АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЙ АГЕНТ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ БАКТЕРИАЛЬНОЙ ПРИРОДЫ
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области медицины, а именно к фармацевтике и может быть использовано при лечении заболеваний бактериальной природы, особенно при лечении болезней, вызванных лекарственно-устойчивыми штаммами микробов, и бактериально-вирусных (микст-) инфекций.
Предшествующий уровень техники
Основным способами и средствами поражения патогенных бактерий в настоящее время являются антибиотики, объединяющие все лекарственные препараты, подавляющие жизнедеятельность возбудителей инфекционных заболеваний, таких как бактерии, грибы и простейшие.
Однако, в связи с увеличением лекарственной устойчивости возбудителей инфекционных заболеваний к известным группам антибиотиков, проблема разработки новых противомикробных препаратов не потеряла актуальность.
Так, например, во всём мире отмечается рост заболеваемости туберкулезом и увеличение смертности, вызываемых резистентными к лекарственным средствам возбудителями. Резистентность к противотуберкулезным средствам была обнаружена во всех 35 обследованных странах и регионах, что говорит о глобальности проблемы.
Полирезистентность к противотуберкулезным препаратам является самой сложной формой лекарственной устойчивости, известной в настоящее время. По данным ВОЗ, с начала 90-х годов в разных регионах планеты было зарегистрировано несколько вспышек полирезистентного туберкулеза.
Известно, что молекулярный йод с лёгкостью проходит через билипидные клеточные мембраны микроорганизмов и проникает внутрь клетки. Антимикробное действие соединений йода обусловлено способностью йода (элементарный йод, гипойодная кислота, катион йода) взаимодействовать с NH2-rpynnaMH аминокислот (лизин, гистидин, аргинин и др.), а также с нуклеотидами (аденин, цитозин, гуанин), формируя Ν-йоддериваты. Кроме
того, происходит окисление SH-групп цистеина, приводящее к нарушению синтеза белков. Взаимодействуя с фенольными группами тирозина йода приводит к нарушению образования водородных связей этих аминокислот. Действуя на двойные углеродные связи ненасыщенны жирных кислот, йод, тем самым, изменяет также свойства липидов.
Способность йода с лёгкостью проникать через клеточные мембраны делает его применение особо ценным при тех инфекциях, основное развитие которых разворачивается во внутриклеточных структурах (бруцеллёз, хламидиоз, вирусные гепатиты и т.д.).
Известен лечебный препарат «Иодомидол», обладающий бактерицидным и вирулицидным действием, содержащий йод, иодид калия или натрия, синтетический водорастворимый полимер, природные полимеры, например полисахариды и моно- и олигосахариды при следующем соотношении компонентов, г/л:
йод 6-10
иодид калия 9-15
синтетический водорастворимый полимер 2-4
Природный полимер (полисахариды) и моно- и
олигосахаридов , 8-120
вода Остальное
(KZ 6730В, 16.11.1998).
Недостатком данного препарата является его относительно высокая токсичность.
Известен вирулицидный фармацевтический препарат (ЕР 0978289 А1 , 09.02.2000), обладающий антивирусным действием, содержащий йод, иодид калия или натрия, синтетический водорастворимый полимер, смесь природных моно-, олиго- и полисахаридов и хлорид лития при следующем соотношении компонентов, г/л: йод 0,8 - 25
иодид калия 1,2 - 38 хлорид лития 0,1 - 20
синтетический водорастворимый полимер 0,01 - 6
смесь моно-, олиго- и полисахаридов 8- 400
вода Остальное
Известно бактерицидное и вирулицидное фармацевтическое средство для профилактики и лечения моно- и микстинфекций, в том числе туберкулёза, бруцеллеза, чумы, гепатитов, ВИЧ, содержащее пул белков и/или галогенированных белков, карбогидраты и/или галогенпроизводные карбогидраты, синтетический водорастворимый полимер, лития хлорид, калия или натрия йодид, йод, воду или физиологический раствор при следующем соотношении компонентов (г/л):
пул белков и/или галогенпроизводных белков от 0,01 до 200 карбогидраты и/или галогенпроизводные крабогидратов от 0,01 до 450 синтетический водорастворимый полимер от 0,01 до 100 лития хлорид от 0,01 до 200 калия или натрия иодид от 0,01 до 300 йод от 0,01 до 200 вода или физиологический раствор до 1 л
(KZ 15116А, 15.12.2004). Бактерицидное и вирулицидное фармацевтическое средство представляет собой сложную физико-химическую систему, образованную моно- и полифункциональными лигандами (анионы, белки, карбогидраты, синтетические водорастворимые полимеры) и кислотами (йод, катионы щелочных металлов), находящуюся в псевдоравновесном состоянии. В этой системе протекают сопряженные процессы комплексообразования, ассоциации и диссоциации. Совокупность процессов кислотно-основного взаимодействия, химическая природа участвующих в них полифункциональных лигандов (белков, карбогидратов, водорастворимых синтетических полимеров), наличие в этом процессе лигандов с различной молекулярной массой (например, моно-, олиго- и
полисахаридов) приводит к структурообразованию в системе и она, таким образом, приобретает все свойства коллоидной системы.
Наличие в составе фармацевтического средства йода обеспечивает не только усиление бактерицидных и вирулицидных свойств за счёт собственно таковых свойств самого йода, но и обеспечивает синергетический эффект каждого по отдельности и всех в совокупности активных субстанций, присутствующих в средстве в равновесных концентрациях.
Это средство содержит галогенпроизводные соединения: галогенированные белки и галогенированные карбогидраты.
Известен йодный комплекс алкилполигликозидов (WO 9639839 А1) содержащий (% масс.) от 0,5 до 30 йода, от 0,2 до 14 иодида в виде соли, кислоты или их смеси и от 2 до 85 сурфактанта Сахаров, выбранных из группы Сахаров, содержащих эфир алкилглюкозы, альдобионамид, глюконамид, глицерамид, глицероглюколипид, амиды жирных полигидроксикислот, алкилполиглюкозидов общей формулы R10(R20)b(Z)a, где R] - моновалентный органический радикал, содержащий от 6 до 30 атомов углерода; R2 - дивалентный алкиленовый радикал, содержащий от 2 до 4 атомов углерода; Z— производное Сахаров, содержащее 5 или 6 атомов углерода; b - натуральное число от 0 до 12; а - натуральное число от 1 до 6.
Известен способ получения имобилизованных ферментов с помощью реакции комплексообразования с молекулярным йодом и иодидом калия (RU 2157405 С2), в результате реакции комплексообразования образуются белки, содержащие связанный йод, которые из раствора, переходят в твердофазное состояние, т.е. образуются не растворимые в воде комплексы. Твердофазное состояние характеризуется образованием полидисперсных частиц размером от нескольких мкм до десятков и сотен мкм, которые (частицы), в силу большой общей площади поверхности активных центров ферментов, способных взаимодействовать с молекулами микробных субстратов, обеспечивает антибактериальное действие иммобилизированных ферментов. Входящий в состав комплекса йод обеспечивает микробоцидное действие.
Известен препарат для введения антисептических веществ, включая галоген, в нижние дыхательные пути, содержащий, по крайней мере один антисептик в сочетании с носителем в виде частиц, полученным известными способами, причем носитель содержит, по меньшей мере один липосомный препарат, препарат микросфер, препарат наночастиц, препарат больших пористых частиц или препарат молекул, покрытых полимером при помощи пульсирующего лазера размером от 1 до 30 мкм (RU 2212884 С2). Во всех вышеперечисленных известных патентах авторы не ставили перед собой задачу синтеза комплексных соединений с заданной структурой и свойствами, а также выделение комплексных соединений из растворов и определение их состава и физико-химических свойств, что затрудняет использование комплексных соединений йода с карбогидратами и белками, обладающих биоцидными свойствами, в качестве лекарственных средств. Кроме того, затруднена разработка приемлемых лекарственных форм без определённого набора свойств и качеств комплексных соединений йода - антибактериальных агентов, охарактеризованных физико-химическими свойствами и составом.
В последние годы в научной литературе появились отдельные работы, посвященные изучению структуры комплексных соединений карбогидратов с солями магния, кальция и других комплексообразователей (O.Nimz, K.Gefiler, I. Uson, W.Saenger // Carbohydrate Research 2001. V. 336. P.141-153.; M.Noltemeyer, W. Saenger // JACS 1980. V.102:8.9.P.2710.; M.Noltemeyer, W. Saenger //Nature.1976. V.259. 26.P.629.).
Установлена кристаллическая структура целого ряда ферментов имеющих в своём составе ионы магния, калия, кальция, лития, т.е. соли металлов. {Y.Goldgur, F.Dyda, A.B.Hickman, T.M.Jenkins, R.Craigie, D.R.Davies // Proc.Natl.Acid.Sci USA 1998. V.95. No 16. P.9150-9154.; F.Dyda, A.B.Hickman, T.M.Jenkins, A. Engelman, R.Craigie, D.R.Davies // Science. 1994. V.266. P.1981-1986.).
