Композиции и способы усиления энергетического обмена

Композиции и способы усиления энергетического обмена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА

Настоящая заявка притязает на приоритет на основании предварительной заявки на выдачу патента США № 61/726006, поданной 13 ноября 2012, которая включена в настоящее описание в виде ссылки в полном объеме для всех целей.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Все организмы имеют совершенные развитые метаболические пути, которые поддерживают энергетический гомеостаз за счет поддержания баланса поглощения и метаболического потребления энергии в соответствии необходимыми затратами организма. У млекопитающих такие пути регулируют потребление пищи, гомеостаз глюкозы, запасания энергии в жировой ткани и/или в мышцах, и расходование энергии, например, за счет физической активности. Нарушение функционирования таких путей часто возникает в результате избыточного потребления энергии по сравнению с расходом энергии, что приводит к несбалансированному энергетическому гомеостазу, что в свою очередь может привести к многочисленным метаболическим расстройствам. К таким расстройствам относятся ожирение, диабет, гипертония, артериосклероз, высокий уровень холестерина и гиперлипидемия.

Высокая частота метаболических расстройств у людей и связанное с этим влияние на здоровье и смертность представляют собой значительную нагрузку для здравоохранения. Например, ожирением, клинически определяемым как состояние в случае индекса массы тела более 30 кг/м², судя по оценкам, поражено 35,7% популяции взрослых людей в США. Ожирение повышает вероятность многих заболеваний, таких как болезнь сердца и диабет типа II, и ожирение является одно из лидирующих причин смертности во всем мире, которую можно предотвратить. По оценкам, в США ожирение вызывает около 110000-365000 смертей в год. Диабет является метаболическим расстройством, характеризуемым высокими уровнями глюкозы в крови или низко толерантностью к глюкозе и по оценкам поражает 8% популяции в США. Диабет также в значительной степени ассоциирован с высоким риском смерти вследствие заболевания сосудов, злокачественной опухоли, заболевания почек, инфекционных болезней, экзогенных факторов, преднамеренного причинения себе вреда, расстройств нервной системы и хронического легочного заболевания (N. Engl. J. Med. 2011; 364: 829-841). Метаболическим синдромом, при котором субъекты имеют центральное ожирение и по меньшей мере два других метаболического расстройства (таких как высокий уровень холестерина, высокое кровяное давление или диабет), по оценкам поражено 25% популяции в США.

Сиртуины являются высоко консервативными деацетилазами белков и/или АДФ-рибозилтрансферазами, которые, как было показано, увеличивают продолжительность жизни низших организмов в моделях, таких как дрожжи, C. elegans и Drosophila. Было показано, что у млекопитающих сиртуины действуют в качестве метаболических сенсоров, отвечающих на сигналы окружающей среды, координируя активность генов, которые регулируют множественные пути гомеостаза энергии. Например, исследования показали, что активация сиртуинов имитирует эффекты ограничения калорий, вмешательство, которое, как показано, продлевает продолжительность жизни, и активирует гены, которые улучшают гомеостаз глюкозы и превращение жира с получением энергии за счет окисления жирных кислот.

Путь сиртуинов также включает фосфодиэстеразы (PDE). PDE являются ферментами, которые взаимодействуют с циклическим аденозинмонофосфатом (цАМФ) и циклическим гуанозинмонофосфатом (цГМФ). Семейство ферментов PDE включает в себя несколько подклассов, включая PDE 1-11 человека. Ингибиторы таких фосфодиэстераз могут предотвращать инактивацию цАМФ и цГМФ и могут оказывать множество различных физиологических эффектов. Ингибиторы PDE могут быть избирательными, предпочтительно ингибирующими один подкласс PDE по сравнению с другим подклассом, или неизбирательными, которые имеют значительно более низкую степень избирательности по отношению к отдельным подклассам PDE. Силденафил является примером избирательного ингибитора PDE, который демонстрировал избирательное ингибирование PDE 5. Силденафил является фармацевтически активным средством, которое использовали для лечения легочной гипертензии, эректильной дисфункции и высотной болезни.

