CZ290100B6 - Farmaceutický prostředek pro prevenci a léčení mikrobiálních průjmů u zvířat - Google Patents

Abstract

e en se t²k pou it bakterie Escherichia coli kmene DSM 6601 pro v²robu farmaceutick²ch prost°edk pro prevenci a l en mikrobi ln ch pr jm zp soben²ch p° tomnost patogenn ch hub u zv °at.\

Description

Farmaceutický prostředek pro prevenci a léčení mikrobiálních průjmů u zvířat

Oblast techniky

Vynález se týká použití bakterií Escherichia coli kmene DSM 6601 pro prevenci a léčení mikrobiálních průjmů u zvířat.

Dosavadní stav techniky

Pod průjmy se u lidí nebo zvířat rozumí Časté vyprazdňování řídkých exkrementů, přičemž příčina průjmů může být různá, jako například alergická reakce na některou potravinu, ale i reakce na mikroorganismy, a to bakterie, houby nebo viry nebo jejich toxiny. Déletrvající průjmy mohou vést pro velkou ztrátu vody a solí k těžkým komplikacím, až ke smrti. Těžké průjmy proto v každém případě vyžadují léčení, zvláště v případě, kdy se jedná o mladé nebo již oslabené lidi nebo zvířata.

Ve velké většině případů jsou průjmy způsobeny bakteriemi, které nepatři k normální mikroflóře postiženého organismu, přičemž hlavní úlohu hrají zvláště určité patogenní kmeny Escherichia coli, salmonely a shigely. Vedle bakterií mohou být však průjmy vyvolány také infekcemi viry, zvláště koronaa rotaviry nebo také houbami, které ve většině případů patří do oddělení Eumycota. Zatímco bakteriální průjmy jsou v současnosti dobře zvládnutelné podáváním absorpčních látek nebo nesystémových sulfonamidů nebo antibiotik, dosud není žádný prostředek úspěšně použitelný při virové infekci a téměř žádné prostředky, které jsou účinné při osídlení žaludečně-střevního traktu houbami.

Jako houby se označuje polyfylogenetická skupina heterotrofních a eukaryotních organismů neobsahujících chlorofyl, které mohou být jedno nebo vícebuněčné ajejichž rozmnožování probíhá jako u všech eukaryot mitózou a meiózou za vytvoření pohlavních nebo nepohlavních spor, ale také pučením. Jednobuněčné houby, které se rozmnožují pouze pučením, se často označují jako kvasinky, ačkoliv kvasinky jsou skupinou organismů s různou příbuzností. Téměř všechny eumykoty, tedy pravé houby, procházejí během individuálního vývoje dvěma nebo více morfologicky rozlišitelnými stupni, totiž jako teleomorfy, při kterých se po meióze vytvoří spory, a jedním nebo více stupni jako anamorfy, u kterých není tvorba spór spojená s meiózou. Houby, jejichž teleomorfy jsou neznámé nebo ztratily schopnost je tvořit, se zahrnují do skupiny Fungi imperfecti. Přesná botanická klasifikace není u hub často ještě ukončená.

Pro nepřítomnost chlorofylu se všechny houby vyživují heterotrofně odbouráváním organických látek, jsou tedy označovány jako saprofyty. Z lékařského hlediska se rozlišuje mezi oportunními organismy, tedy saprofyty, které se mohou zřídka a jen za zcela určitých podmínek stát patogeny, a kam patří zvláště rody Candida a Aspergillus. Tzv. patogenní saprofyty vedou mimo tělo normální saprofytický život, ale pro člověka nebo zvířata jsou, jestliže dojde k infekci, za všech okolností považovány za patogeny. Také mezi houbami se vyskytují obligatomí paraziti, kteří nemohou růst mimo hostitelský organismus a kteří byli nalezeni nejen u lidí, ale i u zvířat, sem patří většina dermatofyt.