В то же время отсутствуют работы, в которых бы был осуществлён целенаправленный синтез координационных соединений йода с заданной
структурой и, соответственно, заданными антибактериальными свойствами, подходящими для реализации того, или иного механизма действия этих соединений.
Таким образом, задачей изобретения является создание антибактериального агента (АБА) для лечения заболеваний бактериальной природы, включая госпитальные инфекции и лекарственно устойчивый туберкулёз.
Дополнительными задачами данного изобретения также являются разработка способа получения антибактериального агента и создание лекарственного средства на основе АБА для лечения инфекционных заболеваний бактериальной природы.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности действия АБА in . vivo путём активирования иммунокомпетентых клеток.
Сущность изобретения
Технический результат достигается тем, что разработан АБА, представляющий собой ионный нанострутурированный комплекс (ИНСК), образованный белками и/или карбогидратами, солями металлов и интеркалированным в них йодом, при этом для получения упорядоченной структуры антибактериального агента и необходимого иммунотропного действия, реакцию комплексообразования проводят в четыре стадии, первой из которых является взаимодействие карбогидратов и белков с солями металлов, второй стадией является интеркаляция 5-95 % необходимого количества йода в комплекс, образующийся на первой стадии реакции комплексообразования при определённой ионной силе, третьей стадией является введение в реакцию комплексообразования белков, содержащих, по крайней мере, одну концевую аминокислоту с электронодонорными функциональными группами и определённый сайт, обусловливающий необходимый иммунный отклик, а четвёртой стадией является интеркаляция остального количества йода в антибактериальный агент.
Кроме того, согласно изобретению предложен АБА, который, не смотря на то, что обладает слабой противоопухолевой активностью, слабым радиопротекторным действием, однако, в совокупности с уникальной способностью восстанавливать кроветворную функцию костного мозга, может иметь огромное практическое значение для предупреждения возможных побочных эффектов химио- и радиотерапии в комплексной лекарственной сопроводительной терапии опухолей
Другой технический результат достигается тем, что белки и/или полипептиды, входящие в состав АБА, обладают иммуногенной активностью и содержат по крайней метре одну концевую аминокислоту с электронодонорными функциональными группами, которые при введении АБА в организм, заякориваются в области стимулирующих и костимулирующих рецепторов иммунокомпетентной клетки концевыми аминокислотами, обладающими гидрофобными свойствами и содержащими электронодонорные функциональные группы, а специфические сайты этих белков активируют иммунокомпетентные клетки первой и второй линий защиты - моноциты-макрофаги и цитотоксические Т- лимфоциты.
Далее изобретение включает лекарственную форму заявляемого АБА. В зависимости от конкретно предлагаемого применения фармацевтический состав согласно настоящему изобретению можно приготовлять в форме раствора, суспензии, парентерального состава, мази, крема, аэрозоля, порошка, таблетки, капсулы, или другой приемлемой лекарственной формы, которые вводят определёнными дозами, наносят или смешивают соответствующим образом. Фармацевтические составы могут включать:
а) потенциальные составы - наполнитель, в частности апирогенную воду, буфер или обычный физиологический раствор;
б) мази, кремы, аэрозоли - носитель, в частности растительное или синтетическое масло, ланолин, вазелин или высокомолекулярные спирты; в) таблетки или капсулы - разбавители, в частности лактозу,
связывающие вещества, смазывающие вещества (например, стеариновую кислоту), а также средство расщепления (например, кукурузный крахмал).
Все фармацевтические составы согласно настоящему изобретению могут сочетаться с антибактериальными (например с антибиотиками), антивирусными, противоопухолевыми, иммуномодулирующими и другими агентами в случае, если в сочетании они дают синергетический эффект с заявленными фармацевтическими составами, или индифферентны по отношению к ним, но в комбинации расширяют терапевтический спектр.
Кроме того, согласно настоящему изобретению АБА, можно использовать в качеств нелекарственного средства (БАД, пищевой добавки, кормовой добавки, компонента средств гигиены, такие как лосьоны, зубные пасты, жевательные резинки и др.) при соблюдении определённых условий. К таким условиям относится, например, использование в составах только тех компонентов и в тех концентрациях, которые указаны в Codex Alimentarius.
Нелекарственные средства на основе комплексного соединения в соответствии с настоящим изобретением, обладают иммуномодулирующим действием и могут быть использованы для профилактики инфекционных заболеваний, в частности сезонного гриппа, ОРВИ, йодной недостаточности, а также в качестве адаптогена.
Настоящее изобретение основано на неожиданном факте, что в растворах солей щелочных и щелочноземельных металлов, при определенной ионной силе в присутствии карбогидрата и/или белка происходит выделение комплекса в твердую фазу при интеркаляции йода.
Другой неожиданный факт, положенный в основу данного изобретения, заключается в том, что, как установлено экспериментальными данными, настоящее изобретение даёт возможность введения в состав антибактериального агента белков, содержащих сайты с определённой иммунологической функцией.
Перечень фигур чертежей
Заявленное изобретение проиллюстрировано следующими фигурами
чертежей.
На Фиг. 1-4 представлены микроснимки различных кристаллических структур препарата ФС-1.
На Фиг. 5 представлена зависимость выхода кальциевого комплекса трииодид-иона с карбогидратом от ионной силы.
На Фиг. 6 представлена зависимость выхода магниевого комплекса трииодид-иона с карбогидратом от ионной силы.
На Фиг. 7 показано образование стабильных координационных соединений в системе карбогидрат-белок-соли LiCl, MgCl2.
На Фиг. 8 показаны структуры, иллюстрирующие взаимодействие молекулярного йода с галогенидами лития, гарбогидратами и боковыми аминокислотными остатками белка.
На Фиг. 9 представлена схема образования субъединицы АБА.
На Фиг. 10 а-з приведены микроснимки соединений по примерам 1-9. На Фиг. 11 представлен микроснимок соединения по примеру 5 (ФС-1)
На Фиг. 12 показана динамика выживаемости крыс в контрольной и опытных группах в течение 30 дней после облучения: 1) облучение в дозе 800 Р; 2) облучение в дозе 800 Р на фоне перорального введения в организм 1 ,0 мл ПХ за 30 минут до облучения.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Исходя из вышеописанного, в соответствии с изобретением, в способ получения, с целью обеспечения сохранности свойств иммуногенных белков в составе антибактериального агента, добавлены третья и четвёртая стадия комплексообразования.
В контексте данного изобретения компоненты, их соотношение и интервал ионной силы является существенными признаками при синтезе АБА. Все признаки, определяющие состав и структуру АБА, являются необходимыми и достаточными для достижения поставленной цели. Ни один из них не может быть исключен или заменён на другой, в противном случае технический результат не будет достигнут.
Подбор как качественного состава веществ, образующих АБА, так и количественных соотношений компонентов и интервала ионной силы, был основан закономерностях комплексообразования и на многочисленных экспериментальных данных по определению антибактериальной активности АБА в зависимости от состава образующих его компонентов.
Качественный состав веществ был выбран исходя из их биологической значимости и химических свойств, обеспечивающих антибактериальное действие.
Карбогидраты, выбранные авторами настоящего изобретения в качестве лигандов, являются чрезвычайно важным классом природных соединений. В биологии и медицине значение карбогидратов заключается в доминирующей роли, которая отводится их в животных организмах, и в сложности их функций. Такие карбогидраты, как углеводы, участвуют в большинстве биохимических процессов в виде высокомолекулярных частиц, хотя во многих биологических жидкостях содержатся моно- и олигосахариды (Compressive Organic Chemistry / Edited by E. Haslam. V. 5. Biological Compounds Pergamon Press, 19).
Главной особенностью АБА, представляющего собой комплексное соединение йода с карбогидратами и/или белками и солями металлов, является наличие в его составе белков с определённым набором электронодонорных функциональных групп в концевых аминокислотах и сайтов.
Белки играют ключевую роль почти во всех биологических процессах, определяют ход биологических превращений в клетках, участвуют в осуществлении множества других функций, - таких, например, как транспорт веществ и их накопление.
Настоящее изобретение включает также низкомолекулярные пептиды и составляющие их мономеры.
Транспортная роль белков исключительно важна, поскольку диффундирующая молекула, связанная с белком, в случае прохождения через
мембрану не модифицируется химически и не соединяется с другими видами молекул. Для опосредованных, или облегченных, мембранных транспортных процессов характерны кинетика насыщения (т.е. транспортная система может насыщаться транспортируемым растворенным веществом) и специфичность к транспортируемому веществу.
Возможность опосредованного транспорта обусловливается белками, способными обратимо связывать специфические субстраты, в том числе и молекулу йода. Эти транспортирующие молекулы белка имеют различные названия: транспортные системы, переносчики, носители или транслоказы.
