Результат интеллектуальной деятельности: ГЕПАТОПРОТЕКТОРНОЕ СРЕДСТВО И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Группа изобретений относится к лекарственному средству и способу его получения из органов животных, в частности к выделению биологически активного вещества из печени и получению лекарственной формы для парентерального введения, которая может использоваться в медицине как гепатопротекторное средство.

Известны способы получения биологически активных веществ и лекарственных средств из животного сырья (патент РФ № 944191, 1994; а.с. SU № 1112606, 1996; а.с. SU № 1218521, 1994; а.с. SU № 1227198, 1986; патент РФ 1298879, 1993; патент РФ № 1448443, 1994; патент РФ № 2075944, 1997; патент РФ № 2104702, 1998; патент РФ № 2161501, 2001; патент РФ № 2163129, 2000; патент US 4341765, патент GB 1161896, 1969; патент FR 2583982, 1987).

Известно вещество, обладающее гепатопротекторной активностью, и способ его получения из печени убойных животных (патент РФ №1522486, 1993), являющееся наиболее близким аналогом-прототипом для предлагаемого гепатопротекторного средства и способа его получения.

Согласно способу, описанному в патенте РФ № 1522486, полипептиды экстрагируют из гомогената печени убойных животных уксусной кислотой при рН 3,5 в течение 12÷24 ч при 1÷5°С с добавлением 1÷1,5 г/л хлористого цинка; осаждение полипептидов проводят ацетоном в количестве от 6 объемов ацетона на 1 объем экстракта до 10 объемов ацетона на 1 объем экстракта при температуре минус 10 ÷ минус 15°С, осадок отделяют фильтрованием, сушат, после чего вновь растворяют в растворе уксусной кислоты при рН 3,5÷4,0; после чего фильтруют, а фильтрат лиофилизируют.

Выход активного вещества (то есть вещества, обладающего гепатопрототекторной активностью) составляет 28 г на 1 кг исходного сырья.

К недостаткам известного способа следует отнести извлечение в процессе экстракции из ткани печени большого количества (более 70%) веществ не пептидной природы, которые, являясь примесями, не определяют биологическую активность выделенного активного вещества, а также его низкий выход.

Настоящим изобретением поставлена и решена задача разработки способа получения гепатопротекторного средства в виде лекарственной формы для парентерального введения, выделенного из печени телят не старше 12-месячного возраста или свиней, техническим результатом которого является оптимальная технология выделения пептидного комплекса с содержанием низкомолекулярной фракции от 70 до 90% с молекулярной массой входящих в него пептидных компонентов в пределах от 70 до 184 Да и получение водного раствора экстракта с концентрацией полипептидов 2,5÷2,9 мг/мл, позволяющая не только очистить получаемый продукт от примесей, но и увеличить его выход.

Экспериментальная проверка показала, что предлагаемый способ обеспечивает фармацевтическую стабильность, максимальную биологическую ценность и терапевтическую эффективность гепатопротекторного средства, выполненного в виде лекарственной формы для парентерального введения, что подтверждено результатами экспериментов, приводимыми в примерах, иллюстрирующих изобретение.

Другим аспектом изобретения является гепатопротекторное средство в виде лекарственной формы для парентерального введения, представляющее собой пептидный комплекс с содержанием низкомолекулярной фракции от 70 до 90% с молекулярной массой входящих в него пептидных компонентов в пределах от 70 до 184 Да, с концентрацией полипептидов 2,5÷2,9 мг/мл, технический результат которого заключается в том, что выделенное вещество отличается от известных веществ, полученных ранее из животного сырья, по молекулярной массе (от 500 до 1500 Да) входящих в него пептидных компонентов (патенты РФ №№ 1298879, 2104702, 2163129), а также по его нетоксичности и апирогенности за счет полной очистки от примесей.

В ходе исследований в экспериментах на животных выявлено, что полученный водный раствор средства с концентрацией полипептидов 2,5÷2,9 мг/мл является терапевтически эффективной дозой, что позволяет считать показанным использование средства при различных видах данной патологии. Это подтверждается приводимыми ниже примерами.

