Composiciones farmacéuticas que comprenden el beta (1-3) beta (1-4) glucano de cereal.

Una composición farmacéutica que comprende:

un ß (1-3) ß (1-4) glucano,

y

un extracto botánico, o agente activo farmacéuticamente,

en donde el ß (1-3) ß (1-4) glucano se produce por un método que comprende:

(i) extracción de un grano de cereal molido o parte de un grano de cereal molido con una solución alcalina para producirun extracto que contenga al menos aproximadamente 0.4 por ciento en peso de ß (1-3) ß (1-4) glucano;

(ii) eliminación del material insoluble, y eliminación del material en partículas que tienen un tamaño de partícula de másde aproximadamente 0.2 μm de dicho extracto para producir un extracto purificado;

(iii) adición desde aproximadamente 10% a aproximadamente 25% (vol/vol) de un alcohol C1-C4 al extracto purificadopara precipitar el ß (1-3) ß (1-4) glucano, y

(iv) aislamiento del ß (1-3) ß (1-4) glucano.

Composiciones farmacéuticas que comprenden el beta (1-3) beta (1-4) glucano de cereal

Campo técnico

La presente invención se relaciona generalmente a los º-glucanos de cereales. Más particularmente, la invención se 5 relaciona con las composiciones farmacéuticas que comprenden un º (1-3) º (1-4) glucano y extracto botánico, o un agente activo farmacéuticamente.

Antecedentes de la invención Las gomas ya sean sustancias hidrofóbicas o hidrofílicas de un rango de peso molecular desde 10, 000 hasta 50, 000, 000 Daltons, las cuales en solvente apropiado producen geles o suspensiones altamente viscosas o soluciones con bajo contenido en sustancias secas. Las gomas comúnmente usadas en alimentos, medicina, y productos industriales incluyen almidones, derivados de celulosa, pululano, agar, aloe, gelano, goma guar, goma algarrobo, pectina, algina, carragenano, xantano, º-glucano y goma arábiga (véase Whistler, R.L. (1993) Industrial Gums: Polysaccharides and their derivatives Eds, Whistler R.L. and BeMiller J.N. (Academic Press) p 2) .

Los glucanos son homopolisacáridos que consisten solo de glucosa. Sin embargo, dado que es posible unir las 15 moléculas de glucosa en diferentes configuraciones estereoquímicas los glucanos son un diverso grupo de compuestos con diferentes propiedades químicas, físicas y funcionales.

Las estructuras químicas de los polisacáridos son de prima importancia en la determinación de sus propiedades. Esto puede ser apreciado por comparación de las propiedades de algunos homoglucanos comunes. Por ejemplo, celulosa, un º (1-4) -D glucano es insoluble en agua y altamente cristalino comparado a otros polisacáridos, la amilosa, un a (1-4) 20 D glucano, es ligeramente soluble en agua, cristaliza menos bien que la celulosa, y puede formar geles rígidos termorreversibles. El dextrano, una (1-6) -a-glucano con un pequeño grado de ramificación, es extremadamente soluble en agua y no forma gel (See Dea, I.C.M. in (1993) Industrial Gums: Polysaccharides and their derivatives Eds. Whistler

R.L. and BeMiller J.N. (Academic Press) p 21) .

El º (1-3) º (1-4) glucano de avena es clasificado como una goma viscosa, (véase Wood, P.J. (1993) Oat Bran Ed P.J. 25 Wood (American Association of Cereal Chemists, Inc. St. Paul, MN) ) . El º (1-3) º (1-4) glucano de cereales son estructuralmente polisacáridos presentes en las paredes celulares de cereales, tales como cebada y avena, entre otros.

El º (1-3) º (1-4) glucano de avena es reconocido por la FDA de Estados Unidos como un agente que puede ayudar en la prevención de enfermedades del corazón. En 1.997, la FDA permitió que los productos de avena se constituyeran como una reivindicación saludable. Es importante anotar que no otras fuentes de º-glucano, levaduras, fúngica,

bacteriana, o cereales (no son reconocidas por tener estos efectos. El º (1-3) º (1-4) glucano de avena es por lo tanto distinto.

El º (1-3) º (1-4) glucano no modificado de avena forma soluciones altamente viscosas en agua a concentraciones > 0.75%. La concentración >1.2% de las soluciones tienen la consistencia de un hidrogel espeso.

