Лечение аутоиммунной реакции и рассеянного склероза
Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для облегчения симптома аутоиммунного заболевания и хронического воспалительного заболевания. Способ включает идентификацию субъекта, у которого имеется аутоиммунное или воспалительное заболевание. Назначают периодически рацион, имитирующий воздержание от пищи, в течение первого предварительно определенного периода времени, где указанный первый предварительно определенный период времени составляет от 3 до 7 дней. При этом рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 100 грамм углеводов при менее чем 30 г сахаров в день и менее чем 28 г белков/аминокислот в день. Далее назначают рацион без воздержания от пищи субъекту в течение второго периода времени, следующего за первым периодом времени, при этом рацион без воздержания от пищи обеспечивает субъекта нормальным уровнем потребления калорий. Группа изобретений относится также к способу лечения аутоиммунного заболевания, опосредованного Т-клетками, в частности облегчения симптома рассеянного склероза. Использование данной группы изобретений способствует облегчению симптомов аутоиммунных/воспалительных заболеваний путем снижения количества циркулирующих Т-лимфоцитов и поражений, вызванных Т-клетками. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 6 табл., 5 ил.
ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка заявляет приоритет предварительной заявки на патент США №61/974189, поданной 2 апреля 2014 года, раскрытие которой включено в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте.
ИНФОРМАЦИЯ О ФИНАНСИРОВАНИИ ИЗ ФЕДЕРАЛЬНОГО БЮДЖЕТА ИССЛЕДОВАНИЯ ИЛИ РАЗРАБОТКИ
[0002] Настоящее изобретение выполняли при поддержке правительства на основании контракта № PO1AGT034906, выданного Национальными институтами здравоохранения / Национальным институтом по вопросам старения. Правительство обладает определенными правами на настоящее изобретение.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0003] По меньшей мере в одном аспекте настоящее изобретение относится к определению состава рациона и способу лечения и способствования устранению рассеянного склероза, диабета 1 типа и других аутоиммунных/воспалительных заболеваний, а также предупреждения рецидива заболевания частично путем снижения, предупреждения или способствования устранению аутоиммунной реакции и воспаления и стимуляции регенерации очага поражения.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0004] Аутоиммунные заболевания представляют собой группу болезней, в которых нормальные ткани повреждаются при аномальном иммунном ответе. Популяции Т-лимфоцитов играют решающие роли в иммунопатогенезе многих аутоиммунных/хронических воспалительных заболеваний. Показано, что как реакционноспособные CD4+ Т-клетки, так и цитотоксические CD8+ Т-клетки, а также связанные с ними цитокины в значительной степени способствуют патогенезу большинства аутоиммунных заболеваний/хронических воспалительных заболеваний, включая рассеянный склероз, сахарный диабет 1 типа, ВИЧ, ревматоидный артрит, атопический дерматит, неспецифический язвенный колит, болезнь Крона, псориаз, болезнь Паркинсона, синдром раздраженной толстой кишки, астму и гепатит.
[0005] Данные аутоиммунные/воспалительные заболевания часто вызваны атакой, опосредованной Т-клетками, собственных типов клеток субъекта, но они также могут вовлекать ряд цитокинов, которые способны непосредственно повреждать клетки, ткани и органы, в том числе TNF и интерлейкины. Антитела, вакцины, цитокины, химические вещества и трансплантация стволовых клеток, которые могут модулировать аутоиммунную реакцию, были рассмотрены как возможные способы терапии при лечении опосредованных Т-клетками аутоиммунных заболеваний и хронических воспалительных заболеваний. Однако неудобство внутривенного (IV) введения, а также высокая стоимость и побочные эффекты, включающие анемию, нейтропению и тромбоцитопению, связанные с традиционными способами терапии, препятствуют их широкому применению в качестве лекарственных препаратов первого ряда.
[0006] Рассеянный склероз представляет собой аутоиммунное заболевание центральной нервной системы (CNS), ассоциированное с аномальным воспалительным ответом, хронической демиелинизацией и потерей аксонов. Очаги рассеянного склероза (MS) могут восстанавливаться с помощью эндогенных клеток-предшественников олигодендроцитов (ОРС), но в большинстве случаев ремиелинизация не наблюдается или является недостаточной, что приводит к хронической инвалидизации. Современные способы лечения MS в основном предполагают использование иммуносупрессорных лекарственных средств, которые обладают минимальным влиянием на регенерацию миелина CNS и на купирование симптомов заболевания и повреждающих эффектов. Следовательно, разработка способов терапии, стимулирующих не только иммуносупрессорные эффекты, но также и ремиелинизацию, может представлять важное достижение в лечении MS, а также в лечении ряда аутоиммунных и воспалительных заболеваний, в которых иммунные клетки или цитокины вовлекаются в повреждение конкретных тканей, включая сахарный диабет 1 типа, ВИЧ, ревматоидный артрит, атопический дерматит, неспецифический язвенный колит, болезнь Крона, псориаз, болезнь Паркинсона, синдром раздраженной толстой кишки, астму и гепатит.
[0007] Соответственно, существует необходимость в улучшении способов лечения аутоиммунных и воспалительных заболеваний и, в частности, рассеянного склероза.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] Настоящее изобретение решает одну или несколько проблем известного уровня техники путем предоставления по меньшей мере в одном варианте осуществления способа облегчения симптомов и/или лечения аутоиммунного заболевания частично путем уменьшения/предупреждения/способствования устранению аутоиммунной реакции и воспаления и частично путем стимуляции регенерации. Способ включает стадию идентификации субъекта, у которого имеется аутоиммунное или воспалительное заболевание. Рацион, имитирующий воздержание от пищи, назначают субъекту в течение первого предварительно определенного периода времени. Рацион, имитирующий воздержание от пищи, представляет собой ограниченный по калориям рацион и/или кетогенный рацион, как правило, ограниченный по белкам/аминокислотам и углеводам, но в то же время обеспечивающий питание с высоким содержанием микронутриентов. Рацион без воздержания от пищи назначают субъекту в течение второго периода времени, следующего за первым периодом времени. Рацион без воздержания от пищи обеспечивает субъекта нормальным или даже повышенным уровнем потребления калорий, необходимым для возвращения к нормальному и здоровому весу.