В процессе проведения исследований была установлена важность следующих стадий способа получения гепатопротекторного средства, выполненного в виде лекарственной формы для парентерального введения (далее - препарат):

- повторное осаждение образовавшегося гомогенизированного осадка двукратными объемами ацетона не менее двух раз и последующее промывание на нутч-фильтре двукратными объемами ацетона до получения осадка светло-серого цвета, что свидетельствует о полной очистке осадка от примесей, таких как липидные, белковые, фосфолипидные и другие;

- получение водного раствора экстракта в концентрации полипептидов 2,5÷2,9 мг/мл; его центрифугирование, фильтрование с последующей ультрафильтрационной очисткой на установке при противодавлении не более 1,0 кгс/см² через материалы с задерживающей способностью 15000 Да и добавлении в ультрафильтрат гликокола до конечной концентрации 10÷20 мг/мл при рН 5,6÷6,6;

- стерилизующая фильтрация, ампулирование и автоклавирование в течение 8 минут при температуре 120°С и атмосферном давлении 1,1 кгс/см², что обеспечивает стабильность препарата при сохранении терапевтической эффективности.

Режим и время автоклавирования были установлены экспериментально.

Указанный технический результат достигается тем, что гепатопротекторное средство выполнено в виде лекарственной формы для парентерального введения и представляет собой пептидный комплекс с содержанием низкомолекулярной фракции от 70 до 90% с молекулярной массой входящих в него пептидных компонентов в пределах от 70 до 184 Да, с концентрацией полипептидов 2,5÷2,9 мг/мл и получено из печени телят не старше 12-месячного возраста или свиней путем экстракции уксусной кислотой в присутствии хлористого цинка.

Указанный технический результат достигается также тем, что предлагаемый способ получения гепатопротекторного средства характеризуется тем, что печень телят не старше 12-месячного возраста или свиней замораживают при температуре не менее минус 40°С, выдерживают при температуре минус 20÷22°С в течение не менее двух месяцев, затем измельчают, добавляют 3% раствор уксусной кислоты в объемном соотношении 1:5 при температуре 20±5°С, экстракцию проводят при постоянном перемешивании, после получения однородной взвеси в нее добавляют 1% раствор хлористого цинка в объемном соотношении 50:1, охлаждают при постоянном перемешивании до температуры 7÷16°С, затем перемешивают по 1 часу через каждые 4 ч отстаивания в течение 48 ч, экстракт отделяют от балластных веществ сепарированием, к экстракту добавляют ацетон в объемном соотношении 1:5, выдерживают при температуре 3÷5°С в течение 4 ч, образовавшийся гомогенизированный осадок повторно осаждают ацетоном не менее 2-х раз, затем осадок, содержащий активное вещество, промывают на нутч-фильтре двукратными объемами охлажденного до температуры 7÷16°С ацетона до получения осадка светло-серого цвета, протирают через металлическое сито, высушивают, растворяют в дистиллированной воде при комнатной температуре и постоянном перемешивании до концентрации полипептидов 2,5÷2,9 мг/мл, раствор центрифугируют, фильтруют, подвергают ультрафильтрационной очистке на установке при противодавлении не более 1,0 кгс/см² через материалы с задерживающей способностью 15000 Да, в ультрафильтрат добавляют гликокол до его конечной концентрации 10÷20 мг/мл при рН 5,6÷6,6, раствор подвергают стерилизующей фильтрации под давлением не более 2,0 кгс/см², разливают в ампулы по 2 мл и автоклавируют в течение 8 минут при температуре 120°С и атмосферном давлении 1,1 кгс/см².

Сущность изобретения поясняется таблицами и чертежом.

На чертеже изображено влияние препарата на развитие эксплантатов печени.

В Таблице 1 показано влияние препарата на морфологические и биохимические показатели периферической крови морских свинок при изучении токсичности.

В Таблице 2 показано влияние препарата на биохимические показатели крови у крыс с экспериментальным циррозом печени.

В Таблице 3 показано влияние препарата на содержание суммарного гликогена (усл. ед.) в печени крыс с экспериментальным циррозом печени.