В таблице 1 представлены составы АБА, синтезированного из карбогидратов, белков и йода при различной ионной силе раствора, создаваемой солями щелочных и щелочноземельных металлов. Кристаллическая структура некоторых соединений (антибактериального агента), в зависимости о соотношения карбогидрат: белок (полипептид) представлена на оптических и электронных фотографиях фиг. 1-4.
Как видно на фотографиях, АБА может формировать нанокристаллы (ФигЛ : 1А при увл. 400х, 1В при увл. 40000х), микрокристаллы (Фиг.2: 2А при увл. 5000х, 2В при увл. 12000х) довольно крупные (0,1 мм), монокристаллы (Фиг.З) или кристаллы различных размеров (Фиг.4).
Размер кристаллов уменьшается с ростом содержания карбогидрата относительно белка (полипептида) при прочих равных условиях (ионная сила раствора), а также с увеличением соотношения йод : карбогидрат и/или белок (пептид).
Реакция синтеза АБА, согласно заявленному способу, проходит последовательно по реакциям комплексообразования. На первой стадии происходит образование комплексов между карбогидратом ( ), белком (L
2), полимеров (L
3) и солями, содержащими катионы кальция и магния.
В растворе, приготовленном для осуществления интеркаляции йода, происходит образование комплекса между йодом и иодидом калия:
При соединении вышеназванных растворов осуществляется интеркаляция йода, и/или полииодид-иона, т.е. происходит взаимодействие между комплексными частицами, образующимися как в первом растворе, так и во втором. При этом происходит перераспределение веществ, составляющих АБА (комплекс) согласно их донорно-акцепто ным свойствам.
Образующийся в результате реакции (3) трииодид-ион является также сильным комплексообразователем, как и молекулярный йод.
Выходы АБА:
Выход конечного продукта зависит от физико-химических параметров реакции (таблица 2 и 3).
Неожиданным оказался тот факт, что при определённой ионной силе реакционной среды выход АБА приближается к 100 %.
Еще более неожиданным оказался факт образования кристаллов АБА, представляющего собой ионный полимерный комплекс, в процессе выделения
способом центробежной хроматографии и/или сушки, причём состав монокристаллов строго определённый и постоянный, что свидетельствует об образовании индивидуального соединения АБА.
По результатам расчёта предполагаемого равновесия выход АБА меняется (возрастает) с увеличением ионной силы (Фиг.5 и 6). Особенно существенное влияние ионной силы наблюдается для комплекса, содержащего ионы магния (Фиг.6), что может быть связанно с характеристикой этого иона как более жесткой кислоты по Пирсону [Pearson R.G., Journal ACS, 1963, 85, p. 3533. Pearson R.G Journal Chemical Education, 1968, 45, p. 643. Pearson R.G, Chemical Communication, 1968, p. 65, Gehlen H.Z., Physical chemistry, 1954, 203, 125. Finston H.Z., Rychtman A.C., A new view of current acid-base series. N.Y., Wile, 1982.]
Структура АБА и последовательность актов образования этой структуры, согласно заявленному по настоящему изобретению способу получения антибактериального агента, может быть представлена как на Фиг. 7. На данной фигуре голубые шары - атомы углерода, синие - азота, желтые - хлора, красные - кислорода, черные - магния, коричневые - лития. Для структуры I ΔΕ= -106,01 ккал/моль, для структуры II ΔΕ = -79,12 ккал/моль, а для структуры III ΔΕ = -88,86 ккал/моль.
Образование комплексных полиионных соединений в системе карбогидрат-белок-соль щелочного или щелочноземельного металла подтверждено квантово-химическими расчетами и данными УФ-, ИК-Фурье спектроскопии, электронной и оптической микроскопии, квантово-химических расчётов.
В рамках неэмпирического квантово-химического метода 3-21G** проведен расчет структур Ι-ΙΙΙ (Фиг.7). В расчетах карбогидрат моделировали этанолом, белковый скелет амидом, а один из наиболее донорноактивных кислотных остатков гистидин-имидозолом. Энергия комплексообразования ΔΕ рассчитана как:
ΔΕ = Е(компл)-(Е(1лС1)+Е(этанол)+Е(амид или имидозол)
Для структуры I ΔΕ = -106,01ккал/моль, для структуры II ΔΕ = -79,12 ккал/моль, для структуры III ΔΕ = -88,86ккал/моль. Расчеты показали, что координация солей LiCl, MgCl2 донорно-активными группами белка и карбогидрата энергетически выгодна.
При интеркаляции молекулярного йода в систему образуются комплексы
IV- VII, в которых молекулярный йод координируется белком и галогенидами лития, а галогениды лития координируются карбогидратом.
Расчет стабильностей комплексов молекулярного йода с галогенидами лития, карбогидратами, и боковыми аминокислотными остатками белков свидетельствует о том, что при интеркаляции молекулярного йода в систему образуются комплексы (IV- VII Фиг.8), в которых молекулярный йод координируется белком и галогенидами лития, а галогениды лития координируются карбогидратом.
В таблице 4 представлены длины координационных связей и ΔΕ энергии стабилизации комплексов.
где Ei - полная энергия комплекса, Е2 - полная энергия LiC10HC2H5, Е3 - полная энергия комплекса 12 с аминокислотным остатком.
Как видно из таблицы 4 наиболее стабильный комплекс образуется с участием аргинина (структура VII) при этом связь I-I рвется, в таком комплексе свойства молекулярного йода не сохраняются. Сравнение энергий стабилизации комплексов молекулярного йода с аргинином (-18,17кДж/моль) и с аденозином (-10,93 ккал/моль) и гуанином (-11, 50кДж/моль) свидетельствует о том, что если в состав АБА будет входить аргинин, то в этом случае молекула 12 останется в структуре препарата и не будет образовывать комплекс с нуклеотидами ДНК.
В комплексах I-III связь I-I не рвется, а только ослабляется. После аргинина наиболее стабильные комплексы получаются с участием карбонильной группы амидного фрагмента белка. Амидный фрагмент входит
в состав полипептидного скелета и в состав аминокислотных остатков аспаргина и глутамина.
Выход конечного продукта зависит от физико-химических параметров реакции - Кобр, стехиометрического коэффициента п и концентраци реагентов.
На основании данных УФ-, ИК-Фурие спектроскопии, электронной и оптической микроскопии, квантово-химических расчётов, структура АБА и последовательность актов образования этой структуры, согласно заявленному по настоящему изобретению способу получения АБА, схематично может быть представлена следующим образом (фиг. 9)
Формирование субъединицы (молекулы) АБА происходит под действием ионной силы раствора в интервале от 0,015 и до 10,2, соответствующей давлению 286 - 2860 кг/см . Под действием такого давления (ионной силы) макромолекулы карбогидрата и белка упаковываются таким образом, что не задействованные в комплексообразовании концевые аминокислотные триплеты ориентированы наружу от основной скелетной цепи белка и/или полипептида и осуществляют заякоривание антибактериального агента на мембране клетки посредством концевых аминокислот, содержащих электронодонорные функциональные группы, о чем напрямую свидетельствуют данные по иммунотроному действию АБА, приведённые ниже.
Способ получени заявленного АБА заключается в следующем.
В подходящем растворителе, например воде, диоксане и др. растворяют навеску карбогидрата. В этот раствор, для получения комплексных соединений, вводят определённые навески солей металлов и хлорида натрия для создания соответствующей ионный силы раствора (Продукт А).
В подходящем растворителе, например воде, диоксане и др. растворяют навеску белка. В этот раствор, для получения комплексных соединений, вводят определённые навески солей металлов и хлорида натрия для создания соответствующей ионный силы раствора (Продукт Б).
В подходящем растворителе, например хлороформе, гексане и др.
растворяют навеску йода кристаллического или йода и калия иодида и раствор перемешивают до полного растворения йода (Продукт В).
Затем к смеси Продуктов А и Б при перемешивании добавляют порциями 70 % Продукта В. После перемешивания реакционной смеси в течение 1 часа при 42Ή3 °С в раствор вводят белок с определёнными иммунотропными функциями, содержащий по крайней мере одну концевую аминокислоту с электронодонорными функциональными группами, а затем проводят заключительную интеркаляцию 30% йода, добавляя порциями оставшиеся 30 % Продукта В. Образовавшийся антибактериальный агент (АБА) (комплексное соединение йода с карбогидратами и/или белками и солями металлов), выделяют приемлемым способом и высушивают.
Лекарственное средство на основе этого антибактериального агента, получено известными способами в виде раствора для орального применения, раствора для парентерального применения, таблеток и капсул.
Анализ антибактериального агента проводили: методами индикаторного титрования, потенциометрического титрования (Sartorius Professional Meter РР-50), капиллярного электрофореза (Agilent Technologies CE3D, США) колебательной (ИК) спектроскопии с Фурье преобразованием (Thermo
Electron Corporation Nicolet 6700), электронной спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой областях спектра (PerkinElmer Lambda 35).
Микроскопию комплексных соединений проводили на растровом электронном микроскопе Quanta 200i 3D (FEI Company, США).