Были предприняты многочисленные попытки разработать средства лечения метаболических расстройств за счет целенаправленного воздействия на специфичные пути энергетического обмена. Такие попытки привели, например, к разработке, изофлавонов (заявка на выдачу патента США № 20110165125), тетрагидролипстатин (патент США № 6004996) и композиции, которые модулируют пути SIRT1 и AMPK (заявки на выдачу патента США № 20100210692, 20100009992, 20070244202 и 20080176822). Однако такие попытки имели ограниченный успех. Например, применение активатора SIRT1 ресвератрола на человеке приостановлено из-за его ограниченной биодоступности, необходимости в высоких дозах, которые привели к проблемам, связанным с безопасностью. Таким образом, сохраняется большая потребность в средствах лечения, которые могут решить проблему широкого круга метаболических расстройств за счет безопасной регуляции метаболических путей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение, в общем, относится к области регулирования энергетического обмена. В некоторых вариантах настоящее изобретение относится к композициям, способам и наборам для регулирования энергетического обмена с использованием ингибиторов PDE, таких как PDE 5 и аминокислот с разветвленными цепями.

Композиции, содержащие ингибиторы PDE, могут быть эффективными в регулировании энергетического обмена, так как PDE являются компонентами пути сиртуинов. Поскольку такие ингибиторы PDE могут оказывать влияние на путь сиртуина, композиции, содержащие ингибиторы PDE, как избирательные, так и неизбирательные, могут оказывать полезное влияние на регулирование энергетического обмена.

Настоящее изобретение направлено на удовлетворение потребности в улучшенных композициях и добавках для регулирования энергетического обмена. Регулирование энергетического обмена может обеспечить возможность уменьшения жировой ткани, усилению окисления жиров или повышения чувствительности к инсулину и/или уменьшения воспаления или окислительного стресса. Такие эффекты могут представлять собой путь повышения или регуляции энергетического обмена, включая клеточный метаболизм и митохондриальный биогенез.

Настоящая заявка относится к композициям, применимым для индукции повышения уровня окисления жирных кислот и митохондриального биогенеза у субъекта. Композиции также вызывают активацию Sirt1 и Sirt3, таким образом опосредуя полезные последующие эффекты, включая профилактику и лечение диабета, сердечнососудистого заболевания и воспалительного заболевания. Такие композиции содержат ингибитор PDE, включая, но без ограничения, ингибитор PDE5, такой как аванафил, иоденафил, мироденафил, силденафил, тадалафил, икариин, варденафил, уденафил или запринст в сочетании с аминокислотой с разветвленной цепью и/или ее метаболитами (например, бета-гидроксиметилбутиратом (HMB), лейцином, кето-изокапроновой кислотой (KIC) или сочетанием HMB, KIC и/или лейцина). Аминокислотой с разветвленной цепью может быть лейцин, и метаболитами могут быть HMB и KIC. Настоящая заявка также относится к способам повышения уровня окисления жирных кислот у субъекта, включающим в себя введение описанных композиций.

Один аспект изобретения относится к композиции, эффективной в отношении усиления энергетического обмена, содержащей: (a) ингибитор PDE, например, ингибитор PDE5; и (b) лейцин и/или метаболит лейцина. В некоторых вариантах композиция усиливает энергетический обмен у субъекта в более высокой степени по сравнению с введением субъекту компонентом (a) или (b) отдельно. В некоторых вариантах лейцин и/или метаболит лейцина присутствуют в форме свободной аминокислоты и/или свободного метаболита аминокислоты. Например, лейцин может присутствовать в форме, которая не содержит пептидной связи.

В некоторых вариантах усиленный энергетический обмен измеряют по повышению окисления жирных кислот адипоцита по меньшей мере примерно на 300%, повышению утилизации глюкозы адипоцитом по меньшей мере на 150%, повышению утилизации глюкозы адипоцитом в случае изменения по меньшей мере на 60%, или увеличению митохондриальной биомассы по меньшей мере примерно на 15%.

В некоторых вариантах усиленный энергетический обмен измеряют по снижению постпрандиального уровня глюкозы по меньшей мере на 20%, снижению постпрандиального уровня инсулина по меньшей мере на 30%, снижению уровня глюкозы натощак по меньшей мере на 40%, снижению уровня инсулина натощак по меньшей мере на 40%, снижению уровня глюкозы в крови в ответ на нагрузку глюкозой по меньшей мере на 15%, двукратному улучшению результатов измерения толерантности к инсулину или снижению воспалительного стресса по меньшей мере на 20%. В некоторых вариантах уровень глюкозы в крови в ответ на нагрузку глюкозой измеряют по площади под кривой толерантности к глюкозе.

