תכשירים אנטי-צמדנים לסילוק H. Pylori

‫‪Anti-adhesion agents for eradication of H.‬‬
‫‪pylori‬‬
‫תכשירים מעכבי היצמדות לסילוק‬
‫חיידקי‬
‫‪H. pylori‬‬
‫יצחק אופק‬
‫המחלקה למיקרוביאולוגיה ואימונולוגיה קלינית‬
‫פקולטה לרפואה ע"ש סאקלר‬
‫אוניברסיטת תל‪-‬אביב‬
Bacterial
Adhesion
ASM Publications
2003
‫הצמדות חידקים לתאי‬
‫ריקמה‬
‫מאז שנות השבעים המוקדמות החל חיפוש אחר תכשירים מעכבי‪-‬הצמדות‬
‫במטרה לטפל או למנוע מחלות זיהומיות‬
‫בניגוד לאנתיביותיקות שהורגות את החיידקים ומשאירות את היציבים לשגשג‬
‫‪,‬ולהדביק‬
‫‪.‬‬
‫מטרת השימוש בתכשירים אנתי‪-‬צמדניים היא לא להרוג החיידק אלא לסלק חיידקים‬
‫צמודים לתאים מחוץ לגוף כך שמוטנטים יציבים לתכשיר ימהלו באוכלסיה הרגישה‬
‫‪.‬להדביק הלאה עם אוכלוסיות חיידקים שברובן רגישות לתכשיר האנתי‪-‬צמדני‬
‫הצפי למתן באופן ניכר התפשטות של זנים‬
‫יציבים‬
Proceedings of the
Bat Sheva seminar
held Feberuary 25March 1, 1996, in
Zichron Yaakov
Toward Anti-Adhesion Therapy
for Microbial Diseases
Toward Anti-Adhesion Therapy
for Microbial Diseases
Toward Anti-Adhesion Therapy
for Microbial Diseases
Toward Anti-Adhesion Therapy
for Microbial Diseases
Toward Anti-Adhesion Therapy
for Microbial Diseases
Toward Anti-Adhesion Therapy for
Microbial Diseases
Toward Anti-Adhesion Therapy for
Microbial Diseases
Toward Anti-Adhesion Therapy for
Microbial Diseases
‫עמידות‬
‫כרומוזומלית‬
‫‪1- 107-8‬‬
‫עמידות פלסמידלית‬
‫‪1- 105‬‬
‫איטית‬
‫מהירה‬
‫התפשטות של זנים יציבים מאחר ומופרשים רק זנים יציבים‬
‫עמידות‬
‫כרומוזומלית‬
‫‪1- 107-8‬‬
‫עמידות פלסמידלית‬
‫‪1- 105‬‬
‫התפשטות מאוד איטית של זנים יציבים מאחר והללו נמהלים באוכלוסיית הזנים‬
‫הרגישים המופרשים יחד איתם‬
‫ההיצמדות היא תהליך ייחודי ‪,‬ספציפי‬
‫המתרחש עקב הכרה והתקשרות בין צמדן חיידקי‬
‫לקולטן תואם על התא האנימלי‬
‫חיידק‬
‫‪Bacteria‬‬
‫צמדן‬
‫קולטן‬
‫‪Adhesin‬‬
‫‪Receptor‬‬
‫תא אנימלי‬
‫‪Animal cell‬‬
‫בדרך כלל לכל פתוגן או קבוצה‬
‫של פתוגנים יש צמדן ייחודי‬
‫לקולטן תואם‬
‫במהלך השנים התברר כי המנגנונים השונים של היצמדות חיידקים מבוססים על‬
‫התקשרות לקטין‪ ,‬צמדן‪ ,‬על שטח החיידק לסוכר מסוים‪,‬קולטן‪ ,‬על שטח פני התאים‬
‫האנימליים‬
‫הלקטין במקרים רבים בעיקר בחיידקים גרם‪-‬שליליים נמצא כאחד המרכיבים בקצה של‬
‫שנקשרים לסוכר ‪ fimbria or Pili‬מבנה היוצא משטח החיידק ונקרא פילי או פימבריה‬
‫‪.‬שמוצג כגליקופרותאין או גליקוליפיד בממברנה של תאי המאכסן‬
‫חיכוי‬
‫צמדנים‬
‫‪Glycolipid Glycoprotein‬‬
‫קרום תאי הגוף‬
Inhibitors of carbohydrate-specific
adhesion prevent bacterial infection in vivo
Pathogen
Animal and site
Inhibitor
E. coli type 1
Mouse UT
Mouse GIT
Mouse UT
Mouse UT
Monkey UT
Calf GIT
MeMan*
Mannose
Anti-Man antibody
Globotetraose
Gal(1-4)GalOMe
Glycopeptides
Mouse GIT
Piglet GIT
Monkey GIT
Fuc-oligos
Sia3’LacNAc
Sia3’Lac
E. coli P
E.coli K99
C. jejuni
H. pylori
K. pneumoniae
type 1
Rat UT
Shigella flexneri
type 1
Guinea pig eye
S. pneumoniae Mouse lungs
Rabbit lungs
MeMan
Mannose
GlcNAc
Lacto-N-neotetraose
(Sia3’Lac)
UT, Urinary tract; GIT, gastrointestinal tract.
