Способы контроля и профилактики воспаления и ослабления воспалительных состояний у животных компаньонов

Способы контроля и профилактики воспаления и ослабления воспалительных состояний у животных компаньонов

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способам контроля и профилактики воспаления и ослабления воспалительных состояний, в частности, артритов и суставной боли у животных компаньонов, например, собак или кошек, включающим введение рациона, содержащего липоевую кислоту.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Липоевая кислота (LA) представляет органическое соединение серы, полученное из октановой кислоты. LA содержит два вициально расположенных атома серы (при C6 и C8), прикрепленных дисульфидной связью и, следовательно, считающихся окисленными (хотя атом серы не может существовать при высшей степени окисления). Атом углерода C6 является хиральным, и молекулы существуют в виде двух энантиомеров: R-(+)-липоевая кислота (RLA) и S-(-)-липоевая кислота (SLA), и в виде рацемической смеси R/S-липоевая кислота (R/S-LA). В природе существует только R-(+)-энантиомер и он представляет важный кофактор четырех митохондриальных ферментативных комплексов. Обе и RLA и R/S-LA доступны в качестве безрецептурных пищевых добавок и используются нутритивно и клинически с 1950-х годов при различных заболеваниях и состояниях. LA используют в кормовых продуктах для животных, например, Hill's Prescription Diet canine b/d®, как считается, она повышает внимательность и когнитивные способности, в частности, у пожилых собак.

Остеоартрит является хроническим дегенеративным заболеванием суставов, вызванным прогрессирующим воспалением и повреждением хряща, кости и мягких тканей одного или более сустава. Ревматоидный артрит представляет аутоиммунное заболевание, которое вызывает воспаление и повреждение суставов. Оба являются хроническими воспалительными заболеваниями, обычными для пожилых собак и кошек. Поскольку повреждение суставов является прогрессирующим и, по большей части, необратимым, желательно заранее выявить и устранить воспалительное состояние.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способам контроля и профилактики воспаления и ослабления воспалительных состояний, в частности, артритов и суставной боли у животных компаньонов, например, собак или кошек, включающим введение рациона, содержащего липоевую кислоту, например, в течение по меньшей мере двух недель, например, где рацион включает кормовой продукт с 10-10000 ч./млн. липоевой кислоты, например, сухой кормовой продукт, включающий 50-200 ч./млн. липоевой кислоты.

В другом варианте воплощения настоящее изобретение относится к способам контроля и профилактики воспаления и ослабления воспалительных состояний, в частности, артритов и суставной боли у животных компаньонов, например, собак или кошек, включающим введение рациона, содержащего липоевую кислоту, например, в течение по меньшей мере двух недель, например, где рацион включает кормовой продукт с 10-10000 ч./млн. липоевой кислоты, например, сухой кормовой продукт, включающий 50-200 ч./млн. липоевой кислоты для снижения экспрессии одного или более биомаркера воспаления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Рацион для применения в способах включает, например, рацион для собак, включающий по меньшей мере 500 МЕ/кг витамина E, например, 500-2000 МЕ/кг, по меньшей мере около 40 ч./млн. витамина C, например, в пределах 40-200 ч./млн., по меньшей мере 50 ч./млн. карнитина, например, в пределах 50-300 ч./млн. и по меньшей мере 50 ч./млн. липоевой кислоты, например, в пределах 50-250 ч./млн., например, рацион для собак включает:

Нутриенты, 100% в расчете сухое вещество	Количество
Сырой белок, %	15-25
Жир, %	10-20
Сырое пищевое волокно, %	2,5-7,5
Общие пищевые волокна, %	10-25
Растворимые пищевые волокна, %	0,5-3
Кальций, %	0,1-1
Фосфор, %	0,1-1
Витамин E, МЕ/кг	500-2000
Витамин C, ч./млн.	40-200
Карнитин, ч./млн.	50-300
Липоевая кислота, ч./млн.	50-250
Растительная смесь, %	1-10

Липоевая кислота представляет, например, R-(+)-липоевую кислоту (RLA) и S-(-)-липоевую кислоту (SLA) или рацемическую смесь R/S-липоевую смесь (R/S-LA), предпочтительно RLA или R/S-LA, в свободной форме или форме питательно приемлемой соли или сложного эфира, предпочтительно в форме натриевой соли.