Podstatný rozdíl mezi bakteriemi a houbami spočívá v tom, že houby jsou na rozdíl od bakterií eukaryoty, tedy mají jádro s membránou a na rozdíl od bakterií mají navíc také mitochondrie, a jejich buněčná stěna se skládá zchitinu a/nebo celulózy, zatímco buněčná stěna bakterií je vystavěna z mukopeptidů. To vysvětluje, proč většina antibiotik účinných na bakterie u hub selhává, protože u mnoha známých antibiotik jsou hlavním místem zásahu stěna bakterií nebo mitochondrie.

-1 CZ 290100 B6

Existují také některá antibiotika, která mohou být použita proti houbovým infekcím také systémově, tedy nejen místně, a která se vyznačují polyenovou strukturou, jako například amfotericin B, griseofulvin, natamycin a nystatin. Syntetickými systémovými antimykotiky jsou flucytosin a řada azolových derivátů jako je ketokonazol a mikonazol nebo flukonazol a itrakonazol.

Zatímco přesný mechanismus působení polyenových antibiotik ještě není do všech podrobností znám, účinkují syntetické azolové deriváty na syntézu ergosterolu v buněčné membráně a tím ovlivňují prostupnost buněčné stěny.

Nevýhoda všech dosud známých systémově použitelných antimykotik je v tom, že nejsou zpravidla fungicidní, ale pouze fungistatická, a proto je nutné dlouhodobé léčení. Navíc se vyskytuje zkřížená rezistence jak u polyenových antibiotik, tak i u azolových sloučenin a konečně i cena těchto produktů je relativně vysoká, což snižuje možnost širokého použití ve veterinárním lékařství.

Proto existuje ještě další potřeba veterinárních farmaceutických prostředků, které jsou schopny účinně potlačovat průjmy u zvířat, které jsou podmíněny v podstatě nebo také účastí patogenních hub.

Podstata vynálezu

Zcela překvapivě bylo nyní zjištěno, že při použití bakterie Escherichia coli kmen DSM 6601 je možno tyto průjmy dobře léčit, a to i když selhala obvyklá medikace sloučeninami působícími proti houbám.

Escherichia coli, v následujícím textu zkracovaná jako E. coli, se vyskytuje v četných variantách, které se odlišují antigeny pouzdra, povrchovými antigeny a antigeny bičíků a které je proto možné zařadit do velkého množství serologických typů. Zařazení podle serotypů však vždy nevypovídá o rozdílné virulenci mikroorganismu. Zástupci stejného serotypů mohou mít jak u lidí, tak i u zvířat rozdílný patogenní potenciál, který může v extrémním případě zasahovat od avirulentního až do vysoce patogenního stavu. Je však známo, že kmen E. coli DSM 6601 nepatří ani k lidským, ani ke zvířecím patogenům. Tento kmen se používá například v humánním lékařství jako substituční preparát u infekčních onemocnění střev salmonelami nebo shigelami, a to nejen u akutních, ale i u chronických stavů. Tento kmen E. coli se úspěšně používá při substituční terapii také u jiných případů porušení střevní flóry, například po léčení antibiotiky nebo ozáření. Zda se při tom v podstatě jedná pouze o potlačení patogenních kmenů bakterií odpovídajícími variantami E. coli nebo Próteus tímto zvláštním kmenem E. coli, tedy o snížení množství toxinů, nebo zda produkty látkové přeměny kmene E. coli DSM 6601 mají samy o sobě terapeutické účinky, není jednoznačně vyjasněno.