[0009] В другом варианте осуществления представлен способ облегчения симптома и/или лечения рассеянного склероза или других аутоиммунных/воспалительных заболеваний. Способ включает стадию идентификации субъекта, у которого имеется рассеянный склероз или другое аутоиммунное/воспалительное заболевание. Рацион, имитирующий воздержание от пищи, назначают субъекту в течение первого предварительно определенного периода времени рациона, имитирующего воздержание от пищи. Рацион, имитирующий воздержание от пищи, представляет собой ограниченный по калориям рацион и/или кетогенный рацион, как правило, ограниченный по белкам и углеводам. Рацион без воздержания от пищи назначают субъекту в течение второго периода времени, следующего за первым периодом времени. Рацион без воздержания от пищи обеспечивает субъекта нормальным или даже повышенным уровнем потребления калорий, необходимым для возвращения к нормальному и здоровому весу.
[0010] В еще одном варианте осуществления представлен способ облегчения симптома и/или лечения заболеваний, опосредованных Т-клетками или цитокинами. Способ включает стадию идентификации субъекта, у которого имеется заболевание, опосредованное Т-клетками или цитокинами. Рацион, имитирующий воздержание от пищи, назначают субъекту в течение первого предварительно определенного периода времени. Рацион, имитирующий воздержание от пищи, представляет собой ограниченный по калориям рацион и/или кетогенный рацион, как правило, ограниченный по белкам/аминокислотам и углеводам, но в то же время обеспечивающий питание с высоким содержанием микронутриентов. Рацион без воздержания от пищи назначают субъекту в течение второго периода времени, следующего за первым периодом времени. Рацион без воздержания от пищи обеспечивает субъекта нормальным или даже повышенным уровнем потребления калорий, необходимым для возвращения к нормальному и здоровому весу.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0011] На фигуре 1 представлена таблица 1, демонстрирующая FMD-измененные популяции Т-клеток и цитокинов в качестве терапевтических мишеней для лечения большинства аутоиммунных заболеваний и хронических воспалительных заболеваний.
[0012] Фигура 2 представляет собой столбчатую диаграмму, на которой показан средний клинический показатель тяжести EAE у мышей, которых лечили рационом, имитирующим воздержание от пищи (FMD), в мышиной модели MS при EAE, индуцированном MOG35-55.
[0013] На фигуре 3 показано окрашивание флуоресцентными красителями ткани поджелудочной железы, демонстрирующее, что количество наблюдаемых Т-клеток инфильтрата поджелудочной железы (CD3+) значительно снижалось при циклах FMD.
[0014] Фигура 4 представляет собой столбчатую диаграмму, на которой показано, что FMD обеспечивает снижение уровней циркулирующего C-реактивного белка в пробных клинических испытаниях на человеке (*р<0,05; n=5).
[0015] Фигура 5 представляет собой столбчатую диаграмму, на которой показано, что FMD обеспечивает повышение уровня циркулирующего кортизола в пробных клинических испытаниях на человеке (*p<0,05; n=5).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0016] Далее будут подробно изложены предпочтительные в соответствии с настоящим изобретением композиции, варианты осуществления и способы по настоящему изобретению. Фигуры не обязательно соответствуют масштабу. Раскрытые варианты осуществления являются всего лишь иллюстрациями настоящего изобретения, которые можно осуществлять в различных и альтернативных формах. Следовательно, раскрытые в данном документе конкретные детали не должны толковаться как ограничивающие, а всего лишь как иллюстративная основа для любого аспекта настоящего изобретения и/или иллюстративная основа для обучения специалиста в данной области с целью различного применения настоящего изобретения.
[0017] За исключением примеров или случаев, где точно указано иное, все числовые величины в данном описании, указывающие на количества материала или условия в ходе реакции и/или применения, следует рассматривать как модифицированные словом "приблизительно" при описании наиболее широкого объема настоящего изобретения. Практическое осуществление в пределах заданных числовых значений является, как правило, предпочтительным. Также, если однозначно не указано иное, процент, "части от" и значения соотношений представлены по весу; при этом описание группы или класса материалов в качестве подходящих или предпочтительных для заданной цели в связи с настоящим изобретением подразумевает, что смеси любых двух или большего количества представителей группы или класса являются в равной степени подходящими или предпочтительными; при этом описание составляющих в химических терминах относится к составляющим в момент добавления к любой комбинации, указанной в описании, и не обязательно препятствует химическим взаимодействиям между составляющими смеси сразу после смешивания; при этом первое определение сокращения или другой аббревиатуры применяется ко всем последующим применениям в данном документе той же аббревиатуры и применяется с соответствующими изменениями к нормальным грамматическим вариантам первоначально определенной аббревиатуры; и, если конкретно не указано иное, измерение свойства определяют с помощью той же методики, которая указана ранее или позже для такого свойства.
[0018] Настоящее изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления и способами, описанными ниже, поскольку конкретные компоненты и/или условия могут, безусловно, меняться. Более того, терминология, применяемая в данном документе, применяется только с целью описания определенных вариантов осуществления настоящего изобретения и не предполагает ограничения каким-либо образом.