Los glucanos son estructuras moleculares significativamente diferentes y con diferentes propiedades físicas y químicas comparadas con la avena se encuentran en levaduras, hongos y ciertas bacterias y bacterias manipuladas genéticamente. Por ejemplo, el gelano, (1-3) º-D-glucopiranosil [º (1-3) -glucano] polimérico producido en Alcaligenes faecalis se encuentra en Curdlano (Takeda Chemical Ind. Ltd.) , el º (1-3) a (1-6) glucopiranósido producido en Aureobasidium pullulans se encuentran en pululano, y º (1-3) º (1-6) glucopiranósido se encuentra en levaduras.

El peso molecular de los glucanos varia con la fuente. La Tabla 1 muestra los pesos moleculares promedios de gomas 40 típicas.

Tabla 1: Rango de Peso Molecular Típico de Gomas Comunes

GOMA PESO MOLECULAR PROMEDIO

º (1-3) º (1-4) glucano de avena 500, 00 – 1, 000, 000

Pululano 50, 000 – 100, 000

Curdlano ~500, 000

Metil celulosa 10, 000 – 200, 000

Carragenano 4, 500, 000

Xantano 15, 000, 000 – 50, 000, 000

Alginato de sodio 10, 000 – 18, 000, 000

La viscosidad de una solución al 1% de diferentes soluciones de gomas de polisacáridos varía con el origen y la naturaleza química. La Tabla 2 muestra viscosidad de soluciones al 1% de gomas típicas.

Tabla 2: Rangos de Viscosidad Típicos de soluciones al 1% De Gomas Comunes, Medidas a 25ºC

GOMA VISCOSIDAD SOLUCIÓN AL 1%, cP

(1-3) (1-4) glucano de avena 500 - 1500

Pululano 2

Goma Arábiga 1 - 5

Metil celulosa 200

Goma de tamarindo 100 - 200

Goma Guar 2, 000 – 3, 000

Goma de algarrobo 2, 000 – 3, 000

Xantano 2, 000 – 3, 000

Alginato de sodio 200 – 700

Las propiedades de solubilidad de los glucanos difieren de acuerdo con su fuente. Por ejemplo, el (1-3) (1-4) glucano de cereal son normalmente solubles en solventes acuosos, mientras que los (1-3) (1-6) glucano de levadura (Saccharomyces cerevisiae) son insolubles en solventes acuosos. Son deseables los glucanos solubles. Los -glucano de levadura han sido solubilizados por adición de grupos fosfato (véase Williams et al. Immunopharmacol. 22: 139-156 (1991) . (1-3) (1-6) . Jamas et al. (Patente de los Estados Unidos No. 5, 622, 939) describe métodos para extraer el (1-3) (1-6) glucano soluble a partir de Saccharomyces cerevisiae. El método descrito es complejo involucra hidrólisis ácida, hidrólisis básica y uso extensivo de centrifugación y ultrafiltración. No se proveen detalles en cuanto a la estabilidad de los (1-3) (1-6) glucano de levadura solubilizada.

Un cierto número de referencias de la técnica anterior divulgan los métodos de preparación de glucanos y composición de glucanos líquidos a partir de cereales. Entre las referencias de la técnica anterior están las siguientes:

Beer, et al., Extraction of Oat Gum from Oat Bran: Effects of Process on Yield, Molecular Weight Distribution, Viscosity and (1-3) (1-4) beta-D-Glucan Content of the Gum, Cereal Chemistr y 73 (1) : 58-62 (1996) . Está referencia describe el

uso de alcoholes en una cantidad igual a o mayor que 50% (v/v) para alcanzar la precipitación. Se reportó que la pureza de los glucanos recuperados está entre 22 y 63%.

Wood et al., Large Scale Preparation and Properties of Oat Fractions Enriched in (1-3) (1-4) beta-D-Glucan, Cereal Chemistr y 66 (2) : 97-103 (1989) . Esta referencia describe el uso de alcoholes en una cantidad igual a o mayor que 50% (v/v) para alcanzar la precipitación de glucanos.

La Patente de los Estados Unidos No. 6, 323, 338 divulga un método de aislamiento de -glucano de avena como una piel enriquecida de extractos de salvado de avena. Este método divulga que no utiliza concentraciones bajas de alcoholes de cadena corta para la precipitación de los glucanos.