Цитотоксичность препаратов определяли in vitro микроскопией и при помощи МТТ-теста в монослойных перевиваемых культурах клеток RD, MDCK, MRC-5 , суспензионных культурах МТ-2 и Н9 микрометодом в 96 луночных плашках , инкубируемых в атмосфере с 5% содержанием СО2 при 37°С. (табл. 5)
Определение минимальных ингибирующей концентрации (МИК) АБА в отношении клинических изолятов MRS А и MSSA, и референсных штаммов Staphylococcus aureus АТСС 43300 и Staphylococcus aureus АТСС 29213
проводили методом серийных разведений в питательной среде [Clinical Laboratory Standards Institute, Document M7-A 7. Methods for dilution antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically; Approved standard-7 th Edition, Wayne, Pa: Clincal Laboratory Standards Institute, 2006] (табл. 6).
Изучение синергетического действия АБА с антибиотиками в отношении клинических изолятов MRS А и MSSA, и референсных штаммов Staphylococcus aureus АТСС 43300 и Staphylococcus aureus АТСС 29213 проводили методом «Checkerboard» [Eliopoulos G and Moellering R. Antimicrobial combinations. In Antibiotics in Laboratory Medicine, 1996, 4rd edn (Lorian, V., Ed.), pp. 331-396. Williams and Wilkins Co., Baltimore, MD, USA].
Определение синергизма методом Time-Kill проводили в отношении контрольного штамма MRSA АТСС 43300 [National Committee for Clinical Laboratory Standards, Document M26-A. Methods for Determining Bactericidal Activity of Antimicrobial Agents; Approved Guideline Wayne, Pa: National Committee for Clinical Laboratory Standards, 1999.].
Антимикобактериальное действие АБА ФС-1 изучали по динамике роста микобактериальных штаммов М. tuberculosis H37Rv, M.tuberculosis MS-115 и M.bovis Bovinus в обогащенной жидкой среде Middlebrook 7Н9 в присутствии различных концентраций препарата по сравнению с ростом этих штаммов на среде, не содержащей препаратов и среде, содержащей препарат 1-го ряда изониазид в концентрации 0,1 мкг/мл. Исследование вели в трипликатах. Детекцию роста проводили с помощью автоматизированной системы учета роста культур Bactec MGIT 960 (Becton Dickenson, USA) в специальных пробирках MGIT. Детекция роста микобактериальных культур проводилась каждый час с помощью программного обеспечения Epicenter (Becton Dickenson, USA).
Для изучения противотуберкулезного действия лекарственного средства из АБА по примеру 5 (ФС-1) использовали модель аэрогенного инфицирования на самках морских свинок-альбиносов. Заражение
производили в аэрозольной камере "GlasCol" в дозе 150 КОЕ М. tuberculosis H37Rv на легкое.
Для изучения противотуберкулезного действия ФС-1 использовали морских свинок линии Dunkin Hartley. Заражение производили внутримышечно из расчета 0,5 мл взвеси содержащей - 307 - 692 бактериальных тел М. tuberculosis H37RV в 1 мл на одно животное.
Определение антивирусного действия АБА in vitro в отношении вируса гриппа A/FPV/Waybrige/78/H7N7 и вируса простого герпеса штамм «Victory» проводили микрометодом на перевиваемых культурах клеток МДСК и RD. Вещества вносили в концентрациях 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 от максимально переносимая концентрация МПК.
Изучение антивирусного действия препарата ФС-1 в отношении вируса иммунодефицита человека ВИЧ-1 (LAI) проводили на клеточной культуре МТ-2 (человеческие трансформированные вирусом HTLV-1 Т-лимфобластоидные клетки), референтное вещество-азидотимидин.
Источником вируссодержащего материала являлась культуральная жидкость клеток линии H9/HTLV-IIIB, хронически зараженных вирусом иммунодефицита человека ВИЧ-1 штамм (LAI).
Оценка мутагенной активности ФС-1 в тесте Эймса проводилась на 4 мутагенных (ауксотрофных по гистидину) штаммах Salmonella thyphymurium ТА 98, ТА 100, ТА 102 и ТА 1535 с метаболической активацией и без метаболической активации.
Изучение ДНК-повреждающей активности ФС-1 в кометном анализе in vitro проводился на линии клеток мышиной лимфомы L5178Y и линии клеток человеческой гепатомы HepG2.
Исследование цитогенетической активности АБА проводилось путем учета хромосомных аберраций в лейкоцитах костного мозга млекопитающих in vivo на мышах.
Исследование цитогенетической активности АБА проводили с помощью микроядерного теста в полихроматических и нормохроматических эритроцитах костного мозга мышей in vivo.
Изучение доминантных летальных мутаций в сперматозоидах у млекопитающих in vivo при введении лекарственного средства ФС-1 проводили на мышах.
Большинство представленных в описании изобретения примеров, иллюстрирующих эффективность действия АБА в отношении патогенных микроорганизмов, включая музейные и клинические штаммы с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ) микобактерий туберкулёза, относится к лекарственному средству на основе АБА по примеру 5 (ФС-1), без ограничения ими.
Эксперименты по изучению радиопротекторных свойств лекарственного средства АБА ФС-1 вьшолнены на белых крысах массой тела 190-200 г и белых мышах массой тела 22-25 г. В опытах с облучением животных подвергали однократному равномерному радиационному воздействию на терапевтической рентген-установке РУМ-17 (180 кВ, 10 мА, фильтры 0,5 мм Си + 1,0 А1, фокусное расстояние 40 см, мощность дозы облучения 178 Р/мин) в дозах 800 Р (доза радиации, близкие к ЛД50).
Индукция миелосупрессии АБА ФС-1 проводили по методу [Galoyan
А.А., Korochkin L.I., Rybalkina E.J., Pavlova G.V., Saburina I.N., Zaraiski E.I., Galoyan N.A., Davtyan Т.К., Bezirganyan K.B., Revishchin A.V. Hypothalamic proline-rich polypeptide enhances bone marrow colony-forming cell proliferation and stromal progenitor cell differentiation // Cell Transplantation. - 2008. - Vol. 17. - P. 1061-1066.]
Забор периферической крови и костного мозга животных проводился по методике [Bezirganyan К.В., Davtyan Т.К., Galoyan А.А. Hypothalamic proline rich polypeptide regulates hematopoiesis // Neurochem. Res. - 2010. - Vol. 35. - P. 917-924. Гершанович М.Л., Пайкин М.Д. Симптоматическое лечение при злокачественных новообразованиях. 2-е изд. - Москва: Медицина, 1986. -
285 с]
Оценку миелосупрессии проводили с помощью подсчета абсолютного и относительного содержания лейкоцитов, лимфоцитов и моноцитов периферической крови с использованием автоматического гематологического анализатора Celly v 2.20, Hycel Diagnostics.
Оценку восстановления кроветворной функции костного мозга проводили с помощью клоногенного теста [2 Bezirganyan К.В., Davtyan Т.К., Galoyan А.А. Hypothalamic proline rich polypeptide regulates hematopoiesis // Neurochem. Res. - 2010. - Vol. 35. - P. 917-924] путем определения количества гранулоцит-моноцит колониеобразующих (КОЕ-ГМ или CFU-GM) клеток-предшественников костного мозга. С этой целью клетки костного мозга культивировали в среде Methocult™ GF R3774, содержащей метилцеллюлозу и факторы роста клеток-предшественников (stem cell factor, GM-CSF and IL-3) StemCell Technologies Inc (cat JVo 03774).
Пример g 1 ФС-1.1
Синтез АБА проводят в лабораторном реакторе фирмы «QVF ENGINEERING)) GMBH D- 5122 Mainz тип RimrgefaB 2L при постоянном перемешивании. Температура поддерживается термостатом фирмы «НиЬег» ministat 230 СС2. В 500 мл воды растворяют 130 г карбогидрата при температуре 50 °С. Далее приливают 3,0 г натрия хлорида и 1,98 г кальция хлорида растворённых, в 100 мл воды. Смесь хорошо перемешивают и охлаждают до 43 °С (Продукт А).
5,0 г альбумина растворяют в 150 мл воды и добавляют 3,96 г лития хлорида, 8,4 г хлорида магния и 2,0 г натрия хлорида (Продукт Б). 135 мл полученного раствора вводят в реактор. Реакционная смесь перемешивается 20 минут, после чего температуру раствора снижают до 25 °С.
В 100 мл воды растворяют 0,82 г 12 и 1,2 г калия иодида (Продукт В). 70 мл полученного раствора приливают порциями в реактор. Интеркаляцию йода проводят в течении 2-х часов при температуре 25 °С, после чего прибавляют оставшиеся 15 мл Продукта В. через 1 час в реактор порциями вводят
оставшиеся 30 мл продукта В и завершают интеркаляцию йода в течении 2-х часов.
Ионная сила раствора составляет 13,6.
Образовавшийся ионный наноструктурированный комплекс АБА выделяют из реакционной среды приемлемым методом, например методом центробежной хроматографии на установке "Kromaton" FCPC (Fast Centrifugal Chromatography) и высушивают (фиг. 10 (а)).