В некоторых вариантах ингибитором PDE5 является аванафил, иоденафил, мироденафил, силденафил, тадалафил, икариин, варденафил, уденафил или запринст. В других вариантах ингибитором PDE5 является силденафил или икариин. В некоторых вариантах ингибитором PDE5 является икариин. В некоторых вариантах компонентом (b) является HMB. В некоторых вариантах компонентом (b) является свободный лейцин. В других вариантах композиция дополнительно содержит неизбирательный ингибитор PDE. В других вариантах композиция дополнительно содержит витамин B6.

В некоторых вариантах композиция дополнительно содержит фармацевтически активное средство. Композиция дополнительно может содержать два фармацевтически активных средства. Одним из двух фармацевтически активных средств может быть силденафил. В некоторых вариантах композиция приготовлена для перорального приема.

Композиция может быть в виде стандартной лекарственной дозы, содержащей субтерапевтическое количество компонента (a). Субтерапевтическое количество компонента (a) может составлять примерно от 0,1 до 20 мг силденафила. Субтерапевтическое количество компонента (a) может составлять примерно от 0,1 до 10 мг силденафила. Субтерапевтическое количество компонента (a) может составлять примерно 0,5-50 мг аванафила, 0,05-10 мг иоденафила, 0,25-25 мг мироденафила, 0,01-1,25 мг тадалафила, 0,01-1,25 мг варденафила, 0,5-50 мг уденафила, 0,5-50 мг запринста или 0,05-100 мг икариина. Компонент (b) может содержать по меньшей мере примерно 500 мг лейцина. Компонент (b) может содержать по меньшей мере примерно 200 мг HMB. В некоторых вариантах компонент (b) содержит 50-1000 мг свободного лейцина. Компонент (b) может содержать 500-700 мг свободного лейцина.

Другой аспект изобретения относится к композиции, эффективной для усиления энергетического обмена, содержащей: (a) ингибитор PDE5; и (b) полифенол, при этом композиция усиливает энергетический обмен у субъекта в более высокой степени по сравнению с введением субъекту компонента (a) или (b) отдельно. Полифенолом может быть ресвератрол.

Полифенолом может быть стильбен или гидроксикоричная кислота. Полифенолом может быть хлорогеновая кислота, ресвератрол, кофеиновая кислота, пикеатаннол, эллаговая кислота, галлат эпигаллокатехина (EGCG), экстракт виноградных косточек или любой их аналог. Композиция может дополнительно содержать лейцин и/или метаболит лейцина.

Один аспект изобретения относится к способу регулирования энергетического обмена у субъекта, нуждающегося в таком регулировании, включающему в себя введение субъекту композиции, описанной в настоящем описании. Композицию можно вводить перорально.

Другой аспект изобретения относится к способу регулирования энергетического обмена, включающему в себя идентификацию субъекта, имеющего или склонного к ожирению или диабету, введение субъекту композиции, описанной в настоящей публикации.

Изобретение также относится к способу регулирования энергетического обмена у субъекта, нуждающегося в таком регулировании, включающему в себя введение субъекту стандартной дозы, содержащей субтерапевтическое количество ингибитора PDE, например, ингибитора PDE5 и по меньшей мере примерно 500 мг лейцина или 200 мг HMB. Субтерапевтическое количество ингибитора PDE, например, ингибитора PDE5, может быть меньше, чем примерно 10 мг/сутки. Ингибитор PDE5 может представлять собой силденафил. Лейцин может быть в форме свободной аминокислоты, например, в интактной форме. Например, лейцин может присутствовать в форме, которая не содержит пептидной связи.

Один аспект изобретения относится к способу повышения энергетического обмена у субъекта, включающему в себя: введение композиции, описанной в настоящей публикации, в соответствии с выбранным уровнем дозы, при этом выбранный уровень дозы индуцирует у субъекта уровень в циркуляции примерно 1 нМ силденафила и примерно 0,5 мМ лейцина. Лейцин может быть в форме свободной аминокислоты, например, в интактной форме. Например, лейцин может присутствовать в форме, которая не содержит пептидной связи. В некоторых случаях любой из способов согласно изобретению включает в себя введение композиции в течение более чем 1 недели, в течение более чем 2 недель или в течение более чем 6 недель.