Na základě těchto známých vysvětlení mechanismu účinku živých bakterií E. coli však nebylo možno v žádném případě očekávat, že by mohlo léčení těmito živými kulturami mít překvapivou účinnost při infekci střevního traktu zvířat houbami a zvláště kvasinkami. V padesátých letech byly sice příležitostně používány nepatogenní kmeny E. coli ve veterinárním lékařství při onemocnění hovězího dobytka nebo vepřů spočívajícím také v průjmu, ale zde se jednalo o léčení poruch výživy selat (Fischer W., Erfahrungen eines praktischen Tierarztes bei der Behandlung kranker Ferkel in den Jahren 1945 bis 1950; dizertace, univerzita Mnichov 1950) nebo o léčení tzv. Semperovy nemoci u hovězího dobytka, jejíž příčinou byla často nedostatečná výživa způsobená geologickými podmínkami oblasti (Háfele W., Die Semperkrankheit eine Emahrungsund Entwicklungsstorung des Rindes im Hochschwarzwald in der Umgebung von St. Blasien; dizertace, veterinární klinika, univerzita Mnichov 1952). Tyto dřívější pokusy pokusně používat koliformní kmeny u zvláštních onemocnění vepřů nebo hovězího dobytka byly zcela ojedinělé a v žádném případě nemohly naznačovat, že by bylo možno podnikat další pokusy

-2CZ 290100 B6

I i

tohoto typu v případě průjmů způsobených bakteriemi. Tím překvapivější bylo zjištění, že kmen E. coli DSM 6601 má překvapivý účinek také při onemocněních střev, která jsou podmíněna zcela nebo v podstatě houbami, protože léčení houbových infekcí, zvláště jestliže je postižena sliznice střev, je zvláště obtížné, protože prostředky používané u bakteriálních infekcí nemají 5 prakticky žádnou účinnost.

Dosud je o normální střevní flóře různých druhů zvířat překvapivě málo poznatků, ale napadení gastrointestinálního traktu houbami a zvláště kvasinkami je třeba vždy považovat za patologický jev.

Překvapivě rychlý účinek léčení kmenem E. coli DSM 6601 vede k závěru, že účinnost tohoto léčení nespočívá pouze v náhradě houbové flóiy zdravou bakteriální flórou, ale že kmen ve velké míře přispívá ke zvýšení obranných schopností těla, přičemž je možno předpokládat, že produkty látkové přeměny tohoto kmene mají značný imunostimulační účinek.

V následující části bude vynález blíže osvětlen na příkladech.

Příklady provedení vynálezu

V podniku pro chov krav na mléko v Sasku, který má v průměru stav zvířat 1480 dojnic, 600 jalovic a mladých kusů a 185 telat se vyznačoval od začátku roku 1997 stav telat velmi dobrými výsledky při chovu, nízkou nemocností a úmrtností. Zjevná žaludeční a střevní onemocnění s průjmy byla výjimečně řídká. Ztráty telat se pohybovaly pod hranicí 3 %, vztaženo na počet živě narozených telat.

Na konci ledna 1997 došlo náhle k častému výskytu průjmů s klinicky markantními příznaky gastroenteritidy. Onemocnění začínala u telat ve věku 7 až 11 dnů, měla různou dobu trvání a vyznačovala se nemocností více než 90 % a úmrtností více než 10 %. Průběh onemocnění se 30 vyznačoval následujícími příznaky: na počátku zelenavěžlutý průjem s konzistencí řídké kaše, v dalším průběhu nemoci byla stolice hlenovitá, stále řidší a většinou vodnatá. Tělesné teploty byly na počátku onemocnění mírně zvýšené (39,7 až 39,9 °C), ale v dalším průběhu rychle klesaly a dosahovaly již jen spodních hranic, zčásti v rozmezí 37,8 až 37,5 °C. Nemocná telata měla velkou chuť na sání a byla stále zesláblejší, takže v dalším průběhu nemoci ležela. Těžce 35 onemocnělým zvířatům musela být podávána umělá výživa.

Po trvání onemocnění od 3 do 9 dnů došlo k ještě vyšším ztrátám. Prováděné sekce ukazovaly souhlasně nanejvýš nápadné nálezy, totiž kapalný, vločkovitý až mírně krvavý obsah střev a vícestupňové vředovité záněty bachoru a slézu. V měsíci dubnu 1997 dosáhla četnost onemoc40 nění téměř 100 % a úmrtnost stoupla na více než 15 %.