[0019] Применяемая в описании и прилагаемой формуле изобретения форма единственного числа включает форму множественного числа объектов, если в контексте явно не определено иное. Например, ссылка на компонент в единственном числе предполагает включение множества компонентов.
[0020] Термины "килокалория" (ккал) и "калория" означают пищевую калорию. Термин "калория" относится к так называемой малой калории.
[0021] Термин "субъект" относится к человеку или животному, включая всех млекопитающих, таких как приматы (в частности, высшие приматы), овца, собака, грызуны (например, мышь или крыса), морская свинка, коза, свинья, кошка, кролик и корова.
[0022] "Рацион, имитирующий воздержание от пищи" подразумевает рацион, который обеспечивает субъекта видами ограниченных по калориям рационов, составленных для внесения изменений по глюкозе, кетоновым телам, IGF-1 и IGFBP1, аналогичных тем, что вызваны воздержанием от пищи, но способны обеспечивать высокую питательность и минимизировать голод.
[0023] Сокращения:
[0024] "AL" означает "в неограниченном количестве".
[0025] "DAPI" означает 4',6-диамидино-2-фенилиндол, который представляет собой флуоресцентный краситель.
[0026] "EAE" означает экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит.
[0027] "FMD" означает рацион, имитирующий воздержание от пищи.
[0028] "KB" означает кетоновые тела.
[0029] "KD" означает кетогенный рацион.
[0030] "MOG35-55" означает миелиновый олигодендроцитарный гликопротеин.
[0031] "MS" означает рассеянный склероз.
[0032] "STZ" означает стрептозотоцин.
[0033] В одном варианте осуществления представлен способ облегчения симптома аутоиммунного или воспалительного заболевания частично путем уменьшения/предупреждения/способствования устранению аутоиммунной реакции и воспаления и частично путем стимуляции регенерации. Способ включает стадию идентификации субъекта, у которого имеется аутоиммунное или воспалительное заболевание. Рацион, имитирующий воздержание от пищи, назначают субъекту в течение первого предварительно определенного периода времени. В одном варианте FMD-рацион обеспечивает у субъекта снижение концентрации сывороточного IGF-I на 25-90% и снижение концентрации глюкозы в крови на 25-75%. Примеры FMD-рационов, которые можно применять в настоящем изобретении, находятся в заявках на патент США №14/060494 и №14/178953; полное раскрытие которых включено в данный документ посредством ссылки. В одном улучшенном варианте рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 60% от нормального уровня потребления калорий субъектом при ограничении по белкам/аминокислотам и углеводам. В улучшенном варианте рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 100 грамм углеводов и менее чем 30 г сахара в день, а также менее чем 28 г белков/аминокислот в день. В другом улучшенном варианте рацион, имитирующий воздержание от пищи, представляет собой кетогенный рацион с ограничением по калорийности или без него, как изложено в данном документе. Полезный кетогенный рацион будет обеспечивать 52,4-82,4% жира, 10-16,6% углеводов и 8-15% белка от общего суточного уровня потребления калорий.
[0034] В одном варианте рацион без воздержания от пищи назначают субъекту в течение второго периода времени, следующего за первым периодом времени, как изложено ниже. В некоторых улучшенных вариантах рацион без воздержания от пищи обеспечивает субъекта нормальным или даже повышенным уровнем потребления калорий, необходимым для возвращения к нормальному и здоровому весу. Способы по настоящему изобретению применимы для лечения любого субъекта, страдающего аутоиммунным заболеванием, и, в частности, людей и других млекопитающих. Нормальный уровень потребления калорий представляет собой количество калорий, которые потребляет субъект для поддержания своего веса. Как правило, нормальный уровень потребления калорий составляет от приблизительно 1600 до 2400 калорий (т.е. килокалорий) в день. В улучшенном варианте нормальный уровень потребления калорий составляет от 1800 до 2200 килокалорий.
[0035] В одном варианте способы по настоящему изобретению применяют для лечения заболеваний, опосредованных Т-клетками, включая аутоиммунные заболевания и хронические воспалительные заболевания у субъекта. В данном варианте способ включает стадию идентификации субъекта, у которого имеется заболевание, опосредованное Т-клетками. Рацион, имитирующий воздержание от пищи, назначают субъекту в течение первого предварительно определенного периода времени, при этом рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 60% от нормального уровня потребления калорий субъектом при ограничении по белкам и углеводам. В улучшенном варианте рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 100 грамм углеводов при менее чем 30 г сахара в день и менее чем 28 г белков/аминокислот в день. В дополнительном улучшенном варианте рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 20 г сахара в день. В каждом из этих улучшенных вариантов баланс калорий обеспечивают за счет жира. В одном варианте рацион без воздержания от пищи назначают субъекту в течение второго периода времени, следующего за первым периодом времени, как более подробно изложено ниже. В улучшенном варианте способы предусматривают изменение количества патогенных Т-клеток и уровня циркулирующих цитокинов для облегчения тяжести аутоиммунных поражений, а также снижение уровня маркеров, которые в значительной степени ассоциированы с воспалительными заболеваниями, включая рассеянный склероз (MS), индуцированный EAE, и сахарный диабет 1 типа (T1D), индуцированный STZ, в мышиных моделях. Например, с помощью способа возможно уменьшение количества CD4+ и CD8+ Т-клеток по меньшей мере на 20 процентов и уровня циркулирующих цитокинов по меньшей мере на 20 весовых процентов. В некоторых улучшенных вариантах с помощью способа возможно уменьшение количества CD4+ и CD8+ Т-клеток по меньшей мере на 30 процентов, 40 процентов или 50 процентов. В других улучшенных вариантах с помощью способа возможно уменьшение уровня циркулирующих цитокинов по меньшей мере на 30 весовых процентов, 40 весовых процентов или 50 весовых процентов. Более того, по меньшей мере в некоторых вариантах способов стимулируют регенерацию недифференцированных клеток-предшественников и дифференцированных функциональных клеток, которые были утрачены или подвергались атаке воспалительных Т-клеток.