Результаты анализа:
Пример JVs 2 ФС-1.2
Синтез АБА проводят в лабораторном реакторе фирмы «QVF
ENGINEERING)) GMBH D-55122 Mainz тип RuhrgefaB 2L при постоянном перемешивании. В 500 мл воды растворяют 108,3 г декстрана при температуре 45 °С. Температура поддерживается термостатом фирмы «huber» ministat 230 СС2. Далее приливают 2,5 г ПВС, растворённого в 150 мл воды, 4,00 г натрия хлорида и 1,65 г кальция хлорида растворённых в 100 мл воды. Смесь хорошо перемешивают и охлаждают до 43 °С (Продукт А).
4,17 г альбумина растворяют в 150 мл воды и добавляют 3,3 г лития хлорида, 7,0 г хлорида магния и 0,17 г натрия хлорида. Полученный раствор переносят в реактор после достижения температуры Продукта А требуемого значения, указанного выше. Смесь перемешивается 20 минут, после чего температуру реакционной зоны снижают до 25 °С (Продукт Б).
В 100 мл воды растворяют 2,0 г 12 и 3,0 г калия иодида. Полученный раствор приливают порциями в раствор комплексного соединений (продукт В). Интеркаляцию йода проводят в течении 4-х часов при температуре 25 °С.
Ионная сила раствора составляет 13,2.
Образовавшийся ионный наноструктурированный комплекс АБА выделяют из реакционной среды приемлемым методом и высушивают, (фиг 10(6)).
Результаты анализа:
Пример JNb з фС-1.3
Синтез АБА проводят в лабораторном реакторе фирмы «QVF ENGINEERING)) GMBH D-55122 Mainz тип RuhrgefaB 2L при постоянном перемешивании. В 600 мл воды гидролизуют 72,0 г карбогидрата при температуре 60 °С. Температура поддерживается термостатом фирмы «huber» ministat 230 GC2. Далее приливают 1,7 г ПВС, растворённого в 100 мл воды, 2,8 г натрия хлорида и 1,1 г кальция хлорида растворённых в 100 мл воды. Смесь хорошо перемешивают и охлаждают до 43 °С (продукт А).
2,8 г альбумина растворяют в 100 мл воды и добавляют 2,2 г лития хлорида, 4,66 г хлорида магния, 0,8 г натрия хлорида. Полученный раствор переносят в реактор после достижения температуры продукта А требуемого значения, указанного выше. Смесь перемешивается в 20 минут (продукт Б), после чего температуру реакционной зоны снижают до 25 °С.
Ионная сила раствора составляет 10,8.
В 100 мл воды растворяют 4,1 г ^ и 6,0 г калия иодида. Полученный раствор приливают порциями в раствор комплексного соединений (продукт Б). Интеркаляцию йода проводят в течении 4-х часов при температуре 25 °С.
Образовавшийся ионный наноструктурированный комплекс АБА выделяют из реакционной среды приемлемым методом и высушивают (фиг. 10 (B)).
Результаты анализа:
Пример J\b 4 ФС-1.4
Синтез АБА проводят в лабораторном реакторе фирмы «QVF
ENGINEERING)) GMBH D-55122 Mainz тип RiihrgefaB 2L при постоянном перемешивании. В 550 мл воды гидролизуют 72,0 г карбогидрата при температуре 100 °С. Температура поддерживается термостатом фирмы «huber» ministat 230 СС2. Далее приливают 1,7г ПВС, растворённого в 250 мл воды, (продукт А). Смесь перемешивается в 20 минут, после чего температуру реакционной зоны снижают до 25 °С.
В 200 мл воды растворяют 4,1 г 12 и 6,0 г калия иодида. Полученный раствор приливают порциями в раствор комплексного соединений (продукт Б). Интеркаляцию йода проводят в течении 4-х часов при температуре 25 °С.
Образовавшийся ионный наноструктурированный комплекс АБА выделяют из реакционной среды приемлемым методом и высушивают (фиг. 10(г)).
Ионная сила раствора составляет 3,02.
Синтез АБА проводят в лабораторном реакторе фирмы «QVF ENGINEERING» GMBH D-55122 Mainz тип RuhrgefaB 2L при постоянном перемешивании. В 500 мл воды при 43°С растворяют 130 г смеси амилозы и амилопектина в соотношении (1 :4). Температура поддерживается термостатом фирмы «huber» ministat 230 СС2. Далее приливают 3,0 г ПВС, растворённого в 150 мл воды, 4,5 г натрия хлорида и 2,0 г кальция хлорида растворённых в 100 мл воды (Продукт А).
5,0 г альбумина растворяют в 150 мл воды и добавляют 4,0 г лития хлорида, 8,4 г хлорида магния, 0,5 г натрия хлорида. Полученный раствор переносят в реактор. Смесь перемешивается 20 минут, после чего температуру реакционной зоны снижают до 25 °С (Продукт Б).
В 100 мл воды растворяют 8,2 г 12 и 12,1 г калия иодида. Полученный раствор приливают порциями в раствор комплексного соединений (продукт В). Интеркаляцию йода проводят в два этапа, как описано в предыдущих примерах.
Образовавшийся ионный наноструктурированный комплекс АБА выделяют из реакционной среды приемлемым методом и высушивают (фиг. 11).
Ионная сила раствора составляет 20,60.
Результаты анализа:
Синтез АБА проводят в лабораторном реакторе фирмы «QVF ENGINEERING)) GMBH D-55122 Mainz тип RuhrgefaB 2L при постоянном перемешивании. В 500 мл воды гидролизуют 24,1 г карбогидрата при температуре 80 °С до определённой молекулярной массы. Температура поддерживается термостатом фирмы «huber» ministat 230 СС2. Далее приливают 2,8 г ПВС, растворённого в 150 мл воды. Смесь хорошо перемешивают и охлаждают до 43 °С (продукт А).
В 100 мл воды растворяют 34,0 г 12 и 50,5 г калия иодида. Полученный раствор приливают порциями в раствор комплексного соединений (продукт Б). Интеркаляцию йода проводят в два приёма в течении 4-х часов при температуре 25 °С.
Образовавшийся ионный наноструктурированный комплекс АБА выделяют из реакционной среды приемлемым методом высушивают (фиг. 1000).
Ионная сила раствора составляет 25,3.
Пример JVs 7 ФС-1.6
Синтез АБА проводят в лабораторном реакторе фирмы «QVF ENGINEERING)) GMBH D-55122 Mainz тип RuhrgefaB 2L при постоянном перемешивании. В 500 мл воды гидролизуют 24,1 г карбогидрата до необходимой молекулярной массы при температуре 100 °С. Температура поддерживается термостатом фирмы «huber» ministat 230 СС2. Далее приливают 2,8 г ПВС, растворённого в 150 мл воды, 0,8 г натрия хлорида и 0,37 г кальция хлорида растворённых в 100 мл. Смесь хорошо перемешивают и охлаждают до 43 °С (продукт А).
0,93 г альбумина растворяют в 150 мл воды и добавляют 0,73 г лития
хлорида, 1,55 г хлорида магния, 0,13 г натрия хлорида. Полученный раствор переносят в реактор после достижения температуры продукта А требуемого значения, указанного выше. Смесь перемешивается 20 минут (продукт Б), после чего температуру реакционной зоны снижают до 25 °С.
В 100 мл воды растворяют 34,0 г 12 и 50,5 г калия иодида. Полученный раствор приливают порциями в раствор комплексного соединений (продукт В). Интеркаляцию йода проводят в два этапа в течении 4-х часов при температуре 25 °С.
Образовавшийся ионный наноструктурированный комплекс АБА выделяют из реакционной среды приемлемым методом и высушивают (фиг. 10(e)).
Ионная сила раствора составляет 27,9.
Результаты анализа:
Пример JNb 8 ФС-1.7
Синтез АБА проводят в лабораторном реакторе фирмы «QVF
ENGINEERING)) GMBH D-55122 Mainz тип RiihrgefaB 2L при постоянном перемешивании. В 500 мл воды растворяют 130,0 г декстрина и 3,0 г ПВС при температуре 50 °С. Температура поддерживается термостатом фирмы «huber» ministat 230 СС2. Далее приливают 4,0 г натрия хлорида и 2,0 г кальция хлорида растворённых в 100 мл воды. Смесь хорошо перемешивают и охлаждают до 43 °С (продукт А).
5,0 г альбумина растворяют в 150 мл воды и добавляют 4,0 г лития хлорида, 8,4 г хлорида магния, 1,0 г натрия хлорида. Полученный раствор
переносят в реактор после достижения температуры продукта А требуемого значения, указанного выше. Смесь перемешивается 20 минут (продукт Б), после чего температуру реакционной зоны снижают до 25 °С.
В 100 мл воды растворяют 08,2 г 12 и 12,1 г калия иодида. 70 мл полученного раствора приливают порциями в раствор комплексного соединений (продукт В). Интеркаляцию йода проводят в течении 4-х часов при температуре 25 °С.