В Таблице 4 показано влияние препарата на биохимические показатели периферической крови больных хроническим гепатитом.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами: пример 1 - способ получения препарата; пример 2 - изучение токсичности препарата; примеры 3 и 4, подтверждающие гепатопротекторную активность препарата; пример 5, подтверждающий терапевтическую эффективность препарата, выполненного в виде лекарственной формы для парентерального введения.

Пример 1. Способ получения препарата

В качестве сырья используется печень телят (не старше 12-месячного возраста) или свиней, которую замораживают при температуре не менее минус 40°С и выдерживают при температуре минус 20÷22°С в течение не менее двух месяцев.

В реактор для экстракции перекачивают 300 л 3% раствора уксусной кислоты и охлаждают до температуры 20±5°С, затем в реактор при постоянном перемешивании загружают 60 кг измельченного до получения гомогенной массы сырья. Экстракцию проводят при постоянном перемешивании, после получения однородной взвеси добавляют в нее 1% раствор хлористого цинка в объемном соотношении 50:1, охлаждают при постоянном перемешивании до температуры плюс 7÷16°С, затем перемешивают по 1 часу через каждые 4 ч отстаивания в течение 48 ч.

Экстракт отделяют от балластных веществ сепарированием при 5000±500 об/мин в течение 1 ч. К экстракту добавляют ацетон в объемном соотношении 1:5. Выдерживают при температуре плюс 3-5°С в течение 4 ч. Образовавшийся осадок гомогенизируют и повторно осаждают ацетоном не менее двух раз. Затем осадок, содержащий активное вещество, промывают на нутч-фильтре двукратными объемами охлажденного до температуры 7÷16°С ацетона до получения осадка светло-серого цвета. Промытый осадок протирают через металлическое сито, выкладывают тонким слоем в эмалированные кюветы, закрывают двойным слоем ткани хлопчатобумажной и высушивают при периодическом помешивании в вытяжном шкафу до полного удаления запаха ацетона.

Выход активного вещества (порошка биологически активного пептидного комплекса, выделенного из печени) составляет 70 г на 1 кг исходного сырья.

Полученный порошок растворяют в дистиллированной воде при постоянном перемешивании при комнатной температуре в течение 40 мин до концентрации пептидов 2,5÷2,9 мг/мл. Полученный раствор центрифугируют при 3000±200 об/мин в течение 20±5 мин. Центрифугат фильтруют через фильтр типа АР-15 или аналогичный.

Фильтрат подвергают ультрафильтрационной очистке на установке для ультрафильтрации при противодавлении не более 1,0 кгс/см² через материалы с задерживающей способностью 15000 Да.

В ультрафильтрат добавляют расчетную навеску гликокола, до его конечной концентрации 10÷20 мг/мл, перемешивают до полного растворения гликокола при сохранении рН 5,6÷6,6.

Раствор подвергают стерилизующей фильтрации, которую проводят под давлением, не превышающим 2,0, кгс/см².

Полученный раствор разливают в ампулы по 2,0 мл и автоклавируют, причем ампулы с препаратом подвергают стерилизации в течение 8 минут при температуре 120°С и атмосферном давлении не более 1,1 кгс/см².

Препарат представляет собой бесцветный, прозрачный раствор и содержит пептидный комплекс с концентрацией полипептидов 2,5÷2,9 мг/мл.

Тестирование на отсутствие высокомолекулярных белковых компонентов осуществляют путем добавления к содержимому 1 ампулы препарата 1 мл 10%-ного раствора трихлоруксусной кислоты. Прозрачность раствора свидетельствует об отсутствии высокомолекулярных белковых компонентов.

Для определения в препарате пептидных связей к его раствору добавляют биуретовый реактив. Окрашивание раствора в фиолетовый цвет свидетельствует об имеющихся в препарате пептидных связях.

С целью определения в препарате полипептидов и их фракций используют методы ультрафиолетовой спектрофотометрии, гель-хроматографии, масс-спектрометрии, высокоэффективной жидкостной хроматографии и электрофореза в полиакриламидном геле.

Ультрафиолетовый спектр раствора препарата снимают в области длин волн от 250 до 350 нм: максимум поглощения отмечается при длине волны 270±5 нм.