[0036] Циклы FMD способствуют облегчению аутоиммунных/воспалительных заболеваний, таких как рассеянный склероз и сахарный диабет 1 типа, частично путем снижения количества циркулирующих Т-лимфоцитов и поражений, вызванных патогенными Т-клетками. FMD обеспечивает снижение уровня маркеров, которые ассоциированы с воспалительными заболеваниями, т.е. TNF-альфа, Т-клеток и C-реактивного белка. Данная высокая эффективность, эффекты широкого спектра в отношении популяций Т-клеток и воспалительных маркеров при минимальных исходных требованиях и долгосрочной(ых) безопасности/преимуществах обеспечивает способам по настоящему изобретению включение в различные виды терапии, в том числе таковые с включением биологических и фармацевтических способов терапии. В целом FMD обладает большим потенциалом как для предупреждения, так и для лечения аутоиммунных/воспалительных заболеваний, продемонстрированных в данном документе, при различных, но похожих заболеваниях, представленных ниже: сахарный диабет 1 типа, рассеянный склероз и воспалительный дерматит; следовательно, лечение с применением FMD имеет широкое применение для лечения остальных аутоиммунных/воспалительных заболеваний. При отсутствии необходимости в инвазивных подходах может существовать преимущество по сравнению с традиционным иммунорегуляторным подходом, представляющее собой способ, с помощью которого непосредственно регулируют популяции Т-клеток и/или могут опосредованно изменять цитокины с уменьшением интенсивности воспалительных аутоиммунных поражений. Авторы настоящего изобретения в данном документе показали, что рацион, имитирующий воздержание от пищи (FMD), в качестве интенсивной, но сокращенной формы ограничения конкретных питательных веществ способен имитировать воздержание от пищи, в то же время с предотвращением недостаточности питания, и может изменять количественные и функциональные профили популяций Т-клеток и уровни циркулирующих цитокинов, которые представляют собой ключевые терапевтические мишени большинства аутоиммунных заболеваний, а также уменьшать уровни маркеров, ассоциированных с воспалительными заболеваниями (таблица 1). В таблице 1 представлены примеры заболеваний и состояний, которые можно лечить при помощи способов по настоящему изобретению. Также продемонстрировано, что FMD способствует регенерации олигодендроцитов в моделях MS и диабета 1 типа. Циклы FMD также способствуют повышению регенерации олигодендроцитов при MS за счет стимуляции дифференциации клеток-предшественников (клеток-предшественников олигодендроцитов) с повышением количества функциональных типов клеток (олигодендроцитов). При FMD предпочтительно воздержание от пищи в течение 120 ч, поскольку для субъектов-людей чрезвычайно трудным является успешное голодание вследствие недостаточного соблюдения режима терапии и побочных эффектов при нарушении питания. Преимущественно в настоящем изобретении применяют замещающие рационы, при которых максимально увеличивается количество микронутриентов без препятствия благоприятному эффекту условий воздержания от пищи на ремодуляцию иммунной системы и стимуляцию регенерации.
[0037] По меньшей мере в одном варианте осуществления представлен способ лечения, облегчения и предупреждения рецидива симптома рассеянного склероза (MS). Способ включает стадию идентификации субъекта, у которого имеется диагноз рассеянный склероз или проявляющего один или несколько симптомов рассеянного склероза. Примеры симптомов рассеянного склероза включают без ограничения неврологическое расстройство (например, автономной нервной системы, зрения, двигательное расстройство и расстройство сенсорного восприятия), мышечную слабость, мышечный спазм, депрессию, перепады настроения, очаги поражения нервной системы (например, склеры), демиелинизацию и т.д. Субъекту периодически назначают рацион, имитирующий воздержание от пищи (FMD), как изложено в данном документе, для лечения или облегчения симптома рассеянного склероза. Например, в улучшенном варианте рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 60% от нормального уровня потребления калорий субъектом при ограничении по белкам/аминокислотам и углеводам. В дополнительном улучшенном варианте рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 100 грамм углеводов и менее чем 30 г сахара в день, а также менее чем 28 г белков/аминокислот в день. В другом улучшенном варианте рацион, имитирующий воздержание от пищи, представляет собой кетогенный рацион с ограничением по калорийности или без него, как изложено в данном документе. Полезный кетогенный рацион будет обеспечивать 52,4-82,4% жира, 10-16,6% углеводов и 8-15% белка от общего суточного уровня потребления калорий.
[0038] В варианте способов, изложенных выше, рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает субъекта менее чем 80 процентами, 70 процентами, 60 процентами, 50 процентами, 45 процентами, 40 процентами или 35 процентами от нормального уровня потребления калорий субъектом. В других улучшенных вариантах рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает субъекта более чем, в возрастающем порядке предпочтения, 10%, 20%, 25% или 30% от нормального уровня потребления калорий субъектом. В улучшенном варианте FMD назначают в течение первого предварительно определенного периода времени. Как правило, рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает субъекта менее чем 30 г сахара в день, менее чем 28 г белков в день, 20-30 граммами мононенасыщенных жиров в день, 6-10 г полиненасыщенных жиров в день и 2-12 г насыщенных жиров в день. В улучшенном варианте рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 25 г сахара, менее чем 23 г белков, 16-25 грамм мононенасыщенных жиров, 4,8-8 г полиненасыщенных жиров и 1-10 г насыщенных жиров. В другом улучшенном варианте рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает субъекта менее чем 20 г сахаров в день, менее чем 18 г белка в день, 10-15 г мононенасыщенных жиров в день, 3-5 г полиненасыщенных жиров в день и 1-6 граммами насыщенных жиров в день. В других улучшенных вариантах рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает субъекта менее чем 16 г сахаров, менее чем 15 г белка, 8-12 г мононенасыщенных жиров и 2-4 г полиненасыщенных жиров, а также 1-6 граммами насыщенных жиров. Как правило, рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает 100% от рекомендованной суточной нормы (RD) витаминов, минералов и незаменимых жирных кислот.