Биомаркеры воспаления включают, например, любой один или более из следующих: фактор некроза опухолей альфа, GM-колониестимулирующий фактор, моноцитарный хемотактический белок-1, интерферон гамма, интерлейкин-10, интерлейкин-15, интерлейкин-18, интерлейкин-2, интерлейкин-4, интерлейкин-6, интерлейкин-7, интерлейкин-8, индуцированный интерфероном гамма белок-10, KC хемокин.

Пример 1. Воздействие рациона с липоевой кислотой на биомаркеры воспаления у пожилых собак

Для оценки воздействия композиции кормового продукта на биомаркеры воспаления и экспрессию генов у здоровых пожилых собак проводят исследование. В исследовании принимают участие двадцать девять пожилых собак породы бигль (начальная масса, 13,51±1,66 кг, возраст 10,7±2,33 года). Все собаки получают контрольный кормовой продукт в течение 28 дней с последующим скармливанием им тестируемого кормового продукта. Тестируемый кормовой продукт содержит повышенные уровни омега-3 жирных кислот, липоевой кислоты, антиоксидантов из смеси фруктов и овощей. Витамины C и E, и L-карнитин. Образцы сыворотки и крови собирают в последний день скармливания контрольного кормового продукта (день 0) и через 14 дней скармливания тестируемого кормового продукта. Измеряют биомаркеры воспаления и гормоны, наряду с изменениями экспрессии генов. Выделяют РНК согласно процедурам, описанным для набора PAXgene Blood RNA Kit Handbook (Qiagen, Valencia, CA). РНК гибридизуют при использовании Affymetrix GeneChip Canine-2 Genome Arrays и нормализуют при использовании Robust Multi-Array Average. Транскрипты с P < 0,05 (по результатам средней доли ложных отклонений показатель регулирования 0,1) и изменением, кратным по меньшей мере 1,3, считаются отличающимися. После потребления тестируемого кормового продукта пожилые собаки, потребляющие тестируемый кормовой продукт, имеют более низкие IL-4, IL-6, IL-10, KC, и общие цитокины. Не было определено отличий для биомаркеров гормонов. Также пожилые собаки, потребляющие тестируемый кормовой продукт, имеют 1123 генов, которые активированы или подавлены по сравнению с днем 0. Из них гены, ассоциируемые с образованием бета-амилоидных бляшек, подавлены, при этом гены, ассоциируемые с очисткой от бета-амилоидных бляшек, активированы. Дополнительно, гены, ассоциируемые с передачей нейромедиаторов и адгезией клеток, значительно активированы, при потреблении пожилыми собаками тестируемого кормового продукта по сравнению с днем 0 на контроле. Это исследование обеспечивает данные по экспрессии генов, которые подтверждают наблюдаемое положительное воздействие на память и поведение у пожилых собак, связанное с ответами, ранее показанными тестируемым кормовым продуктом.

Тестируемый кормовой продукт демонстрирует улучшение памяти и когнитивной функции у пожилых собак до уровня, аналогичного таковому у молодых собак, как измерено при использовании задания и теста на различие. Однако нет полного понимания механизма, вызывающего эти улучшения. Воспаление играет важную роль в развитии множества заболеваний, включая процессы общего старения. Дополнительно, биохимические измерения, связанные с улучшениями когнитивной функции, такие как экспрессия генов, были ограничены наблюдениями только у собак.

Объектом настоящего исследования было определение воздействия тестируемого кормового продукта на биомаркеры воспаления и гормонов наряду с изменениями экспрессии генов у пожилых собак.

В данном исследовании принимают участие двадцать девять кастрированных/стерилизованных собак породы бигль, которые потребляли тестируемый кормовой продукт в течение 28 дней. Собаки считаются здоровыми согласно данным ветеринарного осмотра и биохимического анализа сыворотки. Протокол исследования был рассмотрен и одобрен Институциональным комитетом по содержанию и использованию животных (Institutional Animal Care and Use Committee). Все собаки были привиты от чумы собачьих, аденовируса, парвовируса, бордетеллы и бешенства, и ни одна из собак не имела хронических заболеваний по данным ветеринарного осмотра, общего анализа крови, биохимического анализа сыворотки, анализа мочи и анализа кала на паразитов.