Молекулярную массу полипептидов, входящих в препарат, определяют следующими методами:

методом гель-хроматографии на сефадексах G-25 и G-50 («Pharmacia», Швеция). Для калибровки колонки 1,6×60 см используют Peptide Molecuar Weight Kit MS III («Serva», Германия);

методом масс-спектрометрии. Спектры получают на времяпролетном масс-спектрометре Voyager DE Biospectrometry с лазерной десорбцией и ионизацией с помощью матрицы (MALDI-TOF) при относительной интенсивности азотного лазера 2300÷2400, ускоряющем напряжении 25000 В, времени задержки 90 нс и давлении в вакуумной камере 2,6×10⁶ тор;

методом электрофореза в 15%-ном полиакриламидном геле в сравнении со стандартным набором маркерных белков.

Перечисленными выше методами установлено, что в состав препарата входят полипептиды с молекулярной массой от 70 до 184 Да.

С помощью обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии в градиенте ацетонитрила (сорбент «Lichrosorb C18», колонка 2×62 мм), установлено, что в состав препарата входят преимущественно низкомолекулярные фракции - от 70 до 90%, а высокомолекулярные компоненты в препарате отсутствуют.

Пирогенность препарата определяют на кроликах общепринятым методом (ГФ XI, вып.2, с.183) при тест-дозе препарата 0,25 мг на 1 кг массы животного в 1,0 мл изотонического 0,9% раствора натрия хлорида для инъекций. Показано, что препарат является апирогенным.

Таким образом, вышеизложенным способом получен препарат - лекарственная форма для парентерального введения, представляющая собой пептидный комплекс с содержанием низкомолекулярной фракции от 70 до 90%, с молекулярной массой входящих в него пептидных компонентов в пределах от 70 до 184 Да, с концентрацией полипептидов 2,5÷2,9 мг/мл.

Пример 2. Изучение токсичности препарата

Общетоксическое действие препарата исследовали в соответствии с требованиями «Руководства по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ» (2000): острой токсичности при однократном введении препарата, а также подострой и хронической токсичности при длительном введении препарата.

Исследование по изучению острой токсичности проведено на 72 белых беспородных мышах-самцах с массой тела 20÷22 г. Животные были рандомизированно разделены на 6 равных групп. Препарат вводили животным однократно внутримышечно в дозах 35, 50, 100, 150, 200 мг/кг в 0,25 мл стерильного 0,9% раствора NaCl. Животным контрольной группы в том же объеме вводили 0,9% раствор NaCl.

Исследования по изучению подострой токсичности проведено на 65 белых беспородных крысах-самцах с массой тела 150÷180 г. Ежедневно однократно животным подопытных групп вводили препарат внутримышечно в течение 90 дней в дозах 1, 10, 100 мг/кг в 0,5 мл стерильного 0,9% раствора NaCl. Животным контрольной группы вводили в том же объеме стерильный 0,9% раствор NaCl. До введения препарата, на 30, 60 и 90 сутки после начала введения препарата у животных исследовали морфологический состав и свойства периферической крови. При завершении эксперимента исследовали биохимические и коагулологические показатели крови.

Исследования по изучению хронической токсичности проводили в течение 6 месяцев исходя из длительности рекомендуемого клинического назначения препарата на 84 морских свинках-самцах с массой тела 250÷280 г. Животные подопытных групп получали ежедневно однократно внутримышечно препарат в течение 6 мес в дозах 1 мг/кг, 10, 100 в 0,5 мл стерильного 0,9% раствора NaCl. В контрольной группе животным вводили по аналогичной схеме стерильный 0,9% раствор NaCl в том же объеме. У животных в периферической крови общепринятыми методами определяли: количество эритроцитов, гемоглобина, ретикулоцитов, тромбоцитов, лейкоцитов, лейкоцитарную формулу, скорость оседания эритроцитов (СОЭ), резистентность эритроцитов. Наряду с этим определяли содержание в сыворотке крови общего белка по методу Лоури, калия и натрия методом плазменной спектрофотометрии. После завершения эксперимента проводили патоморфологическое исследование головного и спинного мозга, спинномозговых ганглиев, щитовидной железы, паращитовидных желез, надпочечников, семенников, гипофиза, сердца, легких, аорты, печени, почки, мочевого пузыря, поджелудочной железы, желудка, тонкой кишки, толстой кишки, тимуса, селезенки, лимфатических узлов, костного мозга.