[0039] В варианте способов, изложенных выше, первый период времени составляет от 3 до 30 дней. В другом варианте способов, изложенных выше, первый период времени составляет от 3 до 7 дней. В улучшенном варианте первый период времени составляет приблизительно 1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7 дней. В другом варианте способов, изложенных выше, первый период времени составляет от 3 до 7 дней. В улучшенном варианте первый период времени составляет приблизительно 1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7 дней. В дополнительном улучшенном варианте первый период времени составляет приблизительно 5 дней. Как правило, рацион, имитирующий воздержание от пищи, назначают субъекту периодически. В одном варианте рацион, имитирующий воздержание от пищи, назначают субъекту с временными интервалами 4-16 недель. В другом варианте рацион, имитирующий воздержание от пищи, можно назначать субъекту с временными интервалами 2-4 недели. В одном варианте субъекта обеспечивают 4,5-7 килокалориями на фунт субъекта в первый день рациона, имитирующего воздержание от пищи. В улучшенном варианте субъекта обеспечивают 3,5-5 килокалориями на фунт субъекта в первый день рациона, имитирующего воздержание от пищи. В течение 2-5 дней рациона, имитирующего воздержание от пищи, в данном варианте субъекта обеспечивают 3-5 килокалориями на фунт веса тела субъекта. 14. В одном варианте, в котором рацион, имитирующий воздержание от пищи, назначают в течение 4 дней, рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает от 2,4 до 4 килокалорий на фунт субъекта в течение дней 2-4.
[0040] В варианте способов, изложенных выше, FMD чередуют с рационом без воздержания от пищи (non-FD) с целью обеспечения восстановления субъектом нормального веса. Как правило, non-FD назначают на следующий день после окончания цикла FMD. В улучшенном варианте non-FD назначают через 1-7 дней (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7 дней) после окончания цикла FMD. Рацион non-FD обеспечивает субъекта нормальным уровнем потребления калорий. Non-FD назначают в течение второго периода времени. Как правило, второй период времени составляет от 1 дня до 55 дней. В улучшенном варианте второй период времени больше или равен, в возрастающем порядке предпочтения, 1 дню, 3 дням, 7 дням, 14 дням или 20 дням. В другом улучшенном варианте второй период времени составляет от 1 дня до 55 дней. В улучшенном варианте второй период времени менее или равен, в возрастающем порядке предпочтения, 60 дням, 50 дням, 40 дням, 30 дням или 25 дням. В одном варианте FMD и non-FD назначают субъекту каждые 2-4 недели в течение периода лечения. В другом варианте FMD и non-FD назначают субъекту каждые 2-8 недель в течение периода лечения. Период лечения обычно составляет от месяца до нескольких лет или на протяжении всей жизни субъекта.
[0041] Следующие рационы, имитирующие воздержание от пищи (FMD), и способ будут необходимы для эффективного лечения рассеянного склероза и предупреждения возвратно-ремиттирующего течения рассеянного склероза. Их разрабатывали посредством экстраполяции из мышиного рациона (см. фигуры) исходя из уровня потребления калорий по сравнению с нормальным/в неограниченном количестве потреблением, а также композиции макронутриента и микронутриента (по сравнению со стандартной композицией) и с применением данных для человека в результате продолжающегося клинического испытания, при котором достигается кратный диапазон изменения концентраций глюкозы, кетоновых тел, уровня IGF-I и уровня IGFBP-1 подобно мышиному рациону, и при котором происходит воздействие на противовоспалительные кортикостероиды и воспалительные маркеры.
[0042] Следующие примеры иллюстрируют различные варианты осуществления настоящего изобретения. Специалистам в данной области будут очевидны многочисленные варианты, которые находятся в пределах сущности настоящего изобретения и объема формулы изобретения.
[0043] В изложенных ниже экспериментах замещающие рационы моделируют на мышах. Как для лечения, так и для способствования устранению симптома аутоиммунных/воспалительных заболеваний субъектам можно назначать либо рацион 1, либо рацион 2, а частоту циклов следует определять исходя из способности субъектов восстановить нормальный вес тела и/или рекомендации лечащего врача для достижения здорового веса - BMI, составляющего по меньшей мере 18 или больше.
[0044] Было показано, что циклы FMD обеспечивают уменьшение уровня глюкозы и сывороточного IGF-1. Уменьшение уровня сывороточного IGF-1, как было показано, представляет собой один из биомаркеров, который указывает на эффекты регенерации и увеличение количества стволовых и/или прогениторных клеток из числа гематопоэтических стволовых клеток как у мышей, так и у человека (Cheng et al., 2014 Cell Stem Cell; заявка на патент на стадии рассмотрения). У самок мышей С57В1/6 возрастом 10 недель один цикл FMD обеспечивал снижение веса тела на 18% по сравнению с контролями и обеспечивал значительное снижение уровня глюкозы и уровня сывороточного IGF-1. После повторного кормления при FMD восстанавливали их нормальный вес тела. Аналогичным образом, осуществляемое клиническое испытание на людях также показало, что один цикл аналогичной FMD (с корректировкой по весу и другими требованиями, специфическими для людей) демонстрирует снижение уровня глюкозы в крови, а также уровней сывороточного IGF-I. Более того, уровень IGFBP-1, который связывается и снижает биологическую доступность IGF-1, значительно повышается при одном цикле FMD, способствуя дальнейшему ингибированию сигнальной системы IGF-I.
