Изучение биологических свойств препарата на основе препарата на основе наноразмерного селена и полимиксина.
В настоящее время в медицине используют несколько десятков антибиотиков разных групп: b-лактамы (пенициллины, цефалоспорины), макролиды (эритромицин, олеандомицин, азитромицин), аминогликозиды (гентамицин, амикацин), тетрациклины, линкосамиды (линкомицин, клиндамицин), гликопептиды (ванкомицин, ристомицин), амфениколы (левомицетин), рифамицины (рифампицин), противогрибковые (нистатин, леворин, амфотерицин В) и т.д. Однако, использование данных препаратов имеет рад побочных эффектов: аллергические реакции, токсичность и т.д. Для снижения негативного влияния в данной работе предлагается использовать в качество наноразмерного носителя селен.
В лабораторных условиях получен препарат на основе наноразмерного снелена и антибиотика полимиксина , технология включает в себя использование L-цистеин, селенистую кислоту. Установлено что препарат на основе полимиксина и nSe эффективнее полимиксина в отношение штамма pseudomonas aeruginos в 20 раз.
Ключевые слова: Полимиксин, селен, pseudomonas aeruginos, антибиотики, nSe, адресная доставка лекарств.
Keywords:
Козин Николай Вячеславович
Kozin Nikolay Vyacheslavovich
Антибиотики — специфические продукты жизнедеятельности организмов, их модификации, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам микроорганизмов (бактериям, грибам, водорослям, вирусам и злокачественным опухолям, избирательно задерживающих их рост или полностью подавляющих развитие.
Полимиксины составляют группу полипептидных антибиотиков синтезируемых аэробной спорообразующей палочкой Bacillus polymyxa . Из 5 выделенных групп природных соединений только 2 используются в клинике – полимиксин В и полимиксин Е (колистин). В России зарегистрированы полимиксина В сульфат и полимиксина М сульфат (фактически колистин).
На микробную клетку полимиксины действуют бактерицидно. Все полимиксины воздействуют на цитоплазматическую мембрану бактериальной клетки, взаимодействуя с фосфолипидами. Подобно катионным детергентам они нарушают осмотическую целостность клеточных мембран путем взаимодействия с липополисахаридами и фосфолипидами наружной мембраны. Они конкурентно вытесняют двухвалентные катионы (кальций и магний) из фосфатных групп мембранных липидов. Нарушение клеточных барьеров приводит к выведению внутриклеточных компонентов клетки и ее гибели.
Антибактериальная активность полимиксинов распространяется только на грамотрицательную микрофлору: Escherichia coli, Klebsiella spp., Enterobacter spp., Salmonella spp., Shigella spp., Haemophilus influenzae, Brucella spp., Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter spp. Во многих случаях полимиксины остаются высокоактивными антибиотиками в отношении бактерий, устойчивых к большинству противомикробных препаратов . Меньшая активность проявляется против анаэробов. Нечувствительны к действию полимиксинов все виды Proteus spp., грам(+) бактерии и многие анаэробы, в частности Bacteroides fragilis. Приобретенная бактериальная резистентность развивается медленно и обычно связана со снижением проницаемости мембран для полимиксинов. В клинике до 60-х годов полимиксины рассматривались в качестве основных средств лечения инфекций, вызванных P.aeruginosa, включая бактериемию, пневмонию, ожоги, менингиты (интратекальное введение), инфекции мочевыводящих путей.
В современных условиях полимиксин В и колистин могут быть использованы лишь как препараты "глубокого" резерва при лечении инфекций, вызванных некоторыми грамотрицательными микроорганизмами с множественной устойчивостью к другим классам препаратов. Во многом это связано с меньшей эффективностью и большей токсичностью полимиксинов по сравнению с новыми, появившимися уже после них антибиотиками.
При получение лекарственных препаратов большое внимание уделяется размеру частиц.
Как известно, нанобиотехнология основана на использовании наноструктур и наноматериалов в биологических исследованиях и технологиях, она объединяет в себе достижения нанотехнологии и молекулярной биологии.
Так, для целенаправленной доставки лекарственных средств к патологическому очагу, в больной орган используются: неорганические наночастицы (например, золотые, силикатные, магнитные,); полимерные наночастицы (например, на основе полисахаридов, полилактидов, полиакрилатов) и полимерные мицеллы; липосомы.
К преимуществам применения наночастиц в качестве переносчиков биоактивных веществ в следующем:
- «нерастворимые» препараты могут стать в некотором смысле «растворимыми», если они доставляются наночастицами;
- лекарства могут быть защищены от деструкции во время их переноса к месту назначения;
- наночастицы могут активно или пассивно накапливаться в органе мишени и высвобождать переносимые лекарства контролируемо, как по дозе, так и по времени;
- наночастицы могут быть использованы в качестве контрастных индикаторов в диагностических целях.
Теоретически нанолекарства могут легко пройти через нормальные капилляры кровеносных сосудов и лимфатический эндотелий, и они могли бы иметь больше времени циркуляции в крови и/или более сильную связующую и накопительную способность. В частности, нанотехнологии были использованы для адресной доставки лекарств, для лечения болезней мозгf. Нанолекарство также может приводить к уменьшению воспалительных и иммунных ответов в тканях по сравнению с обычными препаратами.
Благодаря своим уникальным характеристикам, в том числе большой площадью поверхности, структурным свойствам, и долгому времени циркуляции в крови по сравнению с низкомолекулярными веществами, наночастицы появились как привлекательные кандидаты для оптимизации терапии. Потенциальные преимущества терапевтических наночастиц это способность:
- купировать неблагоприятные состояния физико-химических свойств биологически активных молекул;
- улучшить доставку лекарств через биологические барьеры;
- контролировать выделение биологически активных веществ;
- повышать терапевтическую эффективности и избирательность доставки терапевтических веществ к биологическим мишеням.
В нашем исследовании использовался препарат с внутриклеточной доставкой биологически активных низкомолекулярных соединений на основе наночастиц селена для снижения его токсичности.
Селен- относится к 6-ой группе элементов переодитечкой системы Менделеева. Он играем фундоментальную роль во многих метаболических функциях (пр активирует гормоны щитовидной железы) и учувствует в антиоксидантной защите организма.
Препарат готовят на основе антибиотика полимиксина и 0,5М раствор селенистой кислоты в дистиллированной воде согласно патента РФ № 2218937 Староверава Сергея Александровича.
В процентном соотношении от общего объема (5 мл) состав средства будет следующим, в масс%:
Низкомолекулярное биологически активное вещество – полимиксин – 1,2%
Коллоидный селен – 0,2 %
Дистиллированная вода до 100%.
Для определение чувствительности микроорганизмов к полимиксину в пробирках (8 шт) готовили серию разведений препарата согласно стандарту мутности в питательной среде. Концентрация уменьшалась от 200 мкг/мл до 0,0002 мкг/мл. Конечный объем среды в каждой пробирке составлял 1 мл. Контролем служила пробирка, содержащая чистую питательную среду. В каждую пробирку вносят по 0,05 мл физиологического раствора, содержащего 106/мл микробных клеток. Пробирки инкубировали 18-10 часов при 37ºС (или до появления бактериального роста в контрольной пробирке). По истечению указанного срока результаты учитывали по изменению оптической плотности среды визуально (или нефелометрически). Наименьшая концентрация антибиотика полимиксин и полимиксин + nSe, подавляющая видимый рост E. coli составила 20 мкг/мл.
Минимальная концентрация полимиксина, подавляющая видимый рост Pseudomonas, составила 20 мкг/мл, полимиксин+nSe – 2 мкг/мл.