Применение пористых материалов для ингибирования/нарушения чувства кворума бактерий

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен способ модуляции флоры бактерий в среде путем ингибирования чувства кворума бактерий (варианты). Способы включают идентификацию бактерий, у которых требуется ингибировать чувство кворума, и введение эффективного количества композиции, включающей адсорбентный/каталитический ингибитор сигнальной молекулы QS сенсинга, который является неорганическим или органическим сорбционным материалом, сорбционным или сорбентным, или непористым минералом; либо композиции, включающей адсорбентный/каталитический ингибитор сигнальной молекулы QS сенсинга, который является AHL, PQS, сигнала AI-1 или сигнала AI-2; либо композиции, включающей адсорбентный/каталитический ингибитор сигнала QS сенсинга. Изобретения обеспечивают нарушение межклеточной коммуникации бактерий, позволяющей бактериям регулировать образование биопленки, биолюминисценцию и вирулентность. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 9 табл., 6 пр., 10 ил.

 

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ И ВКЛЮЧЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ ОТСЫЛКИ

[0001] По настоящей заявке испрашивается приоритет временной заявки на патент США 62/302,647, поданной 2 марта 2016 года, и временной заявки на патент США 62/351,378, поданной 17 июня 2016 года.

[0002] Предшествующие заявки и все документы, цитируемые в них или в ходе их рассмотрения ("цитируемые в заявке документы"), и все документы, цитируемые или указанные в цитируемых в заявке документах, и все документы, цитируемые или указанные в настоящей заявке ("цитируемые в настоящей заявке документы"), и все документы, цитируемые или указанные в настоящей заявке в цитируемых в настоящей заявке документах, вместе с любыми инструкциями производителя, описаниями, нормативной документацией и спецификацией для любых продуктов, указанными в настоящей заявке или в любом документе, включенном посредством отсылки в настоящую заявку, включены в настоящий документ посредством отсылки и могут применяться при практическом осуществлении изобретения. В частности, все указанные документы включены посредством отсылки в той же степени, как если бы каждый отдельный документ был прямо и индивидуально указан как включенный посредством отсылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0003] Настоящая заявка относится к модуляции бактериальной флоры в среде путем ингибирования или нарушения чувства кворума (кворум сенсинга или "QS") определенного целевого рода или вида бактерий в указанной среде при введении эффективного количества композиции для контроля чувства кворума, включающей по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным и/или каталитическим ингибитором (далее именуемое "адсорбентным/каталитическим ингибитором") для QS сигнальной молекулы, секретируемой бактериями-мишенями, такой как, например, N-ацил-гомосеринлактоны (AHL), сигнальный хинолон Pseudomonas ("PQS"), сигнальный аутоиндуктор-1 ("AI-1") или сигнальный аутоиндуктор-2 ("AI-2"); такое ингибирование или нарушение межклеточной коммуникаций бактерий называется блокированием кворума ("QQ"). Настоящая заявка также относится к композициям для контроля чувства кворума, включающим по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума (т.е. адсорбентный/каталитический ингибитор), для сигнальной молекулы QS, такой как, например, AHL, PQS, сигнал AI-1 или сигнал AI-2, и инертный носитель, а также к способам их получения. Кроме того, настоящее изобретение также относится к способу применения адсорбентного/каталитического ингибитора для сигнальной молекулы QS, секретируемой бактериями-мишенями, такой как, например, AHL, PQS, сигнал AI-1 или сигнал AI-2, для модуляции метаболизма чувства кворума бактерий для улучшения состояния здоровья и показателей животных или улучшения состояния здоровья у людей.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0004] Чувство кворума ("QS") представляет собой систему межклеточной коммуникации, которая позволяет бактериям регулировать такие особенности, как образование биопленки, биолюминесценцию и вирулентность (Miller, et al., Annu. Rev. Microbiol., 2001, 55:165-169). Бактерии осуществляют коммуникацию при использовании химических сигнальных молекул, называемых аутоиндукторами ("AI"), которые непрерывно вырабатываются в бактериальной клетке и затем секретируются во внеклеточную среду. Когда концентрация сигнальных молекул достигает порогового значения, эти AI возвращаются в клетки и регулируют экспрессию генов, чтобы бактерии могли приспособиться к изменениям окружающей среды. Такую регуляторную систему называют бактериальными QS сигнальными системами. QS позволяет одноклеточным бактериям имитировать многоклеточные организмы, чтобы проявлять некоторые свойства, которые не могут проявляться, когда они являются одноклеточными организмами.

[0005] Чувство кворума было обнаружено Нилсоном с соавт. в 1970 году (K. Nealson, T. Platt, J. Hastings, J. Bacteriol. 1970; 104: 313-322) у морской бактерии V. fischeri. Эти исследователи заметили, что бактерии генерировали биолюминесценцию, когда они достигали высокой концентрации популяции. Дальнейшее исследование при использовании V. fischeri в качестве модели показало, что бактерии выделяли AHL из белка LuxI V. fischeri. Затем выделяемый белок связывается с белком LuxR на поверхности бактерий, изменяя экспрессию генов бактерий. Подобные регуляторные системы также существуют у многих грамположительных или грамотрицательных бактерий. В случае модуляции или изменения популяции таких бактерий наблюдается экспрессия гена синтазы аутоиндукторов на базальном уровне, что приводит к секреции небольшого количества сигнальных молекул аутоиндукции, которые выходят из клетки в окружающую среду. Когда плотность бактерий достигает порогового значения, сигнальные молекулы аутоиндукции проникают в клетки и связываются с белками-регуляторами транскрипции, образуя полимер белков-регуляторов транскрипции и сигнальных молекул, который может связываться со специфической последовательностью ДНК генов-мишеней, включая синтетический ген сигнальной молекулы, что также приводит к продукции большего количества сигнальных молекул. Такую коммуникацию и трансдукцию информации давно преполагали у многих бактерий. Например, Chromobacterium violaceum имеет такой же механизм, как у V. fischeri, и может вырабатывать C6-HSL в качестве молекулы аутоиндукции, рецепторным белком которой является CviR.

[0006] Чувство кворума позволяет бактериям координировать поведение с окружающей средой и уровнями заселенности посредством регуляции экспрессии генов. В частности, деятельность, которую координирует QS в данной популяции бактерий, включает продукцию антибиотиков, биолюминесценцию, регуляцию азотфиксирующего гена, конъюгационный перенос Ti-плазмиды, экспрессию вирулентного гена, синтез пигментов, сворминг бактерий и формирование биопленок. Преимущество метода, который включает нарушение регуляции чувства кворума у бактерий, состоит в том, что данный метод не нарушает нормальные физиологические функции бактериальных клеток in vivo и, таким образом, не вызывает у бактерий развитие резистентности. Таким образом, применение ингибиторов чувства кворума бактерий отдельно или в комбинации с антибиотиками или другими противомикробными средствами, чувствительными к формированию бактериальной резистентности, может уменьшать развитие резистентности или служить в качестве альтернативы существующей терапии антибиотиками или противомикробными средствами, применяемыми для устранения или лечения заболеваний, вызываемых бактериями.

[0007] После первоначального открытия QS с использованием V. fischeri, сделанного Нилсоном с соавт., была обнаружена вторая группа биолюминесцентных бактерий, которые имеют систему сенсинга кворума, регулирующую люминесценцию (C. M. Waters and B. L. Bassler, Annual Review of Cell and Developmental Biology, 2005, 21:319-346). Водные бактерии V. harveyi, как было обнаружено, обладали регуляторными системами QS, которые регулируют экспрессию различных генов, связанных с вирулентностью и с люминесценцией. Измерение испускаемого люминесцентного излучения при QS сигнализации может, таким образом, использоваться в качестве индикации уровня бактериальной вирулентности. Бактерии V. harveyi являются распространенным патогеном, вызывающим вибриоз, основное заболевание рыбы и водных беспозвоночных (например, ракообразных, моллюсков и т.д.), приводящее к существенному снижению производительности и убыткам в индустрии аквакультуры. Выработка внеклеточных продуктов вирулентности у V. harveyi была идентифицирована как один из факторов, ответственных за патогенез этой бактерии. Во время роста клеток люминесценция первоначально сильно отстает от роста, а затем увеличивается со значительно более высокой скоростью после накопления аутоиндукторов в среде. Сигнал AI-1 используется для внутривидовой коммуникации, а сигнал AI-2 используется для межвидовой коммуникации (M. J. Federle and B. L. Bassler, J. Clin Invest., 2003, 112(9):1291-1299).

[0008] Хотя для контроля популяции Vibrio harveyi использовали несколько антибиотиков, такое применение обычно вызывает несколько проблем с точки зрения приобретения патогенами резистентности, избыточного применения препаратов и случайного уничтожения "хороших" бактерий (что приводит к снижению бактериального биоразнообразия в окружающей среде и позволяет бурно развиваться патогенным бактериям, например, C. difficile). Применение антибиотиков также косвенно влияет на окружающую среду; например, антибиотики продолжают убивать бактерии после пребывания в первоначальном предполагаемом местоположении, когда они проникают в водные пути и почву, при этом сами бактерии оставляют токсичные вещества, после того как их убивают антибиотики. Таким образом, существуют преимущества в нахождении альтернативного способа контроля бактериальной популяции или их вирулентности и образования биопленки путем введения средств, которые ингибируют или препятствуют бактериальному QS, а не применения антибиотиков или других препаратов для массового уничтожения бактерий.

[0009] Заболевания, такие как перитонит, холецистит, цистит, диарея, эндокардит, гастроэнтерит, пиоторакс, сепсис и другие различные заболевания, вызываемые грамотрицательными бактериями, включающими, без ограничения перечисленными, E. coli, Bacillus proteus, Burkholderia cenocepacia, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus dysenteriae, Bacillus pneumoniae, Brucella, Haemophilus influenzae, Hemophilus parainfluenzae, Moraxella catarrhalis, Acinetobacter, Yersinia, Legionella pneumophila, Bordetella pertussis, Bordetella parapertussis, Shigella spp., Pasteurella, Vibrio cholerae и Vibrio parahemolyticus, можно лечить путем введения средств, которые ингибируют или нарушают QS бактерий, отдельно или в комбинации с антибиотиками или другими противомикробными средствами. В частности, заболевания, вызываемые резистентными к лекарственным средствам грамотрицательными бактериями, такими как C. difficile, которые демонстрируют резистентность к лечению существующим антибиотиками, также можно лечить путем введения эффективных количеств средства, которое ингибирует или нарушает QS бактерий, отдельно или в комбинации с антибиотиками или другими противомикробными средствами, для лечения, например, животного, независимо от того, является ли им человек, домашнее животное или сельскохозяйственное животное, или продовольственной культуры, нуждающихся в таком лечении или обработке.

[0010] Кроме того, грамотрицательные бактерии вызывают болезни растений, при этом такие болезни также можно лечить путем введения средств, которые ингибируют или нарушают QS бактерий, отдельно или в комбинации с антибиотиками или другими противомикробными средствами. Примеры грамотрицательных бактерий, которые вызывают болезни растений, включают, например, Agrobacterium tumefaciens, Pantoea stewartii, Erwinia carotovora, Ralstonia solanacearum, Pseudomonas syringae, Pseudomonas aeruginosa и Xanthomonas campestris (S. B. von Bodman, et al., Annu. Rev. Phytopathol, 2003, 41:455-82).

[0011] Сообщалось о QS у грамположительных бактерий (см., M. Kleerebezem et al., Molecular Microbiology, 1997, 24(5): 895-904). Следовательно, предполагается, что введение средств, которые ингибируют или нарушают QS бактерий, отдельно или в комбинации с антибиотиками или другими противомикробными средствами, в случае, когда бактерии-мишени являются грамположительными, также будет эффективным.

[0012] Бактерии могут существовать в виде одиночой независимой клетки или в форме прикрепившихся к поверхности скоплений, обычно называемых биопленкой. Переход бактерий от одиночного кочевого состояния к скоплению происходит посредством передачи сигналов чувства кворума. После образования скопление начинает формировать биопленку, которая приблизительно 80% времени будет вызывать инфекцию у хозяина, потому что только что образовавшаяся биопленка включает путь вирулентности у бактерий. Микроокружение, которое прикрепляет бактерии к поверхности хозяина, содержит секретируемые ферменты, которые позволяют бактериям уклоняться от иммунных ответов хозяина, включающих антитела, внутриклеточный патогенез, антигенную вариацию и клеточные иммунные ответы. Такие бактериальные пленки часто трудно лечить с применением обычных антибиотиков, и поэтому существует острая необходимость в разработке новых методов ингибирования, например, посредством чувства кворума. Биопленки вызывают существенное число случаев всех микробных инфекций человека, например, в США госпитальные (нозокомиальные) инфекции являются четвертой основной причиной инфекций с 2 миллионами случаев ежегодно (или 10% пациентов стационаров в США), что приводит более чем к 5 миллиардам долларов дополнительных расходов на медицинское обслуживание в год. Приблизительно 60-70% госпитальных инфекций связано с некоторым типом имплантируемого медицинского устройства. Считается, что более 5 миллионов медицинских устройств или имплантатов используются в год в одних только США. Микробные инфекции наблюдали на большей части, если не на всех таких устройствах, включающих: искусственные клапаны сердца, ортопедические имплантаты, внутрисосудистые катетеры, искусственные сердца, устройства поддержки левого желудочка, электрокардиостимуляторы, сосудистые протезы, шунты для обеспечения оттока спинномозговой жидкости, мочевые катетеры, глазные протезы, а также контактные линзы и внутриматочные противозачаточные средства (J. D. Bryers, Biotechnology and Bioengineering, 2008, 100:1; и R.P. Wenzel, Clin. Infect. Dis., 2007, 45: (Suppl 1), S85-S88). Сигнальные молекулы QS также были ассоциированы с порчей продуктов питания, таких как овощные и мясные продукты (например, говядина, баранина и т.д.) (V. Blana and G. Nychas, International Journal of Food Microbiology, 2014, 173: 1-8). Следовательно, нарушение QS или блокирование молекул QS имеет потенциальное значение в пищевой промышленности.

[0013] Молекулы AI, секретируемые бактериями, включают следующие молекулы класса AHL, PQS, AI-1 и AI-2:

[0014] Таким образом, идентификация или разработка соединений, которые контролируют или нарушают вышеуказанные AI, например, могли бы применяться в качестве противомикробных средств для контроля популяции нежелательных бактерий и предотвращения формирования биопленок.

