PL B1. Preparat zawierający maślan sodu i zastosowanie preparatu zawierającego maślan sodu

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (54) (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: Preparat zawierający maślan sodu i zastosowanie preparatu zawierającego maślan sodu (13) B1 (51) Int.Cl. A61K 31/19 ( ) A61K 36/896 ( ) A61K 47/14 ( ) A61P 1/04 ( ) A61P 35/00 ( ) Opis patentowy przedrukowano ze względu na zauważone błędy (73) Uprawniony z patentu: BIOLEK SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Warszawa, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 16/08 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 03/14 (72) Twórca(y) wynalazku: KATARZYNA BORYCKA, Warszawa, PL ADAM KICIAK, Warszawa, PL ANNA MARIA KOTUNIA, Warszawa, PL PAWEŁ ANDRZEJ MICHAŁOWSKI, Michałów Grabina, PL JOSE LUIS VALVERDE PIEDRA, Dys, PL ROMUALD ZABIELSKI, Warszawa, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Andrzej Witek

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest preparat zawierający maślan sodu i zastosowanie preparatu zawierającego maślan sodu do wytwarzania środka leczniczego do leczenia chorób wewnętrznych u ludzi. Preparat, według wynalazku, ma za zadanie wywieranie korzystnego wpływu na komórki nabłonka jelitowego oraz inne populacje komórek ściany jelita przez pobudzanie ich wzrostu i/lub dojrzewania, a także wywieranie hamującego wpływu na proliferację komórek nowotworowych, przez co ma prowadzić do odbudowy chorobowo zmienionej ściany jelita człowieka. Z uwagi na swoje właściwości, preparat może być stosowany u ludzi, jako lek wspomagający w leczeniu ostrych i przewlekłych stanów zapalnych jelita o różnej etiologii oraz w terapii nowotworów jelita grubego. Stan wiedzy: Krótko-łańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA - short-chain fatty acids) są głównym produktem końcowym fermentacji bakteryjnej, oraz głównym źródłem anionów w jelicie grubym człowieka i ssaków. Należą do nich: kwas octowy, kwas propionowy, kwas masłowy, kwas mlekowy, kwas mrówkowy, kwas walerianowy, kwas bursztynowy, kwas kapronowy i inne. W jelicie grubym ssaków octan, propionian i maślan stanowią 83% wszystkich SCFA (Nyman i wsp., 1982; Demigné i wsp., 1985; Rechkemmer i wsp., 1988). Całkowite stężenie SCFA w świetle jelita waha się od 60 do 150 mmol/kg, a proporcje poszczególnych kwasów (60:25:15, octan: propionian: maślan) pozostają stałe w całym jelicie. Stężenie kwasu masłowego w jelicie wykazuje znaczne wahania w porównaniu ze stężeniami innych kwasów. SCFA są szybko wchłaniane w jelicie grubym, gdzie stymulują wchłanianie zwrotne wody i sodu. Są metabolizowane w nabłonku jelita, wątrobie i mięśniach, w nieznacznych ilościach wydalane z kałem, nieobecne w moczu. Jednym z najsilniejszych efektów SCFA jest ich troficzne działanie na nabłonek jelitowy. Największą rolę pełni tu kwas masłowy, kwas octowy i propionowy wykazują słabsze działanie (Salminen i wsp., 1998). Poza efektem troficznym SCFA odgrywają istotną rolę w utrzymaniu ph i obronie błony śluzowej jelita przed inwazją mikroorganizmów. Kwas masłowy, kwas butanowy (CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH), nasycony kwas karboksylowy, oleista ciecz o silnym zapachu zjełczałego masła, o temperaturze wrzenia 163 C, mieszająca się z wodą i z alkoholem. Maślan sodu jest solą sodową kwasu masłowego charakteryzującą się stałym stanem skupienia, większą stabilnością cząsteczki i znacznie mniej przykrym zapachem niż kwas masłowy. W roztworze wodnym maślan sodu łatwo dysocjuje do kwasu masłowego. Kwas masłowy jest produktem bakteryjnej fermentacji węglowodanów w żwaczu zwierząt przeżuwających, okrężnicy zwierząt wszystkożernych (np. świni domowej) a także jelicie grubym człowieka. Do bakterii produkujących kwas masłowy należą głównie bakterie fermentujące cukry, jak: Clostridium spp., Eubacterium spp., Fusobacterium spp., Butyrivibrio spp. Kwas masłowy jest selektywnie transportowany ze światła okrężnicy przez błonę komórkową do kolonocytów przez aktywowany ph, elektroobojętny system wymiany anionów (Ritzhaupt i wsp., 1998), zarówno na drodze transportu aktywnego, jak i biernego (Charney i wsp. 1998, Hadjiagapiou i wsp. 2000). W warunkach in vitro maślan sodu indukuje różnicowanie enterocytów rąbka szczoteczkowego, zmiany na powierzchni mikrokosmków oraz sekrecję mucyn. Wpływa na resorpcję sodu i wody (Holtug i wsp., 1992; Binder i wsp., 1989) oraz stanowi istotne źródło energii dla kolonocytów (Schappeach i wsp., 1992; Firmansyah i wsp., 1989; Reodriger, 1980). W badaniach in vivo u prosiąt wywołuje silny efekt troficzny na błonę śluzową jelita cienkiego po podaniu per os (Kotunia i wsp., 2004). Zwiększa lokalny przepływ krwi i stymuluje motorykę przewodu pokarmowego. Wywiera także wpływ cytoprotekcyjny i przeciwzapalny na komórki błony śluzowej żołądka i jelit (Andoh i wsp.,1999; Pander i wsp., 2000; Chapman i wsp., 1994) oraz pobudza procesy eliminacji i hamowania wzrostu komórek nowotworowych (McIntyre i wsp., 1993; Aviv-Green i wsp., 2002; Velazquez i wsp.,1996; Hassing i wsp.,1997; Witehead i wsp., 1986). Klinicznie, maślan stosowany jest u pacjentów z zespołem krótkiego jelita, po rozległych resekcjach jelita cienkiego (z powodu niedokrwienia lub zapalenia), podczas długotrwałego żywienia pozajelitowego i dojelitowego, a także po radioterapii w celu pobudzenia procesów adaptacyjnych w nabłonku jelita (Jeppesen i wsp., 2002, Thompson i wsp. 1996). Mimo ograniczonej liczby randomizowanych badań oceniających efekty działania SCFA w przebiegu nieswoistych chorób zapalnych jelit, wielokrotnie obserwowano znaczne ograniczenie objawów choroby (Kanauchi i wsp., 2001; Kanauchi i wsp., 2002) oraz zmniejszenie nasilenia procesu zapalnego w jelicie w wyniku podawania maślanu, zarówno w przebiegu choroby Crohna, jak i wrzo-

3 PL B1 3 dziejącego zapalenia jelita grubego (Galvez i wsp., 2005). Maślan znajduje także zastosowanie w leczeniu nieswoistego zapalenia zbiornika jelitowego po proktokolektomii z zespoleniem krętniczoodbytowym (Welters i wsp., 2002). Wydaje się, że ma też swoje miejsce w leczeniu diversion colitis - zanikowego zapalenia błony śluzowej jelita wyłączonego z pasażu. W badaniach pacjentów z wyłączonym fragmentem jelita po operacji Hartmanna, obserwowano ustąpienie objawów diversion colitis po zastosowaniu wlewek z SCFA (Mortensen i wsp., 1991; Guillemot i wsp., 1991; Eggenberger i wsp., 2001). Wpływ SCFA na skład mikroflory jelitowej ma zasadnicze znaczenie dla utrzymania prawidłowej struktury, funkcji i integralności jelita. Mikroflora i zdrowa śluzówka jelita stanowią skuteczną barierę przed inwazją patogenów bakteryjnych. Obecność bakterii produkujących SCFA hamuje rozwój bakterii z rodzajów Escherichia coli, Campylobacter i Salmonella (Chen i wsp., 2005), zarówno na drodze współzawodnictwa o miejsce kolonizacji, jak i sekrecji molekuł antybakteryjnych i pobudzanie układu immunologicznego. W badaniach na modelach królików zakażonych pałeczkami z rodzaju Shigella (Rabbani i wsp., 1999) wykazano że SCFA wykazują działanie antybakteryjne. Po podaniu zwierzętom mieszaniny SCFA (octan, propionian, n-maślan; 60:30:40 mm), zaobserwowano znaczną redukcję zawartości krwi i śluzu w kale, zmniejszenie przekrwienia śluzówki, nacieków komórkowych i zmian martwiczych oraz znaczną redukcję liczby pałeczek Shigella w okrężnicy. Zaburzenia składu flory jelitowej uważane są też za przyczynę biegunek występujących w przebiegu antybiotykoterapii (Young i wsp., 2004). W ostatnich badaniach wykazano ścisły związek między obecnością biegunki związanej ze stosowaniem antybiotyku a obniżeniem w świetle jelita liczby bakterii produkujących maślan (Bartlett i wsp., 2002), co sugeruje znaczący udział maślanu wody w utrzymaniu prawidłowej funkcji jelit. Jedną z wielu fizjologicznych właściwości SCFA jest pobudzanie wchłaniania zwrotnego i sodu w jelicie. W badaniach na modelach zwierzęcych i ludzkich liniach komórkowych wykazano, że mechanizm działania SCFA polega na pobudzaniu ekspresji białek i aktywności pompy jonowej Na + /H - kolonocytów. SCFA pełnią ważną rolę regulacyjną i ochronną w stanach biegunkowych o różnej etiologii. W badaniach na modelach zwierzęcych zakażonych toksyną cholery, wykazano znaczną skuteczność maślanu w ograniczaniu jelitowego wydzielania wody, sodu, chloru i potasu (Rabbani i wsp., 1999). Potwierdzają to obserwacje kliniczne pacjentów z cholerą, u których podawanie włókien, zwiększających jelitowe stężenie SCFA, znacznie redukowało jelitową utratę wody i elektrolitów (Ramakrishna i wsp., 2000) łagodząc objawy choroby. SCFA pełnią też ważne funkcje w przebiegu biegunek bakteryjnych i wirusowych, stymulując nabłonkowe mechanizmy obronne poprzez wpływ na receptory typu Toll (Toll-like receptors), a także poprzez wpływ na produkcję interleukiny-10 (Il-10) i interferonu γ (IFNy) oraz pobudzanie produkcji immunoglobulin A (IgA) (Roller i wsp., 2004; Zapolska-Downar i wsp., 2004). W licznych badaniach wykazano, że biegunki, obserwowane często w przebiegu długotrwałego żywienia dojelitowego są konsekwencją zmian atroficznych śluzówki jelita i zaburzeń mikroflory - wynikających z niedoboru SCFA (Schneider i wsp., 2005; Schneider i wsp., 2000). Podobne obserwacje uzyskano w badaniach klinicznych u dzieci leczonych przewlekle dojelitowo z powodu choroby Crohna (Lionetti i wsp., 2005). Kwasy tłuszczowe, w tym kwas masłowy, są głównym źródłem energii dla komórek błony śluzowej okrężnicy (Reodriger, 1980), a ich rola rośnie wraz z długością okrężnicy - jest największa dla kolonocytów w dystalnej części okrężnicy. Teoretycznie, maślan może zapewnić 80% energii niezbędnej kolonocytom i 5-10% całkowitego zapotrzebowania energetycznego ustroju. Podczas głodówki lub w niedoborach żywieniowych błona śluzowa okrężnicy staje się znacznie bardziej wrażliwa, a jelitowe zasoby energetyczne stają się szczególnie ważnym elementem w przemianach energetycznych. Scheppach i wsp. (1994) zasugerowali, iż brak jelitowych czynników odżywczych może upośledzać morfologię (atrofia, zapalenia błony śluzowej okrężnicy) i funkcje (absorpcja sodu, bariera jelitowa) komórek nabłonka okrężnicy. Silny efekt troficzny kwasu masłowego na błonę śluzową jelita cienkiego obserwowano także u zwierząt eksperymentalnych (Kotunia i wsp., 2004, Guilloteau i wsp., 2004). Kwas masłowy odgrywa ważną rolę w proliferacji nabłonka i wzroście śluzówki okrężnicy. Obniżenie jelitowego stężenia kwasu masłowego prowadzi do atrofii śluzówki okrężnicy, co tłumaczy się ograniczeniem dostępnych substratów dla kolonocytów (Sakata, 1987; Janne i wsp., 1977). Podanie maślanu do światła okrężnicy indukuje regenerację śluzówki, wzrost masy ciała, wzrost syntezy DNA i głębokości krypt jelitowych (Kripke i wsp., 1989). U szczura w modelu in vivo, zarówno dożylny, jak i dookrężniczy wlew SCFA istotnie redukował atrofię śluzówki spowodowaną długotrwałym żywieniem

4 4 PL B1 pozajelitowym (TPN, total parenteral nutrition) (Koruda i wsp., 1990). Inne badania in vivo u szczurów utrzymywanych na TPN wykazały, że infuzja mieszanki SCFA (60:25:15, octan: propionian: maślan) do początkowego odcinka okrężnicy powoduje istotny wzrost grubości błony śluzowej i zawartości DNA (Friedel i wsp., 1992). Wśród badanych SCFA, stężenie kwasu masłowego w świetle okrężnicy najsilniej koreluje z tempem proliferacji komórek, co wskazuje na jego główną rolę, jako źródła energii dla nabłonka okrężnicy. Badania in vitro na ludzkich komórkach śluzówki okrężnicy potwierdziły efekt troficzny propionianu i maślanu (10 mmol/l) na nabłonek jelita u ludzi (Scheppach i wsp., 1992). Skuteczność SCFA, jako silnego czynnika stymulującego odbudowę śluzówki jelita wykazano także klinicznie u pacjentów po rozległych resekcjach jelita (Jeppesen i wsp., 2002; Thompson i wsp., 1996). Odtworzenie funkcji jelita stymulowane przez SCFA dodane do TPN, odbywa się na drodze regulacji ekspresji genów, podobnie jak w fizjologicznej odpowiedzi śluzówki na obecność SCFA w świetle jelita. Wysokie stężenie kwasu masłowego, osiągane w procesie fermentacji nierozpuszczalnego włókna pokarmowego, lub po doodbytniczym podaniu maślanu może powstrzymać wczesne i późne etapy onkogenezy w okrężnicy poprzez kontrolę transkrypcji oraz ekspresję i aktywację kluczowych białek kaskady apoptotycznej (Aviv-Green i wsp., 2002). Mechanizm hamowania onkogenezy przez kwas masłowy tłumaczy się jego wpływem na różnicowanie komórek, cykl komórkowy i apoptozę (Aviv-Green i wsp., 2000). Maślan powoduje spowolnienie rozwoju komórek nowotworowych w warunkach in vitro. Aby określić skuteczność działania maślanu in vivo, badano zależność między rozwojem nowotworu, a stężeniem maślanu w okrężnicy na modelu raka jelita grubego wywołanego 1,2 dimetylohydrazyną u szczurów (McIntyre i wsp., 1993). Różne stężenia maślanu w okrężnicy uzyskiwano przez karmienie szczurów różnymi rodzajami włókna pokarmowego: otręby pszenne, otręby owsiane i gumę guarową. Wykazano, że dodatek otrąb pszennych i gumy guarowej jest skorelowany z niskim poziomem kwasu masłowego w dystalnej części okrężnicy, podczas gdy otręby owsiane powodują istotny wzrost poziomu kwasu masłowego. Wykazano, że włókno pokarmowe dające wysokie stężenie kwasu masłowego zabezpiecza jelito grube przed nowotworem, podczas gdy włókno rozpuszczalne nie wykazuje działania protekcyjnego. W badaniach in vitro na liniach komórek nowotworowych wykazano hamujący wpływ maślanu (1 mmol/l, dawka nietoksyczna dla komórki) na syntezę DNA, przy minimalnym hamowaniu syntezy RNA i białka oraz zahamowanie cyklu komórkowego w fazie G1. Stwierdzono, że efekt działania maślanu jest zależny od dawki. Maślan hamuje proliferację komórek nowotworowych (linii LIM-1215) w stężeniu 1-10 mmol/l (Withehead i wsp., 1986). W stężeniu 1 mmol/l, czas podwajania liczby komórek rośnie z 26 do 72 godzin, a skuteczność klonowania spada z 1,1% do 0,05%. Podobnych efektów nie obserwowano po podaniu innych kwasów tłuszczowych. Usunięcie maślanu gwałtownie przywraca efekt proliferacyjny. Podobne wyniki uzyskano w badaniach in vivo. Velázquez i wsp. (1996) wykazali hamujący efekt maślanu na rozwój komórek raka jelita grubego u myszy. Hamujący efekt maślanu na komórki nowotworowe obserwowany w hodowlach