説明

赤血球を治療するためのアルギニン含有組成物および方法

D‐リボースおよびアルギニン(例えば、L‐アルギニン、D‐アルギニン、またはそれらの組合せ)を含む血液貯蔵および/または若返らせる組成物が、本明細書中に開示される。そのような組成物は、赤血球を取り扱うための(例えば、貯蔵するためおよび/または若返らせるため)方法において有用となるであろう。

【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
本出願は、2010年2月16日に出願した米国特許仮出願番号61/338,263、および2010年8月4日に出願した米国特許仮出願番号61/370,713の利益を請求し、そしてそれらの両方は、それら全体について参照により本明細書中に組み込まれる。
【0002】
全血は、身体組織に栄養、電解質、抗体、熱および酸素を運ぶために、心臓、動脈、静脈および毛細血管を通って循環する生体組織である。全血は、血漿と呼ばれるタンパク質性の体液に懸濁された赤血球(RBC)、白血球および血小板を含む。仮に凝固を防止するために処理され、および容器中に静置することを認められるなら、RBCは、容器の底に沈殿し、血漿が上部に残存し、および白血球が、RBCの上で層を形成するであろう。遠心分離は、一般的にこの分離を促進するために使用される。血小板リッチ血漿は、その後除去されおよび例えば、血小板、凝固因子、アルブミン、免疫グロブリンなどを分離するためのさらなる処理のための滅菌バッグ内に移される。
【0003】
通常の輸血使用のためにもっとも重要な組成物は、赤血球(erythrocyte)またはRBCであり、そしてそれは、身体全体に酸素を運びおよび血液にその赤色を与える鉄含有タンパク質の複合体であるヘモグロビンを含む。RBCが構成される血液量のパーセンテージは、「ヘマトクリット」と呼ばれる。成人男性における平均ヘマトクリットは、47%である。2または3滴の血液中に、約10億のRBCが存在し、および600RBCごとに、約40の血小板および1の白血球が存在する。
【0004】
骨髄で産生され、RBCは、徐核され、連続的に生産され、分解されおよび破壊される両凹面のディスクである。両凹面のディスク形状は、肺における酸素の捕捉および組織におけるその放出のための最大の表面積を提供するため、RBCの機能に重要である。細胞は、柔軟であり、および毛細血管床の微小管を通過するために曲がることができる。細胞は、徐核されおよびミトコンドリアを欠くため、それらは、細胞の修復処理を実行できず、およびエネルギーのために嫌気的なリン酸化に依存しなければならない。循環系で平均120日後、細胞は老化しおよび末梢血単球または細網内皮系の定着性マクロファージにより貪食される。
【0005】
RBCは、血漿を除去することにより全血から調製される。患者に輸血する場合、血液量の増加を最小限にしつつヘマトクリットを上昇させ、そしてそれは、特に、うっ血性心不全を伴うような患者に重要である。細胞は、典型的に、元の量の約半分で懸濁し;調製物は、濃縮赤血球(packed red cell)と呼ばれる。RBCの輸血から最も恩恵を受ける患者は、腎不全、悪性腫瘍、消化管出血などの疾患由来の慢性の難治性貧血または外傷または手術由来の急性の出血を伴うものを含む。
【0006】
患者は、全血のすべての成分をほとんど必要としないので、血液を成分に分離しおよび特定の状態および疾患のために患者より必要とされる一部のみ輸血することが血液バンクにおける通常の業務である。「血液成分療法」として呼ばれるこの治療は、複数の患者が血液のそれぞれのユニットから利益を受けることを可能にする。残念ながら、治療のための血液成分の分離は、マーカー2,3‐ジホスホグリセラート(2,3‐DPG)の減少、酸素フリーラジカルの産生の増加および形態の変化により特徴付けられる貯蔵損傷(lesion)を引き起こし、有害である。
【0007】
全血の貯蔵のための標準溶液は、シトレート‐ホスフェート‐デキストロース溶液(CPD)およびシトレート‐ホスフェート‐デキストロース‐アデニン溶液(CPDA)を含む。シトレートまたはヘパリンなどの他の抗凝固剤は、凝固を防ぐために必要である。血液は、冷蔵温度ですら代謝機能を維持する生体組織であるため、デキストロースなどのエネルギー源を供給することが必要であるとみなされてきた。ホスフェートイオンは、デキストロース利用から産生されるラクテートをバッファーに使用することができる。
【0008】
過去15年にわたる細胞保存溶液についての改良は、全血またはRBCの冷蔵貯蔵寿命を21から42日まで増加してきた。細胞の多くが老化しておりおよびレシピエント内の輸血に際してすぐに貪食されるであろうから、42日後、血液は廃棄される。赤血球は、5または6週間、貯蔵で生き残ることを示すかもしれないが、それらは、溶血および/またはそれらの生存時間および組織に酸素を受容し、輸送し、および放出(unload)するためのそれらの能力を傷つける生化学的および生体力学的な変化により特徴付けられる貯蔵損傷を急速に発生する。そのため、採血から3週間または未満以内で全血および血液製品を使用することが望ましい。
【0009】
レシピエントに輸血する場合、全血または濃縮赤血球懸濁液中の血液細胞が、増加された時間貯蔵できおよび機能性を残存できる溶液のための要求が依然としてある。また次善として機能する血液およびRBCを若返らせるための方法のための要求も依然としてある。
【発明の概要】
【0010】
RBCを採取しおよび貯蔵するための方法は、輸血に先立って血液バンク業務を改善するための課題であり続ける。RBCは、4℃で42日間貯蔵できるが、しかしこの期間を超えると、RBC貯蔵損傷が、抗凝固溶液および血液添加剤の改善にも関わらず生じる。RBCのもっとも顕著な貯蔵損傷は、a)2,3‐DPGの欠乏であり、酸素親和性について増加に至り、組織に酸素を放出(offload)するための血液の能力について減少に至る;b)細胞生存率を減少し、脆弱性を増加し、および変形能を減少する形態学的な変化であり、微小循環を通過するための細胞の能力に強い影響を与え;およびc)熱、細胞障害、および組織機能不全を招く生化学物質の放出である。これらの貯蔵損傷は、主に細胞エネルギー(すなわち、アデノシントリホスフェート、またはATP)および減少したエネルギー代謝に関連する乳酸蓄積に起因する。
【0011】
2,3‐DPG欠乏およびATP減少の速度を遅らせる実験的な添加溶液は知られている。例えば、Dawson et al.,Prog Clin Biol Res.1985;195:349‐68;Dawson et al.,Transfusion 1984 Jul‐Aug;24(4):327‐9;Dawson et al.,Hum Pathol.Mar;14(3):213‐7;Dawson et al.,Transfusion 1981 May‐Jun;21(3):285‐90;およびDawson et al.,Transfusion 1981 Mar‐Apr;21(2):215を参照。これらの実験的な溶液は、典型的に一連の無機リン酸塩およびイノシンを含む。溶液はある程度2,3‐DPGレベルを維持することが可能であるが、溶液成分の要件は、それらの有用性を制限するいくつかの問題を引き起こした。一つの問題は、イノシンの低い溶解性であり、そしてそれは、後に輸血前に細胞を洗浄することを必要とするRBCに添加されるスラリーを生じる。他の問題は、ヒポキサンチンおよび尿酸などの強力に毒性の分解生成物の形成を引き起こす生化学的進行である。さらに、輸血製品は、輸血前に一時間加温しなければならず、そしてそれは、現在の血液バンク業務においてそのような添加溶液の実用性に強い影響を与える。好ましい実施態様では、本明細書中で開示された血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、これらの問題の一またはそれ以上に取り組む。
【0012】
一つの態様では、本開示は、血液貯蔵および/または若返らせる組成物を提供する。一つの実施態様では、組成物は、D‐リボースおよびL‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン)を含む。場合により、組成物は、さらにピルビン酸ナトリウム、無機リン酸塩、およびイノシンの一またはそれ以上を含んでもよい。好ましい実施態様では、組成物は水性溶液である。そのような組成物を使用するための方法が、また開示される。
【0013】