Mikrobiologická vyšetření obsahu žaludku a střev a vnitřních orgánů zpočátku neposkytla specifické výsledky, až v únoru 1997 byly u dvou uhynulých telat z obsahu žaludku a střev izolovány kvasinky rodu Candida (C. glabrata a C. albicans). Střevní patogenní E. coli nebyly 45 nalezeny. Tyto kvasinky se podařilo prokázat u všech dalších pitev různých telat a u vyšetření vzorků stolice telat a jejich matek. Dále prováděná cílená vyšetření stolice a kolostra u krav a telat přinesla stejné výsledky. Rozšířená vyšetření na viry, jmenovitě koronaa rotaviry a na kiyptosporidie poskytla pouze ve dvou případech uhynulých telat částice koronaviru a v jednom případě rotaviry.

Původ těchto kvasinek nebyl dlouhou dobu objasněn, až v březnu 1997 při zkoumání mláta použitého jako krmivá se podařilo prokázat kvasinky (převažující Candida glabrata) v množství 3,6 x 10⁷ KBE/g krmivá.

-3CZ 290100 B6

Od počátku široce prováděná léčebná opatření jako dietní nápoje, antiflogistika, styptika, elektrolyty a prostředky pro povzbuzení srdce a krevního oběhu vedla k pouze neuspokojivým výsledkům. Po použití sulfonamidů a antibiotik zvířata uhynula 6 až 8 hodin po podání. Protože tyto způsoby léčení byly neúspěšné, byly použity léčebné prostředky obsahující jako účinné látky huminové kyseliny. Také tato opatření nepřinesla žádná významná zlepšení průběhu nemoci.

Z 236 telat živě narozených ve dvou měsících od 24. dubna do 23. června 1997 onemocněla všechna zvířata, přičemž 41 zvířat v tomto časovém období uhynulo, což odpovídalo 17,4 %, a to 29 zvířat na průjmy, což odpovídá 70,7 % ztrát a 8 zvířat na průjmy s doprovodnou bronchopneumonií, což odpovídá 19,5 % ztrát a 4 zvířata z jiných příčin, což odpovídá 9,8 % ztrát.

V období od 24. června 1997 do 4. září 1997 byla potom podávána 300 nově narozeným telatům suspenze živé kultury E. coli kmen DSM 6601 v množství denně 15,0 ml na zvíře. Tato dávka nezávisela na hmotnosti a věku zvířat a byla podávána orálně, v trvání 10 až 13 dnů po porodu.

V období od 24. června do 8. července 1997 bylo tímto způsobem ošetřeno 61 telat, z nichž dvě onemocněla na průjem, což odpovídá nemocnosti 3,3 %. Žádné ze zvířat na toto onemocnění neuhynulo.

V období od 9. června do 23. července 1997 bylo odpovídajícím způsobem ošetřeno 49 telat, z nichž žádné neonemocnělo na gastroenteritidu s průjmem. Úmrtnost na toto onemocnění byla také 0 %.

V období od 23. července do 6. srpna 1997 bylo ošetřeno 64 telat, z nichž dvě onemocněla na průjem, což je nemocnost 3,1 %. Žádné ze zvířat na toto onemocnění neuhynulo, takže úmrtnost je rovna nule.

Poté, co byly vyčerpány všechny dostupné terapeutické možnosti, bylo možno preventivním a terapeutickým použitím suspenze E. coli kmene DSM 6601 téměř úplně zabránit průjmům vyvolaným gastroenteritidami u sajících telat.

Použití jiných léčiv a dietních přísad mohlo být podstatně sníženo, takže náklady vynaložené na tyto prostředky se snížily o 70 %.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (1)

1. Použití Escherichia coli kmen DSM 6601 pro výrobu farmaceutických prostředků pro prevenci a léčení průjmů u zvířat podmíněných v podstatě patogenními houbami.