В 150 мл воды растворяют 0,6 г ИЛ-2 и медленно добавляют в реактор. Через 30 минут после окончания загрузки ИЛ-2 в реактор добавляют 30 мл продукта В. Образовавшийся ионный наноструктурированный комплекс АБА выделяют из реакционной среды приемлемым методом и высушивают (фиг. 10(ж)).
Ионная сила раствора составляет 20,60.
Результаты анализа:
Пример JVs 9 ФС-1.8
Синтез АБА проводят в лабораторном реакторе фирмы «QVF ENGINEERING)) GMBH D-55122 Mainz тип RuhrgefaB 2L при постоянном перемешивании. В 100 мл воды гидролизуют 13,1 г карбогидрата при температуре 130 °С. Температура поддерживается термостатом фирмы «huber» ministat 230 СС2. Далее приливают 3,0 г ПВС, растворённого в 150 мл воды, 0,3 г натрия хлорида и 0,2 г кальция хлорида растворённых в 100 мл. Смесь хорошо перемешивают и охлаждают до 43 °С (продукт А).
0,51 г альбумина растворяют в 150 мл воды и добавляют 0,4 г лития хлорида, 0,84 г хлорида магния, 0,2 г натрия хлорида. Полученный раствор переносят в реактор после достижения температуры продукта А требуемого значения, указанного выше. Смесь перемешивается 20 минут (продукт Б), после чего температуру реакционной зоны снижают до 25 °С.
В 500 мл воды растворяют 74,5 г 12 и 110,0 г калия иодида. Полученный раствор приливают порциями в раствор комплексного соединений (продукт В). Интеркаляцию йода проводят в два приёма в течении 4-х часов при температуре 25 °С.
Образовавшийся ионный наноструктурированный комплекс АБА выделяют из реакционной среды приемлемым методом и высушивают (фиг. 10(з)).
Ионная сила раствора составляет 56,3.
Результаты анализа:
В испытаниях на биологическую активность установлено, что АБА ФС-1 проявляет активность in vitro по отношению, как к клиническим изолятам, так и к контрольным штаммам MRS А и MSSA. МИК антибактериального агента варьировали от 0,938 мг/мл до 0,234 мг/мл.
Тест на синергизм с оксациллином показал снижение МИК обоих препаратов. Снижение составило с 256 до 64 мкг/мл для оксациллина и с 0,234 до 0,117 мг/мл для АБА ФС-1. Индекс ФИК для этого теста составил 0,75, что можно расценить как частичный синергизм между тестируемыми препаратами.
Тест на синергизм с цефамандолом показал снижение МИК обоих препаратов. Снижение составляло от 64 до 8 мкг/мл для цефамандола и от 0,469 мг/мл до 0,234 мг/мл для АБА ФС-1. Индекс ФИК для данного теста 0,62, что определяет взаимодействие этих антибактериальных средств как частичный синергизм.
Тест на синергизм с линкомицином показал снижение МИК обоих препаратов. Снижение составляло от 64 до 8 мкг/мл для линкомицина и 0,234 мг/мл до 0,117 мг/мл для АБА ФС-1. Индекс ФИК для данного теста 0,625, что определяет взаимодействие этих антибактериальных средств как частичный синергизм.
АБА по примерам 1-9 (ФС-1.1 - ФС-1.8) обладает большей или меньшей бактерицидной активностью в отношении патогенных микроорганизмов различных классов (таблица 6). Наиболее приемлемым и эффективным, как следует из данных таблицы 6, в отношении микобактерий туберкулёза является АБА по примеру 5 (ФС-1).
В результате исследовании антимикобактериального действия ФС-1 на M.tuberculosis H37Rv, М. tuberculosis MS-115 с множественной лекарственной устойчивостью и М. bovis было установлено, что при концентрациях препарата в разведениях 1 : 12,5; 1 :25 и 1 :50 наблюдалось полное подавление размножения микобактерий на протяжении всего срока регистрации.
Бактерицидную активность ФС-1 определяли in vitro микробиологическим методом двукратных серийных разведений в жидкой среде Школьниковой с последующим пересевом на среду Левенштейна-Иенсена. Установлено in vitro бактерицидное действие ФС-1 в концентрациях от 1,750 до 0,0437 мг/мл в отношении полевых штаммов микобактерий, лекарственноустойчивых клинических изолятов и М. tuberculosis H37Rv. Бактериостатическое действие ФС-1 наблюдается в концентрации 0,0218 до 0,0109 мг/мл.
Бактерицидную активность in vitro ФС-1 в концентрации 0,0437мг/мл в сочетании с противотуберкулезными препаратами 1-го рода с последующим пересевом на среду Левенштейна-Йенсена в отношении музейного штамма М. tuberculosis H37Rv и 8 мультирезистентных. в результате исследования выявлена с различными концентрациями противотуберкулезных препаратов 1 ряда музейный чувствительный и мультирезистентные штаммы. Результаты представлены в таблице 7.
Как видно из таблицы 7 после совместного действия ФС-1 с различными концентрациями противотуберкулезных препаратов рост мультирезистентных штаммов микобактерий туберкулеза не был обнаружен в опытных пробирках, т.е. штаммы были чувствительны ко всем концентрациям противотуберкулезных препаратов 1 рода по сравнению с музейным штаммом, где чувствительность наблюдалась как с ФС-1, так и без него.
Установлено in vivo, что введение ФС-1 инфицированным морским свинкам в дозе 5 мг/кг уменьшало количество высеваемых микобактерий из легких инфицированных животных по сравнению с контрольной группой животных. АБА ФС-1 оказывает выраженное противовоспалительное действие на течение экспериментального туберкулеза морских свинок, повышая воздушность легочной паренхимы в два раза.
In vivo установлено, что совместное применение противотуберкулезных препаратов и ФС-1 в дозе из расчета 0,3 мл/кг на 21 сутки после начала лечения приводит к полному исчезновению туберкулезных изменений в органах животных, в независимости от типа резистентности заражающего штамма.
По результатам, представленных в таблице 8 видно, что в 3 группе отмечалось снижение количества туберкулезных поражений в легких и полное их исчезновение на 35 сутки после начала лечения. В 4 группе исчезновение туберкулезных очагов в легких и печени отмечалось на 28 сутки после начала лечения. В 5 группе исчезновение туберкулезных очагов в легких и печени отмечалось на 21 сутки после начала лечения.
В группах животных, зараженных мультирезистентным штаммом микобактерий, устойчивого к противотуберкулезным препаратам, наблюдалась следующие результаты: в 6 группе отмечалось прогрессивное течение туберкулезной инфекции; в 7 группе исчезновение туберкулезных очагов в легких и печени отмечалось на 35 сутки после начала лечения; в 8 группе исчезновение туберкулезных очагов в легких и печени отмечалось на 21 сутки после начала лечения.
Лекарственное средство по примеру 5 (ФС-1) в сочетании с противотуберкулёзными препаратами, как в группе животных зараженных штаммом М. tuberculosis H37RV, так и в группе зараженных мультирезистентным штаммом микобактерий оказывает терапевтическое действие на течение туберкулезного процесса. Патологические изменения, характерные при туберкулезе, исчезают уже через 21 и 28 сутки соответственно (группа 4 и 7).
У животных в контрольной группе, не получавших никакого лечения, туберкулезный процесс перешел в генерализованную форму с поражением всех внутренних органов (группа 1 и 2).
Хотя любой механизм, предлагаемый для объяснения механизма действия комплексного соединения не следует рассматривать как ограничительный, наиболее вероятно, что антимикробная активность АБА связана с: а) структурой биологически активных карбогидратов и пептидов; б) окислительным действием молекулы йода как на клеточную оболочку, так и на клеточные структуры при диффузии активной субстанции через мембрану бактериальной клетки; в) галогенированием ДНК микроорганизмов; г) индукцией интерферонов при воздействии комплексного соединения на иммунокомпетентные клетки; д) активацией моноцитов-макрофагов и цитотоксических Т- лимфоцитов.
Изученные АБА по примерам 1 -9 in vitro обладают большей или меньшей вирулицидной активностью в отношении вирусов гриппа, герпеса и иммунодефицита HIV- 1 (табл. 9-13).
При изучении антивирусного действия ФС-1 in vitro на суспензионных перевиваемых культурах клеток выявлена анти-ВИЧ активность ФС-1 в культуре клеток в отношении лабораторного штамма вируса ВИЧ-1 (LAI). Снижение показателей инфекционности вируса ВИЧ - содержания р24 и обратной ревертазы. под действием препарата свидетельствует о вирусоцидном действии препарата на вирус иммунодефицита человека. Применение ФС-1 в дозах 0,188 мг/мл и 0,094 мг/мл, или азидотимидина в дозе 0,01 мг/мл приводило к значительному снижению показателя экстинции по сравнению с плацебо и, следовательно, к снижению содержания белка р24 вируса иммунодефицита человека (показатель инфекционности вируса) в 60 раз (табл. 12).