При изучении острой токсичности установлено, что однократное введение исследуемого препарата животным в дозе, превышающей терапевтическую, рекомендованную для клинического применения, более чем в 5000 раз, не вызывает токсических реакций, что свидетельствует о большой терапевтической широте препарата.

Изучение подострой и хронической токсичности препарата свидетельствует об отсутствии побочных эффектов при длительном применении препарата в дозах, превышающих терапевтическую в 300÷3000 раз. При исследовании влияния препарата на морфологический состав и биохимические показатели периферической крови морских свинок через 3 и 6 месяцев после начала его введения достоверного изменения показателей не выявлено (Таблица 1).

При оценке общего состояния животных, морфологических и биохимических показателей периферической крови, морфологического состояния внутренних органов, состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем, функции печени и почек патологические изменения в организме не обнаружены.

Следовательно, препарат, полученный предлагаемым способом, при длительном введении животным не обладает токсическими свойствами, препятствующими дальнейшему его применению в качестве лекарственного средства, выполненного в виде лекарственной формы для парентерального введения.

Пример 3. Влияние препарата на развитие эксплантатов печени

Эксперименты проведены на 27 фрагментах печени крыс линии «Wistar» с массой тела 150÷200 г. Питательная среда для культивирования эксплантатов состояла из 35% раствора Игла, 25% фетальной сыворотки теленка, 35% раствора Хенкса, 5% куриного эмбрионального экстракта, в среду добавляли глюкозу (0,6%), инсулин (0,5 ед./мл), пенициллин (100 ед./мл), глютамин (2 мМ). Фрагменты печени помещали в эту среду и культивировали на коллагеновой подложке в чашках Петри в термостате при температуре 36,7°С в течение 2 суток. В экспериментальную среду добавляли препарат в концентрациях 1, 10 и 100 нг/мл.

Критерием биологической активности служил индекс площади (ИП) - соотношение площади всего эксплантата вместе с зоной роста к исходящей площади фрагмента печени. Значения ИП выражали в процентах, контрольное значение ИП принималось за 100%.

Установлено, что через 1 сутки культивирования происходило распластывание эксплантатов на коллагеновой подложке и начиналось выселение пролиферирующих и мигрирующих клеток по периферии эксплантата. На 3-и сутки культивирования при концентрации препарата 10 нг/мл наблюдалось достоверное повышение ИП эксплантатов на 28% по сравнению с контрольными значениями ИП.

На чертеже показано влияние препарата на развитие эксплантатов печени.

При исследовании эксплантатов печени на более длительных сроках культивирования (7 дней) было выявлено аналогичное стимулирующее действие препарата в той же концентрации.

Таким образом, в отношении ткани печени препарат оказывал тканеспецифическое действие, проявляющееся в стимуляции роста эксплантатов.

Пример 4. Влияние препарата на функциональную активность гепатоцитов при экспериментальном циррозе печени

В работе использовали 45 белых беспородных крыс-самцов, масса которых в начале опыта составляла 120÷180 г. Животных подвергали ингаляционному воздействию четыреххлористого углерода (CCl₄) в течение 6 месяцев.

24 животных составили подопытную группу: половине животных внутрибрюшинно вводили препарат, выделенный из печени заявленным способом, по 1,0 мг, другой половине - по 5,0 мг на инъекцию ежемесячно курсами по 5 последовательных дней с целью выбора терапевтически эффективной дозировки.

Животные контрольной группы (n=21) получали инъекции физиологического раствора по аналогичной схеме.

Состояние печени у животных оценивали по данным биохимического анализа, определяя концентрацию белка, билирубина, холестерина, аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (ACT).

Содержание суммарного гликогена в гепатоцитах определяли цитофлуориметрически в препаратах-мазках после проведения флуоресцентной PAS-реакции.