[0045] Экспериментальная мышиная FMD основана на отборе по питательным свойствам, с помощью которого определяют ингредиенты, которые обеспечивают высокую питательность во время употребления низкокалорийной пищи. Мышиный FMD-рацион состоит из двух различных компонентов, называемых как рацион в день 1 и рацион в дни 2-3, которыми кормили в указанном порядке, соответственно. Рацион в день 1 содержал 7,87 кДж/г и рацион в дни 2-3 был одинаковым во все дни кормления и содержал 1,51 кДж/г. Рационы в день 1 и в дни 2-3 давали когорте FMD со средним потреблением таким, как у контрольной группы с потреблением в неограниченном количестве (~4 г) каждые две недели. В среднем мыши потребляли 11,07 кДж (белок растительного происхождения - 0,75 кДж, углевод - 5,32 кДж, жир - 5 кДж) в каждый день схемы FMD. Как в моделях MS, так и T1D авторы настоящего изобретения давали пищу TD.7912 в неограниченном количестве в течение от 4 до 7 дней после окончания рациона в дни 2-3. Длительность FMD и длительность возобновленного кормления TD.7912 может регулироваться по потере (≤20%) и восстановлению (≥95%) веса. В случае модели MS период возобновления кормления ограничен 4 днями. Перед использованием FMD-рациона животных перемещали в чистые клетки, чтобы избежать кормления остатками пищи и копрофагию. Экспериментальный мышиный KD содержал 0,34 ккал/г белка, 6,76 ккал/г жира и 0,13 ккал/г углеводов.
[0046] Модифицированный рацион 1, имитирующий воздержание от пищи, для человека. FMD заменял нормальный рацион субъектов в течение периода от 5 до 7 дней (см. ниже) каждые 4-16 недель в зависимости от типа, а также тяжести состояния заболевания у субъекта и способности пациента к восстановлению веса перед началом следующего цикла. Пациенты с более тяжелыми симптомами, которые способны к восстановлению веса, получали рацион каждые 4 недели, а пациенты с более слабой формой заболевания получали рацион каждые 8-16 недель. FMD состоял из ингредиентов, которые общепризнаны как безопасные (RGAS). Калории потреблялись согласно весу тела субъекта. В день 1 общее потребление калорий составляло 18,8-29,2 кДж (4,5-7 ккал) на фунт (или 42-67 кДж на килограмм). Ежедневный рацион должен был содержать менее чем 100 грамм углеводов с менее чем 30 г сахаров, менее чем 28 г белков/аминокислот, 20-30 граммами мононенасыщенных жиров, 6-10 г полиненасыщенных жиров и 2-12 г насыщенных жиров. В дни 2-5 или 2-7 общее потребление калорий составляло 12,5-20,9 кДж (3-5 ккал) на фунт (или 29-46 кДж на килограмм). Рацион должен был содержать менее чем 100 грамм углеводов при менее чем 20 г сахаров, менее чем 18 г белков/аминокислот, 10-15 г мононенасыщенных жиров и 3-5 г полиненасыщенных жиров, а также 1-6 грамм насыщенных жиров. Рацион должен был также характеризоваться высокой питательностью с содержанием 100% от RDA витаминов, минералов + незаменимых жирных кислот.
[0047] Модифицированный рацион 2, имитирующий воздержание от пищи, для человека. FMD заменял нормальный рацион субъектов в течение периода 4 дня (см. ниже) каждые 4-16 недель в зависимости от типа, а также тяжести состояния заболевания у субъекта и способности пациента к восстановлению веса перед началом следующего цикла. Пациенты с более тяжелыми симптомами, которые способны к восстановлению веса, получали рацион каждые 2 недели, а пациенты с более слабой формой заболевания получали рацион каждые 4 недели. FMD состоял из ингредиентов, которые общепризнаны как безопасные (RGAS). Калории потреблялись согласно весу тела субъектов. В день 1 общее потребление калорий составляло 18,8-29,2 кДж (4,5-7 ккал) на фунт (или 42-67 кДж на килограмм). Ежедневный рацион должен был содержать менее чем 100 грамм углеводов при менее чем 25 г сахара, менее чем 23 г белков/аминокислот, 16-25 грамм мононенасыщенных жиров, 4,8-8 г полиненасыщенных жиров и 1-10 г насыщенных жиров. В дни 2-4 общее потребление калорий составляло 10-16,7 кДж (2,4-4 ккал) на фунт (или 22,2-36,8 кДж на килограмм). Рацион должен был содержать менее чем 100 грамм углеводов при менее чем 16 г сахаров, менее чем 15 г белков/аминокислот, 8-12 г мононенасыщенных жиров и 2-4 г полиненасыщенных жиров, а также 1-6 грамм насыщенных жиров. Рацион должен был также характеризоваться высокой питательностью с содержанием 100% от RDA витаминов, минералов + незаменимых жирных кислот.
[0048] Модифицированный кетогенный рацион для человека. KD заменял нормальный рацион субъектов в течение длительного времени, пока у субъектов присутствовали болезненные состояния. Кетогенный рацион должен был содержать источник питания, в основном полученный из моно-полиненасыщенных жиров и насыщенных жиров. Вкратце, кетогенный рацион должен был содержать 52,4-82,4% жира, 10-16,6% углеводов и 8-15% белка от общего суточного уровня потребления калорий. Рацион должен был также характеризоваться высокой питательностью с содержанием 100% от RDA витаминов, минералов и незаменимых жирных кислот.
