соевые белки.Any suitable edible protein may be used, for example animal proteins (such as milk proteins, meat proteins and egg whites); plant proteins (such as soy protein, wheat protein, rice protein and pea protein); mixtures of free amino acids; or combinations thereof. Particularly preferred are milk proteins such as casein and whey proteins, and soy proteins.
Если композиция включает в себя источник жира, источник жира предпочтительно обеспечивает от 5% до 40% энергетической ценности состава; например от 20% до 30% энергетической ценности. Может быть добавлена докозагексаеновая кислота (DHA). Подходящий профиль жира можно получить с использованием смеси масла канолы, кукурузного масла и подсолнечного масла с высоким содержанием олеиновой кислоты.If the composition includes a fat source, the fat source preferably provides from 5% to 40% of the energy content of the composition; for example 20% to 30% of the energy value. Docosahexaenoic acid (DHA) may be added. A suitable fat profile can be achieved using a mixture of canola oil, corn oil and high oleic acid sunflower oil.
Источник углеводов предпочтительно обеспечивает от 40% до 80% энергетической ценности композиции. Можно применять любой подходящий углевод, например сахарозу, лактозу, глюкозу, фруктозу, сухой кукурузный сироп, мальтодекстрины и их смеси.The carbohydrate source preferably provides from 40% to 80% of the energy content of the composition. Any suitable carbohydrate may be used, such as sucrose, lactose, glucose, fructose, corn syrup powder, maltodextrins, and mixtures thereof.
Композиция также может содержать пребиотики. Добавление пребиотиков дает полезный для здоровья эффект, поскольку в сочетании с пробиотиками они могут давать синергетические эффекты в отношении полезных для здоровья эффектов. Композиция, содержащая комбинацию пребиотиков и пробиотиков, обычно называется симбиотической композицией.The composition may also contain prebiotics. Supplementation with prebiotics provides health benefits because when combined with probiotics, they can produce synergistic effects on health benefits. A composition containing a combination of prebiotics and probiotics is generally referred to as a symbiotic composition.
При использовании в настоящем документе термин «пребиотик» означает пищевые вещества, которые способствуют росту полезных бактерий, таких как бифидобактерии или лактобациллы, и/или пробиотиков в кишечнике. Пребиотики не расщепляются в желудке и не всасываются в желудочно-кишечном тракте принимающего их внутрь человека, а ферментируются микрофлорой желудочно-кишечного тракта и/или пробиотиками.As used herein, the term “prebiotic” means nutritional substances that promote the growth of beneficial bacteria, such as bifidobacteria or lactobacilli, and/or probiotics in the intestines. Prebiotics are not broken down in the stomach and are not absorbed in the gastrointestinal tract of the person taking them orally, but are fermented by the microflora of the gastrointestinal tract and/or probiotics.
Пребиотики, которые можно использовать в соответствии с изобретением, не имеют конкретных ограничений и включают в себя все пищевые вещества, которые способствуют росту пробиотиков в кишечнике. Предпочтительно пребиотик выбран из группы, состоящей из олигосахаридов, необязательно содержащих фруктозу, галактозу, маннозу; пищевых волокон, в частности растворимых волокон, соевых волокон; инулина; или их смесей. Предпочтительными пребиотиками являются олигосахариды грудного молока (HMO), олигосахариды коровьего молока (BMO), фруктоолигосахариды (FOS), галактоолигосахариды (GOS), изомальтоолигосахариды, ксилоолигосахариды, олигосахариды сои, гликозилсахароза (GS), лактосахароза (LS), лактулоза (LA), палатинозоолигосахариды (PAO), мальтоолигосахариды, пектины и/или их гидролизаты. Prebiotics that can be used in accordance with the invention are not particularly limited and include all nutrients that promote the growth of probiotics in the intestine. Preferably, the prebiotic is selected from the group consisting of oligosaccharides, optionally containing fructose, galactose, mannose; dietary fiber, in particular soluble fiber, soy fiber; inulin; or mixtures thereof. The preferred prebiotics are human milk oligosaccharides (HMO), bovine milk oligosaccharides (BMO), fructooligosaccharides (FOS), galactooligosaccharides (GOS), isomaltooligosaccharides, xylooligosaccharides, soy oligosaccharides, glycosylsucrose (GS), lactosucrose (LS), lactulose (LA), saccharides (PAO), maltooligosaccharides, pectins and/or their hydrolysates.
Композиции также могут содержать по меньшей мере один другой тип других пригодных для использования в пищевых продуктах бактерий, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из молочнокислых бактерий, бифидобактерий, энтерококков или их смесей. Такие другие пригодные для использования в пищевых продуктах бактерии могут способствовать обеспечению здоровой микрофлоры кишечника и тем самым будут способствовать еще более эффективному достижению цели настоящего изобретения.The compositions may also contain at least one other type of other food-grade bacteria, preferably selected from the group consisting of lactic acid bacteria, bifidobacteria, enterococci, or mixtures thereof. Such other food-grade bacteria may help promote healthy intestinal microflora and thereby further further the object of the present invention.
Количество SIgA, требуемого для достижения эффекта, не ограничено. В целом предпочтительно, чтобы продукт содержал от 0,0001 мг SIgA до 100 мг SIgA, например от 0,0001 мг SIgA до 10 мг SIgA на суточную дозу. В предпочтительных вариантах осуществления композиция содержит 0,001–0,1 мг секреторного IgA на суточную дозу.The amount of SIgA required to achieve an effect is not limited. In general, it is preferred that the product contains from 0.0001 mg SIgA to 100 mg SIgA, for example from 0.0001 mg SIgA to 10 mg SIgA per daily dose. In preferred embodiments, the composition contains 0.001-0.1 mg of secretory IgA per daily dose.
Как правило, пробиотики будут эффективны в широком диапазоне их количеств. В некоторых вариантах осуществления композиция содержит от 1E2 до 1E12, предпочтительно от 1E2 до 1E10 клеток пробиотиков на суточную дозу.Generally, probiotics will be effective in a wide range of amounts. In some embodiments, the composition contains from 1E2 to 1E12, preferably from 1E2 to 1E10 probiotic cells per daily dose.
В предпочтительных вариантах осуществления продукт представляет собой композицию для употребления внутрь для младенцев.In preferred embodiments, the product is an oral composition for infants.
При использовании в настоящем документе термин «композиция для употребления внутрь для младенцев» означает композицию, подходящую для употребления в пищу младенцем. Примеры композиций для употребления внутрь для младенцев включают в себя, без ограничений, детские питательные добавки и детские смеси.As used herein, the term “infant oral composition” means a composition suitable for consumption by an infant. Examples of compositions for oral administration to infants include, but are not limited to, infant nutritional supplements and infant formulas.
В течение первых четырех месяцев жизни грудные дети обычно не могут употреблять твердые продукты питания. Соответственно, в предпочтительных вариантах осуществления композиция для употребления внутрь для младенцев может быть предложена и/или может быть употреблена в жидкой форме. В некоторых вариантах осуществления композиция для употребления внутрь для младенцев предназначена для кормления грудных детей, которые не могут есть твердые продукты питания.During the first four months of life, infants usually cannot eat solid foods. Accordingly, in preferred embodiments, the oral composition for infants may be provided and/or consumed in liquid form. In some embodiments, the infant oral composition is for feeding infants who are unable to eat solid foods.
В предпочтительных вариантах осуществления композиция для употребления внутрь для младенцев представляет собой детскую питательную добавку. Добавка может быть предложена в дополнение к грудному молоку и/или детской смеси. Таким образом, в предпочтительных вариантах осуществления композиция для употребления внутрь для младенцев представляет собой детскую пищевую добавку, подходящую для употребления в пищу младенцами в возрасте 0–12 месяцев, от 6 недель до 12 месяцев, 0–6 месяцев, от 6 недель до 6 месяцев, 4–6 месяцев, предпочтительно 0–4 месяцев или от 6 недель до 4 месяцев.In preferred embodiments, the oral composition for infants is an infant nutritional supplement. The supplement may be offered in addition to breast milk and/or infant formula. Thus, in preferred embodiments, the infant oral composition is an infant nutritional supplement suitable for consumption by infants aged 0-12 months, 6 weeks to 12 months, 0-6 months, 6 weeks to 6 months , 4–6 months, preferably 0–4 months or 6 weeks to 4 months.
Детская добавка может дополнительно содержать один или более из следующих элементов: белок; жир (липиды); углеводы; и незаменимые витамины, и минеральные вещества. Детская добавка может дополнительно содержать подслащивающие, ароматизирующие и/или окрашивающие агенты.The children's supplement may further contain one or more of the following: protein; fat (lipids); carbohydrates; and essential vitamins and minerals. The children's supplement may further contain sweetening, flavoring and/or coloring agents.
В других вариантах осуществления композиция для употребления внутрь для младенцев не содержит дополнительный белок; жир; углеводы; и/или незаменимые витамины, и минеральные вещества.In other embodiments, the infant oral composition does not contain additional protein; fat; carbohydrates; and/or essential vitamins and minerals.
В других вариантах осуществления композиция для употребления внутрь для младенцев представляет собой детскую смесь или смесь для прикармливаемых детей. Термин «детская смесь» означает продукт питания, предназначенный для употребления в пищу младенцами в течение первых четырех–шести месяцев жизни и сам по себе удовлетворяющий потребности в питании этой категории людей. Термин «смесь для прикармливаемых детей» означает продукт питания, предназначенный для употребления в пищу младенцами старше четырех месяцев и составляющий основной жидкий компонент в рационе питания этой категории лиц, который предполагает постепенно увеличиваемое разнообразие.In other embodiments, the oral composition for infants is an infant formula or formula for feeding infants. The term "infant formula" means a food product intended for consumption by infants during the first four to six months of life and which itself meets the nutritional needs of this category of people. The term “infant formula” means a food product intended for consumption by infants over four months of age and forming the main liquid component in the diet of this category of persons, which involves gradually increasing variety.
Требования к детским смесям хорошо известны специалистам. Например, рекомендации и требования предлагаются Европейским обществом детской гастроэнтерологии, гепатологии и питания (ESPGHAN), например, в Koletzko, B., et al., 2005. «Global standard for the composition of infant formula: recommendations of an ESPGHAN coordinated international expert group», Journal of pediatric gastroenterology and nutrition, 41(5), pp. 584–599. Как правило, детская смесь в готовой к употреблению жидкой форме (например, растворенная из порошка) обеспечивает 60–70 ккал/100 мл. Детская смесь, как правило, содержит на 100 ккал: около 1,8–4,5 г белка; около 3,3–6,0 г жиров (липидов); около 300–1200 мг линолевой кислоты; около 9–14 г углеводов, выбранных из группы, состоящей из лактозы, сахарозы, глюкозы, глюкозного сиропа, крахмала, мальтодекстринов и мальтозы и их комбинаций; и незаменимые витамины, и минеральные вещества.The requirements for infant formula are well known to specialists. For example, recommendations and requirements are offered by the European Society of Pediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition (ESPGHAN), for example, in Koletzko, B., et al., 2005. “Global standard for the composition of infant formula: recommendations of an ESPGHAN coordinated international expert group ", Journal of pediatric gastroenterology and nutrition, 41(5), pp. 584–599. Typically, infant formula in ready-to-feed liquid form (e.g. dissolved from powder) provides 60–70 kcal/100 ml. Infant formula typically contains per 100 kcal: about 1.8–4.5 g of protein; about 3.3–6.0 g fats (lipids); about 300–1200 mg linoleic acid; about 9–14 g of carbohydrates selected from the group consisting of lactose, sucrose, glucose, glucose syrup, starch, maltodextrins and maltose and combinations thereof; and essential vitamins and minerals.