*
h
i
l
d li
d
f k
1979
HELICOBACTER Volume 8 •Number 4 •2003
Treatment of Helicobacter Pylori Infection Using a Novel
Antiadhesion Compound (sialyllactose sodium salt).A Double
blind,Placebo-Controlled Clinical Study
F.Parente,C.Cucino,A.Anderloni,G.Grandinetti and G.Bianchi Porro
Department of Gastroenterology,L.Sacco University Hospital,Milan,Italy
17 received SL 10 g/day,22 were treated with 3 ′SL 20 g/day and 21 were given placebo.
No serious adverse events
No patients became UBT negative (<4) during or after treatment
Peptic ulcer
Conclusions.Antiadhesive therapy was safe and
well tolerated but did not suppress or cure H.pylori
colonization in humans.
The eficacy of oligosaccharide Sia3’Lac
which inhibit sialic acid specific adhesin
of H. pylori in protecting monkeys
against infections by the bacteria
Myrose et al, Gastroenterology, 1999
Six monkeys Sia3’Lac only 3xdailyx2months
Two monkeys cured (+suppression of gastritis)
One transiently cured (symptoms reappeared)
Three remained persistently colonized
‫ריבוי צמדנים שפתוגן מסוים מייצר‬
‫יש צורך להשתמש במספר מעכבי‬
‫היצמדות‬
‫או‬
‫שימוש במעכב לצמדן אחד יותיר‬
‫חיידקים צמודים בתיווך צמדן שני‬
‫מעכב אחד עם טווח פעולה‬
‫רחב‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫הצמדות מתווכת ע”י שני צמדנים‬
‫ייחודיים לשני קולטנים תואמים‬
‫שני הצמדנים צריכים להיות‬
‫מעוכבים להשיג הצלחה בסילוק‬
‫החיידקים‬
‫הצורה הספירלית של חיידקי פילורי מסוגלת להציג לפחות‬
‫שישה צמדנים שונים תואמים לשישה קולטנים‬.
Major?
Sialic acid
(silayllactose)
specific adhesin
Sulfatide
specific
adhesin
Sulfated
glycosaminoglycan
specific adhesin
Lewis b antigen
specific adhesin
Lactosylceramide
phosphatidylethanolamine.specific adhesin
specific adhesin
‫מעכבי הצמדות מיקרואורגניזמים המצויים במזון או משקה שנצרכים באופן‬
‫שוטף עם טווח פעולה רחב כנגד מספר צמדנים‬
Best anti adhesion agent is the one found in normal diets
e.g.food and drinks and exhibit broad spectrum activity
against multiple adhesins
‫משקה חמוציות שמופק מאוכמניות‬
Moen, 1962;Sternlies, 1963;Papas et al, 1966
Boddel & Kass et al, 1959
Sobota, 1984; Scmidth etal 1988
Zafriri et al 1989; Ofek et al, 1991
‫לשתיה‬
Cranberry juice cocktail
Mashing
‫סחיטה‬
1:27 water
+Fructose 20%
Concetrated juice
‫מרוכז‬
50% ‫מוצקים‬
Dialysis extract
1%-2% ‫מכלל המוצקים יש פעילות‬
‫)אנתי צמדנית )אבקה‬
‫מוצקים לא פעילים‬
99%-98%
(Non Dialyzable Material
‫הפרקציה כפי הנראה מכילה תערובת של לפחות‬
‫שני מרכיבים כאשר אחד מהם הוא קרבוהידרת‬
‫‪.‬והשני שייך למשפחת פנולים מורכבים‬
‫שני המרכיבים או אחד מהם מכילים שיירים‬
‫שנקשרים לאתר מטרה מוליקולרי הקיים בעיקר‬
‫)או אך ורק ( בחלבונים מיקרוביאלים וע"י כך‬
‫מעכב)ים( פעילות ביאולוגית של החלבון‬
‫‪Polyphenols‬‬
‫‪Gln‬‬
‫‪Gln‬‬
‫‪n Complex carbohydrates‬‬
‫הפעילות האנתי צמדנית של‬
‫נבדקה על מספר פתוגנים‬
‫‪Escherichia coli‬‬
‫כל אחד מהפתוגנים שנבדקו מייצר מספר‬
‫‪.‬צמדנים שכל אחד מהם ייחודי לקולטן תואם‬
‫‪NDM‬‬
‫מעכב מספר לא מבוטל שלהם אבל לא את כולם‬
‫‪Oral bacteria‬‬
‫‪Helicobacter pylori‬‬
‫‪Streptococcus pyogenes‬‬
‫פעילות האנטי צמדנית של מרכיבי מיץ‬
‫האוכמניות היא בעלת טווח פעולה רחב‬