[0049] На фигуре 2 представлена столбчатая диаграмма, на которой показан средний клинический показатель тяжести EAE у мышей, которых лечили рационом, имитирующим воздержание от пищи (FMD), в мышиной модели MS при EAE, индуцированном MOG35-55. Экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит представляет собой наиболее широко используемую модель на грызунах рассеянного склероза человека. Показано, что периодические циклы рациона, имитирующего воздержание от пищи (FMD), (3 дня FMD и 4 дня с потреблением в неограниченном количестве в неделю), обладают терапевтическим эффектом в мышиной модели С57В1/6 рассеянного склероза при EAE, индуцированном MOG35-55, а также обеспечивают снижение аутоиммунной реакции и предупреждение рецидива заболевания. Еженедельные циклы рациона, имитирующего воздержание от пищи (FMD), приводят к значительному снижению показателей тяжести EAE (0 - отсутствие наблюдаемого признака, и 5 - умирающий) по сравнению с контрольным рационом (CTRL). При длительном применении кетогенного рациона (KD) показано снижение тяжести EAE по сравнению с контролем, но не в той же степени как при FMD.
[0050] Циклы замещающих рационов обеспечивают снижение количества популяций Т-клеток и уровней цитокинов, ассоциированных с симптомами аутоиммунных заболеваний, и облегчают симптомы в мышиных моделях рассеянного склероза (MS) и сахарного диабета 1 типа (T1D) in vivo. В таблице 2 представлены результаты, демонстрирующие, что FMD обеспечивает снижение количества селезеночных CD4+ и CD8+ Т-клеток в мышиной модели MS по окончании трех дней FMD.
[0051] В таблице 3 показано, что FMD обеспечивает стимуляцию предшественников олигодендроцитов и дифференцированных олигодендроцитов в очаге поражения спинного мозга мышиной модели MS. NG2 применяли в качестве маркера недифференцированных клеток-предшественников олигодендроцитов. BrdU применяли в качестве маркера пролиферации. GSTπ применяется в качестве маркера дифференцированного олигодендроцита. BrdU+ GSTπ+ клетки свидетельствуют о том, что недавно пролиферированные клетки-предшественники дифференцировались в функциональные миелинизированные олигодендроциты в качестве маркера регенерации. Лечение с применением FMD демонстрирует повышение количества NG2+ клеток-предшественников олигодендроцитов и GSTπ+ зрелых олигодендроцитов в очаге поражения спинного мозга. FMD-опосредованное повышение количества как предшественников, так и дифференцированных олигодендроцитов обусловлено повышением пролиферации (BrdU+ клеток), которые успешно дифференцируются в зрелые олигодендроциты (BrdU+ GSTπ+). Посредством данных изменений демонстрируется регенерация очага поражения.
[0052] На фигуре 3 показано окрашивание флуоресцентными красителями ткани поджелудочной железы. Наблюдали, что количество Т-клеток инфильтрата поджелудочной железы (CD3+) значительно уменьшилось при циклах FMD. В таблице 4 продемонстрировано, что FMD обеспечивает облегчение патогенных аутоиммунных ответов при диабете 1 типа, индуцированном STZ. В таблице 4 показано, что FMD обеспечивает снижение уровня циркулирующих цитокинов, ассоциированных с поражениями β-клеток.
[0053] Фигура 4 представляет собой столбчатую диаграмму, на которой показано, что FMD обеспечивает снижение уровня сывороточного CRP и повышение уровня кортизола в испытании на человеке. CRP известен как один из главных маркеров воспалительных заболеваний. Лечение с применением FMD демонстрирует 3-кратное уменьшение уровня CRP в клиническом испытании на человеке.
[0054] На фигуре 5 показано, что FMD обеспечивает повышение уровня циркулирующего кортизола в клиническом испытании на человеке. (*p<0,05; n=5). Кортизол относится к классу глюкокортикоидов, которые известны противовоспалительным действием посредством воздействия на пролиферацию и активацию Т-клеток, а также уменьшения уровней широкого разнообразия цитотоксических цитокинов, включая TNF-альфа. Лечение с применением FMD демонстрирует приблизительно 2-кратное повышение уровня кортизола по сравнению с контролем в клиническом испытании на человеке.
[0055] Циклы замещающего рациона показывают 2-кратное снижение (20% в контрольной когорте по сравнению с 10% в когорте FMD) заболеваемости дерматитом у мышей дикого типа С57В1/6, как предоставлено в таблице 5.
[0056] В таблице 6 показан процент пораженных заболеванием мышей, которые выздоровели/продемонстрировали улучшение в аутоиммунной модели STZ сахарного диабета 1 типа и аутоиммунной модели EAE MS.
[0057] Хотя иллюстративные варианты осуществления описаны выше, это не означает, что данные варианты осуществления описывают все возможные формы настоящего изобретения. Точнее, слова, используемые в описании, являются описательными, а не ограничивающими словами, и следует понимать, что различные изменения могут быть произведены без отступления от сути и объема настоящего изобретения. Кроме того, признаки различных реализуемых вариантов осуществления могут быть объединены с получением дополнительных вариантов осуществления настоящего изобретения.
1. Способ облегчения симптома аутоиммунного заболевания и хронического воспалительного заболевания, при этом способ включает:
идентификацию субъекта, у которого имеется аутоиммунное или воспалительное заболевание;
периодическое назначение рациона, имитирующего воздержание от пищи, субъекту в течение первого предварительно определенного периода времени, при этом рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 100 г углеводов при менее чем 30 г сахаров в день и менее чем 28 г белков/аминокислот в день, где указанный первый предварительно определенный период времени составляет от 3 до 7 дней; и
назначение рациона без воздержания от пищи субъекту в течение второго периода времени, следующего за первым периодом времени, при этом рацион без воздержания от пищи обеспечивает субъекта нормальным уровнем потребления калорий.