kultur tkankowych sugeruje, że działanie przeciwnowotworowe maślanu polega na pobudzaniu różnicowania komórek, hamowaniu cyklu komórkowego i indukcji apoptozy transformowanych kolonocytów. Kwas masłowy hamuje aktywność enzymu deacetylazy histonowej (HDAC), prowadząc do aktywacji (up-regulation) inhibitorów kinaz p21/cip1/waf1 (Hassig i wsp., 1997), obniżenia poziomu ekspresji cyklin B1 (CB1) (Hinnebusch i wsp., 2002) i zahamowania cyklu komórkowego. Cyklina B1 jest czynnikiem krytycznym dla normalnego wzrostu komórek, a jej poziom jest znacznie podwyższony u pacjentów z rakiem okrężnicy (Wang i wsp., 1997). Możliwe, iż przeciwnowotworowa aktywność SCFA ma związek z hamowaniem CB1. W badaniach błony śluzowej jelita grubego pacjentów o zwiększonym ryzyku zachorowania na raka okrężnicy oceniano wpływ maślanu na proliferację komórkową. W komórkach nabłonka okrężnicy o pierwotnie przednowotworowym typie proliferacji (z przesunięciem strefy proliferacji w górne 40% krypty jelitowej) stwierdzono znaczące obniżenie proliferacji komórek krypt okrężnicy w górnej części krypt i pobudzenie proliferacji w dolnej części krypty (60%), to jest w strefie fizjologicznej proliferacji komórek krypt (Scheepach i wsp., 1992). Podczas transformacji nowotworowej znacznie spada ekspresja fosfatazy alkalicznej, enzymu rąbka szczoteczkowego, uznanej za istotny marker różnicowania komórek. Niską ekspresję hydrolaz rąbka szczoteczkowego obserwuje się w gruczolakorakach, co sugeruje upośledzenie procesu różnicowania we wczesnym etapie karcinogenezy (Young i wsp., 1992). W 10 spośród 14 badanych linii

5 PL B1 5 komórkowych raka okrężnicy maślan wzmagał syntezę specyficznej ludzkiej łożyskowej fosfatazy alkalicznej PLAP (human placenta-like alkaline phosphatase) 2-13-krotnie. Zaobserwowano znaczącą korelację między indukcją fosfatazy alkalicznej, a stopniem morfologicznego zróżnicowania komórek. Badania na kulturach komórek raka okrężnicy (LIM-1215) inkubowanych z maślanem (1 mmol/l) wykazały wzrost aktywności fosfatazy alkalicznej o 600%. Zarówno proliferacja jak i wzrost aktywności fosfatazy alkalicznej pojawiały się w tym samym czasie w badanych kulturach (LIM-1215), sugerując zależność między wpływem maślanu na różnicowanie się komórek a efektem antyproliferacyjnym (Whitehead i wsp., 1986). W komórkach nowotworowych okrężnicy człowieka (HCT-116), maślan (2 mmol/l przez 96 godzin) powoduje wzrost ekspresji receptora EGF, co wiąże się z bardziej zróżnicowanym fenotypem niektórych klonów komórek (Nathan i wsp., 1990). Wpływ maślanu na ekspresję receptora EGF może odgrywać istotną rolę w procesie kontroli wzrostu nowotworowo zmienionych kolonocytów. Komórki raka okrężnicy wydzielają urokinazę. Jej aktywność jest większa na powierzchni guzów o większej inwazyjności. Wykazano, że maślan hamuje sekrecję urokinazy w komórkach raka okrężnicy (LIM-1215) (Gipson i wsp., 1994; Gipson i wsp., 1998), co może mieć wpływ na ograniczenie zdolności nowotworów do inwazji i przerzutowania. Wzrost, różnicowanie, a także migracja, adhezja i zdolność do przerzutowania komórek nowotworowych zależą między innymi od działania lamininy, glikoproteiny błony podstawnej. Poziom ekspresji receptorów dla lamininy jest tym wyższy, im niższy jest stopień zróżnicowania i większy potencjał przerzutowania nowotworu. Maślan pobudza różnicowanie komórek nowotworowych okrężnicy człowieka (HT-29) prawdopodobnie przez ograniczenie ich adhezji do lamininy (Wilson i wsp., 1992), wpływając w ten sposób na wzrost i zróżnicowanie nowotworu. Badania in vitro na komórkach gruczolaków i gruczolakoraków jelita grubego człowieka wykazały zdolność maślanu do pobudzania apoptozy (Hague i wsp., 1993). Maślan sodu w stężeniu fizjologicznym indukował apoptozę w dwóch liniach komórkowych gruczolaków (RG-C2, AA-Ci) i w komórkach rakowych (PC/J/W/F1). Ponieważ ucieczka komórek przed indukcją programowanej śmierci jest istotnym elementem karcinogenezy, maślan może okazać się ważnym regulatorem tego procesu. Mechanizm jego działania jest złożony i polega na indukcji aktywności kaspazy-3 oraz zwiększaniu ekspresji białka Bak (Aviv-Green i wsp., 2002). Wykazano, że maślan może indukować apoptozę niezależnie od ścieżki sygnalnej Jak/STAT (Rabelo i wsp., 2003). Badania Hinnenbuscha i wsp. (2002) wykazały, że inne SCFA, jak propionian i walerianian, nie wykazują efektu apoptotycznego obserwowanego w przypadku maślanu. Wykazano także, iż octan, propionian i walerianian (Hague i wsp. 1995; Le Leu i wsp., 2002) mogą indukować apoptozę, nie jest ona jednak tak nasilona jak w przypadku maślanu. Możliwe, iż maślan ma wysoką specyficzność w stosunku do jednego z izozymów deacetylazy histonowej, pełniącego ważną rolę w indukcji apoptozy (Hinnebusch i wsp., 2002). Badania Clausa i wsp. (2003), wykazały iż maślan wywołuje zahamowanie apoptozy w komórkach krypt jelitowych in vivo u świni. Ten antyapoptotyczny efekt maślanu przeczy indukcyjnemu działaniu maślanu na apoptozę, widocznemu w obserwacji klinicznej u ludzi. Ten ostatni efekt, jakkolwiek badany głównie in vitro wydaje się być ograniczony do komórek przekształconych nowotworowo. Różny wpływ maślanu na prawidłowe i nowotworowe komórki nabłonka jelitowego, określany jest jako paradoks" maślanu. Za różnice mogą odpowiadać różne profile metaboliczne w normalnych i nowotworowo zmienionych kolonocytach. Według White'a (1992) komórki raka okrężnicy w warunkach in vivo przechodzą z metabolizmu tlenowego na beztlenowy. Brak całkowitej oksydacji maślanu może prowadzić do wysokiego wewnątrzkomórkowego stężenia produktów pośrednich przemiany materii, powodujących zmianę ph. Wzrost wewnątrzkomórkowego ph może pobudzać lub hamować ekspresję genów w porównaniu do normalnych komórek (Isfort i wsp., 1993). Alternatywnie zmutowane białka w nowotworowych kolonocytach mogą wykazywać specyficzne powinowactwo do maślanu. Podobnie, w normalnych kolonocytach w różnym stadium proliferacji czy różnicowania mogą ulegać ekspresji różne izotypy białek regulatorowych o różnym wewnętrznym powinowactwie do maślanu. Badania Pander i wsp. (2000) wykazały, że maślan ogranicza zdolność komórek nowotworowych do przerzutowania. U podłoża tego procesu leży jego zdolność do wpływania na syntezę stromelizyny-1, metaloproteinazy (MMP) odpowiedzialnej za degradację białek zrębu łącznotkankowego ścian naczyń. Uszkodzenie ściany naczynia umożliwia migrację komórek nowotworowych i prowadzi do powstawania przerzutów. Różne MMP odgrywają rolę w rozwoju raka jelita grubego

