Научная статья на тему 'Антимикробная активность полиазолидинаммония, модифицированного гидрат-ионами йода'

Антимикробная активность полиазолидинаммония, модифицированного гидрат-ионами йода Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
110
18
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ / ANTIMICROBIAL ACTIVITY / ПОЛИАЗОЛИДИНАММОНИЙ / МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ГИДРАТ-ИОНАМИ ЙОДА / MODIFIED WITH HYDRATE-IONS OF IODINE / POLYAZOLIDINAMMONIUM

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Нечаева О.В., Тихомирова Е.И., Заярский Д.А., Вакараева М.М.

Цель. Изучение антимикробной активности полимерного соединения полиазоли-диаммония, модифицированного гидрат-ионами йода. Материалы и методы. Изучена антимикробная активность полиазолидинаммония, модифицированного гидрат-ионами йода, в отношении референс-штаммов и клинических изолятов грамположительных и грамотрицательных бактерий, микроскопических грибов, а также РНК-содержащих вирусов. Результаты. Установлена высокая антибактериальная активность исследуемого соединения, особенно в отношении грамположительных бактерий. Более высокая концентрация препарата (125 250 мкг/мл) характеризовалась противогрибковым действием. Отмечена высокая чувствительность к полимеру вируса трансмиссивного гастроэнтерита свиней. Заключение. По результатам исследований полимерное соединение является перспективным антисептическим и этиотропным средством для борьбы с возбудителями инфекционных заболеваний.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Нечаева О.В., Тихомирова Е.И., Заярский Д.А., Вакараева М.М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF POLYAZOLIDINAMMONIUM, MODIFIED WITH HYDRATE-IONS OF IODINE

Aim. Study of antimicrobial activity of a polymer compound polyazolidinammonium, modified with hydrate-ions of iodine. Materials and methods. Antimicrobial activity of polyazo-lidinammonium, modified with hydrate-ions of iodine, against reference strains and clinical isolates of Gram positive and negative bacteria, microscopical fungi, as well as RNA viruses was studied. Results. High antibacterial activity of the studied compound was established, especially against Gram positive bacteria. A higher concentration of the preparation (125 250 pg/ml) was characterized by anti-fungal effect. A high sensitivity to polymer of swine transmissible gastroenteritis virus was noted. Conclusion. The polymer compound, based on the results of the studies, is a perspective antiseptic and etiotropic means for control of infectious disease causative agents.

Текст научной работы на тему «Антимикробная активность полиазолидинаммония, модифицированного гидрат-ионами йода»

ский анализ и типирование штаммов Vibrio cholerae, выделенных на территории Российской Федерации в 2010-2012 гг. Журн. микробиол. 2014, 2: 97-99.

6. Терновская Л.Н., Гапон М.Н., Кузнецова В.М., Балицкая Л.Л., Соловьева Е.И. Этиологическая структура дисбактериозов толстого кишечника людей в г. Ростове-на-Дону. В: Актуальные вопросы инфекционной патологии. 2009, с. 308-311.

7. Терновская Л.Н., Гапон М.Н., Хиштова Н.С., Соловьева Е.И., Балицкая Л.Л. Особенности микробиоценоза толстой кишки людей с дисфункциональными расстройствами биллиарного тракта. Журн. микробиол. 2009, 3: 89-92.

8. Patrick A Pribil. Catherine fenselau characterization of Enterobacteria using MALDI-TOF mass spectrometry. Analytical ^emistry. 2005, 77 (18): 6092-6095.

9. Williamson YM., Moura H.M., Woolfitt A.R. et al. Differentiation of Streptococcus pneumoniae conjunctivitis outbreak isolates by matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry. Appl. Environ. Microbiol. 2008, 74: 5891-5897.

Поступила 10.12.14

Контактная информация: Гапон Марина Николаевна,к.б.н.,

344000, Ростов-на-Дону, пер. Газетный, 119, р.т. 234-90-85

©КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ 2015

О.В.Нечаева1, Е.И.Тихомирова2, Д.А.Заярский2, М.М.Вакараева2

АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЛИАЗОЛИДИНАММОНИЯ, МОДИФИЦИРОВАННОГО ГИДРАТ-ИОНАМИ ЙОДА

Саратовский государственный медицинский университет, 2Саратовский государственный технический университет

Цель. Изучение антимикробной активности полимерного соединения — полиазоли-диаммония, модифицированного гидрат-ионами йода. Материалы и методы. Изучена антимикробная активность полиазолидинаммония, модифицированного гидрат-ионами йода, в отношении референс-штаммов и клинических изолятов грамположительных и грамотрицательных бактерий, микроскопических грибов, а также РНК-содержащих вирусов. Результаты. Установлена высокая антибактериальная активность исследуемого соединения, особенно в отношении грамположительных бактерий. Более высокая концентрация препарата (125 — 250 мкг/мл) характеризовалась противогрибковым действием. Отмечена высокая чувствительность к полимеру вируса трансмиссивного гастроэнтерита свиней. Заключение. По результатам исследований полимерное соединение является перспективным антисептическим и этиотропным средством для борьбы с возбудителями инфекционных заболеваний.