В некоторых вариантах осуществления композиция для употребления внутрь для младенцев дополнительно содержит один или более носителей. При использовании в настоящем документе термин «носитель» означает любое вещество, пригодное в качестве эксципиента, наполнителя, объемообразующего агента, разбавителя, окрашивающего агента, стабилизатора, загустителя, связующего вещества, ароматизирующего агента и т.п. Предпочтительно один или более носителей содержат порошок обезжиренного молока и/или лактозу. Наиболее предпочтительно носитель представляет собой порошок обезжиренного молока и/или лактозу.In some embodiments, the oral composition for infants further comprises one or more carriers. As used herein, the term "carrier" means any substance useful as an excipient, filler, bulking agent, diluent, coloring agent, stabilizer, thickener, binder, flavoring agent, or the like. Preferably one or more carriers contain skim milk powder and/or lactose. Most preferably, the carrier is skim milk powder and/or lactose.
Композиция для употребления внутрь для младенцев может находиться в порошкообразной форме, причем перед употреблением порошкообразная форма может быть восстановлена в жидкую форму. В предпочтительных вариантах осуществления композицию для употребления внутрь для младенцев перед употреблением восстанавливают водой. Предпочтительно композицию восстанавливают водой для получения одной порции.The oral composition for infants may be in powder form, which powder form may be reconstituted into a liquid form before use. In preferred embodiments, the infant oral composition is reconstituted with water prior to use. Preferably, the composition is reconstituted with water to produce a single serving.
В других предпочтительных вариантах осуществления композиция находится в готовой к употреблению питьевой форме. Готовая к употреблению питьевая композиция может быть предложена в бутылке.In other preferred embodiments, the composition is in a ready-to-drink drinkable form. The ready-to-drink drinking composition may be offered in a bottle.
Первое и второе медицинские примененияFirst and second medical uses
Первое медицинское применениеFirst medical use
В одном варианте осуществления в изобретении предложена композиция для применения в терапии.In one embodiment, the invention provides a composition for use in therapy.
Второе медицинское применение против инфекцииSecond medical use against infection
В другом аспекте в изобретении предложена композиция для применения в профилактике и/или для ослабления невирусной инфекции, причем композиция получена или может быть получена с использованием способа изобретения.In another aspect, the invention provides a composition for use in the prevention and/or mitigation of a non-viral infection, wherein the composition is or can be prepared using the method of the invention.
В некоторых вариантах осуществления невирусная инфекция представляет собой бактериальную инфекцию, паразитарную инфекцию или грибковую инфекцию.In some embodiments, the non-viral infection is a bacterial infection, a parasitic infection, or a fungal infection.
Невирусная инфекция может представлять собой бактериальную инфекцию, выбранную из инфекции Escherichia coli, инфекции Vibrio cholerae, инфекции сальмонеллой, инфекции клостридией, инфекции шигеллой, паразитарной инфекции, включая Giardia lamblia, Entamoeba histolytica и Cryptosporidium spp, или их смеси.The non-viral infection may be a bacterial infection selected from Escherichia coli infection, Vibrio cholerae infection, Salmonella infection, Clostridium infection, Shigella infection, parasitic infection including Giardia lamblia, Entamoeba histolytica and Cryptosporidium spp, or mixtures thereof.
Типичные бактериальные инфекционные заболевания, для лечения или профилактики которых можно применять изобретение, включают в себя сальмонеллез, шигеллез, брюшной тиф, бактериальный менингит, сибирскую язву, ботулизм, бруцеллез, кампилобактериоз, болезнь кошачьих царапин, холеру, дифтерию, эпидемический сыпной тиф, гонорею, импетиго, легионеллез, проказу (болезнь Хансена), лептоспироз, листериоз, болезнь Лайма, мелидоидоз, ревматический полиартрит, стафилококковую инфекцию (метициллин-устойчивый золотистый стафилококк (MRSA)), нокардиоз, коклюш (судорожный кашель), чуму, пневмококковую пневмонию, пситтакоз, Q риккетсиоз, американскую пятнистую лихорадку (RMSF), скарлатину, сифилис, столбняк, трахому, туберкулез, туляремию, тиф и/или инфекции мочеполовой системы.Typical bacterial infectious diseases for the treatment or prevention of which the invention can be used include salmonellosis, shigellosis, typhoid fever, bacterial meningitis, anthrax, botulism, brucellosis, campylobacteriosis, cat scratch disease, cholera, diphtheria, epidemic typhus, gonorrhea, impetigo, legionellosis, leprosy (Hansen's disease), leptospirosis, listeriosis, Lyme disease, melidoidosis, rheumatic arthritis, staphylococcal infection (methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)), nocardiosis, whooping cough (whooping cough), plague, pneumococcal pneumonia, psittacosis, Q rickettsiosis, American spotted fever (RMSF), scarlet fever, syphilis, tetanus, trachoma, tuberculosis, tularemia, typhus and/or genitourinary tract infections.
Типичные паразитарные инфекционные заболевания, для лечения или профилактики которых можно применять изобретение, включают в себя африканский трипаносомоз, амебиаз, аскаридоз, бабезиоз, болезнь Чагаса, клонорхоз, криптоспоридиоз, цистицеркоз, дифиллоботриоз, драконулез, эхинококкоз, энтеробиоз, фасциолез, фасциолопсиаз, филяриоз, инфицирование свободноживущими амебами, гиардиоз, гнатостомоз, гименолепидоз, изоспороз, лихорадку «дум-дум», лейшманиоз, малярию, метагонимоз, миаз, онхоцеркоз, педикулез, энтеробиоз, чесотку, шистомоз, тениоз, токсокариаз, токсоплазмоз, трихинеллез, трихиноз, трихиуриаз, трихомониаз и/или трипаносомоз.Typical parasitic infectious diseases for the treatment or prevention of which the invention can be used include African trypanosomiasis, amoebiasis, ascariasis, babesiosis, Chagas disease, clonorchiasis, cryptosporidiosis, cysticercosis, diphyllobothriasis, draconulosis, echinococcosis, enterobiasis, fascioliasis, fasciolopsiasis, filariasis, infection free-living amoebae, giardiasis, gnathostomiasis, hymenolepidosis, isosporosis, dum-dum fever, leishmaniasis, malaria, metagonimiasis, myiasis, onchocerciasis, pediculosis, enterobiasis, scabies, schistomiasis, taeniasis, toxocariasis, toxoplasmosis, trichinosis, trichinosis, trichiuriasis, omoniasis and /or trypanosomiasis.
Типичные грибковые инфекционные заболевания, для лечения или профилактики которых можно применять изобретение, включают в себя аспергиллез, бластомикоз, кандидоз, кокцидиоидомикоз, криптококкоз, гистоплазмоз и/или дерматофитию стоп.Typical fungal infectious diseases for the treatment or prevention of which the invention can be used include aspergillosis, blastomycosis, candidiasis, coccidioidomycosis, cryptococcosis, histoplasmosis and/or tinea pedis.
В другом аспекте в изобретении предложена детская смесь изобретения для применения в ослаблении или профилактике невирусной инфекции.In another aspect, the invention provides an infant formula of the invention for use in mitigating or preventing a non-viral infection.
В другом аспекте в изобретении предложен способ ослабления или профилактики невирусной инфекции, включающий стадию введения композиции или детской смеси изобретения нуждающемся в этом субъекту.In another aspect, the invention provides a method of reducing or preventing a non-viral infection, comprising the step of administering a composition or infant formula of the invention to a subject in need thereof.
Второе медицинское применение против воспаленияSecond medical use against inflammation
В другом аспекте в изобретении предложена композиция для применения в профилактике и/или для ослабления воспаления, причем композиция получена или может быть получена с использованием способа изобретения.In another aspect, the invention provides a composition for use in the prevention and/or alleviation of inflammation, wherein the composition is or can be prepared using the method of the invention.
Типичные воспалительные состояния, для лечения или профилактики которых можно применять изобретение, включают в себя, без ограничений, острые воспаления, такие как сепсис, инфекции, ожоги, и хронические воспаления, такие как воспалительное заболевание кишечника, болезнь Крона, язвенный колит, некротизирующий энтероколит, воспаления кожи, такие как вызванное УФ-облучением или химическим агентом воспаление кожи, экзема, чувствительная кожа, псориаз, витилиго, прыщи, воспаление печени, алкогольный цирроз, аллергию, атопию, воспаление кости, ревматоидный артрит, системную волчанку, синдром Гужеро-Шегрена, болезнь Рейтера, полиомиелит, дерматомиозит, тиреоидит, Базедову болезнь, болезнь Хашимото, диабет I типа, болезнь Аддисона, аутоиммунный гепатит, глютеиновую болезнь, болезнь Бирмера, множественный склероз, миасетнию, энцефаломиелит, воспаление глаз, связанное с ожирением воспаление, возрастное воспаление низкой степени, болезнь Блау, болезнь Альцгеймера, сердечно-сосудистые заболевания, атеросклероз, метаболический синдром, гингвинит, пародонтит и их комбинации.Typical inflammatory conditions that the invention may be used to treat or prevent include, but are not limited to, acute inflammation such as sepsis, infections, burns, and chronic inflammation such as inflammatory bowel disease, Crohn's disease, ulcerative colitis, necrotizing enterocolitis, skin inflammations such as UV- or chemical-induced skin inflammation, eczema, sensitive skin, psoriasis, vitiligo, acne, liver inflammation, alcoholic cirrhosis, allergies, atopy, bone inflammation, rheumatoid arthritis, systemic lupus, Gougerot-Sjögren's syndrome, Reiter's disease, polio, dermatomyositis, thyroiditis, Basedow's disease, Hashimoto's disease, type I diabetes, Addison's disease, autoimmune hepatitis, celiac disease, Biermer's disease, multiple sclerosis, myassetnia, encephalomyelitis, ocular inflammation, obesity-related inflammation, low-grade age-related inflammation , Blau's disease, Alzheimer's disease, cardiovascular diseases, atherosclerosis, metabolic syndrome, ginginitis, periodontitis and their combinations.
Композиция изобретения особенно эффективна для профилактики и/или лечения воспалительных состояний, выбранных из хронических воспалительных состояний, таких как воспалительное заболевание кишечника, болезнь Крона, язвенный колит, некротизирующий энтероколит, экзема, аллергия и атопия.The composition of the invention is particularly effective for the prevention and/or treatment of inflammatory conditions selected from chronic inflammatory conditions such as inflammatory bowel disease, Crohn's disease, ulcerative colitis, necrotizing enterocolitis, eczema, allergy and atopy.
Композицию настоящего изобретения также можно использовать для контроля и/или облегчения воспалительной реакции организма.The composition of the present invention can also be used to control and/or alleviate the inflammatory response of the body.
Композицию настоящего изобретения дополнительно можно использовать для выработки, улучшения или усиления гомеостаза и оральной переносимости.The composition of the present invention can further be used to produce, improve or enhance homeostasis and oral tolerance.
В другом аспекте в изобретении предложена детская смесь изобретения для применения в ослаблении или профилактике воспаления.In another aspect, the invention provides an infant formula of the invention for use in alleviating or preventing inflammation.
В другом аспекте в изобретении предложен способ ослабления или профилактики воспаления, включающий стадию введения композиции или детской смеси изобретения нуждающемся в этом субъекту.In another aspect, the invention provides a method of reducing or preventing inflammation, comprising the step of administering a composition or infant formula of the invention to a subject in need thereof.
Другие виды медицинского примененияOther Medical Uses
В некоторых вариантах осуществления композиция обеспечивает выработку, улучшение или усиление гомеостаза и оральной переносимости.In some embodiments, the composition produces, improves, or enhances homeostasis and oral tolerance.
В некоторых вариантах осуществления композиция обеспечивает контроль и/или облегчение воспалительной реакции.In some embodiments, the composition provides control and/or alleviation of the inflammatory response.
В некоторых вариантах осуществления композиция обеспечивает повышение иммунной функции у субъекта.In some embodiments, the composition provides an increase in immune function in a subject.
В другом аспекте в изобретении предложена композиция для применения в повышении иммунной функции у субъекта, причем композиция может быть получена с использованием способа изобретения.In another aspect, the invention provides a composition for use in enhancing immune function in a subject, which composition can be prepared using the method of the invention.
В другом аспекте в настоящем изобретении предложена детская смесь изобретения для применения в повышении иммунной функции у субъекта.In another aspect, the present invention provides an infant formula of the invention for use in enhancing immune function in a subject.