Изобретение также относится к способу лечения диабета у субъекта, нуждающегося в таком лечении, включающему в себя введение субъекту терапевтически эффективной композиции, содержащей ингибитор PDE5; и аминокислоту с разветвленной цепью в форме свободной аминокислоты или ее метаболит. Диабет может представлять собой, например, диабет типа I или диабет типа II. Например, введение композиции может улучшить чувствительность к инсулину у субъекта. Диабет типа I можно охарактеризовать пониженной способностью продуцировать инсулин по сравнению с субъектом, не имеющим диабета типа I. Введение композиции, описанной в настоящее публикации, может улучшить чувствительность субъекта с диабетом типа I к инсулину, который продуцируется в организме субъекта или который вводят субъекту. Улучшенная чувствительность может быть больше, чем чувствительность субъекта, которую измеряли до введения композиции. Диабет типа II можно охарактеризовать пониженной чувствительностью к инсулину. Соответственно, введение композиции, описанной в настоящей публикации, может улучшить чувствительность к инсулину у субъекта с диабетом типа II. Диабет может представлять собой индуцированный питанием диабет. В некоторых вариантах аминокислотой с разветвленной цепью является свободный лейцин. В некоторых вариантах метаболитом аминокислоты с разветвленной цепью является HMB. Понятно, что терапевтически эффективной композицией может быть любая из композиций, описанных в настоящей публикации.

В некоторых вариантах ингибитором PDE5 является икариин. В некоторых вариантах ингибитором PDE5 является силденафил. В некоторых вариантах ингибитором PDE5 является тадалафил. В некоторых вариантах ингибитором PDE5 является варденафил. В некоторых вариантах ингибитором PDE5 является уденафил. В некоторых вариантах ингибитором PDE5 является запринст.

В некоторых вариантах способ включает в себя введение терапевтически эффективной композиции перорально. В некоторых вариантах способ включает в себя введение терапевтически эффективной композиции в течение по меньшей мере одной недели. В некоторых вариантах способ включает в себя введение терапевтически эффективной композиции по меньшей мере в течение двух недель. В некоторых вариантах способ включает в себя введение терапевтически эффективной композиций по меньшей мере в течение шести недель.

В некоторых вариантах введение терапевтически эффективной композиции улучшает симптом диабета у субъекта. Симптомом диабета может быть симптом диабета типа I и/или типа II. Улучшение симптома диабета можно измерить по снижению постпрандиального уровня глюкозы в крови по меньшей мере на 20%, снижению постпрандиального уровня инсулина по меньшей мере на 30%, снижению уровня глюкозы в крови натощак по меньшей мере на 40%, снижению уровня инсулина натощак по меньшей мере на 40%, снижению уровня глюкозы в крови в ответ на нагрузку глюкозой по меньшей мере на 15%, двукратному улучшению результатов оценки толерантности к инсулину или снижению воспалительного стресса по меньшей мере на 20%. В некоторых вариантах уровень глюкозы в крови в ответ на нагрузку глюкозой измеряют по площади под кривой толерантности к глюкозе.

Другой аспект изобретения относится к набору, содержащему многодневный запас стандартных доз композиции, описанной в настоящей публикации, и инструкции по введению указанного многодневного запаса в течение периода времени, составляющего множество дней. В некоторых вариантах набор дополнительно содержит переносной датчик активности.

ВКЛЮЧЕНИЕ В ВИДЕ ССЫЛКИ

Все публикации, патенты и заявки на выдачу патентов, упоминаемые в настоящем описании, включены в виде ссылки в такой же степени, как в том случае, если бы было указано, что каждая отдельная публикация, патент или заявка на патент специально и отдельно включены в виде ссылки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Новые отличительные признаки изобретения подробно указаны в прилагаемой формуле изобретения. Лучшее представление об отличительных признаках и преимуществах настоящего изобретения будет получено при обращении к следующему подробному описанию, в котором представлены иллюстративные варианты осуществления изобретения, в которых использованы принципы изобретения, и к сопровождающим чертежам, на которых:

На фигуре 1 изображена диаграмма, показывающая путь сиртуина.

На фигуре 2 показаны интерактивные эффекты силденафила с HMB, лейцином и ресвератролом на окисление жирных кислот в миотрубочки C2C12. Окисление жирных кислот измеряли в виде потребления O₂ в ответ на инъекцию пальмитата и выражали в виде изменения в % от исходного уровня до инъекции. Вертикальная линия показывает время инъекции пальмитата; точки данных слева от такой линии представляют измерения исходного уровня, и точки данных справа от линии показывают ответ в виде потребления O₂.

