KATH FRANZISKUS KARL THOMAS (DE)
KATH FRANZISKUS KARL THOMAS (DE)
DE3017372A1 | 1980-11-20 |
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 103, no. 5, 5 August 1985, Columbus, Ohio, US; abstract no. 34603, SHIRAISHI, ATSUSHI ET AL: "Cell wall of Sporobolomyces red yeast" XP002124913
DATABASE WPI Section Ch Week 199723, Derwent World Patents Index; Class B04, AN 1997-252948, XP002124914
1. | Verfahren zur Gewinnung hochmolekularer biologisch aktiver immunmodulierender Polysaccharide aus Hefe Saccharomyces Cerevisiae, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Verfahrensstufe A die Hefezellen durch Einwirkung von Scherkräften mechanisch soweit zerrissen werden, daß die Zellwände vom Zellinneren getrennt sind und daß dann die Zellwandbestandteile von den Bestandteilen des Zellinneren getrennt werden, daß dann in einer zweiten Verfahrensstufe B das in der ersten Verfahrensstufe A gewonnene Zellwandmaterial gereinigt und getrocknet wird und daß dann das Zellwandmaterial in einer dritten Verfahrensstufe C einem enzymatischen Aufschluß unterzogen und das hierbei entstehende wasserunlösliche Glucan durch Zentrifugation als Feststoff und wasserlösliche Mannan im Überstand gewonnen wird. |
2. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der ersten Verfahrensstufe A gewonnene Zellwandmaterial gefriergetrocknet wird. |
3. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der ersten Verfahrensstufe A gewonnenen Zellwandbestandteile durch Zentrifugation von den Bestandteilen des Zellinneren getrennt und vor der Gefriertrocknung gereinigt werden. |
4. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der ersten Verfahrensstufe A gewonnenen Zellwandbestandteile an mikroporösen Membranen von den Bestandteilen des Zellinneren getrennt und durch Waschen vor der Gefriertrocknung gereinigt werden. |
5. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gefriergetrockneten Zellwandbestandteile in einem Puffersystems bei einem pHWert von 3,0 bis 11 bei Temperaturen zwischen 20°C und 50°C über einen Zeitraum von vier bis 30 Stunden mit enzymatischen Aufschlußmitteln zur Reaktion gebracht werden. |
6. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als enzymatisches Aufschlußmittel Proteasen aus Streptomyces griseus und/oder Lyticase (Zymolyase) verwendet werden. |
7. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als enzymatiscnes Aufschlußmittel Enzymcocktails aus Helix pomatia und/oder aus Cytophaga verwendet werden. |
8. | Verfahren nach Anspruch 1 und 2,6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als enzymatisches Aufschlußmittel ein Gemisch aus Enzymen und Enzymcocktails verwendet wird. |
9. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gewonnene wasserunlösliche Glucan chemisch durch Carboxymethylirung, Phosphatierung, Sulfatierung, Sulfonierung, Glycosidierung oder dergleichen in eine ! ös) iche Form gebracht wird. |
10. | Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei dem gewonnenen wasserunlöslichen Glucan durch Einwirkung von Ultraschall die Löslichkeit erhöht und für eine zu behandelnde Person unerwünschte Nebenwirkungen vermindert werden. |
11. | Verfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das gewonnene wasserunlösliche Glucan sowohl chemisch wie auch durch Ultraschall behandelt wird. |
12. | Verfahren nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das gewonnene wasserunlösliche Glucan bei unterschiedlichen Temperaturen behandelt wird. |
13. | Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Autoklavieren des wasserunlöslichen Glucans kurzzeitig bei Temperaturen bis 200 C erfolgt. |
14. | 3 Verfahren nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß das Autoklavieren des wasseruniöslichen Glucans länger als 5 min bei Temperaturen bis 150 C erfolgt. |
15. | 5 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Glucan in einem Lösungsmittel DMSO einem Dehnströmungsvorgang unterworfen wird. |
16. | 6 Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Glucan durch eine Lochblende, eine poröse Kugelschüttung, eine Rollenmühle oder eine Einrichtung für eine Kapillarströmung geführt wird. |
Die Bedeutung des Immunsystems zur Abwehr von Krankheiten in menschlichen und tierischen Organismen ist bekannt. Es ist ferner allgemein bekannt, daß es in der Zellwand von Hefe Polysaccharide gibt, die in tierischen und menschlichen Organismen immunstimulierend wirken und zur Abwehr von Krankheiten eingesetzt werden können.