В другом аспекте в настоящем изобретении предложен способ повышения иммунной функции у субъекта, включающий стадию введения композиции или детской смеси изобретения нуждающемся в этом субъекту.In another aspect, the present invention provides a method of enhancing immune function in a subject, comprising the step of administering a composition or infant formula of the invention to a subject in need thereof.
Способ леченияMethod of treatment
Следует понимать, что все ссылки на лечение в настоящем документе включают в себя лечебное, паллиативное и профилактическое лечение. Предпочтительным является лечение млекопитающих, в частности людей. Способы лечения человека и животных входят в объем изобретения.It should be understood that all references to treatment herein include curative, palliative and prophylactic treatment. Preference is given to treating mammals, particularly humans. Methods for treating humans and animals are included within the scope of the invention.
При использовании в настоящем изобретении термин «профилактика» включает в себя профилактику и снижение риска некоторого состояния.As used herein, the term “prevention” includes preventing and reducing the risk of a condition.
СубъектSubject
Термин «субъект» относится либо к человеку, либо к не относящемуся к человеку животному.The term "subject" refers to either a human or a non-human animal.
Композицию можно вводить людям или не относящимся к человеку животным, в частности, животным-компаньонам или домашнему скоту. Композиция обладает положительными эффектами для любой возрастной группы. Предпочтительно композиция предназначена для младенцев, подростков, взрослых или пожилых людей. Однако ее можно вводить матерям во время беременности и кормления грудью для лечения младенца.The composition can be administered to humans or non-human animals, in particular companion animals or livestock. The composition has positive effects for any age group. Preferably the composition is intended for use in infants, adolescents, adults or the elderly. However, it can be administered to mothers during pregnancy and breastfeeding to treat the infant.
Примеры не относящихся к человеку животных включают в себя позвоночных, например млекопитающих, таких как не относящиеся к человеку приматы (в частности, высшие приматы), собаки, грызуны (например, мыши, крысы или морские свинки), свиньи и кошки.Examples of non-human animals include vertebrates, such as mammals such as non-human primates (particularly great apes), dogs, rodents (eg mice, rats or guinea pigs), pigs and cats.
Термин «животное-компаньон» означает любое домашнее животное, включая (без ограничения) кошек, собак, кроликов, морских свинок, хорьков, хомяков, мышей, песчанок, лошадей, коров, коз, овец, ослов, свиней и т.п.The term “companion animal” means any domestic animal, including (without limitation) cats, dogs, rabbits, guinea pigs, ferrets, hamsters, mice, gerbils, horses, cows, goats, sheep, donkeys, pigs, and the like.
Предпочтительно субъект представляет собой человека.Preferably the subject is a human.
Специалистам в данной области будет понятно, что можно свободно комбинировать все элементы изобретения, описанные в настоящем документе, без отступления от описанного объема изобретения.Those skilled in the art will appreciate that all elements of the invention described herein can be freely combined without departing from the described scope of the invention.
Ниже описаны предпочтительные элементы и варианты осуществления изобретения в виде не имеющих ограничительного характера примеров.Preferred elements and embodiments of the invention are described below by way of non-limiting examples.
При практическом применении настоящего изобретения, если не указано иное, будут использованы стандартные методы, применяемые в химии, биохимии, молекулярной биологии, микробиологии и иммунологии, известные специалистам в данной области. Такие методы описаны в литературе. См., например, J. Sambrook, E. F. Fritsch и T. Maniatis, (1989), Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press; Ausubel, F.M. et al. (1995 и периодические дополнения) Current Protocols in Molecular Biology, Ch. 9, 13 and 16, John Wiley & Sons; Roe, B., Crabtree, J. and Kahn, A. (1996) DNA Isolation and Sequencing: Essential Techniques, John Wiley & Sons; Polak, J.M. and McGee, J.O’D. (1990) In Situ Hybridization: Principles and Practice, Oxford University Press; Gait, M.J. (1984) Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press; and Lilley, D.M. and Dahlberg, J.E. (1992) Methods in Enzymology: DNA Structures Part A: Synthesis and Physical Analysis of DNA, Academic Press. Каждый из этих общих текстов включен в настоящий документ путем ссылки.In the practice of the present invention, unless otherwise indicated, standard methods used in chemistry, biochemistry, molecular biology, microbiology and immunology known to those skilled in the art will be used. Such methods are described in the literature. See, for example, J. Sambrook, E. F. Fritsch and T. Maniatis, (1989), Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press; Ausubel, F.M. et al. (1995 and periodic additions) Current Protocols in Molecular Biology, Ch. 9, 13 and 16, John Wiley &Sons; Roe, B., Crabtree, J. and Kahn, A. (1996) DNA Isolation and Sequencing: Essential Techniques, John Wiley &Sons; Polak, J.M. and McGee, J.O'D. (1990) In Situ Hybridization: Principles and Practice, Oxford University Press; Gait, M.J. (1984) Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press; and Lilley, D.M. and Dahlberg, J.E. (1992) Methods in Enzymology: DNA Structures Part A: Synthesis and Physical Analysis of DNA, Academic Press. Each of these general texts is incorporated herein by reference.
Все публикации, указанные в описании выше, включены в настоящий документ путем ссылки. Специалисту в данной области будут очевидны различные модификации и вариации описанных способов, композиций и вариантов применения без выхода за рамки сущности и объема изобретения. Хотя изобретение было описано в связи с конкретными предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что заявляемое изобретение не должно чрезмерно ограничиваться такими конкретными вариантами осуществления. Фактически подразумевается, что в объем приведенной далее формулы изобретения входят различные модификации описанных вариантов осуществления изобретения, которые очевидны для специалистов в данной области.All publications identified in the description above are incorporated herein by reference. Various modifications and variations of the described methods, compositions and uses will be apparent to one skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. Although the invention has been described in connection with specific preferred embodiments, it should be understood that the claimed invention should not be unduly limited to such specific embodiments. In fact, it is intended that the following claims include various modifications to the described embodiments of the invention that will be apparent to those skilled in the art.
ПримерыExamples
Вводная часть: описание количественных определений SIgA посредством ИФА (наличие SIgA) и биологического анализа экскреции TSLP (биоактивность SIgA)Introductory part: description of quantitative determinations of SIgA by ELISA (presence of SIgA) and biological analysis of TSLP excretion (bioactivity of SIgA)
Наличие и количество молекул SIgA (или по меньшей мере частей молекул SIgA) измеряли посредством ИФА с использованием коммерчески доступного набора для бычьего IgA (Bovine IgA ELISA Quantitation Set, Bethyl Laboratories Inc., cat no E10-131). Использовали рекомендуемый протокол для набора с адаптацией в том, что стандартный образец IgA набора заменили на нативный бычий SIgA (очищенный с помощью классической гель-проникающей хроматографии в нативных условиях, как описано, например, в Favre et al., 2003, J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life. Sci., Mar 25;786(1–2):143–51) для обеспечения корректного количественного определения SIgA (а не только IgA). Стандартную кривую для SIgA получали для покрытия, как правило, диапазона концентраций SIgA от 1000 до 10 нг/мл. Валидационные проверки набора показали, что матрица молока не мешает количественному определению при используемых для образцов разбавлениях (обычно от 1 : 1000 до 1 : 20 000).The presence and quantity of SIgA molecules (or at least portions of SIgA molecules) were measured by ELISA using a commercially available bovine IgA kit (Bovine IgA ELISA Quantitation Set, Bethyl Laboratories Inc., cat no E10-131). The recommended protocol for the kit with adaptation was used in that the kit's standard IgA sample was replaced with native bovine SIgA (purified by classical gel permeation chromatography under native conditions, as described, for example, in Favre et al., 2003, J. Chromatogr. B Analyt Technol Biomed Sci Mar 25;786(1–2):143–51) to ensure correct quantification of SIgA (not just IgA). A standard curve for SIgA was prepared to typically cover a range of SIgA concentrations from 1000 to 10 ng/mL. Kit validation tests have shown that the milk matrix does not interfere with quantitation at the sample dilutions used (typically 1:1000 to 1:20,000).
Следует отметить, что обнаружение молекул SIgA посредством ИФА вовсе не является индикатором целостности молекул SIgA, и, следовательно, их биологической активности. Например, деградировавшая молекула SIgA будет обнаружена, если она все еще распознается поликлональными детекторными антителами, используемыми в наборе для ИФА. Более того, деградировавшие или даже расщепленные молекулы SIgA могут открывать эпитопы, обычно недоступные детекторным антителам, когда молекулы SIgA находятся в своей нативной форме. Все это может приводить к искусственно завышенным количествам определяемого SIgA (как показано в примере 3 и на фиг. 5 ниже).It should be noted that the detection of SIgA molecules by ELISA is not at all an indicator of the integrity of SIgA molecules, and, therefore, their biological activity. For example, a degraded SIgA molecule will be detected if it is still recognized by the polyclonal detection antibodies used in the ELISA kit. Moreover, degraded or even cleaved SIgA molecules may expose epitopes not normally accessible to detector antibodies when the SIgA molecules are in their native form. All this can lead to artificially high amounts of detectable SIgA (as shown in example 3 and in Fig. 5 below).
Для решения этой проблемы и согласно с исходной концепцией повышения эффективности пробиотиков за счет их ассоциирования с нативными молекулами биоактивного SIgA, был разработан биоанализ для оценки биоактивности молекул SIgA (подробное описание экспериментальной процедуры см. в Mathias et al, 2010, JBC, vol. 285, no. 44, pp. 33906–33913). Вкратце, клетки аденокарциномы эпителия толстой кишки человека Caco-2 (HTB 37, американская коллекция тканевых культур) выращивали при 37°C в полной модифицированной по способу Дульбекко среде Игла (DMEM) (C-DMEM), состоящей из среды DMEM-Glutamax (Sigma) с добавлением 10% эмбриональной бычьей сыворотки (FBS, Sigma), 1% заменимых аминокислот (Sigma), 10 ммоль буфера HEPES (pH 7,0, Sigma), 0,1% трансферрина (Invitrogen AG, г. Базель, Швейцария) и 1% стрептомицина/пенициллина (Sigma), и использовали на пассажах между 23 и 37. Культивированные до степени конфлюентности, равной 80%, клетки высевали на фильтры Transwell (диаметр 12 мм; размер пор 0,4 мкм; Corning Costar, г. Кембридж, штат Массачусетс, США) с плотностью 0,8E5 клеток/см2. Культуральную среду меняли каждые 2 дня. Образование поляризованного монослоя клеток Caco-2 на 3 неделе выявляли по морфологии и контролю трансэпителиального электрического сопротивления (TER; Ом x см2) с использованием прибора Millicell-ERS (Millipore, г. Бедфорд, штат Массачусетс, США). Величины TER хорошо дифференцированных монослоев находились в диапазоне 380–450 Ом x см2. Следует отметить, что этот процесс приводит к созданию in vitro плотного эпителия с разделенными апикальными и базолатеральными культуральными отделами, соответствующими люминальному и мукозальному отделам в кишечнике соответственно. Перед воздействием пробиотиком или комплексами пробиотики-SIgA, апикальный отдел монослоев клеток Caco-2 дважды промывали фосфатно-солевым буфером (PBS; 116,3 ммоль NaCl, 10,4 ммоль Na2HPO4, 3,2 ммоль KH2PO4, pH 7,4), а среду C-DMEM заменяли на, как правило, 500 мкл такой же среды без FBS и антибиотиков (DMEM-A-).To address this issue, and consistent with the original concept of increasing the effectiveness of probiotics by associating with native bioactive SIgA molecules, a bioassay was developed to evaluate the bioactivity of SIgA molecules (for a detailed description of the experimental procedure, see Mathias et al, 2010, JBC, vol. 285, no. 44, pp. 33906–33913). Briefly, Caco-2 human colon epithelial adenocarcinoma cells (HTB 37, American Tissue Culture Collection) were grown at 37°C in complete Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) (C-DMEM) consisting of DMEM-Glutamax medium (Sigma ) with the addition of 10% fetal bovine serum (FBS, Sigma), 1% nonessential amino acids (Sigma), 10 mmol HEPES buffer (pH 7.0, Sigma), 0.1% transferrin (Invitrogen AG, Basel, Switzerland) and 1% streptomycin/penicillin (Sigma), and were used at passages between 23 and 37. Cells cultured to 80% confluency were plated on Transwell filters (12 mm diameter; 0.4 μm pore size; Corning Costar, CA). Cambridge, Massachusetts, USA) with a density of 0.8E5 cells/ cm2 . The culture medium was changed every 2 days. The formation of a polarized monolayer of Caco-2 cells at week 3 was detected by morphology and monitoring of transepithelial electrical resistance (TER; Ohm x cm2 ) using a Millicell-ERS instrument (Millipore, Bedford, Massachusetts, USA). The TER values of well differentiated monolayers were in the range of 380–450 Ohm x cm2 . It should be noted that this process results in the creation in vitro of dense epithelium with separated apical and basolateral culture compartments, corresponding to the luminal and mucosal compartments in the intestine, respectively. Before exposure to the probiotic or probiotic-SIgA complexes, the apical portion of Caco-2 cell monolayers was washed twice with phosphate-buffered saline (PBS; 116.3 mmol NaCl, 10.4 mmol Na 2 HPO 4 , 3.2 mmol KH 2 PO 4 , pH 7.4), and the C-DMEM medium was replaced with, as a rule, 500 μl of the same medium without FBS and antibiotics (DMEM-A - ).