Журн. микробиол., 2015, № 3, С. 88—92

Ключевые слова: антимикробная активность, полиазолидинаммоний, модифицированный гидрат-ионами йода

O.V.Nechaeva1, E.I.Tikhomirova2, D.A.Zayarsky2, M.M.Vakaraeva2

ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF POLYAZOLIDINAMMONIUM, MODIFIED WITH HYDRATE-IONS OF IODINE

1Saratov State Medical University, 2Saratov State Technical University, Russia

Aim. Study of antimicrobial activity of a polymer compound — polyazolidinammonium, modified with hydrate-ions of iodine. Materials and methods. Antimicrobial activity of polyazo-lidinammonium, modified with hydrate-ions of iodine, against reference strains and clinical isolates of Gram positive and negative bacteria, microscopical fungi, as well as RNA viruses was

studied. Results. High antibacterial activity of the studied compound was established, especially against Gram positive bacteria. A higher concentration of the preparation (125 — 250 ^g/ml) was characterized by anti-fungal effect. A high sensitivity to polymer of swine transmissible gastroenteritis virus was noted. Conclusion. The polymer compound, based on the results of the studies, is a perspective antiseptic and etiotropic means for control of infectious disease causative agents.

Zh. Mikrobiol. (Moscow), 2015, No. 3, P. 88—92

Key words: antimicrobial activity, polyazolidinammonium, modified with hydrate-ions of iodine

Борьба с возбудителями инфекционных заболеваний остается одной из важнейших задач практической медицины и ветеринарии, решение которой связано с использованием химиотерапевтических препаратов и антибиотиков в качестве этио-тропных средств [9, 15]. Однако результатом их использования становится все возрастающее число высокорезистентных штаммов микроорганизмов — возбудителей инфекционных заболеваний [3, 4, 14]. Кроме того, большинство химиотерапевтиче-ских препаратов способны вызывать различные осложнения в организме человека и животных [1, 11]. Для преодоления антибиотикорезистентности синтезируется большое количество новых химических соединений, обладающих антимикробной активностью [6 — 8]. Однако многие из них характеризуются низкой растворимостью и узким спектром антимикробного действия. Поэтому поиск высокоэффективных препаратов, которые отвечают требованиям, предъявляемым к химиотерапевтическим средствам, является актуальным и востребованным.

Цель работы — изучение антимикробной активности полимерного соединения — полиазолидинаммония, модифицированного гидрат-ионами йода, в отношении референс-штаммов и клинических изолятов бактерий, грибов и вирусов.

Объектом исследования был полиазолидинаммоний, модифицированный гидрат-ионами йода (ПААГ), представляющий собой неограниченно растворимый в воде полимер с молекулярной массой полимерной линейной цепи порядка 100 — 200 кДа, на концах которой привиты молекулы сахарозы [2].

В качестве экспериментальных моделей использовали референс-штаммы грамо-трицательных и грамположительных бактерий Escherichia coli 113-13, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Bacillus cereus 8035, Staphylococcus aureus 209 P, а также клинические изоляты золотистого стафилококка S. aureus № 2, S. aureus № 6, S. aureus № 21, S. aureus № 23 (MRSA), S. aureus № 92 (MRSA), S. aureus № 430 из музея кафедры микробиологии, вирусологии, иммунологии СГМУ; стандартные штаммы микроскопических грибов Candida albicans 18, Aspergillus fumigatus, Mucor raceniosus и вирус трансмиссивного гастроэнтерита свиней (ТГЭС) из коллекции микроорганизмов Саратовского научно-исследовательского ветеринарного института.

Антимикробную активность полимерного соединения изучали с использованием метода серийных разведений (МУК 4.2.1890-04.), определяли минимальную подавляющую концентрацию (МПК). Посевы бактерий в мясо-пептонном бульоне с добавлением различных концентраций препарата инкубировали в течение 24 часов при температуре 37°C, а затем высевали по 0,1 мл бульонной культуры на поверхность мясо-пептонного агара в чашки Петри для определения минимальной бактерицидной концентрации (МБК).

Противогрибковую активность полимерного соединения определяли аналогичным образом. Посевы микроскопических грибов в 1% сахарном бульоне культивировали в течение суток при температуре 37°C с последующим высевом на среду Сабуро для определения минимальной фунгицидной концентрации ПААГ.