Diese Polysaccharide sind Mannan und Glucan. Das Mannan, bestehend aus 1,2-, 1,3- und 1,6-a-glykosidisch verknüpften Mannose-Einheiten, ist an eine Protein-Matrix gebunden und sitzt auf der äußeren Zellwand der Hefezelle, während das Glucan 1,3-ß- glykosidisch verknüpft ist mit wenigen 1,6-ß-glykosidischen Seitenketten und sich in der inneren Zellwand befindet. Zur Isolierung dieser beiden Polysaccharide wurden zahlreiche Verfahren entwickelt, bei denen durch Einwirkung von Säuren und Laugen die beiden Zellwandkomponenten getrennt werden. Bei diesen herkömmlichen Verfahren sind jedoch viele Verfahrensschritte erforderlich und darüber hinaus wird die native Struktur der Zellwand-Polysaccharide beschädigt, so daß die immunabwehrfördernden Effekte beeinträchtigt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Verfahren der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß bei einer Verminderung der erforderlichen Verfahrensschritte ein optimaler immunmodulierender Effekt erzielt wird.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Nach der Erfindung wird gegenüber den herkömmlichen sauren und alkalischen Extraktionen bei der Isolierung der Polysaccharide eine Degradation vermieden, da durch den Einsatz von Enzymen extreme pH-Werte vermieden werden. Außerdem wird die Anzahl der erforderlichen Verfahrensschritte deutlich reduziert. Gemäß der Erfindung werden zunächst über einen mechanischen Zellaufschluß die Zellwände vom Zellinneren abgetrennt und die erhaltenen Zellwandabschnitte gereinigt und getrocknet.
Vorteilhaft ist eine Gefriertrocknung. Es ist aber auch die Anwendung anderer Gefrierverfahren möglich. Dann erfolgt eine Einwirkung von technischen
Enzymen auf die isolierten Zellwandabschnitte der Hefe Saccharomyces Cerevisiae, wodurch die Substanzen rein isoliert werden können. Man erhält sowohl Mannan als auch Glucan, welche direkt für immunstimulierende Zwecke z. B. in Hautcremes eingesetzt werden können. Da das Glucan in Wasser unlöslich ist, kann es durch chemische Umsetzungen in wasserlösliche Derivate überführt werden. Hierzu sind zahlreiche Derivatisierungsmethoden bekannt. Es können spezielle Mannan- Komponenten isoliert werden, die Molmassen im Bereich von 20.000 bis 400.000 g/mol haben, eine spezifische, immunmodulierende Reaktion zeigen und dabei aber nicht cytotoxisch wirken. Diese Mannan-Komponenten können unter Umständen auch zur Bekämpfung von Asthma-Erkrankunen genutzt werden, da sie in in vitro Tests eine immunsuppressive Wirkung zeigten. Zur Isolierung der Polysaccharide können vorteilhaft kommerzielle Enzyme eingesetzt werden, wie Protease (SIGMA-ALDRICH), Pronase (MERCK), beide aus Streptomyces griseus, Lyticase, auch Zymolyase genannt (SIGMA-ALDRICH), wie auch Enzymcocktails aus Helix pomatia und aus Cytophaga (MERCK). Es ist aber auch die Verwendung anderer geeigneter Enzyme oder Enzymcocktails möglich.
Der Vorteil der enzymatischen Isolierung von Hefeinhaltsstoffen besteht darin, daß Glucanderivate und Mannan bereits ohne Dosis-Wirkungsoptimierung wirksam sind und dies sogar im in vivo Test zur Überprüfung der Anti-Tumoraktivität. Ein Tumor wächst auch nach erneuter Inkubation nicht wieder an. Durch Anwendung der Glucanderivate und Mannan besteht auch keine Toxizität, bzw. nur eine geringe Toxizität.
Das nach der Erfindung gewonnene Mittel kann vielfältig angewandt werden.
Für die Wundheilung ist es möglich, das Mittel rein physikalisch als feuchtigkeitsspeichernde Abdeckung und bei offenen Wunden zur Aktivierung von Immunzellen zu verwenden. Ferner wirkt das Mittel gegen pathogene Bakterien und Viren. Außerdem hat das erfindungsgemäße Mittel eine regulierende Wirkung auf Autoimmunkrankheiten wie z. B. Asthma und Epilepsie.
Die Anwendung kann über Salben, Emulsionen, Gellösungen, durch Spritzen oder Mikroverkapselung, oral durch Pillen oder Lösungen oder intramuskulär z. B. durch Spritzen in die Bauchhöhle oder intravenös erfolgen, was ein höchstes Wirkungspotenzial hat. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Mittels ist möglich bei HIV- lnfektionen, Tumoren sowohl bei Menschen wie auch Tieren, Tuberkulose, akuter Sepsis, Bakterien, Pilze, gesteigerter Interferonproduktion, zur Steigerung der Leukozytenzahl, zur Wundheilung wie z. B. zum Schutz vor Strahlenschäden und
Infektionen und darüber hinaus zur Erhöhung der Transpiantationsimmunität, zur Bekämpfung von Trauma, zur Erhöhung von Blutbildung und zur Impfunterstützung.