Добавление пробиотиков в апикальный отдел культуральной системы (см. подробный протокол ниже) приводит к секреции нескольких иммунных факторов в базолатеральном отделе, включая тимусный стромальный лимфопоэтин (TSLP), который, как известно, играет важную роль в поддержании невоспалительной среды в кишечнике со стимулированием созревания дендритных клеток — ключевых агентов любого иммунного ответа. Таким образом, после ночной инкубации с пробиотиками, высвобождение TSLP фиксируется ИФА с использованием коммерчески доступного набора для белков человека.Addition of probiotics to the apical compartment of the culture system (see detailed protocol below) results in the secretion of several immune factors in the basolateral compartment, including thymic stromal lymphopoietin (TSLP), which is known to play an important role in maintaining a non-inflammatory environment in the intestine by promoting dendritic maturation. cells - key agents of any immune response. Thus, after overnight incubation with probiotics, TSLP release is detected by ELISA using a commercially available human protein kit.
Препарат свежей биомассы пробиотика, как правило, получали путем ночного культивирования бактериального штамма Bifidobacterium lactis CNCM I-3446, далее обозначаемого BL818, в питательной среде де Мана — Рогоза — Шарпа ((MRS) Difco Laboratories, г. Детройт, штат Мичиган, США) с добавкой 0,05% L-цистеина, при 37°C и без перемешивания. Оценку количества колониеобразующих единиц (КОЕ) на миллилитр, полученных в таких условиях культивирования, проводили путем корреляции результатов измерения оптической плотности на длине волны 600 нм с высеванием последовательных разбавлений ночных инкубаций.The fresh probiotic biomass preparation was typically obtained by overnight cultivation of the bacterial strain Bifidobacterium lactis CNCM I-3446, hereinafter referred to as BL818, in de Man-Rogosa-Sharp nutrient medium ((MRS) Difco Laboratories, Detroit, Michigan, USA) with the addition of 0.05% L-cysteine, at 37°C and without stirring. Estimation of the number of colony-forming units (CFU) per milliliter obtained under these culture conditions was made by correlating optical density measurements at 600 nm with plating of serial dilutions of overnight incubations.
Для оценки биоактивности SIgA смешивали пробиотики (как правило, 2E7 КОЕ свежей биомассы или 2E8 КОЕ высушенных распылительной сушкой бактерий) и SIgA в итоговом объеме 100–500 мкл PBS в пробирке с низкой связываемостью с белком объемом 1,5 мл и инкубировали в течение 30 минут при 37°C, если не указано иное. В альтернативном варианте осуществления только пробиотики (стандартный образец) или заранее сформированные комплексы пробиотики-SIgA просто разбавляли в PBS для получения требуемого количества пробиотиков в итоговом объеме 100–500 мкл. Комплексы пробиотики-SIgA, сформировавшиеся в ходе данной стадии инкубации и уже существовавшие заранее, затем осаждали центрифугированием (как правило, 6000 g в течение 5 минут), а содержащий несвязанный SIgA супернатант отбрасывали. Комплексы пробиотики-SIgA ресуспендировали в 500 мкл культуральной среды DMEM-A- и затем добавляли в апикальный отдел культуры клеток Caco-2 для ночной инкубации (как правило, 16 часов) при 37°C в инкубаторе для клеточных культур.To assess the bioactivity of SIgA, probiotics (typically 2E7 CFU of fresh biomass or 2E8 CFU of spray-dried bacteria) and SIgA were mixed in a final volume of 100–500 μL of PBS in a 1.5 mL low protein binding tube and incubated for 30 minutes. at 37°C unless otherwise stated. In an alternative embodiment, probiotics alone (standard sample) or preformed probiotic-SIgA complexes were simply diluted in PBS to obtain the required amount of probiotics in a final volume of 100–500 μl. Probiotic-SIgA complexes formed during this incubation step and pre-existing ones were then pelleted by centrifugation (typically 6000 g for 5 minutes), and the supernatant containing unbound SIgA was discarded. Probiotic-SIgA complexes were resuspended in 500 μl of DMEM- A culture medium and then added to the apical compartment of Caco-2 cell culture for overnight incubation (typically 16 hours) at 37°C in a cell culture incubator.
После ночной инкубации собирали культуральную среду из базолатерального отдела поляризованных клеток Caco-2 и измеряли стимулированную продукцию TSLP (концентрацию выражали как пикограммы на мл культуральной среды) посредством ИФА с использованием коммерчески доступных наборов для TSLP человека (Biolegend, г. Сан-Диего, штат Калифорния, США).After overnight incubation, culture medium was collected from the basolateral compartment of polarized Caco-2 cells and stimulated TSLP production was measured (concentration expressed as picograms per ml of culture medium) by ELISA using commercially available human TSLP kits (Biolegend, San Diego, CA , USA).
Предварительное ассоциирование SIgA с пробиотиками повышало продукцию TSLP клетками Caco-2 дозозависимым образом по сравнению только с пробиотиками. Поэтому в качестве стандартного образца для дозирования количества биоактивного SIgA, присутствующего в тестируемом образце, на основании индуцированной продукции TSLP (фиг. 2) использовали стандартную кривую, полученную с фиксированным количеством пробиотика, ассоциированного с увеличиваемым количеством нативного бычьего SIgA (того же, что использовали для количественных определений посредством ИФА). В альтернативном варианте осуществления биоанализ проводили без стандартной кривой, что позволяет проводить только полуколичественное сравнение биоактивности SIgA между различными тестируемыми образцами. Тесты биоанализа проводили в по меньшей мере двух технических повторах, предпочтительно в трех повторах.Preassociation of SIgA with probiotics increased TSLP production by Caco-2 cells in a dose-dependent manner compared with probiotics alone. Therefore, a standard curve obtained with a fixed amount of probiotic associated with increasing amounts of native bovine SIgA (the same as that used for quantitative determinations by ELISA). In an alternative embodiment, the bioassay was performed without a standard curve, allowing only semi-quantitative comparison of SIgA bioactivity between different test samples. Bioassay tests were performed in at least two technical replicates, preferably in triplicate.
Пример 1. Способ в соответствии с настоящим изобретениемExample 1: Method according to the present invention
Сырое молоко получали со швейцарской фермы и центрифугировали при 15°C для получения сырого обезжиренного молока. Сырое обезжиренное молоко концентрировали до 24% сухого вещества при 15°C с использованием концентрирующей установки обратного осмоса (RO) (Tetra Alcross RO со спиральной мембраной Alfa Laval RO98pHt-3838/30 — TetraPak, г. Лунд, Швеция). Обезжиренное методом RO 24% молоко предварительно нагревали в пластинчатом теплообменнике до 55°C и затем нагревали до 83°C впрыском острого пара. После прохождения через трубчатый выдерживатель со средней продолжительностью пребывания, равной 6 с, обезжиренное методом RO молоко мгновенно охлаждали до 55°C с использованием сосуда мгновенного испарения, как общепринято в молочной промышленности. Обезжиренное методом RO молоко дополнительно охлаждали до 5°C в пластинчатом теплообменнике и затем высушивали распылительной сушкой в мягких условиях без предварительного нагрева на распылительной сушилке с открытым верхом, как описано в US2353495, с образованием порошка обезжиренного методом RO молока. Температура воздушного потока и относительная влажность воздуха в сушилке Egron составляли 65°C и 12%. Порошок обезжиренного методом RO молока содержал 139 мкг SIgA/г порошка по результатам определения посредством ИФА и 25 мкг биоактивного SIgA/г порошка по результатам биоанализа.Raw milk was obtained from a Swiss farm and centrifuged at 15°C to obtain raw skim milk. Raw skim milk was concentrated to 24% dry matter at 15°C using a reverse osmosis (RO) concentrating unit (Tetra Alcross RO with spiral membrane Alfa Laval RO98pHt-3838/30 - TetraPak, Lund, Sweden). RO 24% skim milk was preheated in a plate heat exchanger to 55°C and then heated to 83°C by live steam injection. After passing through a tubular cooler with an average residence time of 6 seconds, the RO skim milk was flash cooled to 55°C using a flash vessel as is common in the dairy industry. The RO skim milk was further cooled to 5°C in a plate heat exchanger and then spray dried under mild conditions without preheating in an open top spray dryer as described in US2353495 to form RO skim milk powder. The air flow temperature and relative humidity in the Egron dryer were 65°C and 12%. The RO skim milk powder contained 139 μg SIgA/g powder by ELISA and 25 μg bioactive SIgA/g powder by bioassay.
Параллельно ферментацией получали пробиотики BL818, центрифугировали их для концентрирования бактерий и получали жидкую свежую биомассу при 5 °C с 1,4E11 КОЕ/г BL818 по результатам измерения методом проточной цитометрии, позже подтвержденным подсчетом на чашках.Parallel fermentation produced BL818 probiotics, centrifuged them to concentrate the bacteria, and obtained a liquid fresh biomass at 5°C with 1.4E11 CFU/g BL818 as measured by flow cytometry, later confirmed by plate counting.
Порошок обезжиренного методом RO молока растворяли в теплой воде и добавляли к нему жидкую суспензию BL818 с образованием суспензии с 34% сухого вещества, содержащей 5E8 КОЕ/г BL818 и 340 нг биоактивного SIgA на 2E7 КОЕ BL818. Суспензию выдерживали при 37°C в течение 30 минут и охлаждали до 5°C в пластинчатом теплообменнике, а затем высушивали распылительной сушкой в распылительной сушилке в мягких условиях, как описано выше. Это дало порошок, содержащий пробиотики с более высокой биоактивностью, чем у только высушенных распылительной сушкой пробиотиков, как определено в тестах биоанализа (136,7 ± 1,8 против 77,7 ± 4,8 пг/мл продукции TSLP соответственно).RO skim milk powder was dissolved in warm water and a liquid suspension of BL818 was added to form a 34% solids suspension containing 5E8 CFU/g BL818 and 340 ng of bioactive SIgA per 2E7 CFU of BL818. The suspension was kept at 37°C for 30 minutes and cooled to 5°C in a plate heat exchanger and then spray dried in a spray dryer under mild conditions as described above. This produced a powder containing probiotics with higher bioactivity than spray-dried probiotics alone as determined in bioassay tests (136.7 ± 1.8 vs. 77.7 ± 4.8 pg/mL TSLP production, respectively).