Противовирусную активность ПААГ изучали в отношении авирулентного штам-

ма ВН-96 вируса ТГЭС по методу Мовлеса. В качестве клеточной культуры использовали трофовариант перевиваемой линии клеток почки эмбриона свиньи — СПЭВ-б. Полимер вносили в субтоксической дозе, рассчитанной по методу Рида и Менча, в рабочую суспензию клеток после адсорбции вируса с последующим формированием монослоя. Оценку противовирусного действия ПААГ проводили путем изучения морфологических особенностей клеточного монослоя с помощью цифровой камеры-окуляра (ув. x100) для микроскопа SCOPETEK® DCM 35 с выведением изображения на экран компьютера каждые 24 ч.

Для подтверждения достоверности полученных результатов все исследования проводили в пяти повторностях. На основе полученных значений МПК ПААГ рассчитывали значение МПК50 для удобства сравнения эффективности действия.

Исследования антибактериальных свойств ПААГ показали его высокую активность как в отношении референс-штаммов, так и в отношении клинических изолятов грамположительных и грамотрицательных бактерий по показателям МПК и МБК. Наибольшую чувствительность к полимерному соединению проявили референс-штаммы S. aureus 209 P (МПК 0,25 и МБК 16 мкг/мл) и B. cereus 8035 (МПК 0,5 и МБК 32 мкг/мл).

Значения МПК ПААГ для E. coli 113-13 также были низкими (1 мкг/мл), однако показатели МБК (250 мкг/мл) были на порядок выше по сравнению с результатом действия на грамположительные бактерии.

Наименьшей чувствительностью к ПААГ характеризовался референс-штамм P. aeruginosa АТСС 27853 (МПК 64 мкг/мл), однако при воздействии соединения в концентрации 32 мкг/мл эти бактерии утрачивали способность к пигментообразо-ванию. Показатели МБК полимера определить не удалось, так как даже самые высокие концентрации рабочих разведений препарата 1000 и 500 мкг/мл вызывали лишь частичное подавление роста, о чем свидетельствовал рост единичных колоний на МПА.

Высокие показатели МПК ПААГ для грамотрицательных бактерий, вероятно, можно объяснить особенностями строения их клеточной стенки, в частности, наличием пориновых каналов, представляющих собой трансмембранные белки [10]. Через них в клетку грамотрицательных бактерий поступают соединения только с определенной молекулярной массой и пространственной структурой [12].

При исследовании биологической активности полимерного соединения в отношении клинических изолятов было показано, что значения МПК для S. aureus № 2, № 6 и № 430 были ниже 2 мкг/мл, как и в случае референс-штамма S. aureus 209 Р. Для других штаммов значения МПК составили от 8 до 32 мкг/мл.

Для всех исследованных штаммов золотистого стафилококка были определены МБК ПААГ, для двух из которых (№ 6 и № 430) эти значения совпали с показателями для референс-штамма (16 мкг/мл). Наибольшими значениями МБК характеризовались клинические изоляты S. aureus № 23 и № 92 (64 мкг/мл), что, возможно, связано с их устойчивостью к метициллину.

Поскольку в последнее время большую эпидемиологическую значимость приобретают микроскопические грибы, представляло интерес исследовать биологическую активность ПААГ в отношении референс-штаммов C. albicans 18, A. fumigatus и M. raceniosus. Согласно полученным результатам микроскопические грибы проявили меньшую чувствительность к исследуемому полимерному соединению по сравнению с бактериями, так как значения МПК были высокими (125, 250 и 250 мкг/мл соответственно). Нам не удалось определить минимальной фунгицидной концентрации ПААГ, так как даже максимально высокие концентрации, используемые в эксперименте, не вызывали абсолютной гибели микроскопических грибов: рост на среде Сабуро наблюдали в виде единичных изолированных колоний.

Еще одним важным этиологическим агентом инфекционных заболеваний явля-

ются вирусы, борьба с которыми затруднена из-за особенностей их строения и жизнедеятельности. Поэтому представляло интерес параллельно исследовать противовирусную активность ПААГ. Для этого предварительно была определена его субтоксическая концентрация, которая не оказывала цитопатического действия на культуру клеток СПЭВ-б и составила 1 мкг/мл.

Оценку морфологических свойств монослоя проводили в сравнительном аспекте по динамике репродукции вируса в монослое исходной культуры клеток СПЭВ-б и обработанном ПААГ.