[0015] Стратегии, которые согласно сообщениям в литературе нарушали QS бактерий, включают:

1. Ингибирование биосинтеза молекулы QA или ферментативная деактивация/расщепление сигнальных молекул путем применения аналогов субстратов QS или ферментов с использованием органических молекул;

2. Блокирование экспрессии генетического сигнала путем применения антагониста QS снова с использованием органических молекул; и

3. Применение AS антагонистов для индукции проявления фактора вирулентности при низкой плотности популяции с использованием органических молекул.

[0016] См., например, T. Defoirdta, et al., Aquaculture, 2004, 240: 69-88; Y. Dong et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2000, 97:3526-3531; C.M. Waters and B. Bassler, Annu. Rev. Cell Dev. Biol., 2005, 21,319-346; B.K. Hammer and B. Bassler B., Mol. Micribiol. 2003, 50(1),101-104. Однако ни одна из стратегий, описанных в литературе, не нарушает активность бактериальных сигнальных молекул QS путем поверхностной адсорбции и/или деактивирует сигнальные молекулы QS с применением адсорбентного/каталитического ингибитора сигнальной молекулы QS.

[0017] Соединения и способы контроля бактерий посредством нарушения QS без адсорбции или деактивации сигналов QS известны в уровне техники. Например, в US 2012/0322769 A1 предложены соединения, которые регулируют вирулентность бактерий с применением QS. В US 2010/0256369 A1 предложены соединения пиримидинона, которые оказывают ингибирующее действие на QS у определенных бактерий, подавляя, таким образом, синтез токсинов и ингибируя образование биопленок. В US 2014/0275232 A1 описаны аналоги 4-(4-хлор-2-метилфенокси)-N-(2-оксотетрагидротиофен-3-ил)бутанамида формулы:

в качестве ингибиторов опосредованной чувством кворума активности у бактерий и применимые в предотвращении формирования биопленок на поверхностях, а также композиции, ингибирующие бактериальные биопленки, включающие такие аналоги. Аналогичным образом, в US 2015/0238475 A1 также предложены соединения, которые ингибируют QS у грамотрицательных бактерий, и описаны способы лечения инфекции у хозяина, содержащего указанные бактерии. В US 2016/0002184 A1 раскрыты соединения формулы:

в качестве ингибиторов чувства кворума бактерий и предложены способы профилактики и/или лечения заболевания, вызванного бактериальной инфекцией.

[0018] Также в литературе были сообщения относительно экстрактов и эфирных масел, выделенных из растений и плодов, обладающие способностью нарушать бактериальное чувство кворума. См., например, C.L. Koh, et al., Sensors, 2014, 13:6217-6228.

[0019] В литературе описаны композиции, включающие глины, применимые при лечении заболеваний у животных путем адсорбции токсинов или при лечении заболеваний. Например, в WO 2010/028215 описан модифицированный корм для рыбы, включающий кормовой материал для рыб или креветок; подкислитель; и глинистый материал, который, как сообщается, эффективен при адсорбции афлатоксинов. В US 2011/0033576 описаны композиции, содержащие клетки дрожжей и/или компоненты клеток дрожжей с измененной структурой клеточной стенки (например, глина или глинистый компонент включены в клеточную стенку) для изолирования бактерий и токсинов. В US 2014/0099373 описаны способы лечения кишечных заболеваний, такие как заболевания, вызванные клостридиями у животных, которые включают введение животному смеси, содержащей глину, дрожжи, дрожжевой продукт или дрожжеподобный продукт. В US 2016/0030475 предложено лечение синдрома ранней смертности/острого гепатопанкреатического некроза у животного, нуждающегося в этом, путем введения глины или смеси глины животному. Ни в одной из этих вышеуказанных публикаций не обсуждается применение композиций, содержащих глины, для модуляции QS у бактерий.

[0020] В целом, в уровне техники существует потребность в поиске новых способов борьбы с патогенными бактериями. Следовательно, хотя известны противобактериальные средства, которые действуют путем нарушения AI, требуется идентифицировать дополнительные соединения, которые можно применять для борьбы с патогенными бактериями в окружающей среде, которые можно применять отдельно или в комбинации, например, с известными противобактериальными средствами.

[0021] Цитирование или идентификация любого документа в настоящей заявке не является допущением того, что такой документ доступен в качестве предшествующего уровня техники для настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0022] На Фигурах 1A, 1B и 1C показаны результаты, наблюдаемые при использовании глины Calibrin^® Z для нарушения QS у V. harveyi. В экспериментах глину Calibrin^® Z добавляли непосредственно в бактериальную культуру V. harveyi и наблюдали бактериальную люминесценцию и количество бактерий в динамике.

[0023] На Фигурах 2A, 2B и 2C показаны результаты, наблюдаемые при использовании четырех различных адсорбентных/каталитических ингибиторов, Calibrin^® Z (A), Cu-Calibrin^® Z (B), H-Calibrin^® Z (C) и активированного угля (D), для нарушения QS у V. harveyi. Адсорбентные/каталитические ингибиторы добавляли непосредственно в бактериальную культуру V. harveyi и наблюдали бактериальную люминесценцию и количество бактерий в динамике.

[0024] На Фигурах 3A и 3B показаны результаты, наблюдаемые в экспериментах in vitro с использованием глины Calibrin^® Z для нарушения QS у V. harveyi при различных условиях, где бактериальную люминесценцию и количество бактерий наблюдали в динамике.

[0025] На Фигурах 4A и 4B показаны результаты, наблюдаемые при использовании четырех различных адсорбентных/каталитических ингибиторов, Calibrin^® Z (A), Cu-Calibrin^® Z (B), H-Calibrin^® Z (C) и активированного угля (D), для нарушения QS у V. harveyi в экспериментах in vitro при различных условиях, где бактериальную люминесценцию и количество бактерий наблюдали в динамике.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0026] Настоящее изобретение относится к способу модуляции бактериальной флоры в окружающей среде путем ингибирования или нарушения чувства кворума определенных бактерий в указанной окружающей среде, который включает введение эффективного количества композиции для контроля чувства кворума, включающей по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнальной молекулы QS сенсинга, и, необязательно, инертный носитель для указанной окружающей среды.

[0027] Настоящее изобретение также относится к способу модуляции бактериальной флоры в среде путем ингибирования или нарушения чувства кворума определенных бактерий в указанной окружающей среде, который включает идентификацию бактерий, у которых требуется ингибировать чувство кворума, и введение эффективного количества композиции для контроля чувства кворума, включающей по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнальной молекулы QS сенсинга, которая включает, например, AHL, PQS, сигнал AI-1 или сигнал AI-2, и, необязательно, инертный носитель. Настоящие заявители обнаружили, что помещение материалов, которые проявляют адсорбентную/каталитическую активность в отношении AHL, PQS, сигнала AI-1 или сигнала AI-2 в среде, в которой присутствуют определенные бактерии, будет специфично нарушать чувство кворума указанных бактерий (например, Clostridium sp. (например, C. perfringens или C. difficile), Escherichia sp. (например, E. coli), Pseudomonas sp. (например, P. aeruginosa), Salmonella sp. (например, S. typhimurium) или Vibrio sp. (например, V. harveyi)), уменьшая, таким образом, негативное воздействие таких бактерий, не влияя на остальные бактерии.

[0028] Настоящее изобретение, в одном из вариантов осуществления, относится к способу модуляции бактериальной флоры в окружающей среде, где бактерии-мишени косвенно снижаются, поскольку они не стимулируются к воспроизводству или участию в активности, неблагоприятной для их хозяина, посредством коммуникации чувства кворума и продолжают вести кочевой или безвредный для хозяина образ жизни. С другой стороны, количество оставшихся (или "хороших") бактерий либо не изменяется, либо увеличивается вследствие специфичности добавленных материалов только против специфических AI, секретируемых патогенными бактериями. Следовательно, термин "модуляция" в настоящем изобретении относится к уменьшению популяции выбранных, нежелательных бактерий во флоре или сохранению количества выбранных нежелательных бактерий во флоре на таком уровне, при котором они будут продолжать вести кочевой или безвредный образ жизни, и сохранению постоянной или растущей популяции требуемых бактерий.

[0029] Настоящее изобретение также относится к способу ингибирования или лечения нежелательного размножения бактерий в пищевых продуктах растительного или животного происхождения (например, говядине, свинине, баранине, мясе птицы (например, куриц, уток, гусей и цесарок, и т.д.)) и морепродуктах (например, рыбе и водных беспозвоночных (в том числе креветках и других ракообразных)), уменьшая, таким образом, порчу, который включает добавление эффективного количества композиции для контроля чувства кворума, включающей по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором AHL, PQS, сигнала AI-1 или сигнала AI-2, в пищевые продукты растительного или животного происхождения.

[0030] Настоящее изобретение также относится к способу профилактики или лечения вибриоза у рыбы или водного беспозвоночного (например, креветки), нуждающихся в этом, путем ингибирования чувства кворума у Vibrio sp. (например, V. harveyi) в водной среде (например, аквакультуре), в которой указанная рыба или водное беспозвоночное присутствует, который включает введение в указанную водную среду эффективного количества композиции для контроля чувства кворума, включающей по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнальной молекулы QS сенсинга, и, необязательно, инертный носитель.

[0031] Настоящее изобретение также относится к композициям для контроля чувства кворума, включающим эффективное количество по меньшей мере одного средства для контроля чувства кворума, которое включает адсорбентный/каталитический ингибитор сигнальной молекулы QS, которая включает, например, AHL, PQS, сигнал AI-1 или сигнал AI-2, и инертный носитель.

[0032] Настоящее изобретение также относится к способу устранения или снижения образования биопленки или токсичных химических соединений, вырабатываемых целевым родом или видом бактерий, присутствующих у животного (включая человека), посредством устранения или снижения сигнальной молекулы QS, такой как, например, AHL, PQS, сигнал AI-1 или сигнал AI-2, вырабатываемой указанными бактериями, который включает введение эффективного количества средства для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнальной молекулы QS, и, необязательно, инертного носителя.

[0033] Настоящее изобретение также относится к способу устранения или инактивации по меньшей мере одной сигнальной молекулы QS, секретируемой бактериями-мишенями, такой как, например, AHL, PQS, сигнал AI-1 или сигнал AI-2, вырабатываемые бактериями-мишенями, который включает введение в среду, в которой присутствуют указанные бактерии-мишени, эффективного количества средства для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнальной молекулы QS, и, необязательно, инертного носителя.

[0034] Выбор адсорбентного/каталитического ингибитора в любом из вариантов осуществления изобретения, таких как определенные выше, зависит от AI, предполагаемого в качестве мишени. Кроме того, ингибитор должен быть не только эффективным, но он также должен быть безопасным (т.е. нетоксичным) для среды или в среде, в которой его применяют. Материалы, которые действуют в качестве адсорбентного/каталитического ингибитора сигнальных молекул QS, таких как AHL, PQS и сигналы AI-1 или сигналы AI-2, в качестве неограничивающих примеров включают неорганические или органические сорбционные материалы, сорбционные минералы и непористые минералы.

[0035] Таким образом, целью изобретения является не включать в изобретение какой-либо ранее известный продукт, способ производства продукта или способ применения продукта, поэтому настоящие заявители оставляют за собой право и настоящим раскрывают отказ от любого ранее известного продукта или способа. Кроме того, следует отметить, что изобретение не должно в рамках своего объема охватывать какой-либо продукт, способ или производство продукта, или способ применения продукта, который не соответствует письменному описанию и требованиям USPTO к полноте раскрытия (35 USC 112, первый абзац) или EPO (Статья 83 EPC), поэтому настоящие заявители оставляют за собой право и настоящим раскрывают отказ от любого ранее описанного продукта, способа производства продукта или способа применения продукта.

[0036] Следует отметить, что в настоящем описании, и в частности, в формуле изобретения и/или параграфах, такие термины, как "включает", "включенный", "включающий" и т.п., могут иметь значение, соответствующие им в патентном законодательстве США; например, они могут означать "содержит", "содержащийся", "содержащий" и т.п.; и что такие термины, как "состоящие по существу из" и "состоит по существу из", имеют значение, соответствующие им в патентном законодательстве США, например, они допускают элементы, не указанные в прямой форме, но исключают элементы, которые существуют в предшествующем уровне техники или которые влияют на базовые или новые характеристики изобретения.

[0037] Эти и другие варианты осуществления раскрыты или очевидны из и охвачены следующим Подробным описанием.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0038] Настоящее изобретение относится к способу модуляции бактериальной флоры в среде путем ингибирования или нарушения чувства кворума определенных бактерий (например, C. perfringens или C. difficile), Escherichia sp. (например, E. coli), Pseudomonas sp. (например, P. aeruginosa), Salmonella sp. (например, S. typhimurium) или Vibrio sp. (например, V. harveyi)) в указанной среде, который включает идентификацию бактерий, у которых требуется ингибировать или нарушить чувство кворума, и введение в среду, в которой присутствуют указаные бактерии-мишени, эффективного количества композиции для контроля чувства кворума, включающей по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнальной молекулы QS из указанных бактерий, и, необязательно, инертный носитель.

[0039] Другим вариантом осуществления настоящего изобретения является способ модуляции бактериальной флоры в среде путем ингибирования или нарушения чувства кворума определенных бактерий в указанной среде, где среда находится в или на животном (включая человека), например, в желудочно-кишечном тракте или кишечнике, или пищевых продуктах или упаковочном материале для пищевых продуктов. В другом варианте осуществления средой является водная среда, или средой являются растения или почва. Неограничивающие примеры животных включают домашнюю птицу (например, куриц), свиней, крупный рогатый скот, овец и домашних животных (например, собак, кошек, птиц и кроликов).

[0040] Без ограничения теорией, адсорбентные/каталитические ингибиторы, применяемые в способах изобретения, ингибируют или нарушают QS целевого рода или вида бактерий путем поверхностной адсорбции и/или деактивации сигнальных молекул QS, выделяемых бактериями-мишенями, нарушая, таким образом, межклеточную связь между отдельными бактериями из бактерий-мишеней, не нарушая внутреннюю регуляцию или генетическую экспрессию молекулы QS, синтезируемой у бактерии-мишени. Следовательно, любое соединение, материал или композиция, которые наружно ингибируют или нарушают межклеточную коммуникацию путем адсорбции и/или химической деактивации сигналов QS бактерий-мишеней, могут применяться в качестве адсорбентного/каталитического ингибитора в настоящем изобретении.