Пример 2. Влияние микрофильтрации обезжиренного молока на содержание SIgAExample 2. Effect of microfiltration of skim milk on SIgA content
Для этих экспериментов использовали сырое обезжиренное молоко (общее содержание твердых веществ 8,0–8,7%) и обезжиренное методом обратного осмоса молоко (RO) (общее содержание твердых веществ около 24%). Оба типа молока подвергали микрофильтрации (МФ) с использованием различных мембран при температуре от 52 до 55°C. Содержание SIgA в молоке до фильтрации и после фильтрации в разных фазах измеряли посредством ИФА, как описано выше. Рассчитывали процентное содержание SIgA в пермеате после микрофильтрации (выход SIgA [%]) по сравнению с количеством SIgA в молоке до фильтрации. Также оценивали микробиологическое загрязнение молока и рассчитывали логарифмическое снижение количества бактерий в молоке (снижение общего количества на чашках [log]). Полученные результаты представлены в приведенной ниже таблице 2 и на фиг. 3.Raw skim milk (8.0–8.7% total solids) and reverse osmosis (RO) skim milk (about 24% total solids) were used for these experiments. Both types of milk were subjected to microfiltration (MF) using different membranes at temperatures ranging from 52 to 55°C. The SIgA content of milk before filtration and after filtration in different phases was measured by ELISA as described above. The percentage of SIgA in the permeate after microfiltration (SIgA yield [%]) was calculated compared to the amount of SIgA in the milk before filtration. Microbiological contamination of the milk was also assessed and the logarithmic reduction in the number of bacteria in the milk (reduction in total plate counts [log]) was calculated. The results obtained are presented in Table 2 below and FIG. 3.
Испытание с мембраной, показавшей наилучшие результаты, повторяли при температуре 14°C, чтобы оценить влияние температуры на сохранение SIgA и на снижение микробиологического загрязнения.The best performing membrane test was repeated at 14°C to evaluate the effect of temperature on SIgA retention and microbiological contamination reduction.
Оба типа молока нагревали до температуры обработки на пластинчатом теплообменнике и выполняли микрофильтрацию на установке для микрофильтрации с использованием различных мембран.Both types of milk were heated to processing temperature on a plate heat exchanger and microfiltrated in a microfiltration unit using different membranes.
Более подробное описание используемых мембран и ключевых параметров обработки представлено в приведенной ниже таблице 1.A more detailed description of the membranes used and key processing parameters is presented in Table 1 below.
Таблица 1. Поставщик и тип мембраны, параметры обработки при проведении испытания по микрофильтрацииTable 1. Membrane supplier and type, processing parameters for microfiltration test
ность
м2 Over-
ness
m 2
°CPace.
°C
БарTMD
Bar
Ø 25 мм, 8 каналов, 19 модулей, длина 1178 ммSpiral module Tami
Ø 25 mm, 8 channels, 19 modules, length 1178 mm
(фторполимер)MFP05–3838
(fluoropolymer)
Ø 25 мм, 23 канала, длина 1178 ммSpiral module Tami
Ø 25 mm, 23 channels, length 1178 mm
Перед применением устройство обеззараживали для проведения оценки влияния способа на бактериальную нагрузку в ретентате и пермеате. Для этого устройство промывали 1%-м раствором P3-Oxonia (Ecolab, г. Сент-Пол, штат Миннесота, США) в течение ночи.Before use, the device was disinfected to assess the effect of the method on the bacterial load in the retentate and permeate. To do this, the device was washed with 1% P3-Oxonia (Ecolab, St. Paul, MN, USA) overnight.
Результаты экспериментов по микрофильтрации представлены в приведенной ниже таблице.The results of microfiltration experiments are presented in the table below.
Таблица 2. Сводка условий обработки и результаты экспериментов по микрофильтрацииTable 2. Summary of processing conditions and results of microfiltration experiments.
[%]SIgA output
[%]
Полученные результаты показывают, что малые размеры пор обеспечивают наибольшее снижение микробиологического загрязнения, но приводят к наибольшей потере SIgA в ходе процесса микрофильтрации. Поры большего размера менее эффективны для снижения микробиологического загрязнения, но позволяют сохранить большее количество SIgA (более высокий выход SIgA) в молоке после микрофильтрации. В частности, микрофильтрация с использованием мембраны с размером пор 500 нм или менее приводит к таким низким выходам SIgA в молоке после микрофильтрации, что молоко становится экономически невыгодным источником SIgA для применения в способе в соответствии с изобретением. Напротив, керамическая мембрана с размером пор 1400 нм (MMS) не так сильно повлияла на содержание SIgA, показав выход SIgA в молоке после микрофильтрации 69%. Снижение микробиологической нагрузки, хотя и меньшее чем у остальных протестированных мембран, было близко к 2 log. Такое снижение микробиологической нагрузки достаточно для использования полученного молока в способе настоящего изобретения. В частности, после последующего прохождения стадии термообработки, такой как описано в настоящей заявке и, в частности, в приведенном ниже примере 3, молоко, полученное микрофильтрацией с мембраной MMS, подходит для применения в «чувствительных» продуктах, таких как детская смесь. Достигаемое с мембраной MMS снижение микробиологической нагрузки 2 log достаточно для возможности применения мягких условий на стадии термообработки, чтобы сохранить биоактивный SIgA и при этом получить композицию категории детской смеси, начиная с любого молока стандартного микробиологического качества. Таким образом, мембрана с размером пор 1400 нм обеспечивает наилучший баланс между снижением микробиологической нагрузки и предотвращением потерь SIgA.The results indicate that small pore sizes provide the greatest reduction in microbiological contamination but result in the greatest loss of SIgA during the microfiltration process. Larger pore sizes are less effective in reducing microbiological contamination but allow more SIgA to be retained (higher SIgA yield) in the milk after microfiltration. In particular, microfiltration using a membrane with a pore size of 500 nm or less results in such low yields of SIgA in milk after microfiltration that milk becomes an uneconomical source of SIgA for use in the method according to the invention. In contrast, the 1400 nm pore size ceramic membrane (MMS) had little effect on SIgA content, showing a 69% SIgA yield in milk after microfiltration. The reduction in microbiological load, although less than the other membranes tested, was close to 2 log. This reduction in microbiological load is sufficient for the use of the resulting milk in the method of the present invention. In particular, after having subsequently undergone a heat treatment step such as that described in the present application and in particular in Example 3 below, the milk obtained by microfiltration with an MMS membrane is suitable for use in "sensitive" products such as infant formula. The 2 log reduction in microbiological load achieved with the MMS membrane is sufficient to allow the use of mild conditions during the heat treatment step to retain bioactive SIgA and still produce an infant formula grade composition starting with any milk of standard microbiological quality. Thus, a membrane with a pore size of 1400 nm provides the best balance between reducing microbiological load and preventing SIgA loss.
Пример 3. Сравнение различных условий для термообработки обезжиренного методом обратного осмоса (RO) молокаExample 3: Comparison of Different Conditions for Heat Treatment of Reverse Osmosis (RO) Skim Milk
Сырое молоко центрифугировали при 15°C для получения сырого обезжиренного молока. Сырое обезжиренное молоко концентрировали с 9% сухого вещества до 22,9% сухого вещества при 15°C с использованием концентрирующей установки обратного осмоса (RO) (см. пример 1). С обезжиренным методом RO молоком проводили четыре различных процесса термообработки с использованием впрыска острого пара и мгновенного охлаждения:The raw milk was centrifuged at 15°C to obtain raw skim milk. Raw skim milk was concentrated from 9% dry matter to 22.9% dry matter at 15°C using a reverse osmosis (RO) concentrating unit (see Example 1). Four different heat treatment processes were performed on RO skim milk using steam injection and flash cooling:
- Образец 1: 74°C / 103 с- Sample 1: 74°C / 103 s
- Образец 2: 83°C / 6 с- Sample 2: 83°C / 6 s
- Образец 3: 87°C / 2 с- Sample 3: 87°C / 2 s
- Образец 4: 90°C / 0,96 с- Sample 4: 90°C / 0.96 s
Жидкое пастеризованное обезжиренное методом RO молоко охлаждали до 5°C, а холодный концентрат высушивали распылительной сушкой.The liquid RO pasteurized skim milk was cooled to 5°C and the cold concentrate was spray dried.
Присутствие молекул SIgA в исходном обезжиренном методом RO молоке (стандартный образец), термообработанном обезжиренном методом RO молоке (образцы 1–4) и в готовых порошках, полученных из образцов 1–4, оценивали посредством ИФА. Количественное определение биоактивности SIgA в термообработанном обезжиренном методом RO молоке и в готовых порошках проводили с использованием биологического анализа экскреции TSLP, как описано выше. Взаимосвязанные результаты ИФА и биологического анализа экскреции TSLP представлены на фиг. 4.The presence of SIgA molecules in the original RO-skim milk (standard sample), heat-treated RO-skim milk (samples 1–4), and in the finished powders obtained from samples 1–4 was assessed by ELISA. Quantification of SIgA bioactivity in heat-treated RO skim milk and finished powders was performed using a TSLP excretion bioassay as described above. Correlated results of the ELISA and TSLP excretion bioassay are presented in FIG. 4.
Результаты количественного определения SIgA посредством ИФА показывают, что термообработка при 90°C в течение 0,96 с (образец 4) привела к самым высоким количествам SIgA как в термообработанном молоке, так и в порошке. Анализ биоактивности SIgA (биологический анализ экскреции TSLP) неожиданно показал, что промежуточные условия более благоприятны для максимального сохранения биоактивного SIgA, а термообработка при 83°C в течение 6 с (образец 2) считается предпочтительным выбором. Это показывает, что часть SIgA, обнаруживаемая посредством ИФА в образцах, прошедших высокотемпературную обработку, на самом деле неактивна, и что используемый в настоящем документе биологический анализ экскреции TSLP представляется более надежным способом для определения количества действительно эффективного SIgA в композиции. Такие данные показывают, что количественное определение SIgA посредством ИФА не коррелирует с целостностью молекул SIgA и, таким образом, их биоактивностью.The results of SIgA quantification by ELISA show that heat treatment at 90°C for 0.96 s (sample 4) resulted in the highest amounts of SIgA in both heat-treated milk and powder. The SIgA bioactivity assay (TSLP excretion bioassay) surprisingly showed that intermediate conditions were more favorable for maximizing the retention of bioactive SIgA, and heat treatment at 83°C for 6 s (sample 2) was considered the preferred choice. This shows that the portion of SIgA detected by ELISA in high temperature treated samples is in fact inactive, and that the TSLP excretion biological assay used herein appears to be a more reliable method for determining the amount of truly effective SIgA in the composition. Such data indicate that quantification of SIgA by ELISA does not correlate with the integrity of SIgA molecules and thus their bioactivity.
В терминах микробиологии все описанные выше термообработки привели к снижению общего количества на чашках (TPC) 2,0–2,1 log, обеспечивая при этом уменьшение количества патогенов, которые более чувствительны к нагреву, чем остальные микроорганизмы, по меньшей мере на 7 log. Для порошок распылительной сушки было показано полное отсутствие Enterobacteriaceae, Enterobacter Sakazakii и Salmonella.In microbiological terms, all heat treatments described above resulted in a total plate count (TPC) reduction of 2.0–2.1 log, while providing at least a 7 log reduction in pathogens that are more heat sensitive than other microorganisms. The spray dried powder was shown to be completely free of Enterobacteriaceae, Enterobacter Sakazakii and Salmonella.
Пример 4. Влияние температуры и времени на образование и биоактивность комплексов SIgA-BL818Example 4. Effect of temperature and time on the formation and bioactivity of SIgA-BL818 complexes
Ассоциирование SIgA и BL818 в обезжиренном методом RO молоке было протестировано при соотношении 34 нг SIgA на 2E7 КОЕ BL818 при различных временных и температурных условиях (37°C, 20°C и 12°C, в течение 60, 30 и 15 минут при каждой температуре). Следует отметить, что в этом эксперименте не проверяли ни температуры выше 37°C, поскольку такие температуры были бы опасны для пробиотика, ни температуры ниже 12°C, поскольку выполненные при температуре 4°C предварительные тесты не показали никакого ассоциирования (данные не показаны). Association of SIgA and BL818 in RO skim milk was tested at a ratio of 34 ng SIgA per 2E7 CFU of BL818 under different time and temperature conditions (37°C, 20°C and 12°C, for 60, 30 and 15 minutes at each temperature ). It should be noted that this experiment did not test temperatures above 37°C, as such temperatures would be harmful to the probiotic, nor temperatures below 12°C, since preliminary tests performed at 4°C showed no association (data not shown) .