Клетки СПЭВ-б имели по тесту витального окрашивания трипановым синим жизнеспособность на уровне 82 — 86%. На вторые сутки культивирования отмечался островковый рост эпителиоподобных клеток полигональной формы. Клетки имели четко выраженные границы с хорошо окрашенной цитоплазмой, в которой располагались крупные сферической формы вакуоли. Ядра клеток были крупные, овальные, содержали 2 — 3, реже 5 ядрышек правильной округлой формы. Монослой клеток в контроле полностью формировался на третьи сутки культивирования в стационарных условиях.

В монослое культуры клеток СПЭВ-б, зараженном вирусом ТГЭС, отмечались морфологические изменения. На третьи сутки культивирования цитопатическое действие вируса регистрировали по деструктивным изменениям отдельных клеток, возникновению округлых клеточных структур с зернистой цитоплазмой, часть которых дегенерировала с образованием «окон». В основном рисунок и границы клеток были слабо выражены, увеличивалось межклеточное пространство, клетки теряли митотическую активность. На пятые сутки культивирования происходили дальнейшие изменения в структуре клеточного монослоя: в поле зрения появлялись округлые апоптозные тельца, происходило отслоение клеточного монослоя от субстрата и на этом этапе исследования поражение клеток вирусом составляло 80 — 90%.

Оценку противовирусной активности сублетальных концентраций полимерного соединения ПААГ проводили аналогично по основным морфологическим характеристикам клеток. Было установлено, что клетки СПЭВ-б, обработанные ПААГ, обладали выраженными ростовыми свойствами; аналогично контрольной культуре клеток формирование монослоя начиналось уже на вторые сутки стационарного культивирования без признаков дегенерации клеток в культуре. Это свидетельствовало о чувствительности вируса ТГЭС к исследуемому препарату и отсутствии процесса репродукции в обработанном клеточном монослое.

Таким образом, в ходе проведенных исследований нами установлено, что полимерное соединение ПААГ обладает выраженным антимикробным действием в отношении референс-штаммов как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий, а также вируса ТГЭС. Меньшую активность полимерное соединение проявило в отношении микроскопических грибов. Проведенные ранее токсикологические исследования позволили отнести данное соединение к IV группе токсичности, а также показали отсутствие у него раздражающего эффекта [5]. Поэтому ПААГ можно рассматривать как перспективное антисептическое и антимикробное средство широкого спектра действия для борьбы с возбудителями внебольничных и госпитальных инфекционных заболеваний.

Л ИТЕРАТУРА

1. Астахова А.В., Лепахин В.К. Неблагоприятные побочные реакции и контроль безопасности лекарств: руководство по фармаконадзору. М., Когито-Центр, 2004.

2. Заярский Д.А., Камалян А.Б., Нечаева О.В. Способ хранения продуктов. Патент 2492773 РФ, МПК A23L3/34 (2006.01), № 2012113985/13.

3. Кафтырева Л.А., Егорова С.А., Макарова М.А., Забровская А.В., Матвеева З.Н., Сужаева

Л.В., Войтенкова Е.В.. Многообразие механизмов антибиотикорезистентности сальмонелл. Инфекц. и иммун. 2011, 1 (4): 303-310.

4. Козлов Р.С. Клиническое значение резистентности грамположительных бактерий. Инфекц. в хирург. 2009, 7 (1): 3-10.

5. Нечаева О.В., Тихомирова Е.И., Заярский Д.А., Вакараева М.М. Создание инновационных препаратов на основе гетероциклических соединений и полиазолидинам-мония, модифицированного гидрат ионами галогенов. Фундам. исслед. 2014, 6 (4): 506-511.

6. Оганесян Э.Т., Тускаев В.А., Муцуева С.Х. Синтез производных 1-фенил-3-(хромонил-3)-пропен-2-она-1 — новой группы биологически активных соединений. Хим.-фарм. журн. 2002, 6: 27-31.

7. Пантюхин А.А., Михайловский А.Г., Александрова Г.А., Махмудов Р.Р., Першина Н.Н., Вахрин М. И. Синтез и противомикробная активность 3-арил-4,5,6,7-тетра-гидроиндазолов. Хим.-фарм. журн. 2012, 46 (8): 12-14.

8. Пермякова Н.Ф., Нечаева О.В., Тихомирова Е.И. Антимикробная активность некоторых новых карбо- и гетероциклических соединений. Естественные и технические науки. 2009, 5: 93-97.

9. Страчунский Л.С., Козлов С.Н. Современная антимикробная химиотерапия. М., Боргес, 2001.

10. Супотницкий М.В. Микроорганизмы, токсины и эпидемии. М., 2000.

11. Урсова Н.И. Антибиотик-ассоциированная диарея: выбор пробиотика с позиций медицины, основанной на доказательствах. Трудный пациент. 2013, 2-