Адсорбентные/каталитические ингибиторы QS сигнальных молекул

[0041] Материалы, которые могут действовать в качестве адсорбентных/каталитических ингибиторов QS сигнальных молекул, таких как AHL, PQS и сигналы AI-1 или сигналы AI-2, в любом из вариантов осуществления могут быть, в качестве неограничивающих примеров, неорганическими соединениями или материалами, органическими соединениями или материалами, или их комбинациями.

[0042] Адсорбентные/каталитические ингибиторы QS включают глины, минералы, биополимеры или другие пищевые и неклассифицированные материалы, полученные из природы/земли. Однако такие материалы требуется добыть/собрать, обработать физически и/или химически, чтобы сообщить им функциональную активность. Адсорбентные/каталитические ингибиторы QS также являются синтетическими или коммерческими неорганическими, органическими и органическо-неорганическими гибридными материалами. Такие материалы могут быть как подлежащими регулированию пищевыми, так и другими материалами. Кроме того, такие материалы могут быть специально выбраны, поскольку они обладают собственной функциональной активностью из-за химического или физического свойства или из-за функциональной активности, которая была введена посредством химической обработки, модификации поверхности, термической обработки, ионного обмена, осаждения из паровой фазы или каким-либо другим способом, хорошо известным специалисту в данной области.

[0043] Выбор адсорбентного/каталитического ингибитора для контроля QS у определенных бактерий в данной среде будет зависеть от морфологии и химических и физических свойств адсорбентного/каталитического ингибитора. Для общего введения, такого как, например, животному или растению, адсорбентный/каталитический ингибитор должен быть нетоксичным. Кроме того, материалы не должны существенно нарушать другие клеточные/биологические функции живого организма, растения, животного (включая человека), в отношении которых применяют такую терапию. Предпочтительно размер частиц может составлять от приблизительно 1 нм до приблизительно 500 нм или от приблизительно 10 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 250 нм, с объемом пор от приблизительно 0,1 до приблизительно 2 см³/г или от приблизительно 1 см³/г до приблизительно 1,75 см³/г, или от приблизительно 0,50 см³/г до приблизительно 0,75 см³/г, и поверхностной кислотностью 0,01 ммоль/г или 1 ммоль/г, или от приблизительно 0,1 ммоль/г до приблизительно 0,5 ммоль/г, или от приблизительно 0,2 ммоль/г до приблизительно 0,75 ммоль/г. Некоторые неограничивающие примеры потенциального адсорбентного/каталитического ингибитора для такого применения включают цеолиты, глины, диоксид кремния, мезопористый диоксид кремния, пептид, функционализированную целлюлозу, хитин и другие биополимеры, предпочтительно в форме наночастиц.

[0044] Один вариант осуществления изобретения включает внутривенные применения in vivo. Данный вариант осуществления может требовать использования нетоксичных минералов, неорганических наноструктурированных материалов и биополимеров. Предпочтительно размер частиц материалов для внутривенного применения in vivo может составлять от приблизительно 1 мкм до приблизительно 500 мкм или от приблизительно 10 мкм до приблизительно 400 мкм, от приблизительно 50 мкм до приблизительно 250 мкм, с объемом пор от приблизительно 0,1 до приблизительно 1 см³/г, или от приблизительно 0,50 см³/г до приблизительно 0,75 см³/г, и поверхностной кислотностью 0,01 ммоль/г или 1 ммоль/г или от приблизительно 0,1 ммоль/г до приблизительно 0,5 ммоль/г, или от приблизительно 0,2 ммоль/г до приблизительно 0,75 ммоль/г. Некоторые неограничивающие примеры потенциального адсорбентного/каталитического ингибитора для такого применения включают представленные в форме наночастиц цеолиты, глины, диоксид кремния, мезопористый диоксид кремния, пептид, функционализированную целлюлозу, хитин и другие биополимеры.

[0045] В другом варианте осуществления изобретения среда является внешней, такой как в пищевых продуктах, таких как мясо или овощи или фрукты. В таких вариантах осуществления адсорбентный/каталитический ингибирующий материал может быть обработан и изготовлен в форме тонких листов, сферических гранул или покрыт оболочкой, или включен в контейнер (снаружи или внутри), содержащий/несущий такие пищевые и другие съедобные компоненты. Неограничивающие примеры адсорбентных/каталитических ингибиторов для таких вариантов осуществления включают обработанные и формованные глины, цеолиты, активированный уголь, диоксид кремния, мезопористый диоксид кремния и гибридные материалы, такие как нанолисты глины, включенные с такими полимерами, как полигликолид, Nafion^®, полиамиды, силан, хитин, декстрин, полимер жирной кислоты и целлюлоза.

Неорганические соединения или материалы

[0046] Неорганические соединения или материалы, которые могут действовать как адсорбентный/каталитический ингибитор сигнальной молекулы QS, включают неорганические соединения или материалы, которые адсорбируют и/или деактивируют сигнальные молекулы QS, секретируемые бактериями-мишенями, ингибируя или нарушая таким образом межклеточную связь между бактериями-мишенями. Эти соединения или материалы могут быть пористыми и могут захватывать и адсорбировать сигнальные молекулы QS, где они могут удерживаться, деактивироваться или одновременно удерживаться и деактивироваться. В альтернативе неорганические материалы могут быть слегка пористыми или могут быть непористыми и могут химически деактивировать сигнальную молекулу QS. В случае соединений или материалов, которые обладают адсорбирующей и каталитической активностью, обычно предпочтительно, чтобы неорганические соединения или материалы имели удельную поверхность БЭТ выше чем приблизительно 100 м²/г для глин (удельную поверхность, определенную с помощью EGME, выше чем приблизительно 500 м²/г), высокий объем мезопор выше чем приблизительно 0,2 см³ и кислотность, определенную методом ТПД-NH₃, эквивалентную приблизительно 0,010 ммоль/г или 1 ммоль/г, или от приблизительно 0,1 ммоль/г до приблизительно 0,5 ммоль/г, или от приблизительно 0,2 ммоль/г до приблизительно 0,75 ммоль/г. Измерение кислотности с помощью ТПД-NH₃ является стандартным методом, который известен в уровне техники (см., I.M. Sawalha, et al., Journal of Chemical, Molecular, Nuclear, Materials and Metallurgical Engineering, 2011, 5(7), 570-574) для соединений или материалов с адсорбирующей активностью. Обычно предпочтительно, чтобы соединения или материалы имели высокую удельную поверхность вместе с очень низкой кислотностью. Неограничивающие примеры неорганических соединений или материалов включают сорбционные минералы, сорбентные минералы, неорганические сорбционные материалы (например, пористые наночастицы), синтетические цеолиты, мезопористый диоксид кремния, чистый и лабораторно функционализированный кизельгур или их комбинации.

1. Сорбционные минералы

[0047] Сорбционные минералы представляют собой минералы, которые одновременно адсорбируют и деактивируют сигнальную молекулу QS. Иллюстративные примеры включают глинистые минералы и глины (глинистые минералы со следами оксидов металлов и органических веществ), а также сорбентные минералы.

a. Глинистые минералы

[0048] Глинистые минералы представляют собой водные слоистые алюмосиликаты, которые могут содержать различные количества железа, магния, щелочных металлов, щелочноземельных металлов и других катионов. Глинистые минералы существуют в природе, но должны быть дополнительно обработаны для приобретения химических или физических свойств, требуемых для их применения. Эта обработка может включать физическую и химическую обработку. Глина, непосредственно добытая из земли, может содержать множество других неглинистых минералов (например, верхний слой почвы, кварц, диоксид кремния и т.д.), связанных с ней. Однако дробление, просеивание (через сита с размером ячеек от приблизительно 20 до приблизительно 400 меш), сортировка по крупности (до размера частиц от приблизительно 1 до приблизительно 100 мкм или от приблизительно 20 до приблизительно 50 мкм), термическая обработка (от приблизительно 100 до приблизительно 800°C), влажная обработка, химическая обработка, ионный обмен, функционализация и подобная обработка сообщают глинистому минералу требуемые свойства, что придает определенные свойства, которые приводят к связыванию токсинов, катализу, адсорбции и т.д.

b. Глины

[0049] Глины, применяемые в настоящем изобретении, являются обработанными глинами, которые были механически обработаны и, необязательно, химически или термически обработаны; химические обработки включают, например, реакцию глины с кислотой, основанием (например, щелочью) или солевым раствором. В одном варианте осуществления обработанные глины, термически обработанные глины, которые предпочтительно нагревают до температуры от приблизительно 100 до приблизительно 800°C (например, от приблизительно 400 до приблизительно 800°C) и размалывают с получением тонких частиц (например, до размера частиц от приблизительно 10 микронов до приблизительно 500 микронов или предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 50 микронов) ("термически обработанные глины"). Способы получения обработанных глин известны среднему специалисту в данной области. Неограничивающими примерами глин, которые можно обрабатывать, являются: глинистые минералы, такие как смектиты (которые включают монтмориллонит, нонтронит, бейделлит и сапонит); алюмосиликат, сепиолит, слоистые силикаты; аттапульгит (палыгорскит); бентонит (например, бентонит натрия); гормит, каолин; и фуллерова земля.

[0050] В некоторых вариантах осуществления глина может быть нагрета до приблизительно 100°C, приблизительно 125°C, приблизительно 150°C, приблизительно 175°C, приблизительно 200°C, приблизительно 225°C, приблизительно 250°C, приблизительно 275°C, приблизительно 300°C, приблизительно 325°C, приблизительно 350°C, приблизительно 375°C, приблизительно 400°C, приблизительно 425°C, приблизительно 450°C, приблизительно 475°C, приблизительно 500°C, приблизительно 525°C, приблизительно 550°C, приблизительно 575°C, приблизительно 600°C, приблизительно 625°C, приблизительно 650°C, приблизительно 675°C, приблизительно 700°C, приблизительно 725°C, приблизительно 750°C, приблизительно 775°C, приблизительно 800°C, приблизительно 825°C, приблизительно 850°C, приблизительно 875°C, приблизительно 900°C, приблизительно 925°C, приблизительно 950°C или приблизительно 1000°C. Глину могут нагревать в течение от 1 минуты до 12 часов или от приблизительно 1 до приблизительно 4 часов. Нагревание могут проводить статически в муфельной печи или динамически в аэрофонтанной сушилке.

[0051] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения обработанные глины являются монтмориллонитовой глиной, аттапульгитовой глиной или гормитом или бентонитом натрия, которые были обработаны термически при температуре от приблизительно 100 до приблизительно 800°C.

[0052] Неограничивающими примерами обработанных глин являются термически обработанные глины, например, термически обработанные монтмориллонитовые глины, которые обработаны термически при температуре от приблизительно 100°C до приблизительно 800°C и имеют средний размер частиц от приблизительно 32 микронов до приблизительно 36 микронов, такие как, например, Calibrin^®-A, Calibrin^®-TQ или Calibrin^®-Z.

[0053] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения применяются ионозамещенные или функционализированные глины. "Ионозамещенная глина" представляет собой обработанную глину, такую как одна из определенных выше, которая была подвергнута взаимодействию с ионообменным материалом. Способы получения ионозамещенных глин известны среднему специалисту в данной области (например, D. Carrol, Geological Society of America, 1959, 70(6):749-779), и способы получения таких глин более подробно описаны ниже. Обычно глину диспергируют и интенсивно перемешивают в солевом растворе, который содержит катион, который нужно заменить (например, CuCl₂), при фиксированной температуре в течение установленного периода времени. Во время этого процесса природные катионы, присутствующие в глинистой прослойке, удаляются из структуры, и катионы из солевого раствора (Cu²⁺) занимают место в структуре глины. Глина, полученная таким образом, может приобретать свойства, отличающиеся от свойств исходной глины из-за присутствия других катионов (например, ионов меди) в ее структуре.

[0054] Неограничивающие примеры ионозамещенных глин включают алюминий, медь или протонзамещенную монтмориллонитовую глину; например, H-монтмориллонит, Al-монтмориллонит и Cu-монтмориллонит. Неограничивающие примеры таких глин включают медьзамещенный Calibrin^®-A или медьзамещенный Calibrin^®-Z, алюминийзамещенный Calibrin^®-A или алюминийзамещенный Calibrin^®-Z, или протонзамещенный Calibrin^®-Z.

[0055] "Функционализированная глина" представляет собой обработанную глину, в которую химические функциональные группы или активная и специфическая органическая группа были добавлены на поверхность глины с целью улучшения определенных свойств обработанной глины или гибрида. Гибрид относится к образованию нового материала, содержащего как неорганические, так и органические функциональные группы, также назваемого гибридными материалами. Гибридные материалы могут проявлять свойства неорганических и органических соединений; например, глина с добавками полимера представляет собой гибрид, который проявляет гибкость полимера (свойство органических соединений) и прочность глины (свойство неорганических соединений). Функционализированную глину получают при взаимодействии модифицированной глины, такой как термически обработанные глины, определенные выше, с аминокислотой (например, гистидином или изолейцином), белком (например, лизоцимом, пептидами и т.д.). Способы функционализации глин известны среднему специалисту в данной области, и способы получения таких глин описаны ниже.

[0056] Неограничивающие примеры включают Calibrin^®-A-гистидин, Calibrin^®-A-изолейцин, Calibrin^®-A-гистидин, Calibrin^®-A-лизоцим или аттапульгит-лизоцим.

[0057] В некоторых вариантах осуществления обработанная глина в ионозамещенной модифицированной глине или функционализированный модифицированной глине является термически обработанной монтмориллонитовой глиной, аттапульгитовой глиной или гормитом, или бентонитом натрия.

[0058] В предыдущем обсуждении "монтмориллонитовая глина" относится к глине, которая по меньшей мере на 50% является монтмориллонитом, такой как глина, открытая в формации Портерс-Крик, которую добывают в Миссисипи, Иллинойсе, Миссури и Теннесси. Глинистые минералы в основном образованы из тетраэдрических силикатных слоев и октаэдрических гидроксидных слоев и подразделяются на глины 1:1 или 2:1. Глина 1:1 состоит из одного тетраэдрического слоя и одного октаэдрического слоя, например, каолинит. Глина 2:1 состоит из октаэдрического слоя, заключенного между двумя тетраэдрическыми слоями, например, монтмориллонит. Группа смектита включает диоктаэдрические смектиты (например, монтмориллонит, нонтронит и бейделлит) и триоктаэдрические смектиты (например, сапонит). Группа иллита включает глинистые слюды. Другие существующие типы глин 2:1 включают такие глины, как сепиолит или аттапульгит; эти глины имеют длинные водные каналы внутри своей структуры.

c. Сорбентные минералы

[0059] Сорбентные минералы представляют собой минералы, которые могут адсорбировать или абсорбировать сухие вещества, жидкости или газы; сорбентные минералы только каталитически деактивируют молекулы QS при некоторых условиях. Иллюстративные примеры включают цеолиты, диоксид кремния, кальцит, иллит, вулканический диоксид кремния, слюду и перлит и комбинации этих материалов. Эти материалы подвергают механической обработке и, необязательно, термической или химической обработке. Эти процессы включают увеличение или уменьшение температуры сушки, времени или конечной влажности, или кальцинирование материала или обработкку минералов солевым раствором при нагревании для теплового ионного обмена.