‫אבל לא אוניברסאלית‬
‫‪Streptococcus pneumonia‬‬
‫‪Heamophylus influenza‬‬
‫‪Influenza virus‬‬
‫מבחן היצמדות חידקי הליקובקטר לתאי ריקמה או ריר קיבתי‬
‫ בארות‬96 ‫אנושי בפלטות של‬
Burger et al, FEMS, 2000
Shmuely et al, DMID, 50:231,2004
Peptic ulcer
+Cranberry NDM
Adhesion is
estimated
By the urea/urease
assay
O
‼
H2N – C –OH +
2H2O  NH3 +
H2CO3
Confidential 29.05.08
Inhibition of H. pylori #17874 binding to
HT-29 human gastric cell line by NDM
% adhesion
120
100
80
60
40
20
0
1
10
NDM (g/ml)
100
1000
‫עיכוב ההצמדות של חיידקי ‪ H. Pylori‬עפ"י‬
‫צורתם המורפולוגית ע"י ‪. NDM‬‬
‫)‪Inhibition of adherence by NDM(0.135mg/ml‬‬
‫‪0.18‬‬
‫‪0.16‬‬
‫‪0.14‬‬
‫‪0.12‬‬
‫‪co‬‬
‫‪co+ndm‬‬
‫‪sp‬‬
‫‪sp+ndm‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪O.D‬‬
‫‪0.08‬‬
‫‪0.06‬‬
‫‪0.04‬‬
‫‪0.02‬‬
‫‪0‬‬
‫‪105‬‬
‫‪90‬‬
‫‪75‬‬
‫‪60‬‬
‫‪45‬‬
‫‪30‬‬
‫‪15‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-0.02‬‬
‫)‪time (min‬‬
‫תרשים מס' ‪ :3‬עיכוב ההצמדות של חיידקי ‪-H. pylori (sp‬ספירל‪-co ,‬קוקואידי(‪,‬‬
‫ע"י ‪ NDM‬בריכוז )סופי( ‪mg/ml0.135‬‬
‫ עפ"י‬H. Pylori ‫עיכוב ההצמדות של חיידקי‬
. NDM ‫ע"י‬
HT-25 ‫ומעכבים סוכרים לתאי קיבה בתרבית‬
* P<0.01
Adhesion, % of control
120
control
100
80
*
60
40
*
*
20
0
*
Control NDM
*
Heparin Fetuin
Sialyl
0.2mg/ml 0.5mg/ml 0.5mg/ml lactose
4mM
Burger et al, FEMS 29,295, 2000
Lewisb Human
3mM
mucin
Porcine
mucin
66 H.pylori strains
were isolated from
gastric biopsies of
patients.
100
90
Metronidazole
Percent inhbition of adhesion by
0.2mg/ml Cranberry 0.2mg/ml NDM
80
Sensitive
70
Resistant
60
50
Significant inhibition
40
30
20
NDMr
22/66(33%)
10
Samra et al, JAC, 49:1023, 2002
24/66(36%)
0
Shmuely et al, DMID, 50:231,2004
n=66
NDMr&MEZr
13/83(16%)
Erdication of Helicobater pylori infection by triple therapy and cranberry consumption
Age range 18-75, Eradicatio: <3.5 2nd UBT
Percent eradication
P=0.016
Mean age +14-16
Drop outs
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
P=0.16
P=0.13
n=712 n=88 n=87
51
49
47
6
9
n=287 n=35 n=45
50
49
48
3
3
95.5
n=425 n=53 n=42
52
49
45
3
6
General Triple therapy (Omperazol+Amoxicillin+Chlarithromycin)
Triple therapy + Cranberry or placebo beverage consumption: 333mlx2, dailyX1Wk
Shmuely,Yahav,Samra,Chodic,Koren, Niv and Ofek, Mol.Nut.Food Res, 2007
Average UBT values of patients showing high (>1.5) UBT
UBT values after treatment (failure & almost failure of treatment)
30
25
n=6
n=9
∆UBT=12.0
P=0.02
∆UBT=-7.00
P=0.16
20
TripleTher
15
P=0.03
10
failure
5
0
TripleTher
+Cranberry
P=0.001
Zone of almost
Zone of
Pre-treatment
n=9
TripleTher
n=12
TripleTher
+Cranberry
P>0.5
P=0.02
failure
eradication (1.6-3.5)
eradicationt
Post-treatment Pre-treatment Post-treatment
Full compliance
Full compliance
Shmuely,Yahav,Samra,Chodic,Koren, Niv and Ofek, Mol.Nut.Food Res, 2007
Sackler Medical School, TelAviv University
Rabin Medical Center, Campus Belinson
Jacob Yahav
Campus Ramat Aviv
Itzhak Ofek
Erwin Weiss
Ariella Mattetiahu
Haim Shmueli
Zmira Samra
Yaron Niv
Graduate Students
Burger Ora
Yardena mazoz
Michal Hamburgar
Technion Dep food engl late.
Itzhak Neeman