Redmond (Patente de los Estados Unidos No. 6, 284, 886) divulga las composiciones de (1-3) (1-4) glucano de cereales, y métodos de producción de estas composiciones. Las composiciones divulgadas satisfacen los requerimientos estrictos de la industria de cosméticos, en términos de su viscosidad, resistencia al desgarre, y mejora en las propiedades humectantes. No se describen métodos para la extracción o purificación de (1-3) (1-4) glucano.

Resumen de la invención La presente invención se relaciona en general con -glucanos de cereales. Mas particularmente, la invención se relaciona con las composiciones farmacéuticas que comprenden un (1-3) (1-4) glucano y un extracto botánico, o un agente activo farmacéuticamente.

La presente invención puede ser resumida usando los siguientes parágrafos numerados:

1. Una composición farmacéutica que comprende:

un (1-3) (1-4) glucano, y

un extracto botánico, o agente activo farmacéuticamente, en donde el (1-3) (1-4) glucano se produce por un método que comprende:

(i) extracción de un grano de cereal molido o parte de un grano de cereal molido con una solución alcalina para producir un extracto que contenga al menos aproximadamente 0.4 por ciento de peso de (1-3) (1-4) glucano;

(ii) eliminación del material insoluble, y eliminación del material en partículas que tienen un tamaño de partícula de más 5 de aproximadamente 0.2 µm de dicho extracto para producir un extracto purificado;

(iii) adición desde aproximadamente 10% a aproximadamente 25% (vol/vol) de un alcohol C1-C4 al extracto purificado para precipitar el (1-3) (1-4) glucano, y

(iv) aislamiento del (1-3) (1-4) glucano.

2. Las composiciones... [Seguir leyendo]

1. Una composición farmacéutica que comprende:

un (1-3) (1-4) glucano, y

un extracto botánico, o agente activo farmacéuticamente,

en donde el (1-3) (1-4) glucano se produce por un método que comprende:

(i) extracción de un grano de cereal molido o parte de un grano de cereal molido con una solución alcalina para producir un extracto que contenga al menos aproximadamente 0.4 por ciento en peso de (1-3) (1-4) glucano;

(ii) eliminación del material insoluble, y eliminación del material en partículas que tienen un tamaño de partícula de más 10 de aproximadamente 0.2 µm de dicho extracto para producir un extracto purificado;

(iii) adición desde aproximadamente 10% a aproximadamente 25% (vol/vol) de un alcohol C1-C4 al extracto purificado para precipitar el (1-3) (1-4) glucano, y

(iv) aislamiento del (1-3) (1-4) glucano.

2. La composición farmacéutica, de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición comprende el extracto botánico y en donde el extracto botánico es un extracto de guaraná, ginkgo biloba, nuez de kola, hidrastis, golo kola, schizandra, saúco, hierba de San Juan, valeriana y ephedra, té negro, té blanco, té de java, aceite de ajo, fibra, té verde, aceite de limón, macis, regaliz, aceite de cebolla, aceite de naranja, romero, cardo mariano, echinacea, ginseng siberiano o panax ginseng, toronjil, kava kava, mate, arándano, soja, pomelo, algas, espino blanco, flores de lima, salvia, clavo, albahaca, curcumina, taurina, hierba de avena salvaje, grano de avena, diente de león, genciana, aloe vera, lúpulo, canela, menta, uva, manzanilla, hinojo, malvavisco, jengibre, olmo indio, cardamomo, coriandro, anís, tomillo, rehmannia, eucalipto, mentol, schisandra, withania, prímula, lycium o flor de la pasión.

3. Las composiciones farmacéuticas de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el extracto botánico es un extracto de grano de avena.

4. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el extracto botánico comprende 25 avenantramida.

5. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición comprende el agente activo farmacéuticamente, y en donde el agente activo farmacéuticamente se selecciona del grupo consistente de betasitosterol, cafeína, cafestol, D-limoneno, kabweol, nomilin, oltipraz, sulforafano, tangeritina, ácido fólico, o mentol.

6. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición comprende el agente

activo farmacéuticamente, y en donde el agente activo farmacéuticamente se selecciona del grupo consistente de una antihistamina, un descongestionante, un corticosteroide, un fármaco no esteroidal antiinflamatoria, un broncodilatador, un vasodilatador, tal como nitroglicerina, y un anestésico local.