他の実施態様では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、75‐1500mM L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン);および75‐1500mM イノシンを含み、ここで組成物は、水性溶液である。場合により、組成物は、例えば、75‐1500mMの濃度でD‐リボースをさらに含んでもよい。場合により、組成物は、例えば、75‐1500mMの濃度でピルビン酸ナトリウムをさらに含んでもよい。場合により、組成物は、例えば、75‐1500mMの濃度で無機リン酸塩をさらに含んでもよい。血液を貯蔵しおよび/または若返らせるために使用される場合、組成物は、2.5‐50mM L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン);2.5‐50mM イノシン;および場合により2.5‐50mM D‐リボース、2.5‐50mM ピルビン酸ナトリウム、および/または2.5‐50mM 無機リン酸塩の最終濃度を提供するために、一般的に約30倍希釈される。
【0014】
ある好ましい実施態様では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、150‐900mM L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン);および150‐900mM イノシンを含み、および組成物は、水性溶液である。場合により、組成物は、例えば150‐900mMの濃度でD‐リボースをさらに含んでもよい。場合により、組成物は、例えば150‐900mMの濃度でピルビン酸ナトリウムをさらに含んでもよい。場合により、組成物は、例えば150‐900mMの濃度で無機リン酸塩をさらに含んでもよい。血液を貯蔵しおよび/または若返らせるために使用される場合、組成物は、5‐30mM L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン);および5‐30mM イノシン;および場合により5‐30mM D‐リボース、5‐30mM ピルビン酸ナトリウム、および/または5‐30mM 無機リン酸塩の最終濃度を提供するために、一般的に約30倍希釈される。
【0015】
他の実施態様では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、300‐600mM L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン);および300‐600mM イノシンを含み、および組成物は、水性溶液である。場合により、組成物は、例えば300‐600mMの濃度でD‐リボースをさらに含んでもよい。場合により、組成物は、例えば300‐600mMの濃度で、ピルビン酸ナトリウムをさらに含んでもよい。場合により、組成物は、300‐600mMの濃度で、無機リン酸塩をさらに含んでもよい。血液を貯蔵しおよび/または若返らせるために使用される場合、10‐20mM L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン);および10‐20mM イノシン;および場合により10‐20mM D‐リボース、10‐20mM ピルビン酸ナトリウム、および/または10‐20mM 無機リン酸塩の最終濃度を提供するために、一般的に約30倍希釈される。
【0016】
ある実施態様では、L‐アルギニンとイノシンのモル比は、0.5:1‐1.5:1である。他のある実施態様では、L‐アルギニンとイノシンのモル比は、0.8:1‐1.2:1である。ある好ましい実施態様では、L‐アルギニンとイノシンのモル比は、1:1である。
【0017】
他の実施態様では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、300mM L‐アルギニン;300mM イノシン;300mM D‐リボース;300mM ピルビン酸ナトリウム;および300mM 無機リン酸塩を含み、ここで組成物は水性溶液である。血液を貯蔵しおよび/または若返らせるために使用される場合、組成物は、10mM L‐アルギニン;10mM イノシン;10mM D‐リボース;10mM ピルビン酸ナトリウム;および10mM 無機リン酸塩の最終濃度を提供するために、一般的に約30倍に希釈される。
【0018】
ある実施態様では、本明細書中に記載されたような血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、塩化ナトリウム、デキストロース、アデニン、マンニトール、クエン酸ナトリウム、およびクエン酸の一またはそれ以上をさらに含んでもよい。
【0019】
一つの例では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、L‐アルギニン、イノシン、D‐リボース、ピルビン酸ナトリウム、無機リン酸塩、塩化ナトリウム、デキストロース、アデニン、およびマンニトールを含む添加溶液であってもよい。そのような添加溶液は、ACD、CPD、CPDA‐1およびそれらの組合せからなる群から選択される抗凝固剤を含む血液を貯蔵しおよび/または若返らせるために、特に有用である。
【0020】
他の例では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、L‐アルギニン、イノシン、D‐リボース、ピルビン酸ナトリウム、無機リン酸塩、塩化ナトリウム、デキストロース、アデニン、クエン酸ナトリウム、およびクエン酸を含む添加溶液であってもよい。そのような添加溶液は、CP2D抗凝固剤を含む血液を貯蔵しおよび/または若返らせるために、特に有用である。
【0021】
RBCを貯蔵しおよび/または若返らせるための方法は、本明細書中に記載される。追加的な方法が、例えば、米国特許出願公開第2007/0111191A1(St.Cyr et al.),米国特許第7,687,468(St.Cys et al.),およびこれとともに同日に出願された、表題「NUCLEOSIDE‐CONTAINING COMPOSITIONS AND METHODS FOR TREATING RED BLOOD CELLS」(代理人整理番号374.00030101)である、同時係属中の米国特許出願シリアル番号に記載されている。
【0022】
他の態様では、本開示は、貯蔵されたRBCの抗酸化防御を改善するための方法をさらに提供する。
【0023】
一つの実施態様では、本方法は、本明細書中で記載されたようにRBCと血液貯蔵および/または若返らせる組成物とを接触させることを含む。
【0024】
他の実施態様では、本方法は、RBCおよび抗凝固剤を含む組成物と本明細書中で記載されたような添加溶液とを接触させることを含み、ここで抗凝固剤は、ACD、CPD、CPDA‐1、およびそれらの組合せからなる群から選択される。
【0025】
他の実施態様では、本方法は、RBCおよび抗凝固剤を含む組成物と本明細書中で記載されたような添加溶液とを接触させることを含み、ここで抗凝固剤は、CP2Dである。
【0026】
本出願内に記載された技術は、好ましい実施態様では、イノシンに関連する溶解性障害を引き起こさず、高いレベルの分解生成物を生産せず、および/または輸血前にRBCの加温を必要としないRBC貯蔵および/または若返らせる組成物を記載する。本明細書中に記載された貯蔵および/または若返らせる組成物は、デノボ合成およびATPを含むプリンヌクレオチドの代謝のサルベージを助けるために役立つことができるペントースカルボハイドレート(例えば、D‐リボース)を含む。貯蔵および/または若返らせる組成物は、また無機リン酸塩含み、そしてそれは加リン酸分解のための基質として供給でき;および/またはピルビン酸ナトリウムを含み、そしてそれはNADのためのソースとして供給できおよび1,3‐ジホスホグリセラートを2,3‐DPGまたは3‐ホスホグリセラートのいずれかに変換することを可能にする。一つの実施態様では、L‐アルギニンは、イノシンを完全に溶解するために利用される。
【0027】
定義
用語「含む(comprise)」およびそれらのバリエーションは、これらの用語が明細書および請求項で現れた場合、限定的な意味を有しない。
【0028】
本明細書中で使用される「一つ(a)」、「一つ(an)」、「その(the)」、「少なくとも一つ(at least one)」および「一またはそれ以上(one or more)」は、互換的に使用される。
【0029】
また本明細書中、エンドポイントによる数値範囲の列挙は、その範囲内に包含されたすべての数値を含む(例えば、1‐5は、1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5などを含む)。
【0030】
ACD(クエン酸デキストロース)は、抗凝固剤および保存溶液であり、1Lあたりクエン酸三ナトリウム(二水和物)22.0g、クエン酸(一水和物)8.0g、およびデキストロース(一水和物)24.5gを水中に含むことが報告される。
【0031】
CPD(シトレートホスフェートデキストロース)は、抗凝固剤および保存溶液であり、1Lあたり、クエン酸三ナトリウム(二水和物)26.30g、クエン酸(一水和物)3.27g、リン酸二水素ナトリウム(一水和物)2.22g、およびデキストロース(一水和物)25.5gを水中に含むことが報告される。