Эксперимент проводили на основе трех идентичных образцов обезжиренного методом RO молока, смешиваемого с жидкой биомассой BL818. Для каждого образца растворяли 41,9 г порошка обезжиренного молока, прошедшего термообработку в соответствии с предпочтительными условиями, выявленными в примере 3 (образец 2), содержащего 285 мкг биоактивного SIgA на грамм порошка (по результатам биологического анализа экскреции TSLP) в 65 мл дистиллированной воды. Затем добавляли 23,3 мл по объему биомассы пробиотика BL818 (размороженной замороженной стоковой биомассы), содержащей 3E11 КОЕ/мл, для достижения требуемого соотношения SIgA и BL818. Сразу после добавления биомассы BL818, три смеси инкубировали при 37°C, 20°C или 12°C соответственно при медленном перемешивании. Через 15, 30 или 60 минут инкубации, во время которой могло произойти ассоциирование пробиотиков с SIgA, из каждой смеси отбирали по два образца (повторные) и центрифугировали их на 6000 g в течение 5 минут при 4°C для осаждения уже сформировавшихся комплексов пробиотики-SIgA и для остановки процесса ассоциирования. После удаления содержащего несвязанный SIgA супернатанта осадок ресуспендировали в клеточной культуральной среде для биоанализа и проводили биоанализ для эквивалента 2E7 КОЕ из каждого образца, как описано выше.The experiment was carried out using three identical samples of RO skim milk mixed with liquid biomass BL818. For each sample, 41.9 g of skim milk powder, heat treated according to the preferred conditions identified in Example 3 (Sample 2), containing 285 μg of bioactive SIgA per gram of powder (as determined by TSLP excretion bioassay) was dissolved in 65 ml of distilled water . 23.3 mL by volume of BL818 probiotic biomass (thawed frozen stock biomass) containing 3E11 CFU/mL was then added to achieve the required ratio of SIgA to BL818. Immediately after adding BL818 biomass, the three mixtures were incubated at 37°C, 20°C or 12°C, respectively, with slow mixing. After 15, 30 or 60 minutes of incubation, during which association of probiotics with SIgA could occur, two samples (repeated) were taken from each mixture and centrifuged at 6000 g for 5 minutes at 4°C to precipitate the already formed probiotic-probiotic complexes. SIgA and to stop the association process. After removal of the unbound SIgA-containing supernatant, the pellet was resuspended in cell culture bioassay medium and bioassayed for the equivalent of 2E7 CFU from each sample as described above.
Биоактивность комплексов SIgA, оцениваемая по результатам биологического анализа экскреции TSLP после стадии ассоциирования для каждого образца, дала косвенную оценку уровня ассоциирования SIgA с BL818 в форме комплексов. The bioactivity of SIgA complexes, assessed by bioassay of TSLP excretion after the association step for each sample, provided an indirect estimate of the level of association of SIgA with BL818 in the form of complexes.
Представленные на фиг. 5 результаты показывают, что образование комплексов пробиотики-SIgA возрастало с повышением температуры в ходе стадии ассоциирования. Наилучшей температурой для проведения стадии ассоциирования оказалась 37°C. Образование комплексов было менее эффективным при снижении температуры до 20°C и далее до 12°C. Однако комплексообразование при температуре 12°C все еще было достаточным для достижения биоактивности, превышающей биоактивность только BL818, на что указывает горизонтальная серая линия на фиг. 5.Shown in FIGS. 5 results show that the formation of probiotic-SIgA complexes increased with increasing temperature during the association stage. The best temperature for the association stage was 37°C. The formation of complexes was less effective when the temperature was reduced to 20°C and further to 12°C. However, complexation at 12°C was still sufficient to achieve bioactivity greater than that of BL818 alone, as indicated by the horizontal gray line in FIG. 5.
Это испытание также показало, что выбранные продолжительности стадии ассоциирования, составлявшие от 15 до 60 минут, привели к успешному образованию комплексов, даже несмотря на то, что комплексообразование несколько снижалось в испытаниях с продолжительностью, равной 15 минутам.This test also showed that the selected association stage durations, ranging from 15 to 60 minutes, resulted in successful complex formation, even though complexation was slightly reduced in the 15 minute duration trials.
Учитывая все полученные результаты, оптимальными условиями для проведения стадии ассоциирования пробиотиков с SIgA оказались 30 минут при температуре 37°C.Taking into account all the results obtained, the optimal conditions for carrying out the stage of association of probiotics with SIgA were 30 minutes at a temperature of 37°C.
Пример 5. Влияние концентрации BL818 (в КОЕ/мл) на образование и биоактивность комплексов SIgA-BL818Example 5. Effect of BL818 concentration (in CFU/ml) on the formation and bioactivity of SIgA-BL818 complexes
Было проведено исследование влияния концентрации BL818 на эффективность образования комплексов пробиотики-SIgA. Для этого провели лабораторные испытания на ассоциирование с постоянным соотношением SIgA и BL818 (34 нг SIgA/2E7 КОЕ BL818), постоянным общим содержанием твердых веществ и постоянными условиями ассоциирования, которые были определены как наилучшие в примере 4 (30 минут при 37°C), но с концентрациями BL818 5,4E10, 5,4E9 и 5,4E8 КОЕ/мл соответственно. Тестируемые образцы получали, как описано в таблице 3.A study was conducted to examine the effect of BL818 concentration on the efficiency of probiotic-SIgA complex formation. To do this, laboratory association tests were carried out with a constant ratio of SIgA to BL818 (34 ng SIgA/2E7 CFU BL818), constant total solids and constant association conditions, which were determined to be best in example 4 (30 minutes at 37°C), but with BL818 concentrations of 5.4E10, 5.4E9 and 5.4E8 CFU/ml, respectively. Test samples were prepared as described in Table 3.
Таблица 3. Состав образцов, использованных для тестирования влияния концентрации BL818 на образование и биоактивность комплексов SIgA-BL818Table 3. Composition of samples used to test the effect of BL818 concentration on the formation and bioactivity of SIgA-BL818 complexes
* Обезжиренное методом RO молоко, термообработанное при 145°С в течение 6 секунд, что приводит к отсутствию обнаруживаемых сигналов SIgA как на уровне ИФА, так и на уровне биоанализа.* RO skim milk heat treated at 145°C for 6 seconds resulting in no detectable SIgA signals at either the ELISA or bioassay level.
После инкубации образцы центрифугировали для остановки процесса ассоциирования, как описано в примере 4, и проводили для них биологический анализ экскреции TSLP (образцы нормализовали для получения 2E07 КОЕ в биоанализе). Биоактивность полученных таким образом комплексов отражала эффективность образования комплексов.After incubation, samples were centrifuged to stop the association process as described in Example 4 and subjected to a TSLP excretion bioassay (samples were normalized to 2E07 CFU in the bioassay). The bioactivity of the complexes thus obtained reflected the efficiency of complex formation.
Представленные на фиг. 6 результаты показывают, что концентрация BL818 в течение стадии ассоциирования влияет на эффективность образования комплексов, с тенденцией к ее повышению с уменьшением концентрации BL818. Действительно, наилучшая биоактивность наблюдалась при концентрации BL818 5,4E8 КОЕ/мл (142 ± 4 пг/мл TSLP), затем при концентрации 5,4E9 (135 ± 5 пг/мл TSLP) и затем при 5,4E10 КОЕ/мл (126 ± 3 пг/мл TSLP). Однако было обнаружено, что все концентрации BL818 позволяли получить существенно возросшую биоактивность комплексов BL818-SIgA по сравнению с содержащими только BL818 контрольными образцами.Shown in FIGS. 6 results show that the concentration of BL818 during the association stage influences the efficiency of complex formation, with a tendency for it to increase as the concentration of BL818 decreases. Indeed, the best bioactivity was observed at a BL818 concentration of 5.4E8 CFU/ml (142 ± 4 pg/ml TSLP), then at a concentration of 5.4E9 (135 ± 5 pg/ml TSLP) and then at 5.4E10 CFU/ml (126 ± 3 pg/ml TSLP). However, it was found that all concentrations of BL818 produced significantly increased bioactivity of the BL818-SIgA complexes compared to BL818-only controls.
Пример 6. Влияние используемой формы BL818 (жидкая биомасса или высушенная распылительной сушкой культура) на образование и биоактивность комплексов SIgA-BL818Example 6. Effect of the used form of BL818 (liquid biomass or spray-dried culture) on the formation and bioactivity of SIgA-BL818 complexes
Для сравнения влияния формы пробиотика на эффективность образования комплексов пробиотики-SIgA провели лабораторные испытания на ассоциирование с постоянным соотношением SIgA и BL818 (34 нг SIgA/2E7 КОЕ BL818), постоянным общим содержанием твердых веществ и постоянными условиями ассоциирования, которые были определены как наилучшие в примерах 4 и 5 (30 минут при 37°C, 5,4E08 КОЕ BL818/мл), но используя BL818 либо из жидкой формы биомассы, либо из порошковой формы (высушенной распылительной сушкой на распылительной сушилке Mini spray-drier B-290, Büchi, г. Флавиль, Швейцария). Образцы получали, как описано в таблице 4.To compare the effect of probiotic form on the efficiency of probiotic-SIgA complex formation, laboratory association tests were performed with a constant ratio of SIgA to BL818 (34 ng SIgA/2E7 CFU BL818), constant total solids and constant association conditions, which were determined to be best in the examples 4 and 5 (30 minutes at 37°C, 5.4E08 CFU BL818/ml), but using BL818 either from liquid biomass form or from powder form (spray dried on a Mini spray-drier B-290, Büchi, Flaville, Switzerland). Samples were prepared as described in Table 4.
Таблица 4. Состав образцов, использованных для тестирования влияния используемой формы BL818 (жидкая биомасса или высушенная распылительной сушкой культура) на образование и биоактивность комплексов SIgA-BL818Table 4. Composition of samples used to test the effect of the used form of BL818 (liquid biomass or spray-dried culture) on the formation and bioactivity of SIgA-BL818 complexes
После инкубации образцы центрифугировали для остановки процесса ассоциирования, как описано в примере 4, и проводили для них биологический анализ экскреции TSLP (образцы нормализовали для получения 2E07 КОЕ в биоанализе). Биоактивность полученных таким образом комплексов отражала эффективность образования комплексов.After incubation, samples were centrifuged to stop the association process as described in Example 4 and subjected to a TSLP excretion bioassay (samples were normalized to 2E07 CFU in the bioassay). The bioactivity of the complexes thus obtained reflected the efficiency of complex formation.
Представленные на фиг. 7 результаты показывают, что используемая для стадии ассоциирования форма BL818 влияет на эффективность образования комплексов, с тенденцией к ее снижению при использовании BL818 в форме порошка распылительной сушки. Однако было обнаружено, что все обе формы BL818 приводили к существенно возросшей биоактивности комплексов BL818-SIgA по сравнению с содержащими только BL818 контрольными образцами.Shown in FIGS. 7 results show that the form of BL818 used for the association step influences the efficiency of complexation, with a tendency to decrease when BL818 is used in spray-dried powder form. However, it was found that both forms of BL818 resulted in significantly increased bioactivity of BL818-SIgA complexes compared to BL818-only controls.
Пример 7. Эффект in vivo композиций настоящего изобретения, оказываемый на профилактику и лечение инфекций и воспаленияExample 7 In Vivo Effect of the Compositions of the Present Invention on the Prevention and Treatment of Infections and Inflammation
Физиологический эффект начальной детской смеси, содержащей комплексы BL818-SIgA, полученные с использованием способа настоящего изобретения по сравнению с начальной детской смесью только с пробиотиками протестировали in vivo на мышиной модели формирования иммунной системы у новорожденных.The physiological effect of a starter formula containing BL818-SIgA complexes prepared using the method of the present invention compared to a starter formula with probiotics alone was tested in vivo in a mouse model of neonatal immune system development.