Собаки получают обогащение поведения через взаимодействие друг с другом, ежедневное взаимодействие и во время игр с владельцем, ежедневные возможности бегать и упражняться на открытом воздухе и доступ к игрушкам. Перед сбором образцов на день 0, все собаки получали базовый контрольный кормовой продукт в течение 28 дней. Затем собак переводят на тестируемый кормовой продукт и через 14 дней собирают образцы крови. Кровь собирают в пробирки PAXgene и хранят при температуре -80°C до момента проведения анализа. Для определения различий в экспрессии генов на 14 день по сравнению с днем 0 используют Canine-2 Affymetrix Genechip microarrays.

Биомаркеры плазмы - проводят анализ парным t-тестом и определяют изменения в биомаркерах воспаления и гормонов при использовании SAS version 9.0 в ответ на кормовой продукт. Общие цитокины рассчитывают при использовании всех цитокинов.

Гены - для определения различий экспрессию генов нормализуют при использовании Robust Multi-Array average и средств для анализа Partek. Гены, имеющие P<0,05 (по результатам средней доли ложных отклонений показатель регулирования Q=0,1) и изменение, кратное по меньшей мере 1,25, считаются отличающимися между двумя группами. Активирование генов показано как положительное кратное изменение. Подавление генов показано как негативное кратное изменение.

Таблица 1Содержание рационов
Нутриенты, 100% в расчете на сухое вещество	Контрольный кормовой продукт для собак	Тестируемый кормовой продукт для собак
Сырой белок, %	18,45	20,36
Жир, %	14,48	15,52
Сырое пищевое волокно, %	2,05	4,34
Общие пищевые волокна, %	7,22	13,23
Растворимые пищевые волокна, %	0,65	1,63
Кальций, %	0,66	0,67

Фосфор, %	0,60	0,58
Витамин E, МЕ/кг	94	1183
Карнитин, ч./млн.	10	291
Липоевая кислота, ч./млн.	0	101
Растительная смесь, %	0	6,30

Таблица 2Биомаркеры воспаления и гормонов, измеренные в плазме в ответ на тестируемый кормовой продукт (SE=стандартная ошибка среднего значения)
Биомаркер плазмы	День ноль среднее	День 14 среднее	SE*	Парный t-тест день 0 по сравнению с 14 днем
Фактор некроза опухолей альфа, пг/моль	38,37	19,99	19,83	0,38
GM-колониестимулирующий фактор, пг/моль	135037	116079	90248	0,21
Моноцитарный хемотактический белок-1, пг/моль	19333	5010,5	13695	0,16

Интерферон гамма, пг/моль	2993,9	2008,2	2158,2	0,12
Интерлейкин-10, пг/моль	97,86	55,11	64,56	0,05
Интерлейкин-15, пг/моль	1040000	697909	745624	0,32
Интерлейкин-18, пг/моль	17506	4242,8	12107	0,21
Интерлейкин-2, пг/моль	205257	71452	144969	0,16
интерлейкин- 4, пг/моль	11694	6353,6	6131,4	0,06
Интерлейкин-6, пг/моль	1387,2	793,21	709,61	0,01
Интерлейкин-7, пг/моль	80833	14206	62203	0,24
Интерлейкин-8, пг/моль	704,85	221,90	542,06	0,28
Индуцированный интерфероном гамма белок-10, пг/моль	2,49	2,51	1,08	0,97
KC хемокин, пг/моль	171,54	126,61	39,66	0,01
Общие цитокины, нг/мл	76,83	37,20	19,4	0,05
Маркеры гормонов
Инсулин, пг/моль	506,23	494,22	122,31	0,92

Адипонектин, нг/моль	10,53	12,01	3,36	0,16
Лептин, пг/моль	286,74	212,20	270,44	0,79
Глюкагон, пг/моль	91,38	106,66	16,40	0,33
Резистен, пг/моль	10799	11838	1164,2	0,13

Таблица 3Гены, ассоциированные со здоровьем и функцией мозга
Название гена	Кратность изменения
Связанный со здоровьем мозга
Бета-амилоида A4	-1,3
Атаксина 7	-1,3
Альфа-2-макроглобулина	1,3
Нейротропного фактора мозга	1,3
Связанный с другими заболеваниями мозга
Нейронного восковидного липофусциноза 5	-1,5
Связанный с адгезией нервных клеток
Контактина 1	1,5
Контактина 6	1,7
Молекул адгезии нервных клеток	1,4
Молекул адгезии нервных клеток 2	1,5
Молекул адгезии нервных клеток короткая изоформа	1,4
Связанный с передачей нейромедиаторов и переносчиков
Рецептора GABA A	1,3