【0032】
CPDA‐1(シトレートホスフェートデキストロースアデニン)は、抗凝固剤および保存溶液であり、1Lあたり、クエン酸三ナトリウム(二水和物)26.30g、クエン酸(一水和物)3.27g、リン酸二水素ナトリウム(一水和物)2.22g、デキストロース(一水和物)31.9g、およびアデニン0.275gを水中に含むことが報告される。
【0033】
CP2D(シトレートホスフェートダブルデキストロース)は、抗凝固剤および保存溶液であり、1Lあたり、クエン酸三ナトリウム(二水和物)26.30g、クエン酸(一水和物)3.27g、リン酸二水素ナトリウム(一水和物)2.22g、およびデキストロース(一水和物)51.1gを水中に含むことが報告される。
【0034】
AS1は、シトレートホスフェートデキストロースタイプ抗凝固剤溶液(例えば、CPDおよびCPDA‐1)で使用するための添加溶液であり、100mlあたり、デキストロース(一水和物)2.20g、アデニン27mg、マンニトール750mg、および塩化ナトリウム900mgを含むことが報告される。添加溶液は、血漿から分離された後、RBCに一般的に添加される。
【0035】
AS3は、CP2D抗凝固剤溶液で使用するための添加溶液であり、100mlあたり、デキストロース(無水)1.1g、アデニン30mg、リン酸二水素ナトリウム(一水和物)276mg、塩化ナトリウム410mg、クエン酸ナトリウム(二水和物)588mg、およびクエン酸(一水和物)42mgを含むことが報告される。添加溶液は、血漿から分離された後、RBCに一般的に添加される。
【0036】
AS5は、シトレートホスフェートデキストロースタイプ抗凝固剤溶液(例えば、CPDおよびCPDA‐1)で使用するための添加溶液であり、100mlあたり、デキストロース(一水和物)900mg、アデニン30mg、マンニトール525mg、および塩化ナトリウム877mgを含むことが報告される。添加溶液は、血漿から分離された後、RBCに一般的に添加される。
【0037】
本発明のさまざまな実施態様の上記概要は、本発明のそれぞれの実施態様またはすべての実施を記載することを意図していない。むしろ、本発明のより完全な理解は、添付する図面を考慮して、以下の明細書および請求項を参照することにより明らかになりおよび認識されるであろう。さらに、他の実施態様が、使用されてもよくおよび本発明の範囲から逸脱せずに構造的な変化がなされてもよいことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】図1は、Y軸上にプロットされたヘモグロビン飽和度(%)、およびX軸上にプロットされたPO2(mmHg)で、2,3‐DPGレベル(2,3‐DPGなし、通常の2,3‐DPGレベル;および2,3‐DPG添加)の効果を示す酸素解離曲線のグラフ図である。
【図2】図2は、本発明の実施例(溶液A)およびコントロールを使用するヒト血液のための2,3‐DPGレベル(mmol2,3‐DPG/赤血球1L)対貯蔵時間(日)を示すグラフ図である。
【図3】図3は、本発明の実施例(溶液A)およびコントロールを使用するヒト血液のためのATPレベル(ATP、%ベースライン)対貯蔵時間(日)を示すグラフ図である。
【図4】図4は、本発明の実施例(溶液A)およびコントロールを使用するヒト血液のための還元型グルタチオンレベル(%ベースライン)対貯蔵時間(日)を示すグラフ図である。
【図5】図5は、本発明の実施例(溶液A)およびコントロールを使用するヒト血液のためのP50レベル(mm Hg)対貯蔵時間(日)を示すグラフ図である。
【図6】図6は、本発明の実施例(溶液DおよびE)およびコントロールを使用するヒト血液のための2,3‐DPGレベル(mmol2,3‐DPG/赤血球1L)対貯蔵時間(日)を示すグラフ図である。
【図7】図7は、本発明の実施例(溶液DおよびE)およびコントロールを使用するヒト血液のためのATPレベル(ATP、%ベースライン)対貯蔵時間(日)を示すグラフ図である。
【図8】図8は、本発明の実施例(溶液DおよびE)およびコントロールを使用するヒト血液のためのpH対貯蔵時間(日)を示すグラフ図である。
【図9】図9は、本発明の実施例(溶液DおよびE)およびコントロールを使用するヒト血液のための還元型グルタチオンレベル(%)対貯蔵時間(日)を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【0039】
1915年、輸血が、直接ドナーからレシピエントに最初に試みられた。後の第一次世界大戦までの間、業務が、血液を採取するためにシトレートグルコース溶液の使用、冷蔵の使用、および血液型検査で改善した。その後、1960年代‐1970年代において、ガラスボトル貯蔵が、耐久性のあるプラスチックバッグに代わり、より良い抗凝固剤が開発され、並びにマンニトールおよびアデニンの添加が、42日間RBCの貯蔵を可能にして、改善が続いた。例えば、Bartlett et al.,J.clin.Invest.1960;39:56;Bunn et al.,J.Clin.Invest.1969;48:311;Akerblom et al.,Scand J.Clin.Lab.Invest.1968;21:245‐248;およびDelivoria‐Papadopoulos et al.,Science 1969;165:601‐602を参照。今日、血液は、まだアデニンおよびシトレートを含むさまざまな抗凝固剤溶液で保存されている。血液は、4℃で保存され、可塑化された血液バッグ中に採取され、および仮に42日内に使用されなくても、RBC生存率が、その期間後、大きく損失するため、破棄される。RBCが死ぬとき、溶解された細胞がより耐久性のあるヘモグロビン分子を放出し、そしてそれは、低いP50を有し、およびそれは、酸素の拡散に障壁を示す。今日、米国で年間輸血される約16百万ユニットのRBCがあることが推定される。
【0040】
RBCは、貯蔵の間、それらの輸血後の能力に影響を及ぼす主な生化学的および生体力学的変化を受ける。近年の疫学調査は、より長く貯蔵された血液の輸血が、増加した死亡率、重篤な感染症、多臓器不全、および入院期間に関連することが示された。例えば、Walsh et al.,Crit.Care Med.2004;32:364‐371;Van de Watering et al.,Transfusion 2006;46:1712‐1718;Vamvakas et al.,Transfusion 2000;40:101‐109;およびHebert et al.,Anesthesia&Analgesia.2005;100:1433‐1438を参照。RBC貯蔵損傷は、ヒト赤血球の主な有機リン酸塩である2,3‐DPGの減少により証明される。P50(ヘモグロビンが50%飽和であるときの酸素(02)の分圧)により示されるように、細胞内の2,3‐DPG含量は、酸素‐ヘモグロビン解離曲線の位置と互いに関係がある。従来の血液バンク条件下貯蔵された血液において、2,3‐DPGレベルは、急激に下落し、および貯蔵10日までに、2,3‐DPGレベルは、それらのもとのレベルの20‐25%のみになる。貯蔵21日の間に、それらは、それらの最初の含量の10%に下落する(Van de Watering et al.,Transfusion 2006;46:1712‐1718;およびVamvakas et al.,Transfusion 2000;40:101‐109)。
【0041】
貯蔵損傷は、重要な関心事および輸血医学における研究の主な焦点のままである。証拠は、長期間のRBCの貯蔵が、減少した酸素送達となり、およびより古い血液(例えば、貯蔵14日超)の輸血が、多臓器不全の発生のための独立したリスクファクターとして同定されてきた。例えば、(Fitzgerald et al.,Crit.Care Med.1997;25:726‐732;Marik et al.,JAMA,1993;269:3024‐3029;Raat et al.,Crit.Care Med.,2005;33:39‐45;およびZallen et al.,Am.J.Surg.,1999;178:570‐572)を参照。
【0042】
初期の研究の結果に基づき(例えば、Van de Watering et al.,Transfusion 2006;46:1712‐1718;およびVamvakas et al.,Transfusion 2000;40:101‐109)、RBC中の2,3‐DPGレベルが、輸血の24時間以内に若返っていることが想定されてきた。これらの研究は、循環の問題がなくおよび正常の血液量である正常のボランティアで実施された。そのような回復は、大量出血、循環性の問題、または根底にある健康状態に関連する問題を被っている患者で起こるかどうかは知られていない。さらに、輸血後の初期の時間における重要な意味を持つ時間の間、組織に酸素を送達することが輸血されたRBCにできないことが、臨床成績に重要な影響を有するかもしれない。ある研究は、輸血されるRBCの年齢が、ある状態で臨床成績についてほとんどまたは全く影響を有しないことを示すが(例えば、Hebert et al.,Anesthesia&Analgesia.2005;100:1433‐1438)、他は、RBCの貯蔵の期間が有害事象と関連することを示す、反対のことを示唆する(Oski et al.,Blood 1971;37:52‐58)。