На фигуре 3 показаны интерактивные эффекты силденафила с HMB, лейцином и ресвератролом на окисление жирных кислот в миотрубочках C2C12. Данные выражены в виде изменения в % от контрольного значения. *p=0,013; **p=0,015.

На фигуре 4 показаны интерактивные эффекты силденафила с HMB, лейцином и ресвератролом на окисление жирных кислот в адипоцитах 3T3-L1. Данные выражены в виде изменения в % от контрольного значения. *p<0,05.

На фигуре 5 показаны интерактивные эффекты силденафила с HMB, лейцином и ресвератролом на утилизацию глюкозы в миотрубочках C2C12. Утилизацию глюкозы измеряли в виде подкисления внеклеточной среды в ответ на инъекцию глюкозы. *p=0,04.

На фигуре 6 показаны интерактивные эффекты силденафила с HMB, лейцином и ресвератролом на утилизацию глюкозы в адипоцитах 3T3-L1. Утилизацию глюкозы измеряли в виде подкисления внеклеточной среды в ответ на инъекцию глюкозы. *p=0,05.

На фигуре 7 показаны интерактивные эффекты икариина с HMB, лейцином и ресвератролом на окисление жирных кислот в миотрубочках C2C12. Окисление жирных кислот измеряли в виде потребления O₂ в ответ на инъекцию пальмитата и выражали в виде изменения в % от исходного уровня до инъекции. Вертикальная линия показывает время инъекции пальмитата; точки данных слева от такой линии представляют измерения исходного уровня, и точки данных справа от линии показывают ответ в виде потребления O₂.

На фигуре 8 показаны интерактивные эффекты икариина с HMB, лейцином и ресвератролом на окисление жирных кислот в миотрубочках C2C12. Данные выражены в виде изменения в % от контрольного значения. *p=0,03; **p=0,002.

На фигуре 9 показаны интерактивные эффекты икариина с HMB, лейцином и ресвератролом на окисление жирных кислот в адипоцитах 3T3-L1. Данные выражены в виде изменения в % от контрольного значения. *p<0,05.

На фигуре 10 показаны интерактивные эффекты силденафила с HMB, лейцином и ресвератролом на продукцию оксида азота в миотрубочках C2C12. *p<0,0001 по сравнению с контролем; **p=0,0003 по сравнению со всеми другими обработками.

На фигуре 11 показаны интерактивные эффекты икариина с HMB, лейцином и ресвератролом на продукцию оксида азота в миотрубочках C2C12. p<0,0001 по сравнению с контролем; **p=0,00013 по сравнению со всеми другими обработками.

На фигуре 12 показаны интерактивные эффекты силденафила с HMB, лейцином и ресвератролом на митохондриальный биогенез, измеряемый в виде митохондриальной массы в миотрубочках C2C12. *p<0,0001 по сравнению с контролем; **p=0,0003 по сравнению со всеми другими обработками.

На фигуре 13 показаны интерактивные эффекты икариин (1 нМ) с HMB (5 мкМ), лейцином и ресвератролом на митохондриальный биогенез, измеряемый в виде митохондриальной массы в миотрубочках C2C12. p<0,0001 по сравнению с контролем; **p=0,00013 по сравнению со всеми другими обработками.

На фигуре 14 показаны результаты, полученные во внутрибрюшинном тесте на толерантность к глюкозе у мышей после шести недель содержания на рационе с низким или высоким содержанием жира.

На фигуре 15 показаны эффекты семидневного лечения лейцином или лейцином + икариином на постпрандиальные уровни глюкозы в крови у мышей, содержащихся на рационе с высоким содержанием жира, по сравнению с не подвергнутыми лечению мышами на рационе с низким содержанием жира.

На фигуре 16 показаны эффекты четырнадцатидневного лечения лейцином или лейцином + икариином на постпрандиальные уровни глюкозы в крови у мышей, содержащихся на рационе с высоким содержанием жира, по сравнению с не подвергнутыми лечению мышами на рационе с низким содержанием жира.

На фигуре 17 показаны эффекты четырнадцатидневного лечения лейцином или лейцином + икариином на постпрандиальные уровни инсулина в плазме у мышей, содержащихся на рационе с высоким содержанием жира, по сравнению с не подвергнутыми лечению мышами на рационе с низким содержанием жира.