Рецептора GABA B	1,3
Рецептора глютамата 5	1,3
Рецептора глютамата 6	1,3
Рецептора глютамата 8	1,3
NMDA 2B	1,4
Нейрутина 1	1,3
Альфа-ацетилхолинового рецептора 6	1,3
SLC6A15	1,3
SLC6A16	1,3
SLC6A18	1,3
Кадгерина 2	1,3
Зависимого от хлорида натрия переносчика нейротрансмиттеров NTT5	1,3

Клинические исследования показали, что потребление тестируемого кормового продукта пожилыми собаками может помочь восстановить энергию молодости и улучшить способность к запоминанию/выполнению заданий до уровня, аналогичного таковому у молодых взрослых собак. В настоящем исследовании перевод здоровых пожилых собак на тестируемый кормовой продукт после кормления их контрольным кормовым продуктом продемонстрировал снижение маркеров воспаления IL-4, IL-10, IL-6, KC и общих цитокинов. Дополнительно, подавлены гены, ассоциируемые с образованием альфа-амилоидных бляшек, в то время как активированы другие гены, ассоциируемые с удалением альфа-амилода или с передачей нейромедиаторов.

Это исследование показывает, что кормление тестируемым кормовым продуктом оказывает положительное воздействие на качество жизни пожилых собак за счет снижения биомаркеров воспаления и потенциально за счет изменения экспрессии генов, связанных со здоровьем мозга.

1. Способ профилактики воспаления и/или ослабления воспалительных состояний у животных компаньонов, включающий введение рациона, содержащего 50-250 ч./млн. липоевой кислоты, 500-2000 МЕ/кг витамина Е, 40-200 ч./млн. витамина C, 50-300 ч./млн. карнитина и 1-10% в расчете на сухое вещество растительной смеси.

2. Способ по п.1, где рацион вводят в течение, по меньшей мере, двух недель.

3. Способ по п.1 или 2, где предотвращаемое или ослабляемое заболевание представляет собой артрит.

4. Способ по п.1 или 2, где предотвращаемое или ослабляемое заболевание представляет собой остеоартрит.

5. Способ по п.1 или 2, где животное компаньон представляет собой собаку или кошку.

6. Способ по п.1 или 2, где липоевая кислота представляет собой R-(+)-липоевую кислоту или рацемическую смесь R/S-липоевых кислот (R/S-LA) в свободной форме или в форме питательно приемлемой соли или сложного эфира.

7. Применение рациона, содержащего 50-250 ч./млн. липоевой кислоты, 500-2000 МЕ/кг витамина Е, 40-200 ч./млн. витамина C, 50-300 ч./млн. карнитина и 1-10% в расчете на сухое вещество растительной смеси, для получения кормового продукта для домашних животных для профилактики воспаления и/или ослабления воспалительных состояний у животных компаньонов.

8. Композиция, содержащая 50-250 ч./млн. липоевой кислоты, 500-2000 МЕ/кг витамина Е, 40-200 ч./млн. витамина C, 50-300 ч./млн. карнитина и 1-10% в расчете на сухое вещество растительной смеси, предназначенная для профилактики воспаления и/или ослабления воспалительных состояний у животных компаньонов.

9. Способ контроля воспаления и/или ослабления воспалительных состояний у животных компаньонов, включающий введение рациона, содержащего 50-250 ч./млн. липоевой кислоты, 500-2000 МЕ/кг витамина Е, 40-200 ч./млн. витамина C, 50-300 ч./млн. карнитина и 1-10% в расчете на сухое вещество растительной смеси, и дополнительно включающий измерение экспрессии биомаркеров воспаления.

10. Способ по п.9, где биомаркеры воспаления представляют собой один или более биомаркеров, выбранных из фактора некроза опухолей альфа, GM-колониестимулирующего фактора, моноцитарного хемотактического белка-1, интерферона гамма, интерлейкина-10, интерлейкина-15, интерлейкина-18, интерлейкина-2, интерлейкина-4, интерлейкина-6, интерлейкина-7, интерлейкина-8, индуцированного интерфероном гамма белка-10 и КС хемокина.