【0043】
文献の優勢は、貯蔵損傷を制限または逆行するであろう、輸血医学に相当な結果となるであろう、およびRBC輸血をより安全におよびより効果的にすることを助けることができるRBC貯蔵溶液(複数)の開発を提案する。例えば、Fitzgerald et al.,Crit.Care Med.1997;25:726‐732;Marik et al.,JAMA,1993;269:3024‐3029;Raat et al.,Crit.Care Med.,2005;33:39‐45;Zallen et al.,Am.J.Surg.,1999;178:570‐572;Buetler et al.,JLab.Clin.Med.,1969;74:300;およびValerie et al.,J.Lab.Clim.Med.,1969;73:722‐733を参照。本開示されたRBC貯蔵および/または若返らせる組成物が、そのような回復性の利益を提供することが仮定される。
【0044】
一つの態様では、本開示は、血液貯蔵および/または若返らせる組成物を提供する。一つの実施態様では、組成物は、D‐リボースおよびL‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン)を含む。場合により、組成物は、ピルビン酸ナトリウム、無機リン酸塩、およびイノシンの一またはそれ以上をさらに含んでもよい。好ましい実施態様では、組成物は、水性溶液である。好ましい実施態様では、組成物は、pH6‐8.5を有する水性組成物である。そのような組成物を使用するための方法が、また開示されている。
【0045】
他の実施態様では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、75‐1500mM L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン);および75‐1500mM イノシンを含み、ここで組成物は、水性溶液である。場合により、組成物は、例えば75‐1500mMの濃度でD‐リボースをさらに含んでもよい。場合により、組成物は、例えば75‐1500mMの濃度でピルビン酸ナトリウムをさらに含んでもよい。場合により、組成物は、例えば75‐1500mMの濃度で無機リン酸塩をさらに含んでもよい。血液を貯蔵しおよび/若返らせるために使用する場合、組成物は、2.5‐50mM L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン);2.5‐50mM イノシン;および場合により2.5‐50mM D‐リボース、2.5‐50mM ピルビン酸ナトリウム、および/または2.5‐50mM 無機リン酸塩の最終濃度を提供するために一般的に約30倍に希釈される。
【0046】
ある好ましい実施態様では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、150‐900mM L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン);および150‐900mM イノシンを含み、および組成物は、水性溶液である。場合により、組成物は、例えば150‐900mMの濃度でD‐リボースをさらに含んでもよい。場合により、組成物は、例えば150‐900mMの濃度でピルビン酸ナトリウムを含む。場合により、組成物は、例えば150‐900mMの濃度で無機リン酸塩をさらに含む。血液を貯蔵しおよび/または若返らせるために使用する場合、組成物は、5‐30mM L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン);および5‐30mM イノシン;および場合により5‐30mM D‐リボース、5‐30mM ピルビン酸ナトリウム、および/または5‐30mM 無機リン酸塩の最終濃度を提供するために一般的に約30倍に希釈される。
【0047】
他の好ましい実施態様では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、300‐600mM L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン);および300‐600mM イノシンを含み、および組成物は、水性溶液である。場合により、組成物は、例えば300‐600mMの濃度でD‐リボースをさらに含んでもよい。場合により、組成物は、例えば300‐600mMの濃度でピルビン酸ナトリウムをさらに含んでもよい。場合により、組成物は、例えば300‐600mMの濃度で無機リン酸塩を含んでもよい。血液を貯蔵しおよび/または若返らせるために使用する場合、組成物は、10‐20mM L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニン(および好ましくはL‐アルギニン);および10‐20mM イノシン;および場合により10‐20mM D‐リボース、10‐20mM ピルビン酸ナトリウム、および/または10‐20mM 無機リン酸塩の最終濃度を提供するために一般的に約30倍に希釈される。
【0048】
ある実施態様では、L‐アルギニンとイノシンのモル比は、0.5:1‐1.5:1である。他のある実施態様では、L‐アルギニンとイノシンのモル比は、0.8:1‐1.2:1である。ある好ましい実施態様では、L‐アルギニンとイノシンのモル比は、1:1である。
【0049】
他の実施態様では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、300mM Lアルギニン;300mM イノシン;300mM D‐リボース;300mM ピルビン酸ナトリウム;および300mM 無機リン酸塩を含み、ここで組成物は、水性溶液である。血液を貯蔵しおよび/または若返らせるために使用する場合、組成物は、10mM L‐アルギニン;10mM イノシン;10mM D‐リボース;10mM ピルビン酸ナトリウム;および10mM 無機リン酸塩の最終濃度を提供するために一般的に約30倍希釈される。
【0050】
ある実施態様では、本明細書中に記載されたような血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、塩化ナトリウム、デキストロース、アデニン、マンニトール、クエン酸ナトリウム、およびクエン酸の一またはそれ以上をさらに含んでもよい。
【0051】
一つの例では、血液貯蔵および/または若返り(rejuvenation)組成物は、L‐アルギニン、イノシン、D‐リボース、ピルビン酸ナトリウム、無機リン酸塩、塩化ナトリウム、デキストロース、アデニン、およびマンニトールを含む添加溶液であってもよい。そのような添加溶液は、ACD、CPD、CPDA‐1およびそれらの組合せからなる群から選択される抗凝固剤を含む血液を貯蔵しおよび/または若返らせるために特に有用である。
【0052】
他の例では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、L‐アルギニン、イノシン、D‐リボース、ピルビン酸ナトリウム、無機リン酸塩、塩化ナトリウム、デキストロース、アデニン、クエン酸ナトリウム、およびクエン酸を含む添加溶液であってもよい。そのような添加溶液は、CP2D抗凝固剤を含む血液を貯蔵しおよび/または若返らせるために特に有用である。
【0053】
本明細書中で記載される組成物が、例えば、血液を貯蔵するための方法で、使用されてもよい。ある実施態様では、本方法は、RBC(例えば、濃縮赤血球または全血において)と本明細書中で記載されたような血液貯蔵および/または若返らせる組成物とを接触させることを含む。
【0054】
代替的に、または加えて、本明細書中に記載された組成物は、例えば、血液(例えば、濃縮赤血球または全血において)を若返らせるための方法で使用されてもよい。ある実施態様では、本方法は、RBCと本明細書中で記載されたような血液貯蔵および/または若返らせる組成物とを接触させることを含む。
【0055】
いくつかの実施態様では、本明細書中で開示された血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、全血の採取に際しRBCに;血漿が除去される前、間、および/または後RBCに;および/または貯蔵の前、間、および/または後濃縮RBCに添加されてもよい添加溶液の形態であってもよい。