6 6 PL B1 oraz chorób nienowotworowych, jak choroba Crohna i wrzodziejące zapalenie jelita grubego (Kołomecki, 2000). Maślan reguluje molekularny mechanizm ekspresji MMP. Może to być jeden ze sposobów regulacji w jaki środowisko światła jelita modulowane przez dietę wpływa na zapalenie w przewodzie pokarmowym. Komórki nabłonka jelitowego tworzą fizyczną barierę, szczelnie odgradzającą światło przewodu pokarmowego od środowiska wewnętrznego organizmu. Wzrasta jednak liczba dowodów na to, że komórki nabłonka wykazują aktywność w inicjowaniu i podtrzymywaniu procesów zapalnych w jelicie. Zarówno nowotworowe i prawidłowe komórki nabłonka jelitowego mają zdolność odpowiedzi na interleukinę-1 (IL-1), interleukinę-8 (IL-8) i inne cytokiny. Procesy te były przedmiotem wielu badań mających na celu opracowanie strategii leczenia przeciwzapalnego chorób jelit. Böcker i wsp. (2003) wykazali w badaniach in vitro i in vivo, że maślan wywiera korzystny immunoregulacyjny wpływ na komórki nabłonka jelitowego i inne populacje komórek śluzówki przez modyfikowanie ekspresji ich genów. Mechanizm jego działania opiera się na hamowaniu aktywności deacetylazy histonowej. Wlewka doodbytnicza z maślanu u pacjentów cierpiących na wrzodziejące zapalenie jelita grubego dawała pozytywne efekty, ze względu na przeciwzapalne działanie maślanu na docelowe populacje komórek nabłonka jelitowego. Badając mechanizm przeciwzapalnego działania maślanu (Akira Andoh i wsp., 1999) testowano in vitro wpływ maślanu sodu na sekrecję IL-8. IL-8 jako silny czynnik chemotaktyczny, pobudza napływ komórek nacieku zapalnego i potęguje lokalną odpowiedź zapalną. Wiadomo, że komórki nabłonka jelitowego są miejscem lokalnej syntezy IL-8, stymulowanej przez TNF-. Autorzy wykazali, że maślan-sodu, zależnie od dawki, ma zdolność redukowania odpowiedzi zapalnej nabłonka jelitowego, poprzez ograniczenie stymulowanej TNF- sekrecji Hamuje także aktywację samego TNF-, głównej i najsilniejszej cytokiny prozapalnej. Wyniki badania wskazują na znaczącą rolę maślanu jako czynnika przeciwzapalnego. Badanie wykazało, że maślan może być istotnym narzędziem blokowania kaskady cytokin na poziomie lokalnym, a tym samym ważną składową prewencji i leczenia chorób zapalnych jelit. Bezpośrednie przeciwzapalne działanie maślanu wiązane jest z hamowaniem migracji czynnika jądrowego KappaB i jego wiązania z DNA jądra komórkowego, a tym samym hamowania transkrypcji i produkcji cytokin prozapalnych. (Segain i wsp., 2000). SCFA posiadają też zdolność hamowania aktywacji i proliferacji limfocytów (Chapman i wsp., 2001) oraz hamowania aktywności mieloperoksydazy neutrofilowej odpowiedzialnej za niszczenie objętej procesem zapalnym tkanki jelita (Liu i wsp., 2001). Chapman i wsp. (1994) wykazali, że śluzówka okrężnicy w stanie zapalnym wychwytuje znacznie więcej maślanu niż glutaminy czy glukozy. Potwierdza to hipotezę Reodrigera (1980), że wrzodziejące zapalenie jelita grubego jest chorobą związaną z niedoborem energii. Produkcja CO 2 z maślanu wynosi 72 pmol/godz. w 1 μg suchej masy prawidłowych kolonocytów, a u pacjentów z zapaleniem jelita grubego spada do 36 pmol/godz. na 1 μg suchej masy. Redukcji ulega też oksydacja maślanu w śluzówce z 472 do 272 pmol/godz. w 1 μg białka śluzówki (Chapman i wsp., 1994). Podanie egzogenne, stwarzające suprafizjologiczne stężenie maślanu, może pomóc pokonać niewydolność oksydacji maślanu. W badaniach eksperymentalnych wykazano, że zastosowanie wlewek z maślanu powoduje istotne osłabienie procesu zapalnego i zmniejszenie owrzodzeń w ścianie okrężnicy szczurów. (Andoh i wsp., 1999). Skuteczność wlewek z maślanu potwierdzają również obserwacje kliniczne pacjentów z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego (Han i wsp., 1999; Scheppach i wsp., 1997). U pacjentów z zapaleniem jelita grubego i nasiloną biegunką, mających bardzo niskie stężenie SCFA, po zastosowaniu maślanu we wlewie obserwowano poprawę stanu błony śluzowej jelita zarówno w badaniu klinicznym, jak i w obrazie endoskopowym i histologicznym. Alternatywnym sposobem dostarczania SCFA do jelita objętego stanem zapalnym, jest podawanie w diecie substratów do ich produkcji - włókien pokarmowych. Mitsuyama i wsp. (1998) wykazali skuteczność takiego postępowania w badaniu pilotażowym u pacjentów z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego. W 4 tygodniowej obserwacji stwierdzili poprawę stanu klinicznego pacjentów i obrazu endoskopowego zapalenia, przy jednoczesnej dobrej tolerancji leku i braku działań niepożądanych. Podobne wyniki uzyskali Welters i wsp. (2002) u pacjentów z nawracającym zapaleniem zbiornika jelitowego (pouchitis) po rozległej resekcji jelita grubego z zespoleniem krętniczo-odbytowym i zbiornikiem J. Obraz pouchitis, charakteryzujący się przewlekłym stanem zapalnym śluzówki zbiornika ulegał znacznej poprawie po 3 tygodniowym okresie suplementacji diety inuliną, zwiększającą jelitowe stężenie SCFA.

7 PL B1 7 Operacyjne odwrócenie kierunku pasażu treści jelitowej wiąże się z obecnością postępujących zmian zapalnych w śluzówce wyłączonego z pasażu fragmentu jelita (diversion colitis). Obraz choroby związany jest z nasilonym stanem zapalnym, krwawieniami i owrzodzeniami śluzówki. Choroba jest trudna do leczenia, a jej całkowite wyleczenie możliwe jest jedynie poprzez operacyjne odtworzenie ciągłości przewodu pokarmowego. Wykazano, że zastosowanie wlewek doodbytniczych z SCFA lub samego maślanu skutecznie poprawia stan kliniczny chorych z aktywnym diversion colitis, zmniejszając nasilenie zapalenia stwierdzane w obrazie endoskopowym i histopatologicznym (Mortensen i wsp., 1991; Guillemot i wsp., 1991; Eggenberger i wsp., 2001). Homeostaza i prawidłowe funkcjonowanie śluzówki jelita, to nie tylko równowaga między proliferacją komórek macierzystych krypt i utratą komórek przez wypieranie ich do światła jelita połączone z apoptozą, ale także zachowanie równowagi pomiędzy wieloma liniami komórkowymi w błonie śluzowej. Zmiana funkcji komórek kubkowych przez dezaktywację genu Muc2, prowadzi do rozwoju nowotworów w jelicie. Maślan sodu blokuje ekspresję genu MUC2 i produkcję apomucyny w k o- mórkach. Ten specyficzny efekt supresyjny na ekspresję MUC2, wynika z hamowania przez m a- ślan deacetylazy histonowej i jego wpływu w ten sposób na strukturę przestrzenną chromatyny (Augenlicht i wsp., 2003). Mechanizm regulujący równowagę między różnymi liniami komórkowymi ma kluczowe znaczenie w procesie rozwoju nowotworów jelita grubego. Równowaga między poszczególnymi liniami komórkowymi jest osiągana przez interakcje między ścieżkami dojrzewania komórek, interakcje komórka-komórka i komórka-macierz, oraz dodatkowy sygnał pochodzący ze światła jelita. Kwas masłowy uważany jest za fizjologiczny regulator dojrzewania komórek w jelicie, modulujący ścieżki proliferacji, różnicowania i apoptozy (Heerdt i wsp., 1994; Augenlicht i wsp., 1999). Wpływ kwasu masłowego na różnicowanie się komórek był bardzo intensywnie badany. Wykazano, że maślan posiada zdolność indukcji przemiany komórek o charakterze wydzielniczym w komórki wykazujące aktywność absorpcyjnej (Mathews i wsp., 1998). Maślan jest tym SCFA, który pełni rolę fizjologicznego modulatora dojrzewania komórek błony śluzowej jelita grubego i może regulować jelitową homeostazę, nie tylko przez wpływ na poziom proliferacji i apoptozy, ale także poprzez modulowanie równowagi i lokalizacji różnych linii komórkowych. Ten represyjny lub supresyjny efekt maślanu na komórki wydzielnicze i absorpcyjne w warunkach in vivo może odgrywać istotną rolę w utrzymaniu homeostazy jelitowej. Nieoczekiwanie okazało się, że możliwe jest opracowanie takiej postaci maślanu sodu, która pozwoli stosowanie tego preparatu u