На фигуре 18 показаны эффекты четырнадцатидневного лечения лейцином или лейцином + икариином на измерения инсулинорезистентности при оценке в гомеостатической модели у мышей, содержащихся на рационе с высоким содержанием жира, по сравнению с не подвергнутыми лечению мышами на рационе с низким содержанием жира.

На фигуре 19 показаны уровни глюкозы в крови в ответ на 1,2 единицы инсулина/кг массы тела после 28-дневного лечения лейцином или лейцином + икариином у мышей, содержащихся на рационе с высоким содержанием жира, по сравнению с не подвергнутыми лечению мышами на рационе с низким содержанием жира.

На фигуре 20 показаны уровни глюкозы в крови через 30-минут в ответ на 1,2 единицы инсулина/кг массы тела после 28-дневного лечения лейцином или лейцином + икариином у мышей, содержащихся на рационе с высоким содержанием жира, по сравнению с не подвергнутыми лечению мышами на рационе с низким содержанием жира.

На фигуре 21 показаны результаты теста на толерантность к глюкозе, измеренные в случае 5-недельного лечения лейцином или лейцином + икариином у мышей, содержащихся на рационе с высоким содержанием жира, по сравнению с не подвергнутыми лечению мышами на рационе с низким содержанием жира.

На фигуре 22 показан рассчитанный интегрированный уровень глюкозы в крови в ответ на нагрузку глюкозой с течением времени, полученный в тесте на толерантность к глюкозе, изображенном на фигуре 21.

На фигуре 23 показаны уровни глюкозы в крови натощак после 6-недельного лечения лейцином или лейцином + икариином у мышей, содержащихся на рационе с высоким содержанием жира, по сравнению с не подвергнутыми лечению мышами на рационе с низким содержанием жира.

На фигуре 24 показаны уровни инсулина натощак после 6-недельного лечения лейцином или лейцином + икариином у мышей, содержащихся на рационе с высоким содержанием жира, по сравнению с не подвергнутыми лечению мышами на рационе с низким содержанием жира.

На фигуре 25 показана оценка инсулинорезистентности в гомеостатической модели после 6-недельного лечения лейцином или лейцином + икариином у мышей, содержащихся на рационе с высоким содержанием жира, по сравнению с не подвергнутыми лечению мышами на рационе с низким содержанием жира.

На фигуре 26 показана масса печени после 6-недельного лечения лейцином или лейцином + икариином у мышей, содержащихся на рационе с высоким содержанием жира, по сравнению с не подвергнутыми лечению мышами на рационе с низким содержанием жира.

На фигуре 27 показаны уровни маркера воспаления C-реактивного белка после 6-недельного лечения лейцином или лейцином + икариином у мышей, содержащихся на рационе с высоким содержанием жира, по сравнению с не подвергнутыми лечению мышами на рационе с низким содержанием жира.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже описано несколько аспектов изобретения со ссылкой на примерные применения для иллюстрации. Следует понимать, что многочисленные конкретные подробности, взаимосвязи и способы приведены для того, чтобы получить полное представление об изобретении. Однако специалист в соответствующей области легко понимает, что изобретение может быть осуществлено на практике без одной или нескольких конкретных деталей или с использованием других способов. Если не указано иное, настоящее изобретение не ограничено проиллюстрированным порядком действий или явлений, так как некоторые действия могут быть осуществлены в другом порядке и/или одновременно с другими действиями или явлениями. Кроме того, не все проиллюстрированные действия или явления, необходимые для осуществления способа согласно настоящему изобретению. Концентрации различных компонентов в описанных композициях являются иллюстративными и как таковые не предназначены для ограничения приведенных концентраций.

В используемом в настоящем описании смысле термин «субъект» или «индивидуум» включает млекопитающих. Не ограничивающие примеры млекопитающих включают человека и мышей, в том числе трансгенных и нетрансгенных мышей. Способы, описанные в настоящей публикации, полезны как в терапии человека, так и в доклиничексих и ветеринарных применениях. В некоторых вариантах субъектом является млекопитающее, и в некоторых вариантах субъектом является человек. Другие млекопитающие включают без ограничения человекообразных обезьян, шимпанзе, орангутанов, мартышек; домашних животных (комнатных животных), таких как собаки, кошки, морские свинки, хомячки, мыши, крысы, кролики и хорьки; домашние сельскохозяйственные животные, такие как коровы, буйволы, бизоны, лошади, ослы, свиньи, овцы и козы; или экзотические животные, обычно находящиеся в зоопарках, такие как медведи, львы, тигры, пантеры, слоны, гиппопотамы, носороги, жирафы, антилопы, ленивцы, газели, зебры, гну, луговые собачки, коалы, кенгуру, панды, большие панды, гимены, тюлени, морские львы и морские слоны.