【0056】
ある好ましい実施態様では、血液を若返らせるための方法は、2,3‐DPG値が新たに採取した血液よりも低い値を有するRBC(例えば、濃縮RBCまたは全血において)を提供すること;および2,3‐DPG値を増加するために効果的な条件下、血液貯蔵および/または若返らせる組成物でRBCを混合することを含み、ここで、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニンを含む。ある実施態様では、2,3‐DPG値を増加するために効果的な条件は、4℃‐37℃の温度で、およびある好ましい実施態様では室温の温度で、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。ある実施態様では、2,3‐DPG値を増加するために効果的な条件は、少なくとも10分間、好ましい実施態様では10分間‐48時間、ある好ましい実施態様では、10分間‐4時間、および他の好ましい実施態様では、30分間‐2時間、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。2,3‐DPG値を増加するために効果的な典型的な条件は、37℃で10分間‐4時間、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。2,3‐DPG値を増加するための効果的な他の典型的な条件は、室温で10分間‐24時間、いくつかの実施態様では、10分間‐8時間、およびいくつかの実施態様では、10分間‐4時間、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。好ましい実施態様では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、本明細書中に記載された血液貯蔵および/または若返らせる組成物の一またはそれ以上を含む。
【0057】
ある好ましい実施態様では、血液を若返らせるための方法は、ATP値が、新たに採取した血液よりもより低い値を有するRBC(例えば、濃縮RBCまたは全血において)を提供すること、およびATP値を増加するために効果的な条件下、血液貯蔵および/または若返らせる組成物でRBCを混合することを含み、ここで血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニンを含む。ある実施態様では、ATP値を増加するために効果的な条件は、4℃‐37℃の温度で、およびある好ましい実施態様では室温の温度で、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。ある実施態様では、ATP値を増加するために効果的な条件は、少なくとも10分間、好ましい実施態様では10分間‐48時間、ある好ましい実施態様では、10分間‐4時間、および他の好ましい実施態様では、30分間‐2時間、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。ATP値を増加するために効果的な典型的な条件は、37℃で10分間‐4時間、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。ATP値を増加するための効果的な他の典型的な条件は、室温で10分間‐24時間、いくつかの実施態様では、10分間‐8時間、およびいくつかの実施態様では、10分間‐4時間、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。好ましい実施態様では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、本明細書中に記載された血液貯蔵および/または若返らせる組成物の一またはそれ以上を含む。
【0058】
ある好ましい実施態様では、血液を若返らせるための方法は、還元型グルタチオン値が、新たに採取した血液よりもより低い値を有するRBC(例えば、濃縮RBCまたは全血において)を提供すること、および還元型グルタチオン値を増加するために効果的な条件下、血液貯蔵および/または若返らせる組成物でRBCを混合することを含み、ここで血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニンを含む。ある実施態様では、還元型グルタチオン値を増加するために効果的な条件は、4℃‐37℃の温度で、およびある好ましい実施態様では室温の温度で、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。ある実施態様では、還元型グルタチオン値を増加するために効果的な条件は、少なくとも10分間、好ましい実施態様では10分間‐48時間、ある好ましい実施態様では、10分間‐4時間、および他の好ましい実施態様では、30分間‐2時間、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。還元型グルタチオン値を増加するために効果的な典型的な条件は、37℃で10分間‐4時間、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。還元型グルタチオン値を増加するための効果的な他の典型的な条件は、室温で10分間‐24時間、いくつかの実施態様では、10分間‐8時間、およびいくつかの実施態様では、10分間‐4時間、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。好ましい実施態様では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、本明細書中に記載された血液貯蔵および/または若返らせる組成物の一またはそれ以上を含む。
【0059】
ある好ましい実施態様では、血液を若返らせるための方法は、酸素解離P50値が、新たに採取した血液よりもより低い値を有するRBC(例えば、濃縮RBCまたは全血において)を提供すること、および酸素解離P50値を増加するために効果的な条件下、血液貯蔵および/または若返らせる組成物でRBCを混合することを含み、ここで血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニンを含む。ある実施態様では、酸素解離P50値を増加するために効果的な条件は、4℃‐37℃の温度で、およびある好ましい実施態様では室温の温度で、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。ある実施態様では、酸素解離P50値を増加するために効果的な条件は、少なくとも10分間、好ましい実施態様では10分間‐48時間、ある好ましい実施態様では、10分間‐4時間、および他の好ましい実施態様では、30分間‐2時間、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。酸素解離P50値を増加するために効果的な典型的な条件は、37℃で10分間‐4時間、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。酸素解離P50値を増加するための効果的な他の典型的な条件は、室温で10分間‐24時間、いくつかの実施態様では、10分間‐8時間、およびいくつかの実施態様では、10分間‐4時間、血液貯蔵および/または若返らせる組成物で細胞をインキュベートすることを含む。好ましい実施態様では、血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、本明細書中に記載された血液貯蔵および/または若返らせる組成物の一またはそれ以上を含む。
【0060】
他の態様では、本開示は、さらに貯蔵されたRBCの抗酸化防御を改善するための方法をさらに提供する。
【0061】
一つの実施態様では、本方法は、RBCと本明細書中で記載されたような血液貯蔵および/または若返らせる組成物とを接触させることを含む。
【0062】
他の実施態様では、本方法は、RBCおよび抗凝固剤を含む組成物と本明細書中で記載したような添加溶液とを接触させることを含み、ここで抗凝固剤は、ACD、CPD、CPDA‐1、およびそれらの組合せからなる群から選択される。
【0063】
他の実施態様では、本方法は、RBCおよび抗凝固剤を含む組成物と本明細書中に記載された添加溶液とを接触させることを含み、ここで抗凝固剤は、CP2Dである。
【0064】
ストレスを受けたRBCで2,3‐DPG濃度を増加することにより、本明細書中に開示されたようなRBC貯蔵および/または若返らせる組成物が、酸素親和性を減少しおよび輸血後に影響を受けた組織に酸素送達を増加するであろうことが仮定される。さらに、細胞エネルギーを維持することにより、本明細書中で開示された貯蔵および若返らせる組成物は、細胞脆弱性を減少しおよび変形能を増加し、それによって、毛細血管を通る流れを改善することが仮定される。最終結果は、貯蔵損傷についての減少および輸血後に影響を受けた組織により多い酸素の送達であろう。