ludzi, przy czym uwalnianie maślanu sodu oraz pozostałych substancji czynnych następuje praktycznie dopiero w jelicie w formie ułatwiającej zarówno przechowywanie jak i przyjmowanie preparatu. Opracowano matryce trójglicerydowe z maślanem sodu w postaci mikrogranulatu do podawania per os w postaci sypkiej lub konfekcjonowanego w twardych kapsułkach korzystnie celulozowych lub w postaci tabletek. Pierwszym przedmiotem wynalazku jest doustna stała postać dawkowania zawierająca maślan sodu charakteryzująca się tym, że zawiera chroniony w matrycy trójglicerydowej z olejów roślinnych maślan sodu w ilości od 200 mg/g do 400 mg/g, korzystniej od 200 mg/g do 300 mg/g oraz ewentualnie dodatkowo krótko-łańcuchowe kwasy organiczne w ilości od 0 mg/g do 100 mg/g, oraz ewentualnie ekstrakt z Yucca Schidigeri w ilości od 0 do 25 mg/g przy czym macierz trójglicerydowa jest w ilości do 1 g i ma postać mikrogranulatu. Korzystnie postać według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma formę kapsułki z mikrogranulatem zawierającej w matrycy trójglicerydowej maślan sodu w ilości od 200 mg/kapsułkę do 300 mg/kapsułkę i/lub krótko- łańcuchowe kwasy organiczne w ilości od 0 do 75 mg/kapsułkę i/lub ekstrakt Yucca Schidigeri od 0 do 19 mg/kapsułkę, macierz trójglicerydową do 1 g. Korzystniej postać według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera maślan sodu w ilości 200 mg/kapsułkę, korzystniej 125 mg/kapsułkę i/lub kwas fumarowy w ilości 40 mg/kapsułkę i/lub ekstrakt, korzystnie 30%, z Yucca Schidigeri w ilości 2 mg/kapsułkę. W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku matryce trójglicerydowe z maślanem sodu są konfekcjonowane w twardych kapsułkach, korzystnie celulozowych, do podawania per os. W następnej równie korzystnej realizacji wynalazku postać charakteryzuje się tym, że zawiera chroniony w matrycy trójglicerydowej maślan sodu w ilości od 200 mg/g do 400 mg/tabletkę, korzystnie 300 mg/g i/lub krótko-łańcuchowe kwasy organiczne w ilości od 0 do 100 mg/tabletkę i/lub ekstrakt z Yucca Schidigeri od 0 do 25 mg/tabletkę, macierz trójglicerydową do 1 g. W kolejnej równie korzystnej realizacji wynalazku postać charakteryzuje się tym, że maślan sodu stosuje się w ilości 250 mg/tabletkę oraz kwas fumarowy w ilości 80 mg/tabletkę. Korzystnie postać według wynalazku charakteryzuje się tym, że maślan sodu stosuje się w ilości 250 mg/tabletkę oraz kwas fumarowy w ilości 80 mg/tabletkę i 30% ekstrakt z Yucca Schidige-

8 8 PL B1 ri w ilości 3 mg/tabletkę. Najkorzystniej postać według wynalazku charakteryzuje się tym, że maślan sodu stosuje się w ilości 300 mg/tabletkę i 30% ekstrakt z Yucca Schidigeri w ilości 3 mg/tabletkę. Drugim przedmiotem wynalazku jest zastosowanie preparatu zawierającego maślan sodu, określonego w pierwszym przedmiocie wynalazku do wytwarzania środka leczniczego do leczenia stanów zapalnych i owrzodzeń jelit oraz w chorobie nowotworowej okrężnicy. Korzystnie zastosowanie według wynalazku charakteryzuje się tym, że wytwarzany środek leczniczy jest podawany per os wyłącznie u ludzi w postaci granulatu, kapsułek lub tabletek. Korzystniej zastosowanie według wynalazku charakteryzuje się tym, że wytwarzany środek leczniczy jest podawany w leczeniu zapaleń jelit w ilości 2-4 kapsułek dwa razy dziennie. Najkorzystniej zastosowanie według wynalazku charakteryzuje się tym, że wytwarzany środek leczniczy jest podawany w leczeniu nowotworu okrężnicy 2-4 tabletek dwa razy dziennie. Dotychczasowe badania potwierdzały pozytywny wpływ kwasu masłowego/maślanu sodu w leczeniu zapalenia i owrzodzeń jelit oraz nowotworów okrężnicy, natomiast nie opracowano postaci, która w sposób prosty, nieuciążliwy dla człowieka, pozwalałaby na dozowanie kwasu masłowego/maślanu sodu dojelitowo. Dodatek krótko-łańcuchowych kwasów tłuszczowych może wspomóc działanie maślanu sodu, nie zmieniając mechanizmu działania preparatu, jego celowości oraz wskazań, zaś dodatek ekstraktu z Yucca Schidigeri wzmaga aktywność ureazy wspomagając działanie kwasu masłowego. Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania poniżej. P r z y k ł a d w y k o n a n i a I. Sporządza się mieszaninę maślanu sodu w ilości 200 mg/kapsułkę z trójglicerydem pochodzenia roślinnego w ilości 1 g i formuje granulki, o średnicy zależnej od postaci końcowej: mikrogranulki do podawania w postaci kapsułki i makrogranulki do podawania miarowego - łyżeczka. Granulat poddaje się analizie chemicznej i mikrobiologicznej i następnie konfekcjonuje bądź to w kapsułki twarde, korzystnie celulozowe, bądź to w pudełka. Kapsułki pakuje się, za pomocą Iiczarek do pojemników PE. Opakowanie etykietuje się, poddaje kontroli jakości i pakuje w opakowanie zbiorcze a następnie paletyzuje. Po zwolnieniu przez kontrolę jakości opakowania kieruje się do magazynu dystrybucyjnego. P r z y k ł a d w y k o n a n i a II. Sporządza się mieszaninę maślanu sodu w ilości 200 mg/g preparatu i kwasu fumarowego z trójglicerydem pochodzenia roślinnego w ilości 1 g, formuje granulki, o średnicy zależnej od postaci końcowej: mikrogranulki do podawania w postaci kapsułki i makrogranulki do podawania miarowego - łyżeczka. Granulat poddaje się analizie chemicznej i mikrobiologicznej i następnie konfekcjonuje bądź to w kapsułki twarde, korzystnie celulozowe, bądź to w pudełka. Kapsułki pakuje się, za pomocą liczarek do pojemników PE. Opakowanie etykietuje się, poddaje kontroli jakości i pakuje w opakowanie zbiorcze a następnie paletyzuje. Po zwolnieniu przez kontrolę jakości opakowania kieruje się do magazynu dystrybucyjnego. P r z y k ł a d w y k o n a n i a III. Sporządza się mieszaninę maślanu sodu w ilości 125 mg/kapsułkę i 30% ekstraktu z Yucca Schidigeri w ilości 2 mg/kapsułkę z trójglicerydem pochodzenia roślinnego około 1 g, formuje granulki, o średnicy zależnej od postaci końcowej: mikrogranulki do podawania w postaci kapsułki i makrogranulki do podawania miarowego - łyżeczka. Granulat poddaje się analizie chemicznej i mikrobiologicznej a następnie konfekcjonuje bądź to w kapsułki twarde, korzystnie celulozowe, bądź to w pudełka. Kapsułki pakuje się, za pomocą liczarek do pojemników PE. Opakowanie etykietuje się, poddaje kontroli jakości i pakuje w opakowanie zbiorcze a następnie paletyzuje. Po zwolnieniu przez kontrolę jakości opakowania kieruje się do magazynu dystrybucyjnego. P r z y k ł a d w y k o n a n i a IV. Sporządza się mieszaninę maślanu sodu w ilości 125 mg/kapsułkę, kwasu fumarowego w ilości 40 mg/kapsułkę oraz 30% ekstraktu z Yucca Schidigeri w ilości 2 mg/kapsułkę z trójglicerydem pochodzenia roślinnego w ilości 1 g, formuje granulki, o średnicy zależnej od postaci końcowej: mikrogranulki do podawania w postaci kapsułki i makrogranulki do podawania miarowego - łyżeczka. Granulat poddaje się analizie chemicznej i mikrobiologicznej i następnie konfekcjonuje w kapsułki w pudełka tworzywowe. Kapsułki pakuje się, za pomocą liczarek do pojemników PE. Opakowanie etykietuje się, poddaje kontroli jakości i pakuje w opakowanie zbiorcze a następnie paletyzuje. Po zwolnieniu przez kontrolę jakości opakowania kieruje się do magazynu dystrybucyjnego.