Термины «вводить», «введенный», «вводит» и «введение» определяют как обеспечение субъекта композицией таким путем, который известен в данной области, включая, но без ограничения, внутривенный, внутриартериальный, пероральный, парентеральный, буккальный, местный, трансдермальный, ректальный, внутримышечный, подкожный, внутрикостный, трансмукозальный или внутрибрюшинный пути введения. В некоторых вариантах настоящей заявки предпочтительным может быть пероральный путь введения.

В используемом в настоящем описании смысле «средство» или «биологически активное средство» относится к биологическому, фармацевтическому или химическому соединению или другому компоненту. Не ограничивающие примеры включают простую или сложную органическую или неорганическую молекулу, пептид, белок, пептидо-нуклеиновую кислоту (ПНК), олигонуклеотид (включая, например, аптамер и полинуклеотиды), антитело, производное антитела, фрагмент антитела, производное витамина, углевод, токсин или химиотерапевтическое соединение. Могут быть синтезированы различные соединения, например, малые молекулы и олигомеры (например, олигопептиды и олигонуклеотиды), и синтетические органические соединения, основанные на различных структурах сердцевины. Кроме того, различные природные источники могут обеспечивать соединения для скрининга, такие как растительные или животные экстракты и тому подобное. Специалист в данной области легко поймет, что нет ограничения средств согласно настоящему изобретению по структурной природе.

Термин «эффективное количество» или «терапевтически эффективной количество» относится к такому количеству соединения, описанного в настоящей публикации, которое достаточно для осуществления предполагаемого применения, включая, но без ограничения, лечение заболевания, которое определено ниже. Терапевтически эффективной количество может варьировать в зависимости от предполагаемого применения (in vitro или in vivo) или субъекта и патологического состояния, подвергаемого лечению, например, от массы и возраста субъекта, тяжести патологического состояния, способа введения и тому подобного, которые легко может определить специалист в данной области. Термин также применим к дозе, которая будет индуцировать конкретный ответ в клетках-мишенях, например, снижение пролиферации или понижающая регуляция активности белка-мишени. Конкретная доза будет варьировать в зависимости от конкретных выбранных соединений, схемы дозирования, которой необходимо следовать, от того, вводят ли ее в сочетании с другими соединениями, от времени введения, ткани, в которую ее вводят и физической системы доставки, в которой она находится.

Термин «энергетический обмен» в используемом в настоящем описании смысле относится к трансформации энергии, которая сопровождает биохимические реакции в организме, включая клеточный метаболизм и биогенез в митохондриях. Энергетический обмен можно оценить количественно, используя различные измерения, описанные в настоящей публикации, например, но без ограничения, потерю массы, потерю жира, чувствительность к инсулину, окисление жирных кислот, утилизацию глюкозы, содержание триглицеридов, уровень экспрессии Sirt 1, уровень экспрессии AMPK, окислительный стресс и биомассу митохондрий.

Термин «изолированный», который применим к данным компонентам, например, ингибитору PDE5, включая, но без ограничения, силденафил и икариин, лейцин и метаболиты лейцина (такие как HMB) и ресвератрол, относится к препарату вещества, лишенного по меньшей мере некоторых других компонентов, которые также могут присутствовать в том случае, когда вещество или сходное вещество встречается в природе или исходно получено из природы. Таким образом, например, изолированное вещество может быть получено с использованием способа очистки, позволяющего обогащать его из исходной смеси. Обогащение можно измерить в абсолютном значении, например, в виде массы на объем раствора, или его можно измерить по отношению ко второму, потенциально мешающему веществу, присутствующему в исходной смеси. Повышаемое обогащение согласно вариантам осуществления изобретения предпочтительно все в более возрастающей степени. Таким образом, 2-кратное обогащение является предпочтительным, 10-кратное обогащение является более предпочтительным, 100-кратное обогащение является более предпочтительным, 1000-кратное обогащение является еще более предпочтительным. Вещество также может быть получено в изолированном состоянии с использованием способа искусственной сборки, такого как химический синтез.