[0060] Сорбентные минералы могут измельчать с получением тонких частиц (например, до размера частиц от приблизительно 1 мкм до приблизительно 500 мкм, более предпочтительно от приблизительно 10 мкм до приблизительно 400 мкм, от приблизительно 50 мкм до приблизительно 250 мкм или от приблизительно 20 до 50 микронов. Кроме того, сорбентные минералы предпочтительно могут нагревать до температуры 100-800°C (например, от приблизительно 400 до приблизительно 800°C).

[0061] В некоторых вариантах осуществления сорбентный минерал может быть предпочтительно нагрет до приблизительно 100°C, приблизительно 125°C, приблизительно 150°C, приблизительно 175°C, приблизительно 200°C, приблизительно 225°C, приблизительно 250°C, приблизительно 275°C, приблизительно 300°C, приблизительно 325°C, приблизительно 350°C, приблизительно 375°C, приблизительно 400°C, приблизительно 425°C, приблизительно 450°C, приблизительно 475°C, приблизительно 500°C, приблизительно 525°C, приблизительно 550°C, приблизительно 575°C, приблизительно 600°C, приблизительно 625°C, приблизительно 650°C, приблизительно 675°C, приблизительно 700°C, приблизительно 725°C, приблизительно 750°C, приблизительно 775°C, приблизительно 800°C, приблизительно 825°C, приблизительно 850°C, приблизительно 875°C, приблизительно 900°C, приблизительно 925°C, приблизительно 950°C или приблизительно 1000°C. Его могут нагревать в течение от 1 минуты до 24 часов или от приблизительно 1 до приблизительно 4 часов.

[0062] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения сорбентный минерал является, например, HY-цеолитом или тетрасиликатом.

2. Непористые минералы или материалы

[0063] "Непористый минерал" является минералом, который деактивирует сигнальную молекулу QS только путем каталитического разрушения молекулы; он не адсорбирует сигнальную молекулу QS или адсорбирует сигнальную молекулу QS лишь ограниченно. Непористые материалы функционируют так же, как непористые минералы, и обладают объемом пор, который приближается к нулю. Удельная поверхность БЭТ таких крупных непористых минералов может находиться в диапазоне 2-10 м²/г. Размер частиц таких материалов изменяется в пределах от приблизительно 2 мкм до приблизительно 500 мкм. Неограничивающие примеры непористых минералов включают оксиды алюминия, диоксид кремния, оксиды железа, AlCl₃, оксиды меди и оксиды кальция. Неограничивающие примеры непористых материалов включают микрочастицы ZnO, MgO, Al₂O₃-SiO₂, TiO₂ и т.д. Эти соединения доступны в продаже и могут быть модифицированы путем промывки разбавленной кислотой или основанием и измельчены для улучшения свойств.

[0064] В одном варианте осуществления непористым минералом является AlCl₃, оксид меди, функционализированный кислотными группами непористый диоксид кремния, слоистые оксиды и гидроксиды (например, M-Al гидроталькиты).

[0065] В другом варианте осуществления непористый минерал является оксидом алюминия или хлоридом алюминия.

3. Наночастицы

[0066] Наночастицы являются кремнеземами, алюмосиликатами или оксидами. Они включают коллоидный диоксид кремния, коллоидные цеолиты, осажденный и пирогенный диоксид кремния. Размер частиц изменяется от приблизительно 5 нм до приблизительно 100 нм, и площадь поверхности составляет от приблизительно 50 до приблизительно 500 м²/г. Наночастицы получают или изготавливают для такого применения с целью воспроизводства функциональности обработанных глин или непористых материалов в деактивации сигнальной молекулы QS путем каталитической деградации, адсорбции или их комбинации. Такие материалы доступны в продаже.

Органические соединения или материалы

[0067] Органические соединения или материалы, которые могут действовать как адсорбентные/каталитические ингибирующие материалы, включают сорбционные органические соединения, сорбционные природные продукты, сорбционные изделия или их смеси; такие органические соединения являются пористыми на поверхности и могут адсорбировать и/или могут деактивировать молекулу QS. Неограничивающие примеры сорбционных органических соединений или сорбционных органических материалов включает синтетические материалы, выделенные из биомассы, такие как активированный уголь, который является пористым и имеет удельную поверхность приблизительно 1200 м²/г и объем пор приблизительно 0,4 см³/г, древесную биомассу или гуминовую кислоту; непористые биополимеры, такие как полиамид и полигликолид; пористые биополимеры (например, хитозан, целлюлозу, декстрин, полисахариды, лигнин, белки, полимер жирной кислоты и пептиды); синтетические пористые полимеры, такие как сополимер фторполимера на основе сульфированного тетрафторэтилена (Nafion^®), который может быть дополнительно функционализирован; и синтетические непористые полимеры, такие как необязательно функционализированные поливинилпиридины и полиакрилаты. Такие соединения или материалы доступны в продаже или могут быть легко синтезированы согласно методикам, известным специалисту в данной области.

Среда

[0068] В настоящем изобретении предусмотрено применение способов согласно изобретению везде, где присутствуют бактерии-мишени. Среды могут быть in vitro, т.е. участками вне живых организмов, или in vivo, т.е. участками в живом организме.

Среды in vitro

[0069] Среды in vitro включают внешние поверхности, где скапливаются бактерии-мишени, такие как домашние приспособления, рабочие поверхности, хирургические инструменты, оборудование для пищевой промышленности, оборудование для упаковки пищевых продуктов, упаковка пищевых продуктов, продукты питания, включая сельскохозяйственные продукты, такие как семена, фрукты и овощи или обработанные продукты питания. В случае сельскохозяйственных продуктов среда может быть на семенах, фруктах или овощах, на растительных культурах или в полевых условиях (в том числе на почве), где выращивают культуры или растения. Аналогичным образом, среда может быть обработанными продуктами или местами, где такие продукты обрабатывают. Кроме того, среды включают места, где разводят или содержат животных, такие как водные среды для разведения рыбы или животных. Другие среды in vitro включают питьевую воду для животных (включая людей), активированный ил или другие участки для переработки отходов.

[0070] Композиции для контроля чувства кворума могут быть твердыми или жидкими и могут быть изготовлены в форме спреев.

[0071] Основными типами твердых композиций являются дусты, порошки, гранулы, пеллеты, сферы, пастилки, таблетки, пленки с наполнителями (включая покрытия для семян) и т.п., которые могут быть вододиспергируемыми ("смачиваемыми") или водорастворимыми. Пленки и покрытия, сформированные из пленкообразующих растворов или текучих суспензий, особенно применимы для обработки семян. Адсорбентный/каталитический ингибитор может быть (микро) инкапсулирован и дополнительно переведен в форму суспензии или твердой композиции; в альтернативе вся композиция может быть инкапсулирована (или "покрыта"). Инкапсулирование может регулировать или задерживать высвобождение активного вещества. Эмульгируемая гранула объединяет в себе преимущества композиции концентрата эмульсии и сухой гранулированной композиции. Композиции высокой концентрации в основном применяют в качестве промежуточных продуктов для других композиций.

[0072] Распыляемые композиции обычно суспендируют в подходящей среде перед распылением. Такие жидкие и твердые композиции изготавливают в форме, которую можно легко развести в среде для распыления, обычно воде. Объемы распыления зависят от обрабатываемой окружающей среды, при этом определение объема распыления хорошо известно среднему специалисту в данной области.

[0073] Например, в сельскохозяйственных применениях объемы распыления могут изменяться от приблизительно одного до нескольких тысяч литров на гектар, но обычно находятся в пределах от приблизительно десяти до нескольких сотен литров на гектар. В случае, когда распыляемые композиции предназначены для применения в сельском хозяйстве, композиции могут смешивать в баке с водой или другой подходящей средой для обработки листвы путем применения с воздуха или наземного применения, или для применения на среде роста растения. Жидкие и сухие композиции могут дозировать непосредственно в системы капельного орошения или дозировать в борозду при посадке. Жидкие и твердые композиции могут наносить на семена растительных культур и другие требуемые растения в качестве обработки семян перед посадкой для защиты развивающихся корней и других подземных частей и/или листвы растения посредством системного обновления.

[0074] Композиции для контроля чувства кворума будут, как правило, содержать эффективные количества адсорбентного/каталитического контролирующего ингибитора приблизительно 5-95% (в/в); приблизительно 35-75% (в/в); или приблизительно 50-90% (в/в) в расчете на общий вес композиции. Дополнительные вспомогательные компоненты композиции включают инертные разбавители или носители и поверхностно-активные вещества.

[0075] Твердые разбавители известны среднему специалисту в данной области и могут включать, например, гипс, диоксид титана, оксид цинка, крахмал, сахара (например, лактозу, сахарозу), мочевину, карбонат кальция, карбонат и бикарбонат натрия и сульфат натрия.

[0076] Жидкие разбавители включают, включают, например, воду, N,N-диметилалканамиды (например, N,N-диметилформамид), лимонен, диметилсульфоксид, N-алкилпирролидоны (например, N-метилпирролидинон), этиленгликоль, триэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, полипропиленгликоль, пропиленкарбонат, бутиленкарбонат, парафины (например, светлые минеральные масла, нормальные парафины, изопарафины), алкилбензолы, алкилнафталины, глицерин, глицерилтриацетат, сорбит, триацетин, ароматические углеводороды, деароматизированный алифатический углеводород, алкилбензолы, алкилнафталины, кетоны, такие как циклогексанон, 2-гептанон, изофорон и 4-гидрокси-4-метил-2-пентанон, ацетаты, такие как изоамилацетат, гексилацетат, гептилацетат, октилацетат, нонилацетат, тридецилацетат и изоборнилацетат, другие сложные эфиры, такие как алкилированные сложные эфиры молочной кислоты, сложные эфиры двухосновных кислот и γ-бутиролактон и спирты, которые могут быть нормальными, разветвленными, насыщенными или ненасыщенными, такие как метанол, этанол, н-пропанол, изопропиловый спирт, н-бутанол, изобутиловый спирт, н-гексанол, 2-этилгексанол, н-октанол, деканол, изодециловый спирт, изооктадеканол, цетиловый спирт, лауриловый спирт, тридециловый спирт, олеиловый спирт, циклогексанол, тетрагидрофурфуриловый спирт, диацетоновый спирт и бензиловый спирт. Жидкие разбавители также включают сложные эфиры глицерина насыщенных и ненасыщенных жирных кислот (как правило, C₆-C₂₂), такие как растительные масла и плодовые масла (например, оливковое масло, касторовое масло, льняное масло, кунжутное масло, кукурузное масло, арахисовое масло, подсолнечное масло, масло из виноградных косточек, сафлоровое масло, хлопковое масло, соевое масло, рапсовое масло, кокосовое и пальмоядровое масло), животные жиры (например, говяжий жир, свиной жир, сало, жир печени трески, рыбий жир) и их смеси. Жидкие разбавители также включают алкилированные жирные кислоты (например, метилированные, этилированные, бутилированные), где жирные кислоты могут быть получены путем гидролиза сложных глицериновых эфиров из растительных и животных источников и могут быть очищены с помощью перегонки.

[0077] Твердые и жидкие композиции настоящего изобретения часто включают одно или более поверхностно-активных веществ. При добавлении в жидкость поверхностно-активные вещества (также известные как "ПАВ") обычно изменяют, чаще всего уменьшают, поверхностное натяжение жидкости. В зависимости от природы гидрофильньных и липофильных групп в молекуле поверхностно-активного вещества, поверхностно-активные вещества могут применяться в качестве смачивающих веществ, диспергирующих веществ, эмульгаторов или пеногасителей.

[0078] Поверхностно-активные вещества могут быть подразделены на неионогенные, анионные или катионные. Неионогенные поверхностно-активные вещества, которые могут применяться для настоящих композиций, включают, без ограничения перечисленными: алкоксилаты спиртов, такие как алкоксилаты спиртов на основе природных и синтетических спиртов (которые могут быть разветвленными или нормальными) и полученные из спиртов и окиси этилена, окиси пропилена, окиси бутилена или их смесей; этоксилаты аминов, алканоламиды и этоксилированные алканоламиды; алкоксилированные триглицериды, такие как этоксилированное соевое, касторовое и рапсовое масла; алкоксилаты алкилфенолов, такие как октилфенолэтоксилаты, нонилфенолэтоксилаты, динонилфенолэтоксилаты и додецилфенолэтоксилаты (полученные из фенолов и окиси этилена, окиси пропилена, окиси бутилена или их смесей); блок-сополимеры, полученные из окиси этилена или окиси пропилена и блок-сополимеры обратного типа, где концевые звенья получены из окиси пропилена; этоксилированные жирные кислоты; этоксилированные сложные эфиры жирных кислот и масла; этоксилированные метиловые сложные эфиры; этоксилированный тристирилфенол (в том числе полученный из окиси этилена, окиси пропилена, окиси бутилена или их смесей); сложные эфиры жирных кислот, сложные эфиры глицерина, производные на основе ланолина, полиэтоксилатные сложные эфиры, такие как полиэтоксилированные сложные эфиры сорбитана и жирных кислот, полиэтоксилированные сложные эфиры сорбита и жирных кислот и полиэтоксилированные сложные эфиры глицерина и жирных кислот; другие производные сорбитана, такие как сложные эфиры сорбитана; полимерные поверхностно-активные вещества, такие как случайные сополимеры, блок-сополимеры, смолы алкилированного ПЭГ (полиэтиленгликоля), привитые или гребнеобразные полимеры и звездообразные полимеры; полиэтиленгликоли (ПЭГ); сложные эфиры полиэтиленгликоля и жирных кислот; поверхностно-активные вещества на основе кремнийорганических соединений; и производные сахаров, такие как сложные эфиры сахарозы, алкилполигликозиды и алкилполисахариды.