9 PL B1 9 P r z y k ł a d w y k o n a n i a V. Sporządza się mieszaninę maślanu sodu w ilości 300 mg/tabletkę z trójglicerydem pochodzenia roślinnego w ilości 1 g, w postaci granulatu. Granulat poddaje się analizie chemicznej i mikrobiologicznej i następnie tabletkuje. Tabletki poddaje się analizie fizykochemicznej. Tabletki pakuje się, za pomocą liczarek do pojemników PE lub w blistyry. Opakowanie etykietuje się, poddaje kontroli jakości i pakuje w opakowanie zbiorcze a następnie paletyzuje. Po zwolnieniu przez kontrolę jakości opakowania kieruje się do magazynu dystrybucyjnego. P r z y k ł a d w y k o n a n i a VI. Sporządza się mieszaninę maślanu sodu w ilości 250 mg/tabletkę i kwasu fumarowego w ilości 80 mg/tabletkę z trójglicerydem pochodzenia roślinnego w ilości 1 g w postaci granulatu. Granulat poddaje się analizie chemicznej i mikrobiologicznej i następnie tabletkuje. Tabletki poddaje się analizie fizykochemicznej. Tabletki pakuje się, za pomocą liczarek do pojemników PE lub w blistyry. Opakowanie etykietuje się, poddaje kontroli jakości i pakuje w opakowanie zbiorcze a następnie paletyzuje. Po zwolnieniu przez kontrolę jakości opakowania kieruje się do magazynu dystrybucyjnego. P r z y k ł a d w y k o n a n i a VII. Sporządza się mieszaninę maślanu sodu w ilości 300 mg/tabletkę i 30% ekstraktu z Yucca Schidigeri w ilości 3 mg/tabletkę z trójglicerydem pochodzenia roślinnego w ilości 1 g w postaci granulatu. Granulat poddaje się analizie chemicznej i mikrobiologicznej i następnie tabletkuje. Tabletki poddaje się analizie fizykochemicznej. Tabletki pakuje się, za pomocą liczarek do pojemników RE lub w blistyry. Opakowanie etykietuje się, poddaje kontroli jakości i pakuje w opakowanie zbiorcze a następnie paletyzuje. Po zwolnieniu przez kontroli jakości opakowania kieruje się do magazynu dystrybucyjnego. P r z y k ł a d w y k o n a n i a VIII. Sporządza się mieszaninę maślanu sodu w ilości 250 mg/tabletkę, kwasu fumarowego w ilości 80 mg/tabletkę oraz 30% ekstraktu z Yucca Schidigeri w ilości 3 mg/tabletkę z trójglicerydem pochodzenia roślinnego w ilości 1 g w postaci granulatu. Granulat poddaje się analizie chemicznej i mikrobiologicznej i następnie tabletkuje. Tabletki poddaje się analizie fizykochemicznej. Tabletki pakuje się, za pomocą liczarek do pojemników PE lub w blistyry. Opakowanie etykietuje się, poddaje kontroli jakości i pakuje w opakowanie zbiorcze a następnie paletyzuje. Po zwolnieniu przez kontrolę jakości opakowania kieruje się do magazynu dystrybucyjnego. Piśmiennictwo 1. Akira Andoh, Bamba T., Sasaki M. Physiological and Anti-Inflamatory Roles Of Dietary Fiber and Butyrate in Intestinal Functions. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition 1999; 23(5): Asano T., Yuasa K., Knugita K., Mitsuoka T. Effect of gluconic acid on human fecal bacteria. Microb. Ecol. Health Dis. 1994; 7: Augenlicht L.H, Li Shi., Mariadson J., Laboisse C., Velcich A. Repression of MUC2 gene expression by butyrate, a physiological regulator of intestine cell maturation. Oncogene 2003; 22: Augenlicht L.H., Anthony G.M., Church T., Edelmann W., Kucherlapati R., Yang K., Lipkin M., Heerdt B.G. Short-chain fatty acid metabolism, apoptosis, and Apc-initiated tumorogenesis in the mouse gastrointestinal mucosa. Cancer Research 1999; 59: Aviv-Green C., Polak-Charcon S., Madar Z., Schwartz B. Different molecular events account for butyrate-induced apoptosis in two human colon cancer cell lines. The Journal of Nutrition 2002; 132 (7): Bach Knudsen Knud E., Jensen B.B., Hansen I. Oat bran but ot a β-glucan-enriched oat fraction enhances butyrate production in the large intestine of pigs. J. Nut. 1993; 123(7): Bernard J.A., Warwick G. Sodium butyrate rapidly induces enterocytic-like differentiation and growth inhibition on HT-29 cells. Gastroenterology 1992; 102A: Binder H.J., Mehta P. Short-chain fatty acids stimulate active sodium and chloride absorption in vitro in the rat distal colon. Gastroenterology 1989; 96: Böcker U., Nebe T., Herweck F., Holta L., Panja A., Jobin C., Rossol S., Sartor R.B. Butyrate modulates intestinal epithelial cell-mediated neutrophil migration. Clinical and Experymental Immunology 2003; 131(1): 53-60

10 10 PL B1 10. Chapman M.A.S., Grahn M.F., Boyle M.E., Hutton M., Rogers J., Williams N.S. Butyrate oxidation is impaired in the colonic mucosa of sufferers of quiescent ulcerative colitis. Gut 1994; 35(1): Chapman MA. The role of the colonic flora in maintaining a healthy large bowel mucosa. Ann R Coll Surg Engl, 2001, 83, Charney AN, Micic L, Egnor RW, Nonionic diffusion of short-chain fatty acids across rat colon. Am J Physiol 1998; 274, G Chen CC, Walker WA. Probiotics and prebiotics: role I clinical disease states. Adv Pediatr, 2005, 52, Choi Y.H., Zhang L., Lee W.H., Park K.Y. Genistein-induced G2/M arrest is associated with the inhibition of cyclin B1 and the induction of p21 in human breast carcinoma cells. Int. J. Oncol. 1998; 2: Claus R., Lösel D., Lacorn M., Mentschel J., Schenkel H. Effect of butyrate on apoptosis in the pig colon and it s consequence for skatole formation and tissue accumulation. J. Anim. Sci , 81: Demigné C., Remesy C. Stimulation of absorption of volatile fatty acids and minerals in cecum of rats adapted to a very high fiber diet. J. Nutr. 1985; 115: Eggenberger JC, Farid A. Diversion colitis. Curr Treat Options Gastroenterol, 2001, 4(3), Firmansyah A., Penn D., Lebenthal E. Isolated colonocytes metabolism of glucose, glutamine, n-butyrate, β-hydroxybutyrate in malnutrition. Gastroenterology 1989; 97: Frankiel W.L., Wei Zhang, Singh A., Klurfeld D.M.., Don S., Sakata T., Modlin I., Rombeua J.L. Mediation of the trophic effects of short-chain fatty acids on rat jejunum and colon"; Gastroenterology 1994; 106: Friedel D., Levine G.M. Effect of short-chain fatty acids on colonic function and structure. J. Parenter. Enter. Nutr. 1992; 16(1): Fukushima Kouhei, Iwao Sasaki, Shun Sato, Sasano H., Krozowski Z., Matsuno S. Induction of mineralocorticoid receptor by sodium butyrate in small intestinal (IEC6) and colonic (T84) epithelial cell lines. Digestive Disease and Sciences 1990; 44(8): Galfi P., Bokori J. Feeding trial in pigs with a diet containing sodium n-butyrate. Acta Veterinaria Hungarica 1990; 38(1-2): Galvez J, Rodrigez-Cabezas ME, Zarzuelo A. Effects of dietary fiber on inflammatory bowel disease. Mol Nutr Food Res, 2005, 49(6), Gibson P.R., Killas D., Rosella O., Day J.M., Abbott M., Finch C.F., Young G.P. Effect of typical butyrate on rectal epithelial kinetics and mucosal enzyme activities. Clinical Science 1998; 94: Gibson P.R., Rosella G., Young G.P. Butyrate is a potent inhibitor of urokinase secretion by normal colonic epithelium in vitro. Gastroenterology 1994; 107: Gibson P.R., Moeller I., Kagelari O., Folino M., Young G.P. Contrasting effects of butyrate on differentiation of neoplastic and nonneoplastic colonic epithelial cells. J. Gastroenterol. Hepatol. 1992; 7: Grunstein M. Histone acetylation in chromatin structure and transcription. Nature (Lond.) 1997; 389: Guillemot F, Colombel JF, Neut C, Verplanck N, Lecomte M, Romond C. Treatment of diversion colitis by short-chain fatty acids Dis Colon Rectum, 1991, 34, Guilloteau P., Romé V., Le Normand L., Savary G., Zabielski R. (2004). Is Na-butyrate a growth factor in the preruminant calf? Preliminary results. J. Anim. Feed Sci. 13, Suppl. 1, Hadjiagapiou C, Schmidt L, Dudeja PK, Layden TJ, Ramaswamy K. Mechanisms of butyrate transports caco-2 cells: role of monocarboxylate transporter. Am J Physiol 2000, 279, G Hague A., Manning A.M., Harlon K.A., Huschtschol L.I., Hart D., Paraskeva C. Sodium butyrate induces apoptosis in human colonic tumor cell lines in a p53 independent pathway: Implication for the possible role dietary fiber in the prevention of large bowel cancer. Int. J. Cancer 1993; 55:

11 PL B Hague A., Elder D.J.E., Hicks D.J., Parakeva C. Apoptosis in colorectal tumor cells: induction by the short-chain fatty acids butyrate, propionate, acetate and by the bile salt deoxycholate. Int. J. Cancer 1995; 60: Han PD, Burke A, Baldassano RN, Rombaeu JL, Lichtenstein GR. Nutrition and inflammatory bowel disease. Gastroenterol Clin North Am 1999, 28, Harper JW, Adami GR, Wei N, Keyomarsi K, Elledge SJ. The p21 Cdk-interacting protein Cip1 is a potent inhibitor of G1 cyclin-dependent kinases. Cell. 1993; 75(4): Hass R., Busche R., Luciano L., Reale E., Von Engelhardt W. Lack of butyrate is associated with induction of bax and subsequent apoptosis in the proximal colon of guinea pig. Gastroenterology 1997; 112: Hassig C.A., Tong J.K., Schreiber S.L. Fiber-derived butyrate and the prevention of colon cancer. Chemistry and Biology 1997; 4: Heerdt B.G., Houston M.A., Augenlicht L.H. Potentiation by specific short fatty acids of differentiation and apoptosis in human colonic carcioma cell lines. Cancer Res. 1994; 54: Hinnebusch B.F., Meng S., Wu J.T., Archer S., Hodin R.A. The effects of short-chain fatty acids on human colon cancer cell phenotype are associated with histone hyperacetylation. The Journal of Nutrition 2002; 132: Holtug K., Rasmussen H.S., Mortensen P.B. An in vitro study of short-chain fatty acid concentrations, production and absorption in pig (Sus Scrofa) colon. Comp. Biochem. Physiol. 1992; 103A(1): Isford R.J., Cody D.B., Asquith T.N., Ridder G.M., Stuard S.B., LeBoeuf R.A. Induction of protein phosphorylation, protein synthesis, immediate early gene expression and cellular proliferation by intracellular ph modulation. Eur. J. Biochem. 1993; 213(1): Janne P., Carpenter Y., Willems G. Colonic mucosal atrophy induced by a liquid elemental diet in rats. Am. J. Dig. Dis. 1977; 22: Jeppesen PB, Mortensen PB. Enhancing bowel adaptation in short bowel syndrome. Curr Gastroenterol Rep. 2002; 4, Kanauchi O, Iwanaga T, Mitsuyama K. Germinated baryle ford-stuff feeding. A novel neutraceutical therapeutic strategy for ulcerative colitis. Digestion 2001; 63, Suppl. 1, Kanauchi O, Suga T, Tochihara M, Hibi T, Naganuma M, Homma T, Asakura H, Nakano H, Takahama K, Fujiyama Y, Andoh A, Shimoyama T, Hida N, Haruma K, Koga H, Mitsuyama K, Sata M, Fukuda M, Kojima A, Bamba T, Treatment of ulcerative colitis by feeding with germinated barley foodstuff: first report of a multicenter open control trial. J Gastroenterol 2002, 37 (Suppl 14), Kles KA, Chang EB. Short-chain fatty acids impact on intestinal adaptation, inflammation, carcinoma and failure. Gastroenterology 2006; 130, S Kołomecki K. Hamowanie funkcji metaloproteinaz- możliwości zastosowania klinicznego. Onkol. Pol. 2000; 3: Kondoh N., Schweinfest C.W., Henderson K.W., Papas T.S. Differential expression of s19 rybosomal protein, laminn-binding protein, and human lymphocyte antigen class I mesenger RNAs associated with colon carcinoma progression and differentation. Cancer. Res. 1992; 52: Koruda M.J., Rolandelli R.H., Bliss D.Z., Hastings J., Rombeau J.L., Settle R.G. Parenteral nutrition supplemented with short-chain fatty acids: Effect on the small-bowel mucosa in normal rats. Am. J. Cl. Nutr. 1990; 51: Kotunia A., Woliński J., Laubitz D., Jurkowska M., Rome V., Guilloteau P., Zabielski R. (2004). Effect of sodium butyrate on the small intestine development in neonatal piglets feed by artificial sow. J. Physiol. Pharmacol. 55, S2, Kripke S.A., Fox A.D., Berman J.M., Settle R.G., Rombeau J.L. Stimulation of intestinal mucosa growth with intracolonic infusion of short-chain fatty acids. J. Parenter. Enter. Nutr. 1989; 13: Le Leu R.K, Hu Y., Young G.P. Effects of resistant starch and nonstarch polisacharides on colonic Iieal environment and genotoxin-induced apoptosis in the rat. Carcinogenesis 2002; 23:

12 12 PL B1 52. Lionetti P, Callegari ML, Ferrari S. Enteral nutrition and microflora in pediatric Crohn s disease. JPEN J Parenter Enteral Nutr 2005, 29(Suppl 4), S Liu Q, Shimoyama T, Suzuki K, Umeda T, Nakaji S, Sugawara K. Effect of sodium butyrate on reactive oxygen species generation by human neutriphils. Scand J Gastroenterol, 2001, 36, Marcil V., Delvin E., Gorofalo C., Levy E. Butyrate impairs lipid transport by inhibiting microsomal triglyceride transfer protein in Caco-2 cells. J. Nutr. 2003; 133: Matthews JB, Hassan I, Meng S, Archer SY, Hrnjez BJ, Hodin RA. Na-K-2CI cotransporter gene expression and function during enterocyte differentiation. Modulation of Cl- secretory capacity by butyrate. J Clin Invest. 1998; 101(10): McIntyre A., Gibson P.R., Young G.P. Butyrate production from dietary fiber and protection against large bowel cancer in rat model. Gut 1993; 34: Mentschel J., Leiser R., Mülling C., Pfarrer C., Claus R. Butyric acid stimulates rumen mucosa development in the calf mainly by a reduction of apoptosis Arch. Anim. Nutr. 2001; 55: Mitsuyama K, Saiki T, Kanauchi O. Treatment of ulcerative colitis with germinated baryle foodstuff feeding: a. pilot study. Aliment Pharmacol Ther 1998, 12, Mortensen FV, Hessov I, Brike H, Korsgaard N, Nielsen H. Microcirculatory and trophic effects of short-chain fatty acids in the human rectum after Hartmann s procedure. Br J Surg 1991, 78, Nathan D.F., Burkhart S.R., Morin M.J. Increased cell surface EGF receptor expression during the butyrate-induced differentiation of human HCT-116 colon tumor cell clone. Exp. Cell. Res. 1990; 190: Nyman M., Aso N.G. Fermentation of dietary fiber components in rat intestinal tract. Br. J. Nutr. 1982; 47: Pender S., Quenn J.J., Sanderson J.R, MacDonald T.T. Butyrate upregulates stromelysin-1 production by intestinal mesenchymal cells. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2000; 279: G918-G Rabbani M., Akbert J., Hamidur Rahman A.S.M., Mul Isal M., Nasirul Islam K.M., Alam K. Short-chain fatty acids improve clinical, pathological, and microbiologic features of experimental Shigellosis. The Journal of Infectious Disease 1999; 179(2) Rabbani GH, Albert MJ, Rahman H, Chowdhury AK. Short-chain fatty acids inhibit fluid and electrolyte loss induced by cholera toxin in proximal colon of rabbit in vivo. Dig Dis Sci 1999, 44, Rabelo Flava L.A, Ramos M.G., Brumatti G., Amarante-Mendes G.P., Ropert C., Bonjardim C.A., Alvarez- Leite J. Apoptosis induced by butyrate is independent of Jak/STAT signaling in fibrosarcoma cell line. Biochemical and Biophysical Research Communication 2003; 301: Ramakrishna BS, Venkataraman S, Srinivasan P, Dash P, Young GP, Binder HJ. Amylaseresistant starch plus oral rehydration solutionfor cholera. N Engl J Med, 2000, 342, Rechkemmer G., Ronnau K., von Englehardt W. Fermentation of polisaccharides and absorption of short chain fatty acids in the mammalian hindgut. Comp Biochem Physiol. 1988; 90A: Reodriger W.E.W. Role of anaerobic bacteria in the metabolic welfare of the colonic mucosa in man. Gut 1980; 21: Ritzhaupt A., Antony Ellis., Ken B., Hosie and Soraya P. Shirazi-Beechey. The characterization of butyrate transport across pig and human colonic luminal membrane. J. Physiol. 1998, 507(3): 819: Roller M, Rechkemmer G, Watzl G. Prebiotic inulin enriched with oligofructose in combination with the prebiotics Lactobacillus rhamnosus and Biffidobacterium lactis modulates intestinal immune functions in rats. J Nutr, 2004, 134, Rowe W.A., Bayless T.M. Colonic short-chain fatty acids: Fuel from the lumen? Gastroenterology 1992; 103: Sakata T. Stimulatory effect of short chain fatty acids on epithelial cell proliferation in the rat intestine: A possible explanation for trophic effects of fermentable fiber, gut microbes and luminal trophic factors. Br J Nutr 1987; 58:

13 PL B Salminen S., Bouley C., Boutron-Ruault M.C., Cummings J.H., Franck A., Gibson G.R., Isolauri E, Moreau M.C., Roberfroid M., Rowland I. Functional food science and gastrointestinal physiology and function. British JournaI of Nutrition 1998; 80(s1):s147-s Schepped W., Sommer H., Kircher T., Paganelli G.M., Bartram P, Christi S, Richter F, Dusel G, Kasper H. Effect of butyrate enemas on the colonic mucosa in distal ulcerative colitis. Gastroenterology 1992; 103: Schepped W. Effect of short chain fatty acids on gut morphology and function. Gut 1994; S1:S35-S Scheppach W., Bartram P., Richter A., Richter F., Dusel G., Liepold H., Hofstetter G., Ruthlein J., Kasper H. Effect of short-chain fatty acids on the human colonic mucosa in vitro. J. Parenter. Enter. Nutr. 1992; 16: Scheppach W, Christ SU, Bartram HP, Richter F, Kasper H. Effects of short-chain fatty acids on the inflamed colonic mucosa. Scand J Gastroenterol Suppl, 1997, 222, Schneider SM, Girard-Popau F, Filippi J. Effects of Sacharomyces boulardi on faecal shortchain fatty acids and microflora in patients on long-term total enteral nutrition. World J Gastroenterol, 2005, 11, Schneider SM, Le GP, Girard-Pipau F. Total artificial nutrition is associated with major changes in the fecal flora. Eur J Nutr, 2000, 39, Sealy L., Chalkley R. The effects of sodium butyrate on histone modification. Cell 1987; 14: Segain JP, Raingeard de Ia Bletierre D, Bourreille A. Butyrate inhibits inflammatory responses through NK-kappaB inhibition : implications for Crohn s disease. Gut 2000, 47, Silvi S., Rumney C.J., Cresci A., Rowland I. R. Resistant starch modifies gut microflora and microbial metabolism in human flora-associated rats inoculated with feces from Italian and UK donors. J. Appl. Microbiol. 1999; 86: Thompson JS, Quigley EM, Palmer JM, West WW, Adrian TE. Luminal short-chain fatty acidsn and postresection intestinal adaptation. J Parenter Enteral Nutr 1996; 20, Tran C.P., Familari M., Parker L.M., Whitehead R.H., Giraud A.S. Short-chain fatty acids inhibit intestinal trefoil factor gene expression in colon cancer cells. Am J Physiol. 1998; 275(1 Pt 1): G Tsukahara Takamitsu, Koyama H., Okada M., Ushida K. Stymulation of butyrate production by gluconic acid in batch culture of pig cecal digesta and identyfication of butyrate-producing bacteria. J. Nutr. 2002; 132: Velazquez O.C., Ledered H.M., Rombeau J.L. Butyrate and the colonocyte, implication for neoplasia. Digestive Diseases and Science 1996; 41(4): Wang A., Yoshimi N., Ino N., Tanaka T., Mori H. Over-expression of cyclin B1 human colorectal cancers. J. Cancer Res. Clin. Oncol. 1997; 123: Welters CF, Heineman E, Thunnissen FB, van den Bogaard AE, Soeters PB, Baeten CG. Effect of dietary inulin supplementation on inflammation of pouch mucosa in patients with an ileal pouch-anal anastomosis. Dis Colon Rectum 2002, 45, White M.W. Metabolism of the malignant cell, in vivo is anaerobic and significantly plays a factor in the pathway to carcinogenesis. Med. Hypotheses. 1992; 39(4): Whitehead R H., Young G.P., Bhathal P.S. Effects of short chain fatty acids on new human colon carcinoma cell line (LIM 1215). Gut 1986; 27: Wilson J R., Weiser M. Colonic cancer cell (HT-29) adhesion to Iaminin is altered by differentiation: Adhesion may involve galactosyl transferase. Exp. Cell. Res. 1992; 201: Young G.P., Macrae F.A., Gipson P.R., Alexeyeff M., Whitehead R. Brush border hydrolases in normal and neoplastic colonic epithelium. J. Gastroenterol. Hepatol. 1992; 7: Zapolska-Downar D, Siennicka A, Kaczmarczyk M, Kołodziej B, Naruszewicz M. Butyrate inhibits cytokine-induced VCAM-1 and ICAM-1 expression In cultured endothelial cells: the role of NF-kappaB and PPAR alpha. J Nutr Biochem, 2004, 15,

14 14 PL B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Doustna stała postać dawkowania zawierająca maślan sodu, znamienna tym, że zawiera chroniony w matrycy trójglicerydowej z olejów roślinnych maślan sodu w ilości od 200 mg/g do 400 mg/g, korzystniej od 200 mg/g do 300 mg/g oraz ewentualnie dodatkowo krótko-łańcuchowe kwasy organiczne w ilości od 0 mg/g do 100 mg/g, oraz ewentualnie ekstrakt z Yucca Schidigeri w ilości od 0 do 25 mg/g przy czym macierz trójglicerydową w ilości do 1 g i ma postać mikrogranulatu. 2. Postać według zastrz. 1, znamienna tym, że ma formę kapsułki z mikrogranulatem zawierającej w matrycy trójglicerydowej maślan sodu w ilości od 200 mg/kapsułkę do 300 mg/kapsułkę i/lub krótko-łańcuchowe kwasy organiczne w ilości od 0 do 75 mg/kapsułkę i/lub ekstrakt Yucca Schidigeri od 0 do 19 mg/kapsułkę, macierz trójglicerydową do 1 g. 3. Postać według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera maślan sodu w ilości 200 mg/kapsułkę, korzystniej 125 mg/kapsułkę i/lub kwas fumarowy w ilości 40 mg/kapsułkę i/lub ekstrakt, korzystnie 30%, z Yucca Schidigeri w ilości 2 mg/kapsułkę. 4. Postać według jakiegokolwiek zastrz. od 1 do 3, znamienna tym, że matryce trójglicerydowe z maślanem sodu są konfekcjonowane w twardych kapsułkach, korzystnie celulozowych, do podawania per os. 5. Postać według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera chroniony w matrycy trójglicerydowej maślan sodu w ilości od 200 mg/g do 400 mg/tabletkę, korzystnie 300 mg/g i/lub krótko-łańcuchowe kwasy organiczne w ilości od 0 do 100 mg/tabletkę i/lub ekstrakt z Yucca Schidigeri od 0 do 25 mg/tabletkę, macierz trójglicerydową do 1 g. 6. Postać według zastrz. 5, znamienna tym, że maślan sodu stosuje się w ilości 250 mg/tabletkę oraz kwas fumarowy w ilości 80 mg/tabletkę. 7. Postać według zastrz. 5, znamienna tym, że maślan sodu stosuje się w ilości 250 mg/tabletkę oraz kwas fumarowy w ilości 80 mg/tabletkę i 30% ekstrakt z Yucca Schidigeri w ilości 3 mg/tabletkę. 8. Postać według zastrz. 5, znamienna tym, że maślan sodu stosuje się w ilości 300 mg/tabletkę i 30% ekstrakt z Yucca Schidigeri w ilości 3 mg/tabletkę. 9. Zastosowanie preparatu zawierającego maślan sodu, określonego w zastrz. 1 do wytwarzania środka leczniczego do leczenia stanów zapalnych i owrzodzeń jelit oraz w chorobie nowotworowej okrężnicy. 10. Zastosowanie według zastrz. 9, znamienne tym, że wytwarzany środek leczniczy jest podawany per os wyłącznie u ludzi w postaci granulatu, kapsułek lub tabletek. 11. Zastosowanie według zastrz. 9, znamienne tym, że wytwarzany środek leczniczy jest podawany w leczeniu zapaleń jelit w ilości 2-4 kapsułek dwa razy dziennie. 12. Zastosowanie według zastrz. 9, znamienne tym, że wytwarzany środek leczniczy jest podawany w leczeniu nowotworu okrężnicy 2-4 tabletek dwa razy dziennie. Departament Wydawnictw UPRP Cena 4,92 zł (w tym 23% VAT)