«Модулятор» пути относится к веществу или средству, которое модулирует активность одного или нескольких клеточных белков, картированных в одном и том же конкретном пути сигнальной трансдукции. Модулятор может увеличивать или подавлять активность и/или уровень или картину экспрессии передающей сигнал молекулы. Модулятор может активировать компонент в пути посредством непосредственного связывания с компонентом. Модулятор также может непосредственно активировать компонент в пути за счет взаимодействия с одним или несколькими ассоциированными компонентами. Результаты на выходе пути могут быть измерены в виде уровня экспрессии или активности белков. Уровень экспрессии белка в пути может отражаться в уровнях соответствующей мРНК или связанных факторов транскрипции, а также в уровне белка в субклеточном положении. Например, некоторые белки активируются при перемещении внутрь или из конкретного субклеточного компонента, включая, но без ограничения, ядро, митохондрию, эндосому, лизомому или другую мембранную структуру клетки. Результаты на выходе пути также можно измерить в виде физиологических эффектов, таких как митохондриальный биогенез, окисление жирных кислот или усвоение глюкозы.

«Активатор» относится к модулятору, который влияет на путь таким образом, что увеличивает результат на выходе пути. Активация конкретной мишени может прямой (например, за счет взаимодействия с мишенью) или опосредованной (например, за счет взаимодействия с белком, находящимся выше мишени в пути передачи сигнала, включающего в себя мишень).

Термин «избирательное ингибирование» или «избирательно ингибировать» в связи с биологически активным средством относится к способности средства предпочтительно снижать целевую активность в передаче сигнала по сравнению с внецелевой активностью в передаче сигнала за счет прямого или опосредованного взаимодействия с мишенью.

«Супрессор» может представлять собой модулятор, который влияет на путь таким образом, который снижает результат на выходе пути.

Термин «по существу не содержит» в используемом в настоящем описании смысле относится к композициям, которые имеют менее чем примерно 10%, менее чем примерно 5%, менее чем примерно 1%, менее чем примерно 0,5%, менее чем 0,1% или еще меньше конкретного компонента. Например, композиция, которая по существу не содержит аминокислот с неразветвленными цепями, может иметь менее чем примерно 1% аминокислоты с неразветвленной цепью лизина. Например, по существу отсутствие аминокислоты с неразветвленной цепью может быть подтверждено наличием менее чем 1% аминокислоты с неразветвленной цепью по сравнению с остальной частью аминокислот в данной композиции.

«Субтерапевтическое количество» средства, активатора или терапевтического средства представляет собой количество, которое меньше, чем эффективное количество такого средства, активатора или терапевтического средства, но в том случае, когда сочетание с эффективным или субтерапевтическим количеством другого средства или терапевтического средства может продуцировать требуемый результат вследствие, например, синергии в отношении получаемых в результате эффективных воздействий и/или пониженных побочных эффектов.

«Синергический» или «синергетический» эффект может быть таким, что один или несколько эффектов комбинированных композиций превышают один или несколько эффектов каждого компонента отдельно на сравнимом уровне дозирования, или они могут быть выше, чем предполагаемая сумма эффектов всех компонентов в случае сравнимого уровня дозы, если полагать, что каждый компонент действует независимо. Синергетический эффект может составлять или быть больше, чем примерно 10, 20, 30, 50, 75, 100, 110, 120, 150, 200, 250, 350 или 500% или еще больше, чем эффект, оказываемый на субъекта с использованием одного из компонентов отдельно, или аддитивные эффекты, которые измеряют, когда каждый из компонентов вводят отдельно. Эффектом может быть любой из измеряемых эффектов, описанных в настоящей публикации.

Термины «форма свободной аминокислоты» или «форма отдельной аминокислоты» в используемом в настоящем описании смысле могут относиться к аминокислотам, которые не связаны с другими аминокислотами, например, пептидными связями. Например, «свободный» или «отдельный» лейцин относится к лейцину, не связанному с другими аминокислотами пептидными связями.

Композиции

Композиции согласно настоящему изобретению могут включать избирательные ингибиторы фосфодиэстеразы (PDE). Ингибиторы PDE могут иметь избирательность против одного или нескольких ферментов PDE или мишеней. Например, ингибитором PDE может быть избирательным ингибитором PDE 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9 или 11. Путь сиртуина включает в себя без ограничения такие сигнальные молекулы, как Sirt1, Sirt3 и AMPK. Ингибитор PDE можно сочетать с другим компонентом, который обеспечивает синергетический эф