Применение ФС-1 в дозах 0,094 мг/мл и 0,188 мг/мл, приводило к снижению содержания обратной транскриптазы - (показателя инфекционности вируса) по сравнению с негативным контролем в 4,1 и 12,7 раз. При применении азидотимидина в качестве позитивного контроля в дозе 0,01 мг/мл этот показатель снижался только в 5 раз (табл. 13).
Выявлена антивирусная активность препарата ФС-1 в отношении вируса гриппа A FPV/Rostock/34 in vitro и in vivo (табл. 14-16).
Так, выживаемость цыплят зараженных вирусом гриппа в дозе 100 ЭИД50/0,1мл после профилактического применения препарата ФС-1 в дозах 0,290 мг/кг и 1,458 мг/кг составила 100%, а после профилактического применения ремантадина - 28±12,53%. Все контрольные цыплята, получившие физиологический раствор, погибли (100% летальность).
Исследования цитотоксичности и эффективности АБА по примерам 1 -9 выявили три основных соединения, которые были исследованы на предмет острой токсичности. Токсикологические исследования проводились на лабораторных животных с соблюдением норм биоэтики (Руководство по содержанию и использования лабораторных животных. Вашингтон: National Academy Press. 1996). Для установления параметров острой токсичности (LD50) АБА вводили энтерально и парентерально мышам и крысам.
Результаты острой токсичности трех АБА при энтеральном и парентеральной пути введения аутбредным мышам приведены в таблице 17 и 18.
Наименее токсичной оказалась субстанция АБА ФС-1. При энтеральном (внутрижелудочном) введении мышам и крысам ФС-1 летального эффекта достичь не удалось, поскольку максимальный объем вводимого лекарственного средства составлял 1 и 5 мл, соответственно, при этом дозы составили 922 и 496 мг/кг, соответственно. Макроскопическое исследование внутренних органов погибших животных позволило установить, что причина смерти, по-видимому, связано с нарушением гемодинамики, что косвенно подтверждается развитием у погибших животных диссеменирующего внутрисосудистого свертывания крови и сильной кровонаполеннности внутренних органов. К концу 14 суток у выживших животных патоморфологические исследования не выявили каких-либо отклонений в структуре внутренних органов и тканей от контрольной группы. При этом значительных повреждений слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта не выявлено. Коэффициент кумуляции (Κ^) составил 1,85, что по международной шкале оценки токсичности препаратов соответствует параметрам препаратов со слабовыраженным кумулятивным эффектом.
В дальнейшем было проведено исследование хронической токсичности на крысах и кроликах при внутрижелудочном способе введения в течение 60 дней и 30 дней восстановительного периода в дозах 5,0 мг/кг (доза соответствует 1/100 от МПД определенной на крысах) и 50 мг/кг (доза соответствует 1/10 от МПД определенной на крысах).
Хроническое введение лекарственного средства в дозе 5,0 мг/кг не вызывало отклонений от контрольной группы животных по динамике массы тела, соматическим, гематологическим, биохимическим показателям крови и мочи. Не отмечались также нарушения в сердечной деятельности. У всех животных сохранена нормальная макро- и микроструктура внутренних органов.
Хроническое введение лекарственного средства крысам и кроликам в дозе 50,0 мг/кг вызвало следующие токсические эффекты. Со стороны биохимических показателей крови наблюдалось незначительное увеличение активности печеночных ферментов: АлАт, АсАт и щелочной фосфатазы, а также компонентов азотного обмена: креатинина мочевины. У части животных обнаружено венозное полнокровие, гепатоциты с признаками дистрофических изменений в цитоплазме, в стенке желудка наблюдались точечные кровоизлияния не эрозивного характера. У отдельных животных встречался отек оболочки тонкой кишки. Изменения щитовидной железы у животных данной группы были очень разнообразны и индивидуальны. В целом, наблюдались снижение функциональной активности щитовидной железы за счет появления крупных фолликул и уплощения эпителия. Однако, проведенные исследования на 90 день эксперимента (30 сутки восстановительного периода) показали, что выявленные биохимические сдвиги и микроструктура изменения внутренних органов носит обратимый характер.
Репродуктивная токсичность исследовалась на мышах. Самкам до и вовремя беременности внутрижелудочно и внутримышечно вводили лекарственное средство по примеру 5. Результаты исследований представлены в таблице 19.
Установлено, что внутрижелудочное введение (до и после наступления беременности) не приводило к преждевременным родам у мышей даже при испытании препарата в высших дозах (100 мг/кг).
Исследование эмбриотоксичности проводили на эмбрионах курицы. Показано, что дозы АБА по примеру 5 до 12,5 мг/мл не оказывают патологического действия на развитие эмбрионов на различных стадиях.
В исследовании канцерогенной активности лекарственного средства по примеру 5 (ФС-1) использована батарея тестов, включавшая: определение генотоксической активности в SOS-хромотесте на штамме Е.соИ Ее 1000 (PJ Е 43); определение однонитевых разрывов ДНК и определение репаративного
(внепланового) синтеза ДНК на клетках крови и культуре клеток рабдомиосаркоме в концентрациях от 1 до 2000 мкг/мл. Результаты исследований концерогенной активности ФС-1 представлены в таблице 20. В использованных условиях испытанное ФС-1 не является индуктором SOS-ответа в клетках тестерного штамма E.coli Ее 1000(PJE43).
Выявлен негативный результат (отсутствие однонитевых разрывов ДНК) при воздействии 200, 300, 600 мкг/мл ФС- 1.
Генотоксическая активность лекарственного средства по примеру 5 исследована в тесте индукции внепланового (репаративного) синтеза ДНК в клетках периферической крови донора. Показано, что в диапазоне концентраций 50, 100, 200 мкг/мл не обнаруживается стимуляция внепланового синтеза и с метаболической активацией и без нее.
В опытах, как без метаболической активации, так и с метаболической активацией при проведении теста Эймса не было обнаружено ни каких достоверных изменений в ростовой активности всех четырех исследованных мутагенных штаммов Salmonella thyphymurium под воздействием ФС-1 в сравнении с отрицательным контролем.
Причем подобное отсутствие эффекта на рост мутагенных штаммов было зарегистрировано и для его сравнительно высоких концентраций, таких как 1,0 и 2,0 мг/чашка. Следовательно, ФС-1 не обладает мутагенным действием в отношении ДНК ауксотрофных по гистидину штаммов Salmonella thyphymurium в тесте Эймса.
Анализ ДНК-повреждающего действия ФС-1 в отношении как клеток мышиной лимфомы L5178Y, так и клеток человеческой гепатомы HepG2 не выявил достоверного повышения спонтанного образования кометной (хвостовой) ДНК в клетках данных линий. Более того, отсутствие индуцирующего влияния препарата на образование кометной (хвостовой) ДНК в цитоплазме обоих типов изученных клеточных линий было показано также и в присутствии метаболической активации ферментами печени мышей. Следовательно, лекарственное средство в исследуемом диапазоне
концентраций, даже в таких значительных как 1 ,0 и 2,0 мг/мл, не оказывает повреждающего действия на ДНК эукариот в условиях in vitro, как в отсутствии, так и после его метаболической активации.
В таблице 21 представлены результаты исследований цитогенетической активности. Статистически достоверных различий в уровне лейкоцитов костного мозга с хромосомными аберрациями, а также количества и качества хромосомных аберраций в них под воздействием однократного введения ФС-1 в дозе 22 мг/кг массы животного не было обнаружено. Более того, многократное введение ФС-1 в дозе 8 мг/кг массы животного также характеризовалось отсутствием его воздействие как на количество и характер хромосомных аберраций в лейкоцитах костного мозга по сравнению с контролем (таблица 21).
Следовательно, ФС-1 в исследуемых дозах, не оказывает повреждающего действия на ДНК эукариот в условиях in vivo.
Представленные в таблице 22 данные показывают, что при однократном введении ФС-1 в дозе 22 мг/кг массы животного не наблюдается достоверного повышения как содержания полихроматических и нормохроматических эритроцитов костного мозга с микроядрами, так и количества микроядер в них. В дополнении к этому, многократное введение препарата в дозе 8 мг/кг массы животного также характеризовалось отсутствием его эффекта как на количество полихроматических и нормохроматических эритроцитов содержащих микроядра, так и на общее число микроядер в эритроцитах по сравнению с контролем (таблица 22).
Следовательно, лекарственное средство в исследуемых дозах, не оказывает повреждающего действия на ДНК эукариот, в частности выброса части ДНК из ядра в виде микроядра, в условиях in vivo в ходе их нормального развития.
Результаты эксперимента по изучению индукции ФС-1 доминантных летальных мутаций в зародышевых клетках продемонстрировали, что уровень постимплантационных потерь у животных, подвергавшихся воздействию
лекарственного средства при его внутримышечном введении в дозе 22 мг/кг (опытная группа 1.1 - 1.3) массы животного, не изменялся по сравнению с контрольной группой (таблица 23).