[0079] Применимые анионные поверхностно-активные вещества включают, без ограничения перечисленными: алкиларилсульфоновые кислоты и их соли; карбоксилированный спирт или алкилфенолэтоксилаты; производные дифенилсульфоната; лигнин и производные лигнина, такие как лигносульфонаты; малеиновую или янтарную кислоту или их ангидриды; олефинсульфонаты; сложные эфиры фосфорной кислоты, такие как сложные эфиры фосфорной кислоты и алкоксилатов спиртов, сложные эфиры фосфорной кислоты и алкилфенолалкоксилатов и сложные эфиры фосфорной кислоты и стирилфенолэтоксилатов; поверхностно-активные вещества на основе белков; производные саркозина; сульфат стирилфенольного эфира; сульфаты и сульфонаты масел и жирных кислот; сульфаты и сульфонаты этоксилированных алкилфенолов; сульфаты спиртов; сульфаты этоксилированных спиртов; сульфонаты аминов и амидов, такие как N,N-алкилтаураты; бензолсульфонаты, кумен, толуол, ксилол и додецил и тридецилбензолы; сульфонаты конденсированных нафталинов; сульфонаты нафталина и алкилнафталина; сульфонаты фракционированных нефтепродуктов; сульфосукцинаматы; и сульфосукцинаты и их производные, такие как диалкилсульфосукцинатные соли.

[0080] Полезные катионные поверхностно-активные вещества включают, без ограничения перечисленными: амиды и этоксилированные амиды; амины, такие как N-алкил-пропандиамины, трипропилентриамины и дипропилентетрамины и этоксилированные амины, этоксилированные диамины и пропоксилированные амины (полученные из аминов и окиси этилена, окиси пропилена, окиси бутилена или их смесей); соли аминов, такие как аминоацетаты и диаминовые соли; соли четвертичного аммония, такие как четвертичные соли, этоксилированные четвертичные соли и дичетвертичные соли; и аминоксиды, такие как алкилдиметиламиноксид и бис-(2-гидроксиэтил)-алкиламиноксиды.

[0081] Также в настоящих композициях могут применяться смеси неионогенных и анионных поверхностно-активных веществ или смеси неионогенных и катионных поверхностно-активных веществ. Неионогенные, анионные и катионные поверхностно-активные вещества и их рекомендуемые применения раскрыты в ряде опубликованных источников, включающих McCutcheon's Emulsifiers and Detergents, ежегодные американские и международные издания, опубликованные McCutcheon's Division, The Manufacturing Confectioner Publishing Co.; Sisely and Wood, Encyclopedia of Surface Active Agents, Chemical Publ. Co., Inc., New York, 1964; и A. S. Davidson and B. Milwidsky, Synthetic Detergents, Seventh Edition, John Wiley and Sons, New York, 1997.

[0082] Композиции для контроля чувства кворума также могут содержать вспомогательные вещества и добавки для производства композиции, известные специалистам в данной области как вспомогательные средства для производства композиции (некоторые из которых могут рассматриваться в качестве твердых разбавителей, жидких разбавителей или поверхностно-активных веществ). Такие вспомогательные вещества и добавки для производства композиции могут регулировать: pH (буферы), пенообразование в процессе производства (пеногасители, такие как полиорганосилоксаны), осаждение активных ингредиентов (суспендирующие вещества), вязкость (тиксотропные загустители), рост микроорганизмов в контейнере (противомикробные средства), замораживание продукта (антифризы), цвет (дисперсии красителей/пигментов), смывание (пленкообразователи или клейкие добавки), испарение (замедлители испарения) и другие свойства композиции. Пленкообразователи включают, например, поливинилацетаты, сополимеры поливинилацетата, сополимер поливинилпирролидона-винилацетата, поливиниловые спирты, сополимеры поливинилового спирта и воска. Примеры вспомогательных веществ и добавок для производства композиции включают перечисленные в McCutcheon's Volume 2: Functional Materials, ежегодные международные и североамериканские издания, опубликованные McCutcheon's Division, The Manufacturing Confectioner Publishing Co.)

[0083] Как указано выше, один из вариантов осуществления способов согласно настоящему изобретению заключается в распылении. В альтернативе гранулированная композиция, включающая адсорбентный/каталитический ингибитор согласно изобретению, может быть нанесена на листву растения, почву или некоторую другую поверхность, где присутствуют бактерии-мишени.

[0084] В одном варианте осуществления настоящего изобретения растительной культурой является картофель, и бактерии-мишени являются бактериями, которые поражают картофель, такими как Pectobacterium atrosepticum (Pba) и Pectobacterium carotovorum, которые вызывают "черную ножку" (гниение стебля) и мягкую гниль. Следовательно, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ предотвращения или лечения бактериальных заболеваний, которые поражают картофель, таких как черная ножка или мягкая гниль, путем применения эффективного количества композиции для контроля чувства кворума согласно настоящему изобретению на растениях картофеля или в среде, где присутствуют растения картофеля (например, на поле или почве).

[0085] Средства или композиции для контроля чувства кворума согласно настоящему изобретению также эффективны при локализованном применении в участке, где присутствуют бактерии-мишени. Способы контакта включают нанесение соединения или композиции изобретения путем распыления аэрозолей прямого и остаточного действия, воздушного распыления, нанесения гелей, покрытий семян, микрокапсулирования, системного всасывания, болюсов, аэрозолей, дустов и многого другого. Средства для контроля чувства кворума согласно настоящему изобретению также можно наносить на внешние поверхности, такие как рабочие поверхности или хирургические инструменты, или оборудование для пищевой промышленности, или пропитывать ими материалы для производства устройств для контроля бактерий; это может включать разведение животных.

[0086] В одном варианте осуществления составы для композиции для контроля чувства кворума могут добавлять в среду, в которой присутствует животное. В неограничивающем примере композицию для контроля чувства кворума согласно настоящему изобретению добавляют в водную среду, в которой присутствует рыба или водное беспозвоночное. В одном варианте осуществления количество адсорбентного/каталитического ингибитора составляет от приблизительно 1% до приблизительно 90% (вес/вес); от приблизительно 1% до приблизительно 75% (вес/вес); от приблизительно 1% до приблизительно 50% (вес/вес); от приблизительно 1% до приблизительно 25% (вес/вес); или количество в пределах указанных диапазонов, в расчете на общий вес композиции. Дозы изменяются в пределах от приблизительно 0,05 до приблизительно 5000 мг/кг массы тела/день, более предпочтительно от приблизительно 100 до приблизительно 1000 мг/кг/день. Разбавители и носители включают указанные выше, которые разрешены для применения в аквакультуре.

[0087] Предпочтительно, в одном варианте осуществления настоящего изобретения, средства или композиции для контроля чувства кворума не содержат по меньшей мере одно из подкислителя, такого как кислый сульфат кальция, дрожжей, компонента дрожжей, продукта дрожжевого брожения, маннанов дрожжей, дрожжей, включающих измененную структуру клеточной стенки, или иммуномодулятор, такой как, например, глутаминовую кислоту, α-кетоглутарат, глутамин, L-глутаминовую кислоту или L-глутамин, или их производное. В другом варианте осуществления композиции для контроля QS не содержат другого активного компонента кроме адсорбентных/каталитических ингибиторов согласно настоящему изобретению. В еще одном варианте осуществления композиции для контроля QS не содержат других активных компонентов кроме адсорбентных/каталитических ингибиторов настоящего изобретения и по меньшей мере одного антибиотика.

[0088] Подходящие интервалы для введения адсорбентных/каталитических ингибиторов согласно настоящему изобретению могут изменяться от приблизительно одного раза в день до приблизительно одного раза в год. Следует отметить, что интервалы введения изменяются от одного раза в день или одного раза в неделю до приблизительно одного раза в 6 месяцев. Особо следует отметить ежемесячные интервалы введения. В другом варианте осуществления композиции для контроля чувства кворума для аквакультуры вводят в течение 30 дней, при этом некоторые варианты осуществления включают 5, 10 или 15 дней.

[0089] В другом варианте осуществления композиции для контроля чувства кворума могут наносить на продукты питания для предотвращения порчи, вызванной бактериями-мишенями. В одном варианте осуществления количество адсорбентного/каталитического ингибитора составляет от приблизительно 0,001 до приблизительно 10% по весу. Разбавители и носители включают разбавители и носители, указанные выше, которые разрешены для применения в продуктах питания. Подходящие интервалы для введения адсорбентного/каталитического ингибитора включают раз в два, три, четыре, пять, шесть, семь, восьмь или девять дней или некоторый промежуточный временной интервал.

[0090] Составы для композиций для контроля чувства кворума могут применяться при защите семян от бактерий-мишеней. В рамках настоящего изобретения семя подвергают контакту с эффективным количеством композиции для контроля чувства кворума.

[0091] Частота применения композиции для контроля чувства кворума в среде зависит от природы среды in vivo, при этом средний специалист в данной области сумеет определить частоту применения композиции для контроля чувства кворума в конкретной среде. В одном варианте осуществления композиции для контроля чувства кворума могут применять только один раз. В других вариантах осуществления композицию для контроля чувства кворума могут применять один или два раза в день в течение такого периода времени, как, например, 2, 3, 5, 10 или 15 дней или некоторого промежуточного периода времени.

[0092] В другом предпочтительном варианте осуществления композиции для контроля QS согласно изобретению могут быть изготовлены в форме для добавления в питьевую воду животных (включая людей). Количество адсорбентного/каталитического ингибитора составляет от приблизительно 5 до приблизительно 100 мг/кг массы тела/день, более предпочтительно от приблизительно 5 мг/кг/день.

[0093] В случае, когда композиция для контроля QS является альгицидом, инертный носитель включает такие носители, как воду, полимерные суспензии, гели и золи. В случае применения в качестве альгацида, количество, добавляемое в водную среду, составляет от примерно 0,01 до примерно 50%. Способы получения альгицидов хорошо известны специалисту в данной области.

Среды in vivo

[0094] Среды in vivo включают области или участки на или в живом организме, таком как животное (включая людей), где просутствуют бактерии-мишени. Животные включают крупный рогатый скот, свиней, овец, домашнюю птицу (например, куриц, уток, гусей и цесарок и т.д.), лошадей, верблюдов, оленей, ослов, буйволов, антилоп, кроликов, домашних животных (например, собак, кошек, кроликов и т.д.), грызунов, черепах, рыб и водных беспозвоночных (включая креветок и других ракообразных). Области или участки на поверхности или внутри включают, например, поверхность кожи человека или животного или желудочно-кишечный тракт, носовые ходы, мочеиспускательный канал, вагинальный канал или кишечник человека или животного.

[0095] Композиции для контроля чувства кворума могут быть твердыми или жидкими. Как правило, композиции содержат приемлемые носители, включающие вспомогательные вещества и вспомогательные добавки, выбранные в зависимости от предполагаемого пути введения (например, перорального, наружного или парентерального применения, такого как инъекция) и в соответствии со стандартной практикой. Кроме того, подходящий носитель выбирают на основе совместимости с одним или более активными ингредиентами в композиции, с учетом таких факторов как стабильность в зависимости от pH и влажности.

[0096] Таким образом, композиции для контроля чувства кворума для введения человеку или животным могут иметь форму любой фармацевтической или ветеринарной лекарственной формы, которая будет известна среднему специалисту в данной области; они включают лекарственные формы с контролируемым высвобождением. Твердые формы для перорального или ректального введения могут содержать фармацевтически или ветеринарно приемлемые связующие вещества, подсластители, разрыхлители, разбавители, вкусовые добавки, вещества для нанесения покрытия, консерванты, смазывающие вещества и/или задерживающие вещества. Подходящие связующие вещества включают гуммиарабик, желатин, кукурузный крахмал, трагакант, альгинат натрия, карбоксиметилцеллюлозу или полиэтиленгликоль. Подходящие подсластители включают сахарозу, лактозу, глюкозу или флавоноидные гликозиды, такие как неогесперидин дигидрохалкон. Подходящие разрыхлители включают кукурузный крахмал, метилцеллюлозу, поливинилпирролидон, ксантановую камедь, альгиновую кислоту или агар. Подходящие разбавители включают лактозу, сорбит, маннит, декстрозу, целлюлозу, карбонат кальция, силикат кальция или фосфат дикальция. Подходящие вкусовые добавки включают масло перечной мяты, масло гаультерии, вишневый, апельсиновый или малиновый вкусы. Подходящие вещества для нанесения покрытия включают полимеры или сополимеры акриловой кислоты и/или метакриловой кислоты, и/или их сложные эфиры, и/или их амиды, воска, жирные спирты, зеин, шеллак или глютен. Подходящие консерванты включают бензоат натрия, витамин Е, α-токоферол, аскорбиновую кислоту, метилпарабен, пропилпарабен или бисульфат натрия. Подходящие смазывающие вещества включают стеарат магния, стеариновую кислоту, олеат натрия, хлорид натрия или тальк. Подходящие задерживающие вещества для лекарственных форм с контролируемым высвобождением включают глицерилмоностеарат или глицерилдистеарат.

[0097] Суспензии для перорального или ректального введения могут дополнительно включать диспергирующие и/или суспендирующие вещества. Подходящие суспендирующие вещества включают натрий карбоксиметилцеллюлозу, метилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу, поливинилпирролидон, альгинат натрия или цетиловый спирт. Подходящие диспергирующие вещества включают лецитин, сложные эфиры полиоксиэтилена или жирные кислоты, такие как стеариновую кислоту, полиоксиэтилен сорбитол моно- или диолеат, стеарат или лаурат, полиоксиэтилен сорбитан моно- или диолеат, стеарат или лаурат и т.п.

[0098] Для парентерального введения, включая внутривенную, внутримышечную и подкожную инъекцию, соединение согласно настоящему изобретению может быть включено в суспензию, раствор или эмульсию в масляных или водных растворителях, и может содержать такие добавки, как суспендирующие, стабилизирующие и/или диспергирующие вещества. Адсорбентные/каталитические ингибиторы согласно настоящему изобретению также могут быть включены в форму для болюсной инъекции или непрерывной инфузии. Фармацевтические композиции для инъекций включают водные растворы предпочтительно в физиологически совместимых буферах, содержащих другие вспомогательные вещества или вспомогательные добавки, известные в области изготовления фармацевтических композиций. Кроме того, суспензии активных соединений могут быть приготовлены в липофильном растворителе. Подходящие липофильные растворители включают жирные масла, такие как кунжутное масло, синтетические сложные эфиры жирных кислот, такие как этилолеат и триглицериды, или такие материалы, как липосомы. Водные суспензии для инъекций могут содержать вещества, которые увеличивают вязкость суспензии, такие как натрий карбоксиметилцеллюлозу, сорбит или декстран. Композиции для инъекций могут быть представлены в единичной дозированной лекарственной форме, например в ампулах, или в многодозовых контейнерах. В альтернативе активный ингредиент может быть в порошковой форме для восстановления подходящим растворителем, например стерильной апирогенной водой, перед применением.