Содержание гликогена является одним из важнейших индикаторов функциональной активности гепатоцитов. Известно, что цирроз печени характеризуется существенными нарушениями гликогенообразовательной функции гепатоцитов.

В результате проведенных исследований было установлено, что у животных после воздействия CCl₄ развивались выраженные нарушения в печени. Наблюдалось уменьшение содержания общего белка, уровня билирубина и холестерина. Резко возрастала активность аминотрансфераз (Таблица 1).

При одновременном введении CCl₄ и исследуемого препарата биохимические показатели восстанавливались до нормальных значений и свидетельствовали о менее выраженной деструкции печени (Таблица 1).

Приведенные данные свидетельствуют о том, что исследуемый препарат в обеих дозировках ограничивает развитие патологического процесса в печени. Он уменьшает ферментемию, ограничивает признаки гепатоцеллюлярной недостаточности и тромбогеморрагического синдрома, увеличивая очаги регенерации в печени.

На фоне воздействия гепатотропным ядом содержание суммарного гликогена в гепатоцитах увеличивается в среднем в 2,5 раза (Таблица 2). Установлено, что после применения препарата в обеих дозировках повышенное содержание гликогена снижается практически до нормы.

Таким образом, полученные данные показали положительный эффект действия препарата, выделенного из печени заявленным способом, в двух дозировках на гликогенообразовательную функцию гепатоцитов цирротически измененной печени, свидетельствующий о восстановлении метаболической состоятельности ткани органа и гепатопротекторной активности препарата.

Пример 5. Эффективность применения препарата у больных хроническим гепатитом

Исследование проведено с участием 35 больных в возрасте 32÷53 лет. Длительность заболевания составляла от 10 до 20 лет. У 79% больных в анамнезе был перенесенный вирусный гепатит А, у 11% - вирусный гепатит В.

Большинство больных предъявляли жалобы на боли в правом подреберье, общую слабость и быструю утомляемость, у 45% больных отмечались диспептические расстройства.

Все больные ранее получали общепринятые лекарственные средства.

Все больные методом рандомизации были разделены на 2 группы. 23 пациентам, составившим основную группу, вводили препарат в дозе 5 мг в 2 мл физиологического раствора внутримышечно однократно ежедневно в течение 10÷15 дней в зависимости от степени тяжести заболевания.

Контрольная группа состояла из 12 аналогичных больных, которым назначалось общепринятое лечение.

В динамике оценивали жалобы больных, проводили общеклиническое исследование крови и мочи, биохимическое изучение крови на аппарате "РЕФЛОТРОН" (Boehringer Mannheim, Германия), иммунологическое исследование периферической крови (определение иммуноглобулинов по Манчини). Ультразвуковое исследование печени проводили на УЗИ-аппарате (ALOKA, Япония).

На фоне проводимого лечения с применением исследуемого препарата 93% больных отмечали исчезновение слабости, повышение аппетита и работоспособности. У 51% больных значительно снизилась интенсивность болевого синдрома.

Особое внимание при проведении обследования больных уделялось оценке результатов биохимических исследований, характеризующих аминотрансферазную активность, пигментную и белковообразовательную функции печени.

У 72% обследованных больных отмечались гипербилирубинемия, повышение уровня аланинаминотрансферазы (АЛТ) и незначительное увеличение γ-глобулиновой фракции белков крови, в основном, за счет IgM, что свидетельствует об определенной активности хронического воспалительного процесса.

Применение препарата способствовало нормализации уровня билирубина и активности АЛТ (Таблица 3).

Полученные результаты исследования показали, что применение препарата у больных хроническим гепатитом способствует нормализации метаболических процессов в печени, снижению активности воспалительного процесса и предотвращает гибель гепатоцитов.

Таким образом, результаты клинического изучения эффективности применения препарата свидетельствуют о его гепатопротекторных свойствах и целесообразности его применения в комплексном лечении хронического гепатита в фазе обострения и ремиссии в терапевтически эффективной дозе 5 мг на инъекцию (2,5 мг/мл) внутримышечно однократно ежедневно в течение 10÷15 дней.