В этой модели для исследования брали мышат, рожденных в 3-дневном временном окне от синхронизованных лишенных бактериальной флоры самок мышей линии C3H-HEN. На 5-й день жизни пометы выравнивали в отношении размера, а также пола и даты рождения детенышей. Детенышей содержали в стерильных условиях со их самками до возраста одна неделя. Затем весь помет переносили в условия свободного от патогенов содержания и обрабатывали фекальным материалом мышей, содержащим кишечные бактерии, для запуска естественной микробиологической колонизации. В это же время детенышам начинали давать через пероральную инстилляцию по 20 мкл в день одного из тестируемых составов детской смеси (подробности см. в приведенной ниже таблице 5) в течение 14 дней вплоть до отнятия от матери на 21 день жизни. Следует отметить, что содержание пометов в стерильных условиях до дня 7 перед началом микробиологической колонизации и подкормки преследовало две цели. Во-первых, это максимально полно имитировало иммунный статус человека после рождения. Действительно, младенцы человека рождаются с несколько более зрелой иммунной системой, чем мышата, но исследования показали, что это различие нивелируется через неделю жизни мышат. Во-вторых, лишенные бактериальной флоры животные имеют недоразвитую иммунную систему, частично характеризуемую отсутствием продукции мукозального IgA, поскольку такой IgA входит в состав молочной секреции самок. Поэтому максимально возможное по длительности поддерживание самок мыши в стерильных условиях позволило обеспечить минимальное побочное влияние эндогенного SIgA молока по сравнению с SIgA, присутствующим в комплексах пробиотики-SIgA, позволяя провести неискаженное сравнение между только пробиотиками и пробиотиками, предварительно ассоциированными с SIgA.In this model, the study involved pups born within a 3-day time window to synchronized germ-free female C3H-HEN mice. On day 5 of life, litters were matched for size as well as sex and date of birth of the pups. The cubs were kept in sterile conditions with their dams until one week of age. The entire litter was then transferred to a pathogen-free environment and treated with mouse fecal material containing intestinal bacteria to initiate natural microbial colonization. At this time, pups were started on 20 μl per day of one of the infant formulas tested (see Table 5 below for details) by oral instillation for 14 days until weaned at 21 days of age. It should be noted that keeping litters under sterile conditions until day 7 before the start of microbiological colonization and feeding served two purposes. First, it mimicked the human immune status after birth as closely as possible. Indeed, human babies are born with a slightly more mature immune system than baby mice, but studies have shown that this difference is leveled out after a week of life. Secondly, animals deprived of bacterial flora have an underdeveloped immune system, characterized in part by the absence of mucosal IgA production, since such IgA is part of the female milk secretion. Therefore, maintaining female mice under sterile conditions for as long as possible allowed for minimal side effects of endogenous milk SIgA compared to SIgA present in probiotic-SIgA complexes, allowing unbiased comparisons between probiotics alone and probiotics pre-associated with SIgA.
Таблица 5. Тестовые группы для экспериментов in vivoTable 5. Test groups for in vivo experiments
(1E4 КОЕ/день)2) DS prototype with BL only
(1E4 CFU/day)
1) Дозировки SIgA относятся к биоактивному SIgA; количества SIgA определяют с использованием биоанализа TSLP в коровьем молоке, прошедшем термообработку при 83°C в течение 6 с, а требуемую дозировку биоактивного SIgA получают с использованием соответствующего количества такого молока в прототипе детской смеси (см. приведенную ниже таблицу 6).1) SIgA dosages refer to bioactive SIgA; the amounts of SIgA are determined using the TSLP bioassay in cow's milk heat treated at 83°C for 6 seconds, and the required dosage of bioactive SIgA is obtained using the corresponding amount of such milk in the prototype infant formula (see Table 6 below).
Для получения прототипов ДС описанные в приведенной ниже таблице 6 композиции смешивали в сухом виде в лаборатории. Прототипы ДС, содержащие только BL818 или BL818 в комбинации с биоактивным SIgA [группы 5), 6) и 7)], ориентировались на содержание BL818 2E7 КОЕ BL818/г смеси, что является стандартной целевой концентрацией пробиотика в детской смеси, содержащей пробиотики BL818.To obtain DS prototypes, the compositions described in Table 6 below were mixed dry in the laboratory. DS prototypes containing BL818 alone or BL818 in combination with bioactive SIgA [groups 5), 6) and 7)] were targeted at BL818 2E7 CFU BL818/g formula, which is the standard target probiotic concentration in infant formula containing BL818 probiotics.
Таблица 6. Композиции прототипов ДС 4)–8)Table 6. Compositions of DS prototypes 4)–8)
1,4E9 КОЕ BL818 на грамм порошка)BL818-SIgA powder prepared in Example 1 (340 ng bioactive SIgA, 2E7 CFU BL818,
1.4E9 CFU of BL818 per gram of powder)
Саму порошковую начальную смесь для младенцев готовили следующим образом. Использовали все типичные ингредиенты для негидролизованной, не содержащей пробиотиков начальной смеси для младенцев, большую часть которой составляет сыворотка.The powdered infant formula itself was prepared as follows. Used all the typical ingredients for a non-hydrolyzed, probiotic-free infant formula, the majority of which is whey.
Таблица 7. Основа начальной смеси для младенцев для экспериментов in vivoTable 7. Infant Formula Base for In Vivo Experiments
Все тестируемые составы детских смесей восстанавливали путем тщательного перемешивания до полного растворения порошка. Их разбавляли в 40 раз подогретой до 37°C водой для получения эквивалента 1E4 КОЕ пробиотика в 20 мкл ежедневной дозировки (дозировка пробиотика, адаптированная для новорожденных мышат). Тестируемые детские смеси давали мышатам не позднее чем через 5 минут после восстановления из порошка, чтобы, во-первых, имитировать реальную практику кормления из бутылки и, во-вторых, чтобы не допустить ассоциирования пробиотиков и SIgA до введения в тестируемой детской смеси 4.All tested infant formula compositions were reconstituted by thoroughly mixing until the powder was completely dissolved. They were diluted 40 times with water heated to 37°C to obtain the equivalent of 1E4 CFU of probiotic in 20 μl of the daily dosage (probiotic dosage adapted for newborn mice). The test infant formulas were given to the pups no later than 5 minutes after reconstitution from the powder to, firstly, simulate the actual practice of bottle feeding and, secondly, to prevent association of probiotics and SIgA prior to administration in the test infant formula 4.
На 21 день жизни подкормку смесью прекращали и детенышей отнимали от матери, помещая самцов и самок в раздельные клетки. Затем детенышей содержали в нормальных условиях и на 54 день жизни умерщвляли. Для оценки дифференциальных эффектов подкормки детской смесью до отъема от матери на формирование мукозальной и системной иммунной системы, отбирали Пейеровы бляшки (ПБ, сайты индукции кишечной иммунной системы) и кровь в ледяную среду DMEM (PAA Laboratory, cat. no. E15-883), содержащую 10% инактивированной эмбриональной телячьей сыворотки (FCS, Amimed 2-01F10-I), и в гепаринизированные пробирки (Milian, cat no. HEP-75PP) соответственно и хранили при 4°C до дальнейшего применения.On the 21st day of life, feeding with the mixture was stopped and the cubs were taken away from their mother, placing males and females in separate cages. The cubs were then kept under normal conditions and killed on the 54th day of life. To evaluate the differential effects of pre-weaning formula feeding on the development of the mucosal and systemic immune systems, Peyer's patches (PB, sites of induction of the intestinal immune system) and blood were collected in ice-cold DMEM (PAA Laboratory, cat. no. E15-883). containing 10% inactivated fetal calf serum (FCS, Amimed 2-01F10-I), and into heparinized tubes (Milian, cat no. HEP-75PP), respectively, and stored at 4°C until further use.
Для отделения иммунных клеток от собранных ПБ последние сначала инкубировали в течение 1 ч 30 мин при 37°C в 1 мл среды DMEM, содержащей 5 ммоль CaCl2 (Merck, cat. no. 1.02382.0250) и 2 ед/мл Liberase™ Research Grade (Roche, cat. no. 05401127001). ПБ и инкубационную среду переносили в коническую пробирку объемом 15 мл и промывали 12 мл DMEM. После центрифугирования при 400 g в течение 4 минут при 4°C супернатант отбрасывали, а осадок ресуспендировали в 500 мкл ледяной среды DMEM и переносили на 70 мкм клеточное сито (Becton Dickinson, cat. no. 352350), заранее установленное над конической пробиркой объемом 50 мл. Ткани растирали по клеточному ситу, используя поршень от шприца (черную часть). Сито и поршень промывали 10 мл ледяной среды DMEM. Затем суспензию клеток пропускали через 40 мкм клеточное сито (Becton Dickinson, cat. no. 352340), заранее установленное над другой конической пробиркой объемом 50 мл. Клеточное сито снова промывали 5 мл ледяной среды DMEM. Суспензию клеток переносили в коническую пробирку объемом 15 мл и центрифугировали при 400 g в течение 5 минут при 4°C. Супернатант отбрасывали, а осадок выделенных клеток ресуспендировали в 1 мл ледяной среды DMEM / 10% FCS, как описано выше. Количество клеток и их жизнеспособность (обычно > 80%) определяли с помощью окрашивания трипановым синим, используя микроскопию. Клетки хранили при 4°C до дальнейшего применения.To separate immune cells from collected PBs, the latter were first incubated for 1 h 30 min at 37°C in 1 ml DMEM containing 5 mmol CaCl2 (Merck, cat. no. 1.02382.0250) and 2 U/ml Liberase™ Research Grade (Roche, cat. no. 05401127001). The PB and incubation medium were transferred to a 15 mL conical tube and washed with 12 mL of DMEM. After centrifugation at 400 g for 4 minutes at 4°C, the supernatant was discarded and the pellet was resuspended in 500 μl of ice-cold DMEM and transferred to a 70 μm cell sieve (Becton Dickinson, cat. no. 352350) pre-installed over a 50-volume conical tube. ml. The tissues were ground on a cell sieve using a syringe plunger (black part). The sieve and plunger were washed with 10 ml of ice-cold DMEM. The cell suspension was then passed through a 40 µm cell sieve (Becton Dickinson, cat. no. 352340) pre-positioned over another 50 ml conical tube. The cell sieve was washed again with 5 mL of ice-cold DMEM. The cell suspension was transferred into a 15 ml conical tube and centrifuged at 400 g for 5 minutes at 4°C. The supernatant was discarded and the isolated cell pellet was resuspended in 1 ml of ice-cold DMEM/10% FCS as described above. Cell number and viability (usually >80%) were determined by trypan blue staining using microscopy. Cells were stored at 4°C until further use.
Для выделения лейкоцитов образцы крови центрифугировали при 700 g в течение 10 минут при 4°C. Супернатант (плазму) отбрасывали, а осадок ресуспендировали в 1 мл буфера для лизиса эритроцитов (NH4Cl 0,15 моль/л (Sigma, cat. no. A 9434), KHCo3 10 ммоль (Sigma Aldrich, cat. no. 431583) и EDTA 0,1 ммоль (Promega, cat. no. V4231)). Затем раствор с клетками непосредственно переносили в коническую пробирку объемом 15 мл и инкубировали в течение одной минуты при комнатной температуре. Затем реакцию лизиса останавливали заполнением пробирки средой DMEM / 10% FCS и перемешиванием. Суспензию клеток центрифугировали в течение пяти минут при 400 g и отбрасывали супернатант. Если клеточный осадок все еще имел красный цвет, этап лизиса повторяли до тех пор, пока осадок не становился белым, поскольку состоял в основном из лейкоцитов. Наконец, клетки ресуспендировали в среде DMEM / 10% FCS, определяли количество клеток и их жизнеспособность, как описано для клеток ПБ выше, и хранили при 4°C до дальнейшего применения.To isolate leukocytes, blood samples were centrifuged at 700 g for 10 minutes at 4°C. The supernatant (plasma) was discarded and the pellet was resuspended in 1 ml of red blood cell lysis buffer (NH4Cl 0.15 mol/l (Sigma, cat. no. A 9434), KHCo3 10 mmol (Sigma Aldrich, cat. no. 431583) and EDTA 0.1 mmol (Promega, cat. no. V4231)). The cell solution was then directly transferred into a 15 mL conical tube and incubated for one minute at room temperature. The lysis reaction was then stopped by filling the tube with DMEM/10% FCS and mixing. The cell suspension was centrifuged for five minutes at 400 g and the supernatant was discarded. If the cell pellet was still red, the lysis step was repeated until the pellet became white because it consisted primarily of leukocytes. Finally, cells were resuspended in DMEM/10% FCS, cell number and viability were determined as described for PB cells above, and stored at 4°C until further use.