Ferner ist ebenso eine umfangreiche Anwendung bei Tieren zur Immunförderung möglich.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Verfahrensabläufe näher erläutert.
Die Hefezellen 1 werden in der ersten Verfahrensstufe A durch Einwirkung von Scherkräften mechanisch zerrissen, so daß die Zellwände vom Zellinneren getrennt werden. Hierzu wird ein Mahlbehälter 2 mit einer Suspension aus Hefezellen und Glasperlen gefüllt und in z. B. einer Schwingmühle 3 rnit hoher Frequenz geschüttelt. Als Glasperlen werden vorzugsweise solche mit einem Durchmesser von 0,75-1,5 mm verwendet. Die Frequenz der Schwingmühle 3 beträgt z. B. 1600 s. Das so gewonnene Zellwandmaterial 4 wird dann in einer weiteren Verfahrensstufe B durch Zentrifugation gereinigt oder aber an mikroporösen Membranen durch Waschen gereinigt. Das so aufbereitete Zellwandmaterial 4 wird dann gefriergetrocknet. In der dann folgenden Verfahrensstufe C wird das Zellwandmaterial 4 einem enzymatischen Aufschluß unterzogen. Spezifische Enzyme wie Pronase oder Glucanase oder spezifische Enzymcocktails wie Zymolyase, Cytophaga, Helicase oder Cellulase zerstören in der äußeren Zellwand des Zellwandmaterials 4 die Proteinmatrix und setzen lösliches Mannan 5 frei. Das unlösliche Glucan 6 wird durch Zentrifugation abgetrennt und gesondert aufbereitet. Das Mannan 5 kann durch Dialyse oder chromatographisch gereinigt werden.
Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben : 1. Ausführungsbeispiel 5,0 g Flefezellwände aus dem mechanischen Aufschluß wurden in 115 mi Trispuffer Lösung (Tri (hydroxymethyl) aminoethan, mit Salzsäure auf pH = 7,5 eingestellt) suspendiert und auf 37,0°C temperiert. 10,6 mg Pronase E (Streptomyces griseus, Fa.
MERCK) wurden in 5 ml Puffer-Lösung gelöst und zum Reaktionsgemisch hinzugegeben. Nach sechs Stunden wurde der Feststoff abzentrifugiert und der Überstand dialysiert. Nach Gefriertrocknung erhielt man Mannan aus dem Überstand, während im Feststoff 2,9 g Glucan zu finden sind.
2. Ausführungsbeispiel 1,55 g Hefezellwände aus dem mechanischen Aufschluß wurden in 60 ml Trispuffer- Lösung (Tri (hydroxymethyl) aminoethan, mit Salzsäure auf pH = 7,5 eingestellt) suspendiert und auf 37,0°C temperiert. 462 mg Protease (Streptomyces griseus, Fa.
SIGMA) wurden in 5 ml Puffer-Lösung gelost und zum Reaktionsgemisch hinzugegeben. Nach 6,5 Stunden wurde der Feststoff abzentrifugiert und der Überstand dialysiert. Nach Gefriertrocknung erhielt man 352 mg Mannan aus dem Überstand, während im Feststoff 522 mg Glucan zu finden sind.
Das gewonnene wasserunlösliche Glucan kann chemisch durch Carboxymethylirung, Phosphatierung, Sulfatierung, Sulfonierung, Glycosidierung oder dergleichen in eine lösliche Form gebracht werden. Bei dem gewonnenen wasserunlöslichen Glucan kann durch Einwirkung von Ultraschall die Löslichkeit und dadurch die Bioverfügbarkeit erhöht und für eine zu behandelnde Person unerwünschte Nebenwirkungen verhindert werden.
Es ist auch möglich, das gewonnene wasserunlösliche Glucan sowohl chemisch, wie auch durch Ultraschall zu behandeln. Ferner ist es möglich, das gewonnene wasserunlösliche Glucan bei unterschiedlichen Temperaturen zu behandeln. Kurzzeitig kann das Autoklavieren des wasserunlöslichen Glucans bei Temperaturen bis 200 C erfolgen. Bei einer Zeit des Autoklavierens des wasserunlöslichen Glucans länger als 5 min kann dies bei Temperaturen bis 150 C erfolgen. Das wasserlösliche Glucan kann auch in einem Lösungsmittel DMSO einem Dehnströmvorgang unterworfen werden.
Hierzu ist es möglich, daß das wasserlösliche Glucan durch eine Lochblende, eine poröse Kugelschüttung, eine Rollenmühle oder eine Einrichtung für eine Kapillarströmung geführt wird.