【0065】
好ましい実施態様では、本明細書中に開示された血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、貯蔵された赤血球の抗酸化防御を維持しおよび高めるための追加的な利益を有し、それにより貯蔵損傷を減少する。貯蔵溶液は、RBC貯蔵損傷の影響を最小限にしおよび貯蔵されたRBCの機能性を改善する組成物を提供することにより血液バンクおよび輸血技術に積極的に影響を及ぼすと思われる。
【0066】
2,3‐DPGおよび細胞内ATPの減少により引き起こされるRBCにおける機能的変化は、よく実証されている。RBC低温貯蔵は、RBCの42日貯蔵までの成功をもたらしてきた。しかしながら、いくつかの現在の貯蔵溶液は、活性酸素種の形成に至る赤血球に対する時間依存的酸化攻撃、膜リン脂質に対する変性ヘモグロビンの付着、および貯蔵を通じて膜微小胞を含むヘモグロビンの放出を防止しない(Kanias et al.,FEBS Journal,2009;277:343‐356)。
【0067】
自発的な脂質過酸化は、赤血球老化の主な原因の一つとして報告されてきた。例えば、Jozwik et al.,Clin.Chim,.Acta.,1997 Nov 28;267(2):129‐142;Dormandy,Br.J.Haematol,1971;20:457‐461;Halliwell et al.,Biochem.J.,1984;219:1‐14;Chiu et al.,Seminars in Hematology,1989;26:257‐276;Knight et al.,Transfusion,1992;32:354‐357;およびJain, Biochem.Biophys.Acta,1988;937:205‐210を参照。一般に酸化は、細胞障害の重大な原因であり、および脂質酸化の反応最終産物の蓄積、膜タンパク質および核酸構造の改変、並びに酵素活性の低下を招く(Dumaswala et al.,Free Red.Res.,2000,33:517‐529)。健康な赤血球では、重大な酸化障害は、グルタチオン(GSH)、ビタミンE、ビタミンCなどの小さな抗酸化化合物、およびGSH‐ペルオキシダーゼ(GSH‐PX)、カタラーゼ、およびスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)などの酵素からなる、非常に効率的な抗酸化システムにより予防されている。GSH‐PXと一緒に、還元型GSHは、RBC中で活性化された活性酸素種の主なスカベンジャーの一つである。GHSは、細胞内非タンパク質チオールの90%を占め、および従って、RBCのための重要な細胞内還元剤である。RBCの低温貯蔵は、GSHの時間依存的減少を引き起こし、そしてそれは次々に強力に有毒なペルオキシド(例えば、ハイドロゲンペルオキシド)の増加を招くことが報告されている。さらに、GSH濃度の減少は、GSH‐PXの減少およびマロンジアルデヒド(MDA)を含む膜脂質およびタンパク質の酸化改変の増加を併発することが示されてきた(Deneke et al.,Am.J.Physiol.Lung Cell.Mol.Physiol.,1989;257:L163‐L173)。好ましい実施態様では、本明細書中で開示された血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、低温貯蔵の間、RBCに対する酸化攻撃と戦う。
【0068】
好ましい実施態様では、本明細書中で開示された血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、低温貯蔵されたRBCのGSHレベルを維持し、そしてそれは、順番に貯蔵された血液で抗酸化活性を維持する。好ましい実施態様では、本明細書中で開示された血液貯蔵および/または若返らせる組成物は、溶液中にD‐リボースを含み、そしてそれはPRPP合成を刺激することによりグルコース代謝のペントースホスフェート経路の律速段階をバイパスすることを可能にする。
【0069】
本発明は、以下の例により例示される。特定の例、材料、量、および手順は、本明細書中で述べたような本発明の範囲および趣旨に従って広く解釈されるべきであることを理解すべきである。
【実施例】
【0070】
実施例1
スラリーとして、すべて300mMでD‐リボース、イノシン、ピルビン酸ナトリウム、および無機リン酸塩を含む貯蔵および/または若返らせる組成物を、調製した。RBCを貯蔵しおよび/または若返らせるために使用する場合、溶液を形成するためにスラリーを30倍希釈して、10mMの最終濃度にした。組成物は、貯蔵されたRBCで2,3‐DPGレベルを回復しおよびベースライン値からATP含量を増加する有意な結果を示した。研究において、RBCを採取しおよび標準血液バンク業務に従って、4℃で平均21日間貯蔵した。さまざまなRBC貯蔵および/または若返らせる組成物を、21日齢貯蔵RBCに添加しおよび2,3‐DPG濃度について試験する前に、37℃で1‐4時間保持した。2,3‐DPGレベルを、Roche Diagnostics Crop.(Cat.#10148334001)製の2,3‐ジホスホグリセラート(DPG)診断キットを使用してすべての例について測定した。採取時RBCの通常の2,3‐DPG濃度は、4.0μmol/mlである。貯蔵後、平均2,3‐DPG濃度は、0.17μmol/mlに低下する(表1)。RBC貯蔵および/または若返らせる組成物の添加で、通常の採取後レベルの50%超に濃度が回復した。1.0μmol/mlへの増加を、有意な改善とみなす。この一連の実験は、RBC貯蔵および/または若返らせる組成物によりATP含量および2,3‐DPGレベルが増加したことを示した。血液バンク業務で採用のための本溶液の実用性は、しかしながら、イノシンの低い溶解性同様に輸血前に血液の加温(例えば、1時間)を必要とするため、制限されるかもしれない。
【0071】
【表1】

【0072】
実験上のプロトコールを、イノシンの溶解性を増加するための方法を見出すために設計した。等モル溶液中のL‐アルギニンが、室温で、イノシンが50mM超の濃度で溶液中に残るように、イノシン溶解性を高めることを見出した。それぞれ300mMのイノシン、L‐アルギニン、ピルビン酸ナトリウム、D‐リボース、および無機リン酸塩を含む貯蔵および/または若返らせる組成物を、21日齢貯蔵RBC内で30倍に希釈した。一つのセットの貯蔵された血液サンプルを、室温で60分間インキュベートし、および他を、37℃で60分間インキュベートした。表2に示したように、L‐アルギニンを含む貯蔵および/または若返らせる組成物は、加温にかかわらず、2,3‐DPGおよびATPレベルをうまく回復した。この結果は、室温インキュベーションを使用する2,3‐DPGおよびATPの若返りおよび輸血前にスラリーおよび赤血球の洗浄に関連する問題のない溶液を示す。
【0073】
【表2】

【0074】
実施例2
追加的な実験上のプロトコールを、イノシン以外のヌクレオシドが、2,3‐DPGおよびATPレベルの回復をうまく助けられ、および強力に分解産物の形成、ヒポキサンチンおよび尿酸を低減できるかを決定するために設計した。グアニンのN9窒素とリボースのC1炭素により結合したグアニンからなるプリンヌクレオシドであるグアノシンを、試験ヌクレオシドとして選択した。表3は、グアノシン、ピルビン酸ナトリウム、無機リン酸塩、およびD‐リボースをそれぞれ最終濃度10mMで含む貯蔵および/または若返らせる組成物を使用して得られたデータを示す。
【0075】
【表3】

【0076】
10mMグアノシン溶液を、37℃で60分間加熱した場合、2,3‐DPGレベルを回復可能であった。濃縮されたグアノシン組成物は、完全に可溶性でなく、および希釈に際し、ATPレベルを上昇したが、室温インキュベーション後、2,3‐DPGレベルを回復しなかった。
【0077】
実施例3
表4は、無機リン酸塩およびD‐リボースをそれぞれ10mMで、および示した濃度でグアノシンを含む貯蔵および/または若返らせる組成物を使用して得られたデータを示す。本溶液は、ピルビン酸ナトリウムを含まなかった。37℃で60分間のインキュベーションで、若返りを観察した。
【0078】
【表4】

【0079】
実施例4
表5は、L‐アルギニン、イノシン、D‐リボース、ピルビン酸ナトリウム、および無機リン酸塩をそれぞれ10mMの最終濃度で含む貯蔵および/または若返らせる組成物を使用して得られたデータを示す。37℃で10分および60分後、若返りを観察した。
【0080】
【表5】

【0081】
実施例5
D‐リボース、ピルビン酸ナトリウム、および無機リン酸塩をそれぞれ10mMで含む貯蔵および/または若返らせる組成物において、イノシンをさまざまな濃度のイノシンモノホスフェートに置換した場合、37℃で60分間のインキュベーションで、若返りを観察しなかった。