Использовали измерение продукции эндогенного IgA в качестве общепринятого маркера для контроля формирования иммунной системы (Macpherson AJ, Mc Coy KD, Johansen FE, Brandtzaeg P.; The immune geography of IgA induction and function; Mucosal Immunol 2008; 1:11–22). В настоящем исследовании для этого использовали методику ELISPOT для IgA, что позволило точно подсчитать количество секретирующих IgA клеток в препаратах из ПБ и клеток крови. Лунки 96-луночных целлюлозных стерильных планшетов «multi-Screen-HA» (Millipore, cat. no. MAHA S45 10) инкубировали 2 ч при 37°C (сухой инкубатор) со 100 мкл разведения 1 : 200 антисыворотки козьих антимышиных IgA (специфичных к альфа-цепи) (Sigma, cat. no. 8769) в стерильном PBS. После 4-кратного промывания лунок стерильным PBS в объеме 200 мкл/лунку лунки заполняли 200 мкл культуральной среды RPMI-1640 (Invitrogen, cat. no. 61870-010) с добавкой 5% инактивированной эмбриональной телячьей сыворотки (FCS, Amimed 2-01F10-I) и снова инкубировали 2 ч при 37°C во влажном инкубаторе для клеточных культур. Приготовленные ранее суспензии ПБ и клеток крови центрифугировали (400 g в течение 5 минут при 4°C), супернатант отбрасывали, а клеточный осадок ресуспендировали в подогретой до 37°C среде RPMI / 5% FCS до концентрации 2x1E6 клеток/мл. Лунки 96-луночного планшета опорожняли и заполняли свежеприготовленными суспензиями ПБ и клеток крови в объеме 100 мкл. Каждый образец суспензии клеток тестировали в трех повторах. Затем планшет инкубировали в течение 18 часов при 37°C во влажном инкубаторе для клеточных культур. После 4-кратного промывания лунок стерильным PBS в объеме 200 мкл/лунку лунки заполняли 100 мкл свежеприготовленного разведения 1 : 500 антисыворотки козьих антимышиных IgA (специфичных к альфа-цепи), конъюгированных с биотином (KPL, cat, no. 16-18-01), в PBS с добавлением 0,05% Tween 20 (Bio-Rad, cat. no. 170-6531) и инкубировали в течение 1 ч 30 мин при комнатной температуре. После еще одного 4-кратного промывания лунок стерильным PBS в объеме 200 мкл/лунку лунки заполняли 100 мкл свежеприготовленного разведения 1 : 500 стрептавидин-щелочной фосфатазы (Sigma, cat. no. E-2636) в PBS с добавлением 0,05% Tween 20 и инкубировали в течение 1 ч при комнатной температуре. После еще одной стадии промывки, как описано выше, лунки заполняли 100 мкл свежеприготовленного разведения одной таблетки субстрата BCIP/NBT (Sigma, cat. no. B-5655) в дистиллированной воде и инкубировали ≤ 5 минут при комнатной температуре. Затем планшет промывали дистиллированной водой. Затем пластиковое дно планшета снимали и давали высохнуть при комнатной температуре в течение по меньшей мере 6 часов в темноте. Затем для каждой лунки автоматически подсчитывали количество пятен (1 пятно = 1 секретирующая IgA клетка) с использованием системы считывания AID ELISPOT (Autoimmun Diagnostika GmbH) и приводили их как количество секретирующих IgA клеток на 1E6 общего количества клеток.Measurement of endogenous IgA production was used as a generally accepted marker for monitoring the formation of the immune system (Macpherson AJ, Mc Coy KD, Johansen FE, Brandtzaeg P.; The immune geography of IgA induction and function; Mucosal Immunol 2008; 1:11–22). In the present study, the IgA ELISPOT technique was used for this purpose, which made it possible to accurately count the number of IgA-secreting cells in PB and blood cell preparations. The wells of 96-well cellulose sterile “multi-Screen-HA” plates (Millipore, cat. no. MAHA S45 10) were incubated for 2 hours at 37°C (dry incubator) with 100 μl of a 1 : 200 dilution of goat anti-mouse IgA antiserum (specific to alpha chain) (Sigma, cat. no. 8769) in sterile PBS. After washing the wells 4 times with sterile PBS in a volume of 200 μl/well, the wells were filled with 200 μl of RPMI-1640 culture medium (Invitrogen, cat. no. 61870-010) supplemented with 5% inactivated fetal calf serum (FCS, Amimed 2-01F10- I) and again incubated for 2 h at 37°C in a humidified cell culture incubator. Previously prepared suspensions of PB and blood cells were centrifuged (400 g for 5 minutes at 4°C), the supernatant was discarded, and the cell sediment was resuspended in RPMI / 5% FCS medium heated to 37°C to a concentration of 2x1E6 cells/ml. The wells of a 96-well plate were emptied and filled with freshly prepared suspensions of PB and blood cells in a volume of 100 μl. Each cell suspension sample was tested in triplicate. The plate was then incubated for 18 hours at 37°C in a humidified cell culture incubator. After washing the wells 4 times with sterile PBS in a volume of 200 μl/well, the wells were filled with 100 μl of a freshly prepared 1:500 dilution of goat anti-mouse IgA antiserum (alpha chain specific) conjugated to biotin (KPL, cat, no. 16-18-01 ), in PBS supplemented with 0.05% Tween 20 (Bio-Rad, cat. no. 170-6531) and incubated for 1 hour 30 minutes at room temperature. After another 4-fold washing of the wells with sterile PBS in a volume of 200 μl/well, the wells were filled with 100 μl of a freshly prepared 1:500 dilution of streptavidin-alkaline phosphatase (Sigma, cat. no. E-2636) in PBS supplemented with 0.05% Tween 20 and incubated for 1 hour at room temperature. After another washing step as described above, the wells were filled with 100 μl of a freshly prepared dilution of one tablet of BCIP/NBT substrate (Sigma, cat. no. B-5655) in distilled water and incubated for ≤ 5 minutes at room temperature. The plate was then washed with distilled water. The plastic bottom of the plate was then removed and allowed to dry at room temperature for at least 6 hours in the dark. The number of spots (1 spot = 1 IgA-secreting cell) was then automatically counted for each well using the AID ELISPOT reading system (Autoimmun Diagnostika GmbH) and reported as the number of IgA-secreting cells per 1E6 total number of cells.
Результаты анализа IgA ELISPOT (представленные на фиг. 8) показали, что подкормка новорожденных детенышей детской смесью, содержащей предварительно ассоциированные комплексы пробиотик-SIgA (группа 5), давала максимальное усиление формирования иммунной системы среди всех тестируемых групп. Это имело место и на уровне слизистой оболочки (ПБ, фиг. 8A), и на системном уровне (кровь, фиг. 8B). Предварительное ассоциирование пробиотиков и SIgA в соответствии со способом настоящего изобретения оказалось более эффективным, чем одновременно даваемые пробиотики и SIgA, но не в предварительно ассоциированной форме (группа 4). Далее предварительное ассоциирование пробиотиков и SIgA в детской смеси оказало синергетический эффект на продукцию эндогенного IgA по сравнению с соответствующими эффектами только пробиотиков или SIgA, добавляемых к матрице детской смеси (группы 2 и 3 соответственно) с использованием в качестве стандартного образца базовой детской смеси (группа 1).The results of the IgA ELISPOT assay (presented in Fig. 8) showed that feeding infant formula containing pre-associated probiotic-SIgA complexes (group 5) to newborn pups produced the greatest enhancement of immune system formation among all groups tested. This occurred both at the mucosal level (PB, Fig. 8A) and at the systemic level (blood, Fig. 8B). Pre-association of probiotics and SIgA in accordance with the method of the present invention was more effective than simultaneously given probiotics and SIgA, but not in the pre-associated form (group 4). Further, pre-association of probiotics and SIgA in infant formula had a synergistic effect on endogenous IgA production compared with the corresponding effects of probiotics or SIgA alone added to the infant formula matrix (groups 2 and 3, respectively) using the basal infant formula as a standard (group 1 ).
Эти данные in vivo подтверждают ценность настоящего промышленного способа для получения нового биологически активного ингредиента для детской смеси.These in vivo data confirm the value of the present industrial process for the production of a new biologically active ingredient for infant formula.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19183393.8 | 2019-06-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022101359A RU2022101359A (en) | 2023-07-21 |
RU2821998C2 true RU2821998C2 (en) | 2024-06-28 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2138186A1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | Nestec S.A. | Probiotics, secretory IgA and inflammation |
EP2138187A1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | Nestec S.A. | Probiotics, secretory IgA and infection |
RU2010151414A (en) * | 2008-05-15 | 2012-06-20 | В.Хэлт Л.П. (Bs) | METHOD FOR PRODUCING MILK FRACTIONS ENRICHED WITH SECRET IMMUNOGLOBULINS |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2010151414A (en) * | 2008-05-15 | 2012-06-20 | В.Хэлт Л.П. (Bs) | METHOD FOR PRODUCING MILK FRACTIONS ENRICHED WITH SECRET IMMUNOGLOBULINS |
EP2138186A1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | Nestec S.A. | Probiotics, secretory IgA and inflammation |
EP2138187A1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | Nestec S.A. | Probiotics, secretory IgA and infection |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DIANA ESCUDER -VIECO et al. "Effect of HTST and Holder pasteurization on the concentration of immunoglobulings, growth factors, and hormones in donor human milk"; Frontiers in immunology, 2018, v.9, article 2222, abstract, p.2-3, conclusion. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kanwar et al. | Molecular and biotechnological advances in milk proteins in relation to human health | |
CN102665750B (en) | The alimentation composition beneficial to small intestine | |
JP2011525483A (en) | Probiotics, secretory IgA and inflammation | |
MX2013015175A (en) | Probiotic compositions and methods. | |
JP2011525484A (en) | Probiotics, secretory IgA and infectious diseases | |
US10925906B2 (en) | Composition for improving brain function for neonates | |
US20220296706A1 (en) | COMPOSITIONS COMPRISING SECRETORY IgA AND PROBIOTICS | |
US20190240268A1 (en) | Infection protective agent for infants | |
US20220248738A1 (en) | NUTRITIVE COMPOSITIONS WITH SECRETED IgA, MILK FAT GLOBULE MEMBRANE COMPONENTS AND/OR BIFIDOBACTERIUM | |
CN112955163A (en) | Probiotic combinations for the treatment of inflammatory-related gastrointestinal disorders | |
Carminati et al. | Nutritional value and potential health benefits of donkey milk | |
Ann | [Lactic acid bacteria] Probiotic lactic acid bacteria | |
US20190201459A1 (en) | Anti-allergic agent for infants | |
CN107668721A (en) | Purposes of the alimentation composition comprising lactoferrin in resist the disease and situation is supported | |
TW201902499A (en) | COMPOSITION FOR ACTIVATING Toll-LIKE RECEPTOR 2 | |
US8648036B2 (en) | Use of nutritional compositions including lactoferrin and one or more prebiotics in inhibiting adhesion of pathogens in the gastrointestinal tract | |
WO2015087919A1 (en) | Antibacterial peptide-inducing agent | |
Sugiharto et al. | Prevention of enterotoxigenic Escherichia coli infections in pigs by dairy-based nutrition. | |
RU2821998C2 (en) | Compositions containing secretory iga and probiotics | |
US11638431B2 (en) | Fermented milk and polysaccharide with cancerous cachexia inhibitory effect | |
JP2019081733A5 (en) | ||
CN103260632A (en) | Gastrin production inhibitor and food composition comprising same | |
EP2604123A1 (en) | Method and nutritional compositions for the treatment of diarrhea. | |
Vester et al. | Prebiotics and probiotics in companion animal nutrition. | |
JP7531261B2 (en) | Composition for promoting interleukin-23 production |