[0099] Составы для приемлемых носителей, включающих вспомогательные вещества и вспомогательные добавки, выбирают в зависимости от предполагаемого пути введения (например, перорального, наружного или парентерального введения, такого как инъекция) и в соответствии со стандартной практикой. Кроме того, подходящий носитель выбирают на основе совместимости с одним или более активными ингредиентами в композиции, с учетом таких факторов, как стабильность в зависимости от pH и влажности.

[0100] Лекарственная форма пур-он также может быть изготовлена для борьбы с паразитами у животного сельскохозяйственного значения. Лекарственные формы пур-он согласно настоящему изобретению могут быть в форме жидкости, порошка, эмульсии, пены, пасты, аэрозоля, мази, крема или геля. Как правило, лекарственная форма пур-он является жидкостью. Такие лекарственные формы пур-он можно эффективно применять у овец, крупного рогатого скота, коз, других жвачных, верблюдовых, свиней и лошадей. Пур-он, как правило, применяют путем нанесения одной или нескольких линий или капель на среднюю линию дорсальной поверхности (спины) или на плечо животного. Более часто препарат применяют, распределяя его вдоль спины животного, по хребту. Препарат также могут применять у животного другими стандартными способами, включая протирание пропитанным материалом, по меньшей мере, на небольшом участке у животного, или путем его нанесения с помощью коммерческого аппликатора, шприца, путем распыления или при помощи станции для распыления. Лекарственные формы пур-он включают носитель и могут также включать один или более дополнительных компонентов. Примерами подходящих дополнительных компонентов являются стабилизаторы, такие как антиоксиданты, вещества для улучшения распределения на поверхности, консерванты, усилители адгезии, активные солюбилизаторы, такие как олеиновая кислота, модификаторы вязкости, УФ-блокаторы или поглотители и красители. Поверхностно-активные вещества, в том числе анионные, катионные, неионогенные и амфолитные поверхностно-активные вещества, также могут быть включены в них.

[0101] Композиции согласно настоящему изобретению, как правило, включают антиоксидант, такой как BHT (бутилгидрокситолуол). Антиоксидант обычно присутствует в количествах приблизительно 0,1-5% (вес/вес). Некоторые композиции требуют солюбилизатора, такого как олеиновая кислота, для растворения активного вещества, особенно если используется спиносад. Обычные вещества для улучшения распределения на поверхности, используемые в таких лекарственных формах пур-он, включают изопропилмиристат, изопропилпальмитат, сложные эфиры каприловой/каприновой кислоты и насыщенных С₁₂-С₁₈ жирных спиртов, олеиновую кислоту, олеиловый сложный эфир, этилолеат, триглицериды, силиконовые масла и метиловый эфир дипропиленгликоля. Лекарственные формы пур-он согласно настоящему изобретению изготавливают в соответствии с известными способами. В случаях, когда лекарственная форма пур-он является раствором, адсорбентный/каталитический ингибитор смешивают с носителем или растворителем при использовании нагревания и при необходимости перемешивают. Вспомогательные или дополнительные ингредиенты могут добавлять в смесь активного вещества и носителя или их могут смешивать с активным веществом перед добавлением носителя. Если лекарственная форма пур-он представляет собой эмульсию или суспензию, лекарственные формы могут быть изготовлены аналогичным образом с применением известных методов.

[0102] Для относительно гидрофобных фармацевтических соединений могут применяться другие системы доставки. Липосомы и эмульсии являются известными примерами растворителей или носителей для доставки гидрофобных лекарственных средств. Кроме того, в случае необходимости могут применяться органические растворители, такие как диметилсульфоксид.

[0103] В другом варианте осуществления лекарственная форма может быть жевательным и/или съедобным продуктом (например, жевательным лакомством или съедобной таблеткой). Такой продукт в идеальном варианте может иметь вкус, текстуру и/или аромат, привлекательные для животного или человека, которого предполагают защищать, для облегчения перорального введения.

[0104] Для перорального, подкожного или точечного наружного (спот-он) введения гомеотермическим животным доза адсорбентного/каталитического ингибитора согласно настоящему изобретению, вводимая с подходящими интервалами, обычно составляет от приблизительно 0,01 до приблизительно 100 мг/кг и предпочтительно от приблизительно 0,01 мг/кг до приблизительно 30 мг/кг массы тела животного. Для другого наружного (например, дермального) введения, включая дипы и спреи, доза обычно содержит от приблизительно 0,01 до приблизительно 150000 м.д., более типично от приблизительно 0,01 до приблизительно 100000 м.д., предпочтительно от приблизительно 0,01 до приблизительно 5000 м.д. и наиболее предпочтительно от приблизительно 0,01 м.д. до приблизительно 3000 м.д. адсорбентного/каталитического ингибитора согласно настоящему изобретению.

[0105] Подходящие интервалы для введения соединений согласно настоящему изобретению гомеотермическим животным изменяются от приблизительно одного раза в день до приблизительно одного раза в год. Следует отметить интервалы введения в пределах от приблизительно одного раза в неделю до приблизительно одного раза в 6 месяцев. Особенно следует отметить ежемесячные интервалы введения (т.е. введение соединения животному один раз в месяц).

[0106] Композиции для контроля чувства кворума согласно настоящему изобретению могут также включать один или более антибиотиков. Полезный антибиотик включает фторхинолоны, такие как, например, энрофлоксацин, данофлоксацин, дифлоксацин, орбифлоксацин и марбофлоксацин. В случае энрофлоксацина, его могут вводить в концентрации приблизительно 100 мг/мл. Данофлоксацин может присутствовать в концентрации приблизительно 180 мг/мл. Другие полезные антибиотики включают тетрациклины, особенно хлортетрациклин и окситетрациклин. Другие антибиотики могут включать β-лактамы, такие как пенициллины, например, пенициллин, ампициллин, амоксициллин или комбинацию амоксициллина с клавулановой кислотой или другими ингибиторами бета-лактамаз.

[0107] В других вариантах осуществления, когда средой in vivo является животное (включая человека), подходящие разбавители или носители включают

[0108] Выбор инертных носителей, включаемых в композицию для контроля чувства кворума, зависит от среды. В случае, когда среда является животным (включая человека), подходящие инертные носители для композиции для контроля QS включают воду, растительные масла (например, оливковое масло, арахисовое масло, кунжутное масло, рапсовое масло, пальмовое масло, соевое масло, подсолнечное масло, сафлоровое масло или кокосовое масло), эфирные масла (например, анисовое масло, аирное масло или коричное масло), алифатические, ароматические, насыщенные или ненасыщенные свободные жирные кислоты и их производные, жидкий парафин, этиленгликоль, пропиленгликоль, полиэтиленгликоль, этанол, пропанол, изопропанол, глицерин, жирные спирты, триглицериды, поливиниловый спирт, частично гидролизированный поливинилацетат и их смеси.

[0109] В некотором варианте осуществления изобретения, для перорального введения, фармацевтическая или ветеринарная композиция может быть в форме таблеток, пастилок, пилюль, троше, капсул, настоек, порошков, в том числе лиофилизированных порошков, растворов, гранул, суспензий, эмульсий, сиропов и тинктур. Формы с замедленным или отсроченным высвобождением также могут быть изготовлены, например, в форме частиц с покрытием, многослойных таблеток или микрогранул.

[0110] В изобретении также предложена кормовая композиция для животных, содержащая композиции для контроля QS согласно изобретению и кормовой продукт. Композиции для контроля чувства кворума предпочтительно присутствуют в количестве от приблизительно 0,01 до приблизительно 10% от общего веса кормовой композиции и предпочтительно от 0,1 до 5% от общего веса кормовой композиции, более предпочтительно приблизительно 1% от общего веса кормовой композиции.

[0111] Обычно композиции для контроля QS для введения в способе согласно изобретению могут быть изготовлены способами, известными в области изготовления композиций (например, в области ветеринарных и фармацевтических композиций), включающими смешивание, измельчение, гомогенизацию, суспендирование, растворение, эмульгирование, диспергирование и, в соответствующих случаях, перемешивание компонентов вместе с выбранными вспомогательными веществами, разбавителями, носителями и адъювантами.

[0112] Термин "эффективное количество" при использовании в настоящей заявке означает количество средства для контроля чувства кворума, которое нарушает способность чувства кворума рассматриваемых бактерий. Как правило, нарушение наблюдается, когда количество средства для контроля чувства кворума превышает энергетический барьер для процесса адсорбции или катализа. Точный механизм нарушения (т.е. посредством адсорбции или катализа) количественно определяют с пмощью ВЭЖХ/ЖХ-МС анализа жидкого экстракта. Количественное определение катализа и адсорбции производят на основе данных количественного анализа, которые определяют отдельные продукты реакции и их вычисление, для оценки их весовых процентов. Примерные диапазоны количеств средств для контроля чувства кворума, присутствующих в композиции для контроля чувства кворума, составляют от приблизительно 1 до приблизительно 50000 весовых отношений средства для контроля чувства кворума к молекуле чувства кворума.

[0113] "Инертный носитель" является неорганическим или органическим материалом, который не реагирует с другими компонентами в композиции для контроля чувства кворума или с активными компонентами, введенными в нее. "Инертный носитель" может реагировать с компонентами, которые не содержатся в композиции для контроля чувства кворума.

Способы получения ионозамещенных и функционализированных глин

[0114] Ниже представлены некоторые общие способы, применяемые для получения функционализированных глин.

Методика получения глины, функционализированной аминокислотой

[0115] Модифицированные аминокислотами глины получают при смешивании установленного количества глины, такой как монтмориллонит, в растворе 1000 м.д. аминокислоты, такой как L-изолейцин или L-гистидин, и центрифугировании, например, в течение приблизительно 30 минут приблизительно при 400 об/мин. Затем раствор центрифугируют, например, приблизительно при 3500 об/мин в течение 30 минут с выделением функционализированной глины. Затем выделенную функционализированную глину последовательно промывают 500 мл деионизированной воды для удаления каких-либо слабосвязанных аминокислот.

Методика получения Al-монтмориллонита, H-монтмориллонита, Cu-монтмориллонита

[0116] Монтмориллонит измельчали и промывали в деионизированной воде в соотношении 10 г глины:100 мл воды в течение 24 ч при перемешивании. Полученную суспензию глины центрифугировали и промывочную воду удаляли. Глину регидратировали 100 мл воды, в которую добавляли источник катионов Al³⁺, Cu²⁺, H⁺ (например, CuSO₄⋅5H₂O, Al₂(SO₄)₃, HCl и т.д.) в количестве, превышающем в 2 раза катионообменную емкость (КОЕ) глины. Полученную суспензию затем перемешивали при 40°C в течение 24 ч. Затем ионозамещенную глину выделяли с помощью центрифугирования и промывали до освобождения от анионов. Промытый материал сушили при 105°C 12 ч и затем измельчали в агатовой ступке.

Методика получения очищенного монтмориллонита

[0117] 500 г сырой монтмориллонитовой глины диспергировали в 5 л деионизированной воды при интенсивном перемешивании с помощью мешалки с верхним приводом. Суспензию пропускали через контрольное сито 350 размера (45 мкм), мягко растирая глину пальцем через сито. Золь собирали и центрифугировали при 3000 об/мин в течение 1 ч. Супернатант, содержащий диспергированную глину, повторно центрифугировали для отделения более тяжелой фракции еще раз. Супернатант собирали и центрифугировали еще раз и весь процесс повторяли еще несколько циклов, пока не был получен чистый монтмориллонит.

Методика получения тонкодисперсного монтмориллонита

[0118] Calibrin^® TQ, сверхтонкую фракцию (среднее распределение частиц по размеру 10 микрометров) монтмориллонита, получали при использовании патентованного способа Alpine или воздушной сортировки частиц.

Получение модифицированных глин Calibrin^®-A-лизоцима или аттапульгит-лизоцима

[0119] Приблизительно 10 г исходного глинистого материала (Calibrin^®-A или аттапульгита) помещали в бутылку и затем добавляли 100 мл воды. Смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 30 минут, к этому раствору добавляли 50 мл стокового раствора лизоцима (1-10% по весу). Бутылку закрывали крышкой и затем встряхивали при 250 об/мин и 25°C в течение 16 часов. После завершения встряхивания смесь центрифугировали при 5000 об/мин в течение 30 минут для сбора функционализированной лизоцимом глины.

[0120] Хотя настоящее изобретение и его преимущества были подробно описаны, следует понимать, что в настоящий документ могут быть внесены различные изменения, замены и поправки без отступления от сущности и объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

[0121] Далее настоящее изобретение будет проиллюстрировано в следующих Примерах, которые представлены исключительно в целях иллюстрации и не должны рассматриваться как ограничение изобретения каким-либо образом.

Примеры

[0122] Цель этих примеров состояла в оценке воздействия различных глин на три известных AI: N-(3-оксооктаноил)-L-гомосерин-лактон, 2-гептил-3-гидроксил-4-хинолон (PQS) и 4,5-дигидрокси-2,3-пентандион (AI-2 сигнал).

Пример 1 Адсорбция/катализ N-бутирил-DL-гомосерин-лактона на различных адсорбентных/каталитических ингибиторах.

[0123] Водный раствор N-бутирил-DL-гомосерин-лактона отбирали в небольшой сосуд, содержащий установленное количество глины, с получением отношения адсорбентного/каталитического ингибитора/аналита 15 (мг/мг). Суспензию перемешивали при 25°C в течение 30 минут с последующим центрифугированием при 4500 об/мин в течение 30 минут. Супернатант отбирали и непосредственно исследовали с помощью ВЭЖХ-ДМД при использовании условий, приведенных в Таблице 1.

Таблица 1. Методика ВЭЖХ-ДМД для количественного определения N-бутирил-DL-гомосерин-лактона.

Колонка:	Колонка Agilent Zorbax RX-C8 (150 мм×4,6 мм×5 мкм)
Скорость потока:	1,0 мл/мин
ДМД:	202 нм
Время (минуты)	% ВЭЖХ воды	% метанола
0,0-7,0	30	70

[0124] Результаты воздействия различных адсорбентных/каталитических ингибиторов на N-бутирил-DL-гомосерин-лактон представлены в Таблице 2.