Следовательно, ФС-1 при его введении в организм в исследуемых дозах не индуцирует развитие доминантных летальных мутаций в зародышевых клетках (зрелых спермиях, поздних и ранних сперматидах) млекопитающих в условиях in vivo, т.е. не обладает мутагенной активностью в тесте доминантных летальных аллелей.
Результаты многочисленных экспериментов по анализу мутагенной активности ФС-1 на различных по чувствительности тест-системах как в условиях in vitro, так и in vivo доказали, что препарат не обладает мутагенными свойствами даже в его значительных количествах. Это свидетельствует о том, что ФС-1 при своем взаимодействии с клетками эукариот, включая активно делящиеся и половые, которые принадлежат к категории особо-чувствительных, не оказывает на них ДНК-повреждающего и специфического мутагенного действия, т.е. не вызывает нарушений ДНК и/или дисфункций в нормальной реализации генетического аппарата.
В случае воздействия дозы ионизирующей радиации, а именно, 800 Р, в группе мышей, получивших перед облучением 0,15 мл ФС-1, был получен определенный радиопротекторный эффект. Так, если в контрольной группе животных к концу 30 суток показатель выживаемости был равен 30 %, а СПЖ - 18,9±0,4 дней, то в опытной группе эти показатели составили, соответственно, 70 % и 24,6±0,7 дней. Статистическая обработка полученных результатов (СПЖ) с помощью критерия Стьюдента показала достоверную разницу (30 %) в отношении СПЖ (р<0,05).
В эксперименте на крысах при дозе в 800 Р к концу срока наблюдения выжило 26,7 % крыс, а СПЖ данной группы составила 17,2±0,5 дней. У крыс, перед облучением в дозе 800 Р получивших внутрижелудочно 1,0 мл ФС-1, выживаемость составила 50%, а СПЖ удлинилась на 24% (21,3±0,8 дней) (фиг. 12). И в этом случае наблюдался определенный радиопротекторный эффект.
Статистическая обработка полученных результатов (СПЖ) с помощью критерия Стьюдента показала достоверную разницу в отношении СПЖ (р<0,05). Сравнивая результаты экспериментов, можно сделать вывод о том, что ФС-1 обладает определенным радиопротекторным действием, которое проявляется при облучении животных в дозах, близких к полулетальной (Л 50).
Согласно исследованиям Venturi (2000), йод был первым антиоксидантом при зарождении жизни на нашей планете, который сыграл огромную роль и в эволюции человека. Хорошо известно, что основным поражающим фактором радиации являются свободные радикалы, образующиеся в организме непосредственно после облучения (Bacq, 1965; Alexander, Bacq, 1974; Halliwell, 1985, 1991). Антоксиданты, к которым относится йод, связывают свободные радикалы, препятствуя их взаимодействию с биомолекулами организма (Shimoi, 1996; Halliwell, 1985, 1991).
Эффективность терапевтического действия лекарственного средства на основе АБА по примеру 5 (ФС-1) установлено в клинических испытаниях на трёх группах добровольцев, больных мультирезистентным туберкулёзом лёгких (MDR) (табл. 24).
Первая группа (п=19), получала комплексную терапию противотуберкулезными препаратами II ряда, а также АБА по примеру 5 в дозе 0,1 мл/кг массы тела. Вторая группа (п=17) принимала противотуберкулезные препараты II ряда и плацебо в дозе 0,1 мл/кг массы тела, третья группа (п=19) принимала противотуберкулезные препараты II ряда и ФС-1 в дозе 0,125 мл/кг массы тела. Все препараты назначались ежедневно, однократно.
Изучение безопасности лекарственного средства по показателям гемостаза (АПТВ (табл. 25), протромбиновый индекс (табл. 26), тромбиновое время (табл. 27), фибриноген) в течение 1-го месяца комплексной терапии больных резистентными формами туберкулеза легких показало, что ФС-1 в применяемых дозах 0,1 и 0,125 мг/кг не оказывало влияния на свертываемость крови, кроме того, данные УЗИ щитовидной железы, полученные через месяц
терапии, не выявили никакого рода изменений у испытуемых.
По тесту на определение лекарственной чувствительности микобактерий туберкулеза была доказана устойчивость на противотуберкулезные препараты (далее - ПТП) I ряда (изониазид (Н), рифампицин (R), этамбутол (Е), стрептомицин (S)). Больные были рандомизированы на 3 группы: 1 группа (основная) получали ПТП II ряда (циклосерин (Cs), офлоксацин (Ofs), ПАСК (Pas), протионамид (Pto), каприомицин (Cm)) + ФС-1 (0,1 мл/кг); 2 группа (основная) получали ПТП II ряда (циклосерин (Cs), офлоксацин (Ofs), ПАСК (Pas), протионамид (Pto), каприомицин (Cm)) + ФС-1 (0,125 мл/кг); 3 группа (контрольная) получали ПТП II ряда (циклосерин (Cs), офлоксацин (Ofs), ПАСК (Pas), протионамид (Pto), каприомицин (Cm)) + плацебо).
Средний возраст испытуемых составил 33,14±9,03 (лет), Среди них мужчины составили 75,8 %, женщины 24,2 %. Среди клинических форм наиболее часто встречалась инфильтративная форма - 70,1 %, реже - фиброзно-кавернозная - 28,2 %. Группы были однородными, достоверных различий по основным характеристикам не отмечалось.
Изучение предварительной терапевтической эффективности лекарственного средства свидетельствует, что конверсия мазка достоверно выше в основных группах начиная с 3-го месяца терапии, что доказывает эффективность применения ФС-1 в комбинированной терапии (таб. 28).
Данные, приведённые в таблица 29 также свидетельствует о том, что начиная с 3-го месяца терапии, отрицательный посев наблюдается достоверно выше в основных группах, в сравнении с контрольной, что доказывает эффективность применения ФС-1 в противотуберкулезной терапии.
Классический метод посева мокроты на плотную среду (таблица 30) также свидетельствует о том, что у больных с устойчивой формой туберкулеза, получающих ФС-1 в комбинации с противотуберкулезными препаратами II ряда удельный вес бактериологического анализа с отрицательным результатом достоверно выше, в сравнении с контролем уже
через два месяца терапии, которое прослеживается через и 3, 4 месяца.
Изменения рентгенологической картины больных с мультирезистентной формой (MDR) туберкулеза, получающих ФС-1 в комбинации с противотуберкулезными препаратами II ряда свидетельствуют о том, что уже через месяц терапии отмечалась положительная динамика достоверно выше, чем в контрольной группе (плацебо+ПТП II ряда), то есть раньше начинается рассасывание инфильтраций, уплотнение очагов, регрессия полостей распада (таблица 31).
Как видно из таблицы 32 в основных группах наблюдается прибавка веса, тогда как в контрольной - наоборот, снижение, причем через 3 месяца изменения массы тела достоверны в 1-й группе, в 3-й группе, и через 4 месяца - в 3-й группе.
Результаты II фазы клинических испытаний доказывают эффективность применения ФС-1 в комбинированной противотуберкулезной терапии у больных с мультирезистентной формой туберкулеза.
7
вируса гриппа A/FPV/Waybrige/78/H7N7 в культуре клеток MDCK через 72 ч
Таблица 11 - Определение антивирусной активности ФС-1 в отношении вируса простого герпеса 1-го типа штамм «Victory» в культуре клеток RD через 72 ч
Таблица 12 - Вирулицидный эффект ФС-1 на вирус иммунодефицита человек HIV-l(LAI) (детекция в иммуноферментном анализе по белку р24)
Таблица 13 - Вирулицидный эффект ФС-1 на вирус иммунодефицита человека HIV-l(LAI) (детекция в иммуноферментном анализе по обратной
транскриптазе)
Таблица 14 - Определение антивирусной активности ФС-1 in vitro в отношении вируса гриппа A FPV/Waybrige/78/H7N7 в культуре клеток MDCK через 72 ч
Таблица 15 - Профилактическое действие препарата ФС-1 in vivo на модели вируса гриппа штамм A FPV/Rostock/34
Таблица 16 - Терапевтическое действие препарата ФС-1 in vivo на модели вируса гриппа штамм A/FPV/Rostock/34
римечания: φ - количество рагментов, φθΛ - количество одиночных фрагментов; Νφπ - количество парных фрагментов; Νοβ - количество обменов; Νπ - количество пробелов; РЦ - количество разрывов в центромере; ΝΜ - количество клеток с множественными нарушениями; КПд - количество клеток с полной деструкцией хромосом; No - общее количество клеток с аберрациями.
Примечания: Nn a - количество полихроматических эритроцитов с
микроядрами в цитоплазме; ΝΜπχ3 - количество микроядер на 1000 полихроматических эритроцитов; ΝΜΗΧ3 - количество нормохроматических эритроцитов с микроядрами в цитоплазме; ΝΜΗΠΧ3 - количеств микроядер на 1000 нормохроматических эритроцитов.