2. Способ по п. 1, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 60% от нормального уровня потребления калорий субъектом.
3. Способ по п. 1, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, представляет собой кетогенный рацион.
4. Способ по п. 1, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, назначают субъекту с временными интервалами 4-16 недель.
5. Способ по п. 1, где первый период времени составляет приблизительно 5 дней.
6. Способ по п. 5, где в первый день рациона, имитирующего воздержание от пищи, субъекта обеспечивают 4,5-7 килокалориями на фунт веса субъекта.
7. Способ по п. 6, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает субъекта 20-30 г мононенасыщенных жиров в день, 6-10 г полиненасыщенных жиров в день и 2-12 г насыщенных жиров в день.
8. Способ по п. 5, где в течение дней 2-5 рациона, имитирующего воздержание от пищи, субъекта обеспечивают 3-5 килокалориями на фунт веса тела субъекта.
9. Способ по п. 6, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает субъекта менее чем 100 г углеводов и менее чем 20 г сахаров в день, менее чем 18 г белков/аминокислот в день, 10-15 г мононенасыщенных жиров в день, 3-5 г полиненасыщенных жиров в день и 1-6 гами насыщенных жиров в день.
10. Способ по п. 5, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает 100% от рекомендованной суточной нормы (RD) витаминов, минералов и незаменимых жирных кислот.
11. Способ по п. 1, где первый период времени составляет приблизительно 4 дня.
12. Способ по п. 11, где в первый день рациона, имитирующего воздержание от пищи, субъекта обеспечивают 3,5-5 килокалориями на фунт веса субъекта.
13. Способ по п. 12, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 100 г углеводов при менее чем 25 г сахара, менее чем 23 г белков/аминокислот, 16-25 г мононенасыщенных жиров, 4,8-8 г полиненасыщенных жиров и 1-10 г насыщенных жиров.
14. Способ по п. 12, где в течение дней 2-4 рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает 2,4-4 килокалории на фунт веса субъекта.
15. Способ по п. 14, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 100 г углеводов при менее чем 16 г сахаров, менее чем 15 г белков/аминокислот, 8-12 г мононенасыщенных жиров, 2-4 г полиненасыщенных жиров и 1-6 г насыщенных жиров.
16. Способ по п. 11, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает 100% от рекомендованной суточной нормы (RD) витаминов, минералов и незаменимых жирных кислот.
17. Способ по п. 1, где субъектом является млекопитающее.
18. Способ по п. 1, где субъектом является человек.
19. Способ по п. 1, где аутоиммунное заболевание представляет собой рассеянный склероз.
20. Способ по п. 1, где аутоиммунное заболевание представляет собой аутоиммунное заболевание, опосредованное Т-клетками.
21. Способ по п. 1, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, включает мононенасыщенные, полиненасыщенные и насыщенные жиры.
22. Способ лечения рассеянного склероза, включающий:
идентификацию субъекта, у которого имеется рассеянный склероз;
периодическое назначение рациона, имитирующего воздержание от пищи, субъекту в течение первого предварительно определенного периода времени, при этом рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 50% от нормального уровня потребления калорий субъектом со строгим ограничением потребления как белков/аминокислот, так и углеводов, и менее чем 30 г сахаров в день, и менее чем 28 г белков в день, где указанный первый предварительно определенный период времени составляет от 3 до 7 дней; и
назначение рациона без воздержания от пищи субъекту в течение второго периода времени, следующего за первым периодом времени, при этом рацион без воздержания от пищи обеспечивает субъекта более чем 60 процентами от нормального уровня потребления калорий субъектом, но в то же время уровнем потребления калорий, необходимым субъекту для возвращения к нормальному здоровому весу.
23. Способ по п. 22, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, включает мононенасыщенные, полиненасыщенные и насыщенные жиры.
24. Способ лечения аутоиммунного заболевания, опосредованного Т-клетками, включающий:
идентификацию субъекта, у которого имеется аутоиммунное заболевание, опосредованное Т-клетками;
периодическое назначение рациона, имитирующего воздержание от пищи, субъекту в течение первого предварительно определенного периода времени, при этом рацион, имитирующий воздержание от пищи, обеспечивает менее чем 50% от нормального уровня потребления калорий субъектом со строгим ограничением потребления как белка/аминокислот, так и углеводов, и менее чем 30 г сахаров в день, и менее чем 28 г белков/аминокислот в день, где указанный первый предварительно определенный период времени составляет от 3 до 7 дней; и
назначение рациона без воздержания от пищи субъекту в течение второго периода времени, следующего за первым периодом времени, при этом рацион без воздержания от пищи обеспечивает субъекта более чем 60 процентами от нормального уровня потребления калорий субъектом, но в то же время уровнем потребления калорий, необходимым субъекту для возвращения к нормальному здоровому весу.
25. Способ по п. 24, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, включает мононенасыщенные, полиненасыщенные и насыщенные жиры.
26. Способ облегчения симптома рассеянного склероза, при этом способ включает:
идентификацию субъекта, у которого имеется рассеянный склероз;
периодическое назначение субъекту рациона, имитирующего воздержание от пищи, в течение первого предварительно определенного периода времени, при этом рацион, имитирующий воздержание от пищи, представляет собой кетогенный рацион, где указанный первый предварительно определенный период времени составляет от 3 до 7 дней; и
назначение рациона без воздержания от пищи субъекту в течение второго периода времени, следующего за первым периодом времени, при этом рацион без воздержания от пищи обеспечивает субъекта нормальным уровнем потребления калорий.
27. Способ по п. 26, где рацион, имитирующий воздержание от пищи, включает мононенасыщенные, полиненасыщенные и насыщенные жиры.