Таблица 2. Результаты различных адсорбентных/каталитических ингибиторов по удалению N-бутирил-DL-гомосерин-лактона при отношении адсорбентного/каталитического ингибитора/QS аналита 15 (мг/мг).

Материал	% удаления QS
Calibrin®-Z	53
Calibrin®-A-Лизоцим	56
Cu-Монтмориллонит	65

Пример 2 Адсорбция/катализ N-(3-оксооктаноил)-L-гомосерин-лактона на различных адсорбентных/каталитических ингибиторах.

[0125] Водный раствор 200 м.д. N-(3-оксооктаноил)-DL-гомосерин-лактона отбирали в небольшой сосуд, содержащий установленное количество глины, с получением отношения адсорбентного/каталитического ингибитора/QS аналита 375 (мг/мг). Суспензию перемешивали при 100 об/мин в течение 15 минут и затем центрифугировали при 3500 об/мин в течение 30 минут. Супернатант отбирали и непосредственно исследовали с помощью ВЭЖХ-ДМД при использовании условий, приведенных в Таблице 3. Продукты разложения и полимеризации идентифицировали с помощью ЖХ/МС.

Таблица 3. Методика ВЭЖХ-ДМД для количественного определения N-(3-оксооктаноил)-DL-гомосерин-лактона.

Колонка:	Колонка Agilent Zorbax RX-C8 (150 мм×4,6 мм×5 мкм)
Скорость потока:	0,7 мл/мин
ДМД:	210 нм
Время (минуты)	% ацетонитрила	% ВЭЖХ воды
0,0	30	50
15,0	100	0

[0126] Результаты различных адсорбентных/каталитических ингибиторов по удалению N-(3-оксооктаноил)-DL-гомосерин-лактона представлены в Таблице 4.

Таблица 4. Результаты различных адсорбентных/каталитических ингибиторов по удалению N-(3-оксооктаноил)-DL-гомосерин-лактона при отношении адсорбентного/каталитического ингибитора/QS аналита 375 (мг/мг).

Материал	Удельная поверхность БЭТ (м2/г)	Объем пор, ТФП (см3/г)	ТПД-NH3, кислотность (150-350°C) ммоль/г	% удаления QS
Calibrin®-Z	110	0,26	0,024	59
HY-цеолит	780	0,41	0,035	63
Иллит	70	0,06	0,024	36
Аттапульгит	180	0,29	0,025	21
Активированный уголь	980	0,56	0,001	100
Очищенный Calibrin-A	132	0,23	0,028	62
Calibrin®-A-Лизоцим	93	0,21	-	61
Аттапульгит-лизоцим-лизоцим	160	0,30	-	54
Calibrin®-A-гистидин	120	0,28	-	60
Calibrin®-A-изолейцин	118	0,32	-	61
Cu-Монтмориллонит	125	0,24	0,035	66
Al-Монтмориллонит	132	0,24	0,038	74
H-Монтмориллонит	145	0,24	0,042	80
Calibrin®-A	110	0,32	0,025	53
AlCl3	-	-	-	19
Осажденный SiO2	340	1,00	0	25
Тонкодисперсный Calibrin®-Z		0,26		66
Кальцит	10	0,001	0,001	41
Каолинит	32	0,04	0	5

[0127] В Таблице 5 перечислены некоторые органические соединения, идентифицированные как продукты в процессе каталитического расщепления N-3-оксооктаноил-DL-гомосерина, где адсорбентным/каталитическим ингибитором является Cu-Calibrin^® Z.

Таблица 5. Список основных органических молекул, идентифицированных в качестве продуктов при каталитическом расщеплении N-3-оксооктаноил-DL-гомосерина.

Пример 3 Адсорбция/катализ 2-гептил-3-гидроксил-4-хинолона (PQS) на различных адсорбентных/каталитических ингибиторах.

[0128] 50% раствор метанола, содержащий 100 м.д. 2-гептил-3-гидроксил-4-хинолона, отбирали в небольшой сосуд с установленным количеством глины, с получением отношения ингибитора/аналита 100 (мг/мг). Суспензию перемешивали при 100 об/мин в течение 15 минут и затем центрифугировали при 3500 об/мин в течение 30 минут. Супернатант отбирали и непосредственно исследовали с помощью ВЭЖХ-ДМД при использовании условий, приведенных в Таблице 6.

Таблица 6. Методика ВЭЖХ-ДМД для определения количества 2-гептил-3-гидроксил-4-хинолона.

Колонка:	Колонка Agilent Zorbax RX-C8 (150 мм×4,6 мм×5 мкм)
Скорость потока:	1,0 мл/мин
ДМД:	340 нм
Время (минуты)	% метанола (1% ледяная уксусная кислота)	% воды (1% ледяная уксусная кислота)
0,0	60	40
10,0	60	40
15,0	100	0
20,0	100	0
21,0	60	40
24,0	60	40

[0129] Результаты воздействия различных адсорбентных/каталитических ингибиторов на 2-гептил-3-гидроксил-4-хинолон представлены в Таблице 7.

Таблица 7. Результаты различных глин/модифицированных материалов по удалению сигнального хинолона Pseudomonas (PQS) при отношении ингибитора/QS аналита 100.

Материал	% удаления QS
Активированный уголь	100
Хлорид алюминия	56
Calibrin®-A	35
Calibrin®-A-Гистидин	53
Calibrin®-A-Изолейцин	67
Calibrin®-A-Лизоцим	53
Calibrin®-Z	67
Calibrin®-TQ	72
Calibrin®-Z-Лизоцим	45
Гуминовая кислота	60
HY-цеолит	98
Монтмориллонит очищенный	74
Монтмориллонит-Al	99
Монтмориллонит-Cu	99
Монтмориллонит-H	99

Пример 4 Адсорбция/катализ (S)-4,5-дигидрокси-2,3-пентандиона (AI-2) на различных адсорбентных/каталитических ингибиторах

[0130] Раствор 5 м.д. (pH 3) (S)-4,5-дигидрокси-2,3-пентандиона отбирали в небольшой сосуд, содержащий установленное количество глины, с получением отношения ингибитора/аналита 50000 (мг/мг). Суспензию перемешивали при 100 об/мин в течение 15 минут и затем центрифугировали при 3500 об/мин в течение 30 минут. Супернатант отбирали и смешивали с равным объемом 0,1 М HCl, содержащей 200 м.д. 2,3-диаминонафталина, для дериватизации. Растворы нагревали при 90°C на водяной бане в течение 40 минут и непосредственно исследовали с помощью ВЭЖХ-ФД при использовании условий, приведенных в Таблице 8.

Таблица 8. Методика ВЭЖХ-ФД для определения количества (S)-4,5-дигидрокси-2,3-пентандиона.

Колонка:	Колонка Phenomenex Kinetex C18 (250 мм×4,6 мм×5 мкм)
Скорость потока:	0,8 мл/мин
ФД:	Возб.: 271 нм; эм.: 503 нм
Время (минуты)	% воды (1% муравьиная кислота)	% ацетонитрила
0,0	70	30
4,0	70	30
12,0	35	65
20,0	35	65
24,0	70	30
27,0	70	30

[0131] Результаты различных адсорбентных/каталитических ингибиторов по удалению 2-гептил-3-гидроксил-4-хинолона приведены в Таблице 9.

Таблица 9. Результаты различных глин/модифицированных материалов по удалению 4,5-дигидрокси-2,3-пентандиона (AI-2) при отношении ингибитора/аналита 50000.

Материал	% удаления QS
Активированный уголь	100
Аттапульгит	43
Аттапульгит-Лизоцим	21
Calibrin®-A-Гистидин	21
Calibrin®-A-Изолейцин	17
HY-цеолит	63
Иллит	39
Монтмориллонит очищенный	17
Монтмориллонит-Al	13
Монтмориллонит-Cu	33

[0132] Результаты показывают, что Calibrin и модифицированные глины могли адсорбировать или каталитически расщеплять различные молекулы чувства кворума при 25°C в различных средах.

Пример 5 Нарушение/ингибирование QA у V. harveyi адсорбентными/каталитическими ингибиторами на основе глины

[0133] Общий метод: 5 мкл бактериальной культуры (V. harveyi ACTCC 14126) инокулировали в 5 мл среды Лурия ("LB"), содержащей 2% NaCl, с различными адсорбентными/каталитическими ингибиторами на основе глин (50 мг/мл, 10 мг/мл, 1 мг/мл, 100 мкг/мл и 100 мкг/мл). Параллельно также проводили эксперимент с контрольной средой без глины.

[0134] Бактериальную культуру инкубировали при 30°C с перемешиванием (200 об/мин) в течение 9-10 ч. В период культивирования рост бактерий контролировали путем измерения оптической плотности образцов при 600 нм (BioPhotometer, Eppendorf) или подсчета живых бактериальных клеток на чашках с LB-агаром. Эмиссию люминесценции регистрировали и измеряли с помощью люминометра (MiniLumat, EG&G Berhold) каждый час.

[0135] Эмиссию бактериальной люминесценции измеряли в культуре, обработанной различными концентрациями тонкодисперсного Calibrin^® Z. В качестве контроля среды использовали Vibrio parahaemolyticus (Vp). Полную люминесценцию по площади под кривой (AUC) вычисляли при измерении люминесценции между двумя граничищами точками времени для каждой обработки согласно следующей формуле: AUC1=(L1+L2)/2*(T2-T1), в которой T1 и T2 обозначают точки времени 1 и 2, соответственно, тогда как L1 и L2 обозначают люминесценцию в точках времени 1 и 2. Полную AUC затем определяли как сумму значений AUC для каждой пары точек времени. Относительная эмиссия люминесценции (%) AUC обозначена числами в столбцах; рост бактерий выражали при измерении оптической плотности при 600 нм.

[0136] На Фигуре 1 показаны результаты, полученные при использовании в качестве адсорбентного/каталитического ингибитора Calibrin^® Z. Как видно на Фигурах 1A и 1B, бактериальная люминесценция, генерируемая V. harveyi, снижалась при повышении количества Calibrin^® Z в бактериальной культуре. Снижение полной люминесценции предполагает уменьшение общего токсина, образующегося в системе. Количество адсорбентного/каталитического ингибитора, требуемого для значимого снижения люминесценции, составляло 1 мг/мл. Наблюдение, что концентрация бактерий не снижалась при добавлении глины, указывает, что адсорбентный/каталитический ингибитор селективно удалял молекулы QS, не убивая при этом бактерии. Значимое снижение люминесценции согласно измерению по площади под кривой люминесценции, наблюдали при концентрации адсорбентного/каталитического ингибитора 10 мг/мл.

[0137] На Фигуре 2 показаны результаты, наблюдаемые при использовании четырех различных адсорбентных/каталитических ингибиторов, Calibrin^® Z (A), Cu-Calibrin^® Z (B), H-Calibrin^® Z (C) и активированного угля (D), для нарушения QS у V. harveyi; концентрация адсорбентного/каталитического ингибитора составляла 5 мг/мл.

[0138] Снижение бактериальной люминесценции наблюдали для каждого из адсорбентных/каталитических ингибиторов. Эти наблюдения указывают, что адсорбентные/каталитические ингибиторы адсорбировали или разрушали молекулы QS в среде. Из четырех протестированных адсорбентных/каталитических ингибиторов только Cu-Calibrin^® влиял на общую концентрацию бактерий; Cu-Calibrin^® Z уменьшал рост бактерий в течение первых 5/6 ч эксперимента, и это дает основания предположить, что Cu-Calibrin^® Z может проявлять некоторую противобактериальную активность.

Пример 6 Нарушение/ингибирование QA in vitro у V. harveyi адсорбентными/каталитическими ингибиторами на основе глины

[0139] Общий метод: 5 мкл ночной бактериальной культуры (V. harveyi, ATCC14126) инокулировали в 5 мл среды LB+ и инкубировали при 30°C в течение 4 ч. Бактериальную массу собирали с помощью центрифугирования при 4000 g в течение 10 мин. Затем супернатант собирали и фильтровали через шприцевой фильтр с размером пор 0,45 мкм (PALL); затем 5 мл фильтрата смешивали с различными количествами материалов на основе глины с получением конечных концентраций адсорбента/ингибитора QS.

[0140] Обработанные фильтраты затем инкубировали при 30°C в течение 1 ч с перемешиванием (200 об/мин). Чистый фильтрат, не содержащий глины, включали в качестве контроля в каждый эксперимент. После инкубирования материалы на основе глины удаляли из фильтрата с помощью центрифугирования при 2000×g и фильтрации через шприцевой фильтр с размером пор 0,45 мкм (PALL). После удаления продуктов на основе глины, 4 мкл свежей бактериальной культуры (культуры, которая еще не люминесцировала) инокулировали в 4 мл каждого фильтрата, содержащего молекулы QS, и инкубировали смесь при 30°C. Эмиссию люминесценции и рост бактерий определяли количественно с помощью люминометра (MiniLumat, EG&G Berthold) и контролировали с помощью измерения оптической плотности при 600 нм (BioPhotometer, Eppendorf) в разных точках времени от 0~3 ч.

[0141] Относительную эмиссию люминесценции (%) измеряли после обработки различными концентрациями продукта. Количество люминесценции в каждой точке времени относительно люминесценции в контрольной среде указано числом над соответствующим столбцом. Бактериальный рост измеряли по оптической плотности при 600 нм.

[0142] На Фигурах 3A и 3B показаны результаты, наблюдаемые в экспериментах in vitro с использованием глины Calibrin^® Z для нарушения QS у V. harveyi при различных условиях, где бактериальную люминесценцию и количество бактерий контролировали в динамике.

[0143] На Фигурах 4A и 4B показаны результаты, наблюдаемые при использовании четырех различных адсорбентных/каталитических ингибиторов, Calibrin^® Z (A), Cu-Calibrin^® Z (B), H-Calibrin^® Z (C) и активированного угля (D), для нарушения QS у V. harveyi в экспериментах in vitro при различных условиях, где бактериальную люминесценцию и количество бактерий контролировали в динамике. Как видно на Фигуре 4A, наблюдали явную задержку начала бактериальной люминесценции в обработанных глиной образцах после первой адсорбции молекул QS. Задержка указывает на то, что молекулы QS были адсорбированы глиной, причем их концентрация была более низкой, чем в стандартном образце, который не обрабатывали глиной. На Фигуре 4B показано, что в течение первых 60 мин инкубирования различий в росте бактерий не наблюдали; однако продукт, содержащий Cu-Calibrin® Z, показал четкое снижение роста бактерий в последующих точках времени.