【0082】
実施例6
D‐リボース、ピルビン酸ナトリウム、および無機リン酸塩をそれぞれ10mMで含む貯蔵および/または若返らせる組成物について、イノシンをさまざまな濃度のリボース‐5‐ホスフェートに置換した場合、37℃で60分間のインキュベーションで、若返りを確認しなかった。
【0083】
実施例7
イノシン、D‐リボース、ピルビン酸ナトリウム、および無機リン酸塩をそれぞれ10mMで含む貯蔵および/または若返らせる組成物について、4℃で10分間のインキュベーションで、若返りを観察しなかった。
【0084】
実施例8:酸素解離評価
酸素解離曲線(ODC)は、さまざまな酸素分圧でヘモグロビンのパーセント飽和の測定を提供する。ODCは、酸素で赤血球が50%飽和になる圧力測定であるP50値を提供する。
【0085】
S形状O2平衡曲線の発見および1904年におけるボーア効果は、血液の呼吸機能およびヘモグロビン(Hb)におけるアロステリックメカニズムに豊かなおよび継続的な研究を刺激した。ボーア効果(HbO2親和性のpH/CO2の影響)および相互的なホールデン効果(H+/Co2結合のHbO2飽和の影響)は、Hbオキシ‐デオキシコンフォメーションの変化およびO2およびH+/CO2結合部位の間のアロステリック相互作用に由来する。定常状態では、H+は、RBC膜を横切って受動的に分配され、および細胞内pH(pHi)の変化は、細胞外pHにおける変化、Hb‐O2飽和およびRBC有機リン酸塩含量に関連する。Hb分子は、動脈‐静脈ガス輸送におけるオキシおよびデオキシコンフォメーションの間シフトするので、それは、組織の毛細血管において、O2を送達しおよびCO2およびH+を奪う(take up)(Jensen,Acta Physiol Scand,Nov.2004,182(3):215‐27)。
【0086】
RBC貯蔵および/または若返らせる組成物は、好ましくは、ATP含量を上昇し、および2,3‐DPGレベルを増加する。しかしながら、貯蔵および/または若返らせる組成物が、赤血球から組織に増加した酸素解離を招くことが望ましい。本開示されているRBC貯蔵および/または若返らせる組成物が、酸素解離を高めることについて効果的であることを示した。
【0087】
2,3‐DPGが、ヘモグロビンにおけるO2の結合親和性を低くし;これは、曲線を右にシフトする。酸素解離における2,3‐DPGの効果を、図1で示す。
【0088】
P50値を、Hemox Analzer(TCS Medical,South Hampton PA)を使用して評価した。室温および37℃下、酸素解離の評価の概要を、表6に示した。以下にリスト化した次の貯蔵および/または若返らせる組成物のすべての試験:次の10mM(リボース、ピルビン酸ナトリウム、L‐アルギニン、無機リン酸塩、イノシン)を評価した。評価したバッグは、CDPA‐AS1であった。
【0089】
【表6】

【0090】
実施例9:貯蔵実験
D‐リボース、イノシン、L‐アルギニン、ピルビン酸ナトリウム、および無機リン酸塩の30倍濃縮ストック溶液を、溶液Aを作るために、シトレートホスフェートデキストロース抗凝固剤溶液(AS1、Fenwall Inc.,Lake Zurich,IL)で調製し、そしてそれを10mM D‐リボース、10mM イノシン、10mM L‐アルギニン、10mM ピルビン酸ナトリウム、および10mM 無機リン酸塩の最終血液濃度を提供するために、処方した。シトレートホスフェートデキストロース抗凝固剤溶液は、報告によれは、70ml溶液あたりクエン酸三ナトリウム1.8g、デキストロース1.78g、クエン酸209mg、およびリン酸二水素ナトリウム155mgを含む。溶液AのpHを、HClを使用して6.25に調整した。
【0091】
正常なドナー由来のヒト血液を、シリンジ中に2.5mlの溶液Aを事前に満たし、およびその後、溶液Aを含むシリンジ内に直接ドナー血液を20ml採取することにより、溶液Aと血液の容積比1:8で、溶液A中に採取した。コントロールとして、サンプルを、溶液Aの代わりにAS1添加溶液を使用して調製した。
【0092】
サンプルを、20mlバッグでヒートシールしおよび4℃で貯蔵した。2,3‐DPGレベル、pH、ATP、およびP50を本明細書中で記載したように測定し、および結果を表7および図2‐5で示した。還元型グルタチオンを、Oxis Research製のBioxytech GSH‐420キットを使用して測定した。
【0093】
【表7】

【0094】
実施例10:若返り実験
添加剤として、AS3またはAS5のいずれかを含む古くなった濃縮RBC(45‐47日)を、米国赤十字社(Chicago,IL)から得た。
【0095】
溶液Bを作るために、D‐リボース、イノシン、L‐アルギニン、ピルビン酸ナトリウム、および無機リン酸塩の30倍濃縮ストック溶液を、AS3添加剤(Pall)で調製し、そしてそれを、10mM D‐リボース、10mM イノシン、10mM L‐アルギニン、10mM ピルビン酸ナトリウム、および10mM 無機リン酸塩の最終血液濃度を提供するように処方した。10mlの溶液Bを、300mlの47日後の濃縮RBCに添加した。コントロールとして、サンプルを、溶液Bの代わりにAS3添加剤を使用して調製した。
【0096】
溶液Cを作るために、D‐リボース、イノシン、L‐アルギニン、ピルビン酸ナトリウム、および無機リン酸塩の30倍濃縮ストック溶液を、AS5添加剤(Terumo)で調製し、そしてそれを、10mM D‐リボース、10mM イノシン、10mM L‐アルギニン、10mM ピルビン酸ナトリウム、および10mM 無機リン酸塩の最終血液濃度を提供するように処方した。10mlの溶液Cを、300mlの45日後の濃縮RBCに添加した。コントロールとして、サンプルを、溶液Cの代わりにAS5添加剤を使用して調製した。
【0097】
若返り条件は、37℃で混合を伴って60分間であり、2,3‐DPGレベルを測定し、およびその結果を表8に示した。
【0098】
【表8】

【0099】
実施例11:貯蔵実験
貯蔵実験を、本明細書中の以下で記載したように、AS3およびAS5添加溶液を、AS1添加溶液の代わりに使用したことを除いて、実施例9に記載したように行った。
【0100】
溶液Dを作るために、D‐リボース、イノシン、L‐アルギニン、ピルビン酸ナトリウム、および無機リン酸塩の30倍濃縮ストック溶液を、AS3添加溶液(Pall)中で調製し、そしてそれを、10mM D‐リボース、10mM イノシン、10mM L‐アルギニン、10mM ピルビン酸ナトリウム、および10mM 無機リン酸塩の最終血液濃度を提供するように処方した。正常なドナー由来のヒト血液を、シリンジ中に2.5mlの溶液Dを事前に満たし、およびその後、溶液Dを含むシリンジ内に直接ドナー血液を20ml採取することにより、溶液Dと血液の容積比1:8で、溶液D中に採取した。
【0101】
溶液Eを作るために、D‐リボース、イノシン、L‐アルギニン、ピルビン酸ナトリウム、および無機リン酸塩の30倍濃縮ストック溶液を、AS5添加溶液中で調製し、そしてそれを、10mM D‐リボース、10mM イノシン、10mM L‐アルギニン、10mM ピルビン酸ナトリウム、および10mM 無機リン酸塩の最終血液濃度を提供するように処方した。正常なドナー由来のヒト血液を、シリンジ中に2.5mlの溶液Eを事前に満たし、およびその後、溶液Eを含むシリンジ内に直接ドナー血液を20ml採取することにより、溶液Eと血液の容積比1:8で、溶液E中に採取した。
【0102】
コントロールとして、溶液DまたはEのいずれかの代わりに、AS1添加溶液を使用することにより調製した。
【0103】
サンプルを、20mlバッグでヒートシールしおよび4℃で貯蔵した。2,3‐DPGレベル、pH、P50、およびATPを本明細書中で記載したように測定し、および結果を表9および図6‐9で示した。還元型グルタチオンを、Oxis Research製のBioxytech GSH‐420キットを使用して測定した。
【0104】
【表9】

【0105】
すべての特許、特許出願、および公開の完全な開示、並びに本明細書中で記載した電子的に利用可能な材料(例えば、GenBank amino acid and nucleotide sequence submission;およびprotein data bank(pdb)submissions)は、参照により取り込まれる。前述の詳細な説明および例は、単に理解を明確にするために与えられる。不必要な制限がそこから理解されることはない。変更が、請求項により定義された発明内に含まれるであろうことが当業者に明白であるため、本発明は、示されおよび記載された正確な詳細に制限されない。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