7. La composición farmacéutica de la reivindicación 6, en donde el vasodilatador es nitroglicerina.

8. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde (1-3) (1-4) glucano se deriva de un 35 grano de cereal o de una parte del grano de cereal.

9. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el cereal se selecciona del grupo consistente de un cultivar de cebada, un cultivar de avena, un cultivar de trigo, un cultivar de centeno, un cultivar de sorgo, un cultivar de millo, un cultivar de maíz, y una mezcla de los mismos.

10. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el (1-3) (1-4) glucano es una

composición de (1-3) (1-4) glucano que tiene una pureza de al menos aproximadamente 75%, y contiene menos del 10% de impurezas de cenizas, menos de 10% de impurezas de proteína y menos de 5% de impurezas de lípidos.

11. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 10, en donde las composiciones de (1-3) (1-4) glucano tienen una pureza de al menos aproximadamente 92% y contiene menos de 3.5% de impurezas de cenizas, menos del 3.5% de impurezas de proteína, y menos del 1% en impurezas de lípidos.

12. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 10, en donde las composiciones de los cereales de (1-3) (1-4) glucano tienen un valor de claridad desde aproximadamente 5 a aproximadamente 100 NTU.

13. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde en dicha etapa de adición (paso iii) en dicho método, aproximadamente 10% a aproximadamente 20% (vol/vol) de un alcohol seleccionado del grupo

consistente de metanol, etanol e isopropanol, se usa para precipitar la composición de (1-3) (1-4) glucano de dicho extracto purificado.

14. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 13, en donde aproximadamente 10% a aproximadamente 20% (vol/vol) de etanol se usa para precipitar la composición del (1-3) (1-4) glucano a partir del dicho extracto purificado.

15. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha etapa de eliminación del material 5 en particular de dicho método comprende:

uno, o más de una etapa de adición de un floculante, un coagulante o ambos floculante y coagulante a dicho extracto para coagular el material en partículas que tiene un tamaño de partícula de más de aproximadamente 0.2 µm, y eliminar el material coagulado a partir de dicho extracto,

digerir el material de almidón en dicho extracto, y

filtrar el material en partículas que tiene un tamaño de partícula de más de aproximadamente 0.2 µm a partir de dicho extracto para producir el extracto purificado.

16. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 15, en donde en dicha etapa de digestión en dicho método, dicho material de almidón es digerido con una enzima.

17. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 16, en donde antes de la digestión de dicho material 15 de almidón se neutraliza dicha solución alcalina.

18. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 17, en donde se inactiva dicha enzima siguiendo la digestión de dicho material de almidón en dicho método, .

19. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 18, en donde dicha enzima se inactiva por acidificación de la solución neutralizada.

20. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 16, en donde dicha enzima es una amilasa.

21. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 20, en donde dicha amilasa no requiere un cofactor de calcio.

22. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el cereal se selecciona a partir del grupo

que consiste en un cultivar de cebada, un cultivar de avena, un cultivar de trigo, un cultivar de centeno, un cultivar de 25 sorgo, un cultivar de millo, un cultivar de maíz, y una mezcla de los mismos.

23. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la solución alcalina tiene un valor de pH entre 9 a 10.

24. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el pH en una solución alcalina usada en dicho método es desde aproximadamente 9.25 a aproximadamente 9.75.

25. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha etapa de adición (etapa iii) en dicho método se lleva a cabo a una temperatura desde aproximadamente 1ºC a aproximadamente 10ºC.

26. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho método adicionalmente comprende una, o más de una etapa de disolución del aislado (1-3) (1-4) glucano en una solución acuosa, precipitado del (13) (1-4) glucano por adición de aproximadamente 10% a aproximadamente 25% (vol/vol) del alcohol C1-C4 a la solución acuosa, y aislamiento del (1-3) (1-4) glucano.

27. La composición farmacéutica de acuerdo con las reivindicaciones 23 o 24, en donde el grano de cereal molido o parte del grano de cereal molido es extraído con la solución alcalina por un periodo de tiempo de aproximadamente 15 a aproximadamente 45 minutos para producir el extracto que contiene al menos aproximadamente 0.4 por ciento en peso de (1-3) (1-4) glucano.

28. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el paso de filtración del material que tiene un tamaño de partícula de más de 0.2 µm a partir de dicho extracto se lleva a cabo usando un filtro cubierto con un prerrecubrimiento de una ayuda de filtración que tiene una porosidad de 0.2 µm.