[0144] Изобретение далее описано следующими нумерованными параграфами:

#1. Способ модуляции флоры бактерий в среде путем ингибирования чувства кворума определенных бактерий в указанной среде, который включает идентификацию бактерий, у которых требуется ингибировать чувство кворума, и введение в указанную среду эффективного количества композиции для контроля чувства кворума, включающей по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнальной молекулы QS сенсинга, и, необязательно, инертный носитель.

#2. Способ модуляции флоры бактерий в среде путем ингибирования чувства кворума определенных бактерий в указанной среде, который включает идентификацию бактерий, у которых требуется ингибировать чувство кворума, и введение в указанную среду эффективного количества по меньшей мере одного средства для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнальной молекулы QS сенсинга, где указанной сигнальной молекулой QS является AHL, PQS, сигнал AI-1 или сигнал AI-2, и, необязательно, инертного носителя.

#3. Способ модуляции флоры бактерий в среде путем ингибирования чувства кворума определенных бактерий в указанной среде, который включает идентификацию бактерий, у которых требуется ингибировать чувство кворума, и введение в указанную среду эффективного количества композиции для контроля чувства кворума, включающей по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнала QS, и является глиной, диоксидом кремния, кальцитом, цеолитом, сорбентным минералом, кизельгуром, смектитом, активированным углем, наночастицей или комбинацией любого из предыдущего, и, необязательно, инертный носитель.

#4. Способ согласно параграфу #3, где адсорбентный/каталитический материал является диоксидом кремния, кальцитом, цеолитом, сорбентным минералом, кизельгуром или активированным углем.

#5. Способ согласно параграфу #4, где адсорбентный/каталитический материал является глиной.

#6. Способ согласно параграфу #5, где глина является силикатной.

#7. Способ согласно параграфу #6, где силикатная глина является монтмориллонитовой глиной.

#8. Способ согласно параграфу #6, где силикатная глина является кальциевой монтмориллонитовой глиной.

#9. Способ согласно параграфу #6, где силикатная глина является термически обработанной монтмориллонитовой глиной.

#10. Способ согласно параграфу #9, где термически обработанная монтмориллонитовая глина является Calibrin^® A или Calibrin^® Z.

#11. Способ согласно параграфу #5, где глина является гормитом или аттапульгитовой глиной.

#12. Способ согласно параграфу #5, где глина является модифицированной глиной.

#13. Способ согласно параграфу #12, где модифицированная глина получена в результате реакции глины с ионообменным материалом или аминокислотой.

#14. Способ согласно параграфу #12, где модифицированная глина получена в результате реакции глины с ионообменным материалом.

#15. Способ согласно параграфу #14, где модифицированная глина является медьзамещенной монтмориллонитовой глиной.

#16. Способ согласно параграфу #14, где модифицированная глина является алюминий-, медь- или протонзамещенной монтмориллонитовой глиной.

#17. Способ согласно параграфу #16, где медьзамещенная монтмориллонитовая глина является медьзамещенным Calibrin^® Z.

#18. Способ согласно параграфу #12, где модифицированная глина получена в результате реакции глины с аминокислотой.

#19. Способ согласно параграфу #18, где аминокислота является гистидином или изолейцином.

#20. Способ согласно параграфу #18, где глина является монтмориллонитовой глиной.

#21. Способ согласно любому из параграфов #1, 2 или 3, где среда находится в или на человеке или в или на животном.

#22. Способ согласно любому из параграфов #1, 2 или 3, где среда является водной средой.

#23. Способ согласно параграфу #22, где среда является почвой, илом, подстилкой животного или сточными водами.

#24. Способ согласно параграфу #21, где среда находится на поверхности кожи человека или животного или является желудочно-кишечным трактом, носовыми ходами, мочеиспускательным каналом, вагинальным каналом или кишечником человека или животного.

#25. Способ согласно параграфам #1, 2 или 3, где определенной бактерией является Clostridium sp., Escherichia sp., Pseudomonas sp., Salmonella sp., Vibrio sp. или их комбинация.

#26. Способ согласно любому из параграфов #1, 2 или 3, где определенной бактерией является C. difficile, E. coli, P. aeruginosa, S. typhimurium, V. harveyi или их комбинация.

#27. Способ согласно параграфу #5, где глина является функционализированной глиной.

#28. Способ согласно параграфу #27, где функционализированная глина является функционализированной лизоцимом глиной.

#29. Способ согласно любому из параграфов #1, 2 или 3, где среда является продуктом питания.

#30. Способ согласно параграфу #21, где животное является курицей, овцой, крупным рогатым скотом, свиньей или домашним животным.

#31. Средство для контроля чувства кворума, которое включает эффективное количество адсорбентного/каталитического ингибитора, который является модифицированной глиной, которая получена в результате реакции глины с ионообменным веществом или аминокислотой, и инертный носитель.

#32. Средство для контроля чувства кворума согласно параграфу #31, где модифицированная глина получена в результате реакции глины с ионообменным материалом.

#33. Средство для контроля чувства кворума согласно параграфу #32, где модифицированная глина является медьзамещенной монтмориллонитовой глиной.

#34. Средство для контроля чувства кворума согласно параграфу #31, где модифицированная глина является алюминий-, медь- или протонзамещенной монтмориллонитовой глиной

#35. Средство для контроля чувства кворума согласно параграфу #34, где медьзамещенная монтмориллонитовая глина является медьзамещенным Calibrin^® Z.

#36. Средство для контроля чувства кворума согласно параграфу #31, где модифицированная глина получена в результате реакции глины с аминокислотой.

#37. Средство для контроля чувства кворума согласно параграфу #36, где аминокислота является гистидином или изолейцином.

#38. Средство для контроля чувства кворума согласно параграфу #37, где глина является монтмориллонитовой глиной.

#39. Средство для контроля чувства кворума, которое включает эффективное количество адсорбентного/каталитического ингибитора, который является функционализированной глиной, и инертный носитель.

#40. Средство для контроля чувства кворума согласно параграфу #39, где функционализированная глина является функционализированной лизоцимом глиной.

#41. Способ ингибирования порчи продуктов питания путем ингибирования чувства кворума определенных бактерий в указанных продуктах питания посредством введения в указанные продукты питания эффективного количества композиции для контроля чувства кворума, включающей по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнальной молекулы QS сенсинга, и, необязательно, инертный носитель.

#42. Способ профилактики или лечения вибриоза у рыбы или водного беспозвоночного, нуждающегося в этом, путем ингибирования чувства кворума Vibrio sp. в водной среде, в которой присутствует указанная рыба или водное беспозвоночное, посредством введения в указанную водную среду эффективного количества композиции для контроля чувства кворума, включающей по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнальной молекулы QS сенсинга, и, необязательно, инертный носитель.

#43. Способ согласно параграфу #42, где адсорбентный/каталитический материал является диоксидом кремния, кальцитом, цеолитом, сорбентным минералом, кизельгуром или активированным углем.

#44. Способ согласно параграфу #42, где адсорбентный/каталитический материал является глиной.

#45. Способ согласно параграфу #44, где глина является силикатной.

#46. Способ согласно параграфу #45, где силикатная глина является монтмориллонитовой глиной.

#47. Способ согласно параграфу #45, где силикатная глина является кальциевой монтмориллонитовой глиной.

#48. Способ согласно параграфу #45, где силикатная глина является термически обработанной монтмориллонитовой глиной.

#49. Способ согласно параграфу #48, где термически обработанная монтмориллонитовая глина является Calibrin^® A или Calibrin^® Z.

#50. Способ согласно параграфу #44, где глина является гормитом или аттапульгитовой глиной.

#51. Способ согласно параграфу #45, где силикатная глина является H-Calibrin^®Z.

#52. Способ согласно параграфу #44, где глина является модифицированной глиной.

#53. Способ согласно параграфу #52, где модифицированная глина получена в результате реакции глины с ионообменным материалом или аминокислотой.

#54. Способ согласно параграфу #52, где модифицированная глина получена в результате реакции глины с ионообменным материалом.

#55. Способ согласно параграфу #53, где модифицированная глина является медьзамещенной монтмориллонитовой глиной.

#56. Способ согласно параграфу #53, где модифицированная глина является алюминий-, медь- или протонзамещенной монтмориллонитовой глиной

#57. Способ согласно параграфу #56, где медьзамещенная монтмориллонитовая глина является медьзамещенным Calibrin^® Z.

#58. Способ согласно параграфу #52, где модифицированная глина получена в результате реакции глины с аминокислотой.

#59. Способ согласно параграфу #58, где аминокислота является гистидином или изолейцином.

#60. Способ согласно параграфу #59, где заявлена монтмориллонитовая глина.

[0145] Рассматривая подробно описанные таким образом предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что изобретение, определенное представленными выше параграфами, не должно ограничиваться конкретными деталями, изложенными в представленном выше описании, поскольку многие его возможные варианты возможны без отступления от сущности или объема настоящего изобретения.

1. Способ модуляции флоры бактерий в среде путем ингибирования чувства кворума бактерий в указанной среде, который включает идентификацию бактерий, у которых требуется ингибировать чувство кворума, и введение в указанную среду эффективного количества композиции для контроля чувства кворума, включающей по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнальной молекулы QS сенсинга, который является любым из неорганического или органического сорбционного материала, сорбционного минерала, сорбентного минерала или непористого минерала, и, необязательно, инертный носитель.

2. Способ модуляции флоры бактерий в среде путем ингибирования чувства кворума бактерий в указанной среде, который включает идентификацию бактерий, у которых требуется ингибировать чувство кворума, и введение в указанную среду эффективного количества по меньшей мере одного средства для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнальной молекулы QS сенсинга, который является любым из неорганического или органического сорбционного материала, сорбционного минерала, сорбентного минерала или непористого минерала, где указанной сигнальной молекулой QS является AHL, PQS, сигнал AI-1 или сигнал AI-2, и, необязательно, инертного носителя.

3. Способ модуляции флоры бактерий в среде путем ингибирования чувства кворума бактерий в указанной среде, который включает идентификацию бактерий, у которых требуется ингибировать чувство кворума, и введение в указанную среду эффективного количества композиции для контроля чувства кворума, включающей по меньшей мере одно средство для контроля чувства кворума, которое является адсорбентным/каталитическим ингибитором сигнала QS, которое является неорганическим или органическим сорбционным материалом, сорбционным минералом, сорбентным минералом или непористым минералом, и, необязательно, инертный носитель.

4. Способ по п.3, где адсорбентный/каталитический ингибитор является сорбционным минералом, который является обработанной глиной.

5. Способ по п.3, где адсорбентный/каталитический ингибитор является сорбентным минералом, и сорбентный минерал является цеолитом, диоксидом кремния, кальцитом, иллитом, вулканическим диоксидом кремния, слюдой или перлитом.

6. Способ по п.4, где обработанная глина является термически обработанной глиной, ионозамещенной глиной или функционализированной глиной.

7. Способ по п.6, где обработанная глина является термически обработанной глиной, и глинистый материал включает глинистый минерал, слоистый силикат, алюмосиликат, аттапульгит, бентонит, гормит или фуллерову землю.

8. Способ по п.7, где глинистый материал является монтмориллонитовой глиной.

9. Способ по п.6, где обработанная глина является ионозамещенной глиной, и глинистый материал включает глинистый минерал, слоистый силикат, алюмосиликат, аттапульгит, бентонит, гормит или фуллерову землю.

10. Способ по п.9, где ионозамещенная глина является алюминий-, медь- или протонзамещенной глиной.

11. Способ по п.6, где обработанная глина является функционализированной глиной, и глинистый материал включает глинистый минерал, слоистый силикат, алюмосиликат, аттапульгит, бентонит, гормит или фуллерову землю.

12. Способ по п.11, где функционализированная глина является функционализированной аминокислотой глиной, и аминокислота является гистидином или изолейцином.

13. Способ по п.11, где функционализированная глина является функционализированной белком глиной, и белок является лизоцимом.

14. Способ по п.4, где адсорбентный/каталитический ингибитор сигнала QS является неорганическим или органическим сорбционным материалом.

15. Способ по п.3, где адсорбентный/каталитический ингибитор сигнала QS является непористым минералом, и непористый минерал является оксидом алюминия, диоксидом кремния, оксидом железа, AlCl₃, оксидом меди или оксидами кальция.

16. Способ по пп. 1, 2 или 3, где среда находится в или на человеке или в или на животном.

17. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, где среда является водной средой.

18. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, где среда является почвой, илом, подстилкой животного или сточными водами.

19. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, где среда находится на поверхности кожи человека или животного или является желудочно-кишечным трактом, носовыми ходами, мочеиспускательным каналом, вагинальным каналом или кишечником человека или животного.

20. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, где определенными бактериями является Clostridium sp., Escherichia sp., Pseudomonas sp., Salmonella sp., Vibrio sp. или их комбинация.

21. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, где определенными бактериями является C. difficile, E. coli, P. aeruginosa, S. typhimurium, V. harveyi или их комбинация.

22. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, где среда является продуктом питания.

23. Способ по п.19, где животным является домашняя птица, овца, крупный рогатый скот, лошадь, свинья или домашнее животное.

24. Способ по п.1, в котором стадия введения эффективного количества композиции для контроля чувства кворума дополнительно включает введение эффективного количества композиции для контроля чувства кворума в продукт питания для ингибирования порчи продуктов питания.

25. Способ по п.1, в котором бактерия представляет собой Vibrio sp., и в котором стадия введения эффективного количества композиции для контроля чувства кворума дополнительно включает введение эффективного количества композиции для контроля чувства кворума в водную среду, в которой присутствует рыба или водное беспозвоночное, для профилактики или лечения вибриоза у рыбы или водного беспозвоночного.

26. Способ по п.1, в котором стадия введения эффективного количества композиции для контроля чувства кворума дополнительно включает введение эффективного количества композиции для контроля чувства кворума животному или человеку для устранения или снижения сигнальной молекулы QS, продуцируемой указанными бактериями.

27. Способ по п.26, где сигнальная молекула QS является AHL, PQS, сигналом AI-1 или сигналом AI-2.

28. Способ по п.1, в котором стадия введения эффективного количества композиции для контроля чувства кворума дополнительно включает введение эффективного количества композиции для контроля чувства кворума в среду, в которой присутствуют бактерии, для устранения или химической инактивации сигнальной молекулы QS.

29. Способ по п.28, где сигнальная молекула QS является AHL, PQS, сигналом AI-1 или сигналом AI-2.

30. Способ по п.28, где определенными бактериями является C. difficile, E. coli, P. aeruginosa, S. typhimurium, V. harveyi или их комбинация.