D‐リボースおよびL‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニンを含む、血液貯蔵および/または若返らせる組成物。
【請求項2】
ピルビン酸ナトリウムをさらに含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
無機リン酸塩をさらに含む、請求項1または2に記載の組成物。
【請求項4】
イノシンをさらに含む、請求項1‐3のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項5】
水性溶液である、請求項1‐4のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項6】
75‐1500mM L‐アルギニン;および
75‐1500mM イノシン
を含み、水性溶液である、血液貯蔵および/または若返らせる組成物。
【請求項7】
L‐アルギニンとイノシンのモル比が、0.5:1‐1.5:1である、請求項6に記載の組成物。
【請求項8】
L‐アルギニンとイノシンの前記モル比が、0.8:1‐1.2:1である、請求項6または7に記載の組成物。
【請求項9】
L‐アルギニンとイノシンの前記モル比が、1:1である、請求項6‐8のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項10】
D‐リボースをさらに含む、請求項6‐9のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項11】
前記D‐リボースの濃度が、75‐1500mMである、請求項10に記載の組成物。
【請求項12】
ピルビン酸ナトリウムをさらに含む、請求項6‐11のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項13】
前記ピルビン酸ナトリウムの濃度が、75‐1500mMである、請求項12に記載の組成物。
【請求項14】
無機リン酸塩をさらに含む、請求項6‐13のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項15】
前記無機リン酸塩の濃度が、75‐1500mMである、請求項14に記載の組成物。
【請求項16】
300mM L‐アルギニン;
300mM イノシン;
300mM D‐リボース;
300mM ピルビン酸ナトリウム;および
300mM 無機リン酸塩
を含み、水性溶液である、血液貯蔵および/または若返らせる組成物。
【請求項17】
赤血球と請求項1‐16のいずれか一項に記載の血液貯蔵および/または若返らせる組成物とを接触させることを含む、血液貯蔵方法。
【請求項18】
赤血球と請求項1‐16のいずれか一項に記載の血液貯蔵および/または若返らせる組成物とを接触させることを含む、血液を若返らせるための方法。
【請求項19】
2,3‐ジホスホグリセラート値が、新たに採取した血液よりも低い値を有する赤血球を提供すること;
2,3‐ジホスホグリセラート値を増加するために効果的な条件下、赤血球と血液貯蔵および/または若返らせる組成物を混合すること;
を含み、ここで前記血液貯蔵および/または若返らせる組成物が、L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニンを含む、血液を若返らせるための方法。
【請求項20】
アデノシントリホスフェート値が、新たに採取した血液よりも低い値を有する赤血球を提供すること;
アデノシントリホスフェート値を増加するために効果的な条件下、赤血球と血液貯蔵および/または若返らせる組成物を混合すること;
を含み、ここで前記血液貯蔵および/または若返らせる組成物が、L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニンを含む、血液を若返らせるための方法。
【請求項21】
還元型グルタチオン値が、新たに採取した血液よりも低い値を有する赤血球を提供すること;
還元型グルタチオン値を増加するために効果的な条件下、赤血球と血液貯蔵および/または若返らせる組成物を混合すること;
を含み、ここで前記血液貯蔵および/または若返らせる組成物が、L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニンを含む、血液を若返らせるための方法。
【請求項22】
酸素解離P50値が、新たに採取した血液よりも低い値を有する赤血球を提供すること;
酸素解離P50値を増加するために効果的な条件下、赤血球と血液貯蔵および/または若返らせる組成物を混合すること;
を含み、ここで前記血液貯蔵および/または若返らせる組成物が、L‐アルギニンおよび/またはD‐アルギニンを含む、血液を若返らせるための方法。
【請求項23】
効果的な条件が、前記細胞を、4℃‐37℃の温度で前記血液貯蔵および/または若返らせる組成物中でインキュベートすることを含む、請求項19‐22のいずれか一項に記載の方法。
【請求項24】
前記温度が室温である、請求項23に記載の方法。
【請求項25】
効果的な条件が、前記細胞を、少なくとも10分間、前記血液貯蔵および/または若返らせる組成物中でインキュベートすることを含む、請求項19‐24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項26】
前記時間が10分‐48時間である、請求項25に記載の方法。
【請求項27】
前記時間が10分‐4時間である、請求項26に記載の方法。
【請求項28】
前記時間が30分‐2時間である、請求項27に記載の方法。
【請求項29】
前記血液貯蔵および/または若返らせる組成物が、請求項1‐16のいずれか一項に記載の組成物を含む、請求項19‐28のいずれか一項に記載の方法。
【請求項30】
前記赤血球が濃縮赤血球または全血である、請求項17‐29のいずれか一項に記載の方法。
【請求項31】
塩化ナトリウム、デキストロース、アデニン、マンニトール、クエン酸ナトリウム、およびクエン酸の一またはそれ以上をさらに含む、請求項1‐16のいずれか一項に記載の血液貯蔵および/または若返らせる組成物。
【請求項32】
前記組成物が、L‐アルギニン、イノシン、D‐リボース、ピルビン酸ナトリウム、無機リン酸塩、塩化ナトリウム、デキストロース、アデニン、およびマンニトールを含む添加溶液である、請求項31に記載の血液貯蔵および/または若返らせる組成物。
【請求項33】
前記組成物が、L‐アルギニン、イノシン、D‐リボース、ピルビン酸ナトリウム、無機リン酸塩、塩化ナトリウム、デキストロース、アデニン、クエン酸ナトリウム、およびクエン酸を含む添加溶液である、請求項31に記載の血液貯蔵および/または若返らせる組成物。
【請求項34】
赤血球および抗凝固剤を含む組成物と、請求項32に記載の血液貯蔵および/または若返らせる組成物とを接触させることを含み、ここで前記抗凝固剤が、ACD、CPD、CPDA‐1、およびそれらの組合せからなる群から選択される、血液を貯蔵しおよび/または若返らせるための方法。
【請求項35】
赤血球および抗凝固剤を含む組成物と、請求項33に記載の血液貯蔵および/または若返らせる組成物とを接触させることを含み、ここで前記抗凝固剤が、CP2Dである、血液を貯蔵しおよび/または若返らせるための方法。
【請求項36】
赤血球と請求項1‐16のいずれか一項に記載の血液貯蔵および/または若返らせる組成物とを接触させることを含む、貯蔵された赤血球の抗酸化防御を改善するための方法。
【請求項37】
赤血球および抗凝固剤を含む組成物と、請求項32に記載の血液貯蔵および/または若返らせる組成物を接触させることを含み、ここで前記抗凝固剤が、ACD、CPD,CPDA‐1、およびそれらの組合せからなる群から選択される、貯蔵された赤血球の抗酸化防御を改善するための方法。
【請求項38】
赤血球および抗凝固剤を含む組成物と、請求項33に記載の血液貯蔵および/または若返らせる組成物とを接触させることを含み、ここで前記抗凝固剤が、CP2Dである、貯蔵された赤血球の抗酸化防御を改善するための方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate


【公表番号】特表2013−519731(P2013−519731A)
【公表日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−553994(P2012−553994)
【出願日】平成23年2月16日(2011.2.16)
【国際出願番号】PCT/US2011/025069
【国際公開番号】WO2011/103179
【国際公開日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【出願人】(512212759)ビアセル,リミティド ライアビリティ カンパニー (1)
【Fターム(参考)】