RU2357770C1 - Способ фотоинактивации вируса гриппа а птиц подтипа h5n1 - Google Patents
Способ фотоинактивации вируса гриппа а птиц подтипа h5n1 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2357770C1 RU2357770C1 RU2007135657/13A RU2007135657A RU2357770C1 RU 2357770 C1 RU2357770 C1 RU 2357770C1 RU 2007135657/13 A RU2007135657/13 A RU 2007135657/13A RU 2007135657 A RU2007135657 A RU 2007135657A RU 2357770 C1 RU2357770 C1 RU 2357770C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- virus
- photo
- inactivation
- subtype
- bird
- Prior art date
Links
Landscapes
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области вирусологии. Способ заключается в использовании излучения видимого спектрального диапазона с применением водорастворимых фотосенсибилизаторов катионного типа, которые вводят до облучения в вируссодержащую среду в концентрации 0,25-2 кг/мл. Способ характеризуется применением низких концентраций фотосенсибилизаторов и безвредного белого или красного света, что обеспечивает его экономичность и безопасность. Кроме того, использование этого способа позволит уменьшить все возрастающую распространенность заболеваний, вызываемых вирусом «птичьего гриппа». Изобретение может быть использовано для фотообеззараживания различных сред от вируса гриппа А птиц подтипа H5N1 (вируса «птичьего гриппа»). 2 табл.
Description
Настоящее изобретение относится к вирусологии и может быть использовано для фотообеззараживания различных сред от вируса гриппа А птиц подтипа H5N1 (вируса «птичьего гриппа»).
Известно инактивирующее, или повреждающее, действие света, фотосенсибилизированное некоторыми органическими соединениями, преимущественно относящимися к красителям. Характерным примером является фотосенсибилизация различных биологических систем псораленами при УФ облучении.
Так, известен способ фотосенсибилизированной псораленами инактивации вирусов, бактерий и простейших в препаратах крови [Corash L. Inactivation of viruses, bacteria, protozoa and leukocytes in platelet and red cell concentrates. Vox Sang. 2000. V. 78. P.P. 205-210].
Основным недостатком псораленов является их мутагенный потенциал, в том числе в отношении животных клеток, обусловленный фотоиндуцированными ими сшивками ДНК.
Эффект образования цитотоксичных активных форм кислорода (синглетный кислород, супероксид) из молекулярного кислорода при участии красителя называют фотодинамическим, а соответствующий способ фотоинактивации патогенных микроорганизмов и лечения инфекционных заболеваний - антимикробной фотодинамической терапией (АФДТ) [Wainwright М. Photodynamic antimicrobial chemotherapy (PACT). J. Antimicrob. Chemother. 1998. V. 42, P.P. 13-28]. Селективность антимикробной ФДТ основана на большей чувствительности микроорганизмов по сравнению с животными клетками к активным формам кислорода.
Наиболее широко известен способ фотодинамической инактивации бактерий. В связи с широким распространением лекарственной устойчивости среди возбудителей различных инфекционных заболеваний этому способу придают большое значение и рассматривают как альтернативу традиционной химиотерапии [Hamblin M.R., Hasan T. Photodynamic therapy: a new antimicrobial approach to infectious disease? Photochem. Photobiol. Sci. 2004. V.3.P.P.436-450].
Однако различные виды бактерий сильно отличаются по чувствительности к фотодинамической инактивации. Наиболее устойчивыми являются грамотрицательные бактерии. Это связано с низкой проницаемостью их внешней клеточной мембраны для красителей. Отрицательный заряд поверхности бактериальных клеток определяет активное связывание с ними и, соответственно, широкую антибактериальную активность красителей катонного тала [Minnock A., Vernon D.I., Schofield J., Griffiths J., Parish J.H., Brown S.T. Photoinactivation of bacteria. Use of a cationic water-soluble zinc phthalocyanine to photoinactivate both gram-negative and gram-positive bacteria. J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 1996. V. 32. P.P. 159-164; Jori G. Photodynamic therapy of microbial infections: state of the art and perspectives. J. Environ. Pathol. Toxicol. Oncol. 2006. V. 25. P.P. 505-519. Патент РФ №2282647, C09B 47/32, 2006 г.].
Грибы имеют более просто устроенную внешнюю клеточную стенку. Для фотодинамической инактивации патогенов грибковой природы, например, дрожжевых грибов рода Candida, могут применяться анионные [Bertoloni G., Reddi Е., Gatta М., Burlini С., Jori G. Factors influencing the haematoporphyrin-sensitized photoinactivation of Candida albicans. J. Gen. Microbiol. 1989. V. 135. P. 957-966], амфифильные [Патент РФ №2230110, C12N 1/14, 2004 г.] и катионные фотосенсибилизаторы [Патент РФ №2282647, С09В 47/32, 2006 г.].
Вирусы в связи с особенностями строения представляют собой принципиально отличающуюся от клеточных форм микроорганизмов мишень для антимикробной ФДТ. Наибольшее значение для эффективности фотодинамической инактивации с тем или иным типом красителей имеет наличие, состав и строение оболочки вирионов. Так, анионные красители эффективны в отношении вирусов, имеющих оболочку, а механизм инактивации заключается в окислительной деструкции ее компонентов, в частности, индукции сшивок белков. Общепринято, что вирусы, не имеющие оболочек, более чувствительны к фотосенсибилизаторам катионного типа, которые имеют сродство к нуклеиновым кислотам и индуцируют окисление их азотистых оснований, главным образом, гуанозина [Wainwright М. Photoinactivation of viruses. Photochem. Photobiol. Sci. 2004. V. 3. P.P. 406-411]. Однако в связи с особенностями строения разных видов вирусов их чувствительность к фотодинамической инактивации с тем или иным красителем является индивидуальной характеристикой.
Для некоторых вирусов, имеющих оболочку, известны способы фотодинамической инактивации также с использованием катионных красителей. Так, имеющий оболочку вирус герпеса более эффективно инактивируется в присутствии катионных и амфифильных производных фталоцианинов по сравнению с анионным Мероцианином 540 [Smetana Z., Mendelson Е., Manor J., van Lier E., Ben-Hur E., Salzberg S., Malik Z. Photodynamic inactivation of herpes viruses with phthalocyanine derivatives. J. Phorochem. Photobiol. B. 1994. V. 22. P.P. 37-43].
Фталоцианины с положительно заряженными остатками на центральном атоме кремния используются для инактивации вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) при обеззараживании компонентов крови [Ben Hur Е., Moor C.E,, Margolis-Nunno H, Gottlieb P., Zuk M.M. et al. The photodecontamination of cellular blood components: mechanisms and use of photosensitization in transfusion medicine. Transf. Med Rev. 1996. V.10. P. 15-22].
Монокатионный краситель метиленовый голубой эффективен в инактивации лишенного оболочки аденовируса [Schagen F., Moor А.С, Cheong S.C., Cramer S.J., van Ormondt H., van der Eb A J., Dubbelman Т., Hoeben R.C. Photodynamic treatment of adenoviral vectors with visible light: an easy and convenient method for viral inactivation. Gene Therapy. 1999. V. 6 P.P. 873-881] и имеющего оболочку денге вируса [Huang O., Fu W.L., Chen В., Huang J.F., Zhang X., Xue O. Inactivation of dengue virus by methylene blue/narrow bandwidth light system. J Pnotochem Photobiol B. 2004. V. 77. P.P. 39-43].
В то же время катионный порфирин, вызывающий инактивацию ряда вирусов, имеющих липидные оболочки, оказался неэффективен в отношении лишенного оболочки парвовируса [Trannoy L.L., Terpstra F.G., de Korte D., Lagerberg J.W.,Verhoeven A.J., Brand A., van Engelenburg F.A. Differential sensitivities of pathogens in red cell concentrates to Tri-P(4)-photoinactivation. 2006. Vox Sang V 91. P.P. 111-118].
Таким образом, антивирусная активность сложным образом зависит от физико-химических характеристик красителя и природы объекта фотоинактивации, что затрудняет прогнозирование на основании имеющихся в литературе данных эффективности новых фотосенсибилизаторов и чувствительности неиспытанных видов вирусов.
Несмотря на большое значение разработки эффективных способов борьбы с вирусом «птичьего гриппа», возможность его фотодинамической инактивации для обеззараживания различных сред не изучалась.
Известен способ фотоинактивации вируса гриппа Н5 серогруппы и вируса «птичьего гриппа», выбранных авторами за прототип, с использованием ультрафиолетовых бактерицидных (253,7 нм) облучателей (Информационное письмо ФГУП ГНЦ ВБ «Вектор» от 2005 г.). Недостатком этого способа является применение коротковолнового УФ излучения, оказывающего вредное воздействие на организмы человека и животных.
Задача предлагаемого изобретения заключалась в разработке такого способа фотоинактивации вируса «птичьего гриппа», который бы обеспечил 100% инактивацию вируса при кратковременном (в течение нескольких минут) действии безвредного излучения видимого спектрального диапазона - белого или красного света.
Поставленная задача решается применением фотосенсибилизаторов - водорастворимых красителей катионного типа путем их введения до облучения в вирусосодержащую среду в концентрации 0,25-2 мкг/мл.
Применение фотосенсибилизатора в концентрации менее 0,25 мкг/мл не обеспечивает эффективную фотоинактивацию, а повышение ее выше 2 мкг/мл нецелесообразно, т.к. не дает повышения эффективности.
Способ осуществляется следующим образом.
В экспериментах используют вирус гриппа А птиц подтипа H5N1 (РНК-содержащий, имеющий оболочку вирус) в экстраэмбриональной жидкости с исходным титром 109 ЭЛД50 (эмбриональных летальных доз). Готовят ряд десятикратных разведений вируса, для чего к 0,5 см3 вируссодержащей жидкости добавляют 4,5 см3 физиологического раствора.
В вируссодержащую жидкость с дозой вируса 102-107 ЭЛД50/мл вводят катионный краситель в концентрации 0,25-2 мкг»мл и через 10 мин облучают 5 мин с использованием галогенового источника белого света (освещенность на уровне образца - 65000 люкс) или светодиодного источника красного света (плотность мощности на уровне образца 17 мВт/см2).
В качестве фотосенсибилизаторов применяют, например, монокатионные красители профлавин ацетат и метиленовый голубой или октакатионный октакис(N-(2-гидроксиэтил)-N,N-диметиламмониометил фталоцианин цинка октахлорид (Холосенс).
Заражение проводят на 10-дневных развивающихся куриных эмбрионах. Обработанным материалом с различными разведениями вируса заражают по 6 эмбрионов. Для заражения эмбриона пробойником пробивают в скорлупе 2 отверстия на глубину 1,2±0,3 мм, в которые 1 инокулируют по 0,1 см3, отверстия заливают расплавленным парафином. Зараженные эмбрионы помещают в термостат при температуре 37±0,5°С и овоскопируют 2 раза в день. Учет гибели зараженных эмбрионов заканчивают через 72 часа (через 24 часа после гибели последних эмбрионов). Погибшие эмбрионы вскрывают в день гибели. Результат специфичности гибели куриных эмбрионов подтверждают в реакции гемагглютинации (РГА). Для этого от каждого погибшего эмбриона отдельно стерильно собирают аллантоисную жидкость, которую проверяют на гемагглютинирующую активность и идентичность в РГА.
Контролями служат: вируссодержащие жидкости без обработки светом (Контроль 1); вируссодержащие жидкости с препаратом без обработки светом (Контроль 2); вируссодержащие жидкости без препарата, обработанные светом (Контроль 3); интактные куриные эмбрионы (Контроль 4).
Об инактивации вируса в инокуляте, используемом для заражения куриных эмбрионов, судят по полному падению инфекционности, т.е. потере способности вызывать гибель эмбрионов. Определяют дозу вируса, которая может быть инактивирована с помощью фотодинамической обработки при определенной концентрации катионного красителя.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами.
Пример 1
В вируссодержащие жидкости с различными дозами вируса вводят краситель профлавин ацетат в концентрации 1,0 или 2,0 мкг/мл и через 10 мин облучают белым светом (доза 15 Дж/см2). Результаты представлены в таблице 1. Наблюдают полное падение инфекционности (100% выживания куриных эмбрионов) при дозе вируса в обрабатываемой жидкости не более 104 ЭЛД50/мл. Результаты представлены в таблице 1.
Пример 2
Аналогично при использовании 1,0 мкг/мл красителя метиленового голубого наблюдают полное падение инфекционности при дозе вируса не более 106 ЭЛД50/мл. Результаты представлены в таблице 1.
Пример 3
Аналогично при использовании 2,0 мкг/мл метиленового и голубого наблюдают полное падение инфекционности при всех испытанных дозах вируса вплоть до 107 ЭЛД50/мл. Результаты представлены в таблице 1.
Пример 4
Аналогично при использовании 1,0 или 2,0 мкг/мл Холосенса наблюдают полное падение инфекционности при всех испытанных дозах вируса вплоть до 107 ЭЛД50/мл. Результаты представлены в таблице 1.
Пример 5
В вируссодержащие жидкости с различными дозами вируса вводят Холосенс в концентрации 0,25, 0,5 или 1,0 мкг/мл и через 10 мин облучают красным светом (доза 5,1 Дж/см2). Результаты представлены в таблице 2. Наблюдают полное падение инфекционности при дозах вируса в обрабатываемой жидкости 104, 105 или 107 ЭЛД50/мл. Результаты представлены в таблице 2.
Таким образом, введение в вируссодержащую среду доступных монокатионных красителей профлавина ацетата или метиленового голубого и последующее облучение в течение 5 мин с использованием источника белого света, создающего освещенность, сходную с естественным солнечным светом, обеспечивает 100% инактивацию вируса «птичьего гриппа» при определенных титрах. Профлавин ацетат в концентрации 1,0-2,0 мкг/мл может быть использован для фотоинактивации вируса «птичьего гриппа» при титрах не более 104 ЭЛД50/мл. В случае более высокой вирусной контаминации целесообразно применять метиленовый голубой в концентрации до 2,0 мкг/мл.
Использование предложенного способа с применением нового октакатионного красителя Холосенса позволяет надежно обеззараживать жидкости с высокими титрами вируса «птичьего гриппа». Обработка Холосенсом в концентрации 1,0-2,0 мкг/мл и облучение в течение 5 мин белым или красным светом обеспечивает 100% инактивацию вируса «птичьего гриппа» при всех испытанных титрах, включая 107 ЭЛД50/мл.
Противовирусная, а также антибактериальная и противогрибковая активности [Патент РФ №2282647, С09В 47/32, 2006 г.] Холосенса проявляются при сходных режимах фотодинамического воздействия, в связи с чем Холосенс целесообразно также использовать для фотообеззараживания в случае смешанных микробных контаминаций.
Напротив, при фотоинактивации с применением бактерицидного УФ излучения выявлена большая (3,4-кратная) устойчивость вирусов по сравнению с вегетирующими бактериями [Chang J., Ossoff S.F., Lobe D.C., Dorfman M.H., Dumais C.M., Qualls R.G., Johnson J.D. UV inactivation of pathogenic and indicator microorganisms. Applied and Enviromental Microbiology. 1985. P.P. 1361-1365], в результате чего для обеззараживания воды при смешанной контаминации необходимо применять повышенные дозы вредного УФ излучения.
Внедрение нового способа фотоинактивации вируса гриппа А птиц подтипа H5N1 может уменьшить все возрастающую распространенность вызываемых им заболеваний.
Предлагаемый способ включает применение низких концентраций фотосенсибилизаторов и безвредного белого или красного света, что обеспечивает его безопасность и экономические преимущества.
Таблица 1. Вирулицидная активность красителей катионного типа в отношении вируса гриппа А птиц подтипа H5N1 при облучении в течение 5 минут белым светом | ||||
Вещество | Концентрация | Доза вируса ЭЛД50/мл | % выживания КЭ | Титр в РГА |
102 | 100,0 | 0 | ||
103 | 100,0 | 0 | ||
1,0 мкг/мл | 104 | 100,0 | 0 | |
Пример 1 | 105 | 33,3 | >1:16 | |
106 | 0 | >1:16 | ||
Профлавин | 107 | 0 | >1:16 | |
ацетат | 102 | 100,0 | 0 | |
103 | 100,0 | 0 | ||
2,0 мкг/мл | 104 | 100,0 | 0 | |
Пример 1 | 105 | 50,0 | >1:16 | |
106 | 0 | >1:16 | ||
107 | 0 | >1:16 | ||
102 | 100,0 | 0 | ||
103 | 100,0 | 0 | ||
1,0 мкг/мл | 104 | 100,0 | 0 | |
Пример 2 | 105 | 100,0 | 0 | |
106 | 100,0 | 0 | ||
Метиленовый | 107 | 0 | >1:16 | |
голубой | 102 | 100,0 | 0 | |
103 | 100,0 | 0 | ||
2,0 мкг/мл | 104 | 100,0 | 0 | |
Пример 3 | 105 | 100,0 | 0 | |
106 | 100,0 | 0 | ||
107 | 100,0 | 0 | ||
102 | 100,0 | 0 | ||
103 | 100,0 | 0 | ||
1,0 мкг/мл | 104 | 100,0 | 0 | |
Пример 4 | 105 | 100,0 | 0 | |
106 | 100,0 | 0 | ||
Холосенс | 107 | 100,0 | 0 | |
102 | 100,0 | 0 | ||
103 | 100,0 | 0 | ||
2,0 мкг/мл | 104 | 100,0 | 0 | |
Пример 4 | 105 | 100,0 | 0 | |
106 | 100,0 | 0 | ||
107 | 100,0 | 0 | ||
Контроль 1 | - | 107 | 0 | >1:16 |
Контроль 2 | 2,0 мкг/мл Профлавин ацетат |
107 | 0 | >1:16 |
Контроль 2 | 2,0 мкг/мл Метиленовый голубой |
107 | 0 | >1:16 |
Контроль 2 | 2,0 мкг/мл Холосенс | 107 | 0 | >1:16 |
Контроль 3 | - | 107 | 0 | >1:16 |
Контроль 4 | - | - | 100,0 | 0 |
Таблица 2. Вирулицидная активность Холосенса в отношении вируса гриппа А птиц подтипа H5N1 при облучении в течение 5 мин красным светом (5,1 Дж/см2) | ||||
Доза вируса | % выживания КЭ | Титр в РГА | ||
102 | 100,0 | 0 | ||
103 | 66,6 | >1:16 | ||
0,25 мкг/мл | 104 | 0 | >1:16 | |
Пример 5 | 105 | 0 | >1:16 | |
106 | 0 | >1:16 | ||
107 | 0 | >1:16 | ||
102 | 100,0 | 0 | ||
103 | 100,0 | 0 | ||
Холосенс | 0,5 мкг/мл | 104 | 66,6 | >1:16 |
Пример 5 | 105 | 33,3 | >1:16 | |
106 | 0 | >1:16 | ||
107 | 0 | >1:16 | ||
102 | 100,0 | 0 | ||
103 | 100,0 | 0 | ||
1,0 мкг/мл | 104 | 100,0 | 0 | |
Пример 5 | 105 | 100,0 | 0 | |
106 | 100,0 | 0 | ||
107 | 100,0 | 0 | ||
Контроль 1 | - | 107 | 0 | >1:16 |
Контроль 2 | 1,0 мкг/мл Холосенса | 107 | 0 | >1:16 |
Контроль 3 | - | 107 | 0 | >1:16 |
Контроль 4 | - | - | 100,0 | 0 |
Claims (1)
- Способ фотоинактивации вируса гриппа А птиц подтипа H5N1, отличающийся тем, что в вируссодержащую среду вводят водорастворимые фотосенсибилизаторы катионного типа в концентрации 0,25-2 мкг/мл, затем облучают белым или красным светом в дозе 5-15 Дж/см2 не менее 5 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007135657/13A RU2357770C1 (ru) | 2007-09-27 | 2007-09-27 | Способ фотоинактивации вируса гриппа а птиц подтипа h5n1 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007135657/13A RU2357770C1 (ru) | 2007-09-27 | 2007-09-27 | Способ фотоинактивации вируса гриппа а птиц подтипа h5n1 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2357770C1 true RU2357770C1 (ru) | 2009-06-10 |
Family
ID=41024645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007135657/13A RU2357770C1 (ru) | 2007-09-27 | 2007-09-27 | Способ фотоинактивации вируса гриппа а птиц подтипа h5n1 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2357770C1 (ru) |
-
2007
- 2007-09-27 RU RU2007135657/13A patent/RU2357770C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
TRANNOY L.L. et al. Differential sensitivities of pathogens in red cell concentrates to Tri-P(4)-photoinactivation, Vox Sang. 2006 Aug;91(2):111-8. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sabino et al. | Light-based technologies for management of COVID-19 pandemic crisis | |
Floyd et al. | Methylene blue photoinactivation of RNA viruses | |
Costa et al. | Photodynamic inactivation of mammalian viruses and bacteriophages | |
Alves et al. | Potential applications of porphyrins in photodynamic inactivation beyond the medical scope | |
US5342752A (en) | Method of inactivation of viral blood contaminants using acridine deriatives | |
JP3029048B2 (ja) | フタロシアニン及び光により滅菌された赤血球における損傷を防ぐビタミンe及びその誘導体 | |
US5637451A (en) | Photodynamic treatment of red blood cells with phthalocyanines and red light at higher light fluence rates is protective of red blood cells | |
AU2006341380B2 (en) | Light activated antiviral materials and devices and methods for decontaminating virus infected environments | |
Strakhovskaya et al. | Photoinactivation of coronaviruses: going along the optical spectrum | |
Enwemeka et al. | Pulsed blue light inactivates two strains of human coronavirus | |
Ries et al. | Water-soluble tetra-cationic porphyrins display virucidal activity against Bovine adenovirus and Bovine alphaherpesvirus 1 | |
EP1152773B1 (en) | Methods of inactivating pathogens using broad-spectrum pulsed light | |
RU2357770C1 (ru) | Способ фотоинактивации вируса гриппа а птиц подтипа h5n1 | |
US20020022215A1 (en) | Inactivation of small non-enveloped viruses and other microbial pathogens by porphyrins | |
US20040131497A1 (en) | Process for sterilization of biological compositions containg protein | |
Santus et al. | Photodecontamination of blood components: advantages and drawbacks | |
CA2415063C (en) | Photodynamic treatment and uv-b irradiation of a platelet suspension | |
AU703108B2 (en) | Method of inactivation of viral and bacterial blood contaminants | |
CZ20119A3 (cs) | Zpusob inaktivace patogenních prionu, fotosenzitizátor pro inaktivaci patogenních prionu a použití fotosenzitizátoru pro inaktivaci patogenních prionu | |
AU2013202001A1 (en) | Light activated antiviral materials and devices and methods for decontaminating virus infected environments | |
Zhao et al. | Evaluation of blue light therapy in treating viral pulmonary infection with a viral surrogate and lung cells | |
Ben-Hur et al. | Photodynamic decontamination of blood for transfusion | |
Idil et al. | The effect of UV-A and different wavelengths of visible lights on survival of Salmonella typhimurium in seawater microcosms | |
dos Santos Costa | Photoinactivation of Viruses by Porphyrins | |
Cartiere | Photoeradication of Pathogens Through the Irradiation of Multifrequency Interfering Light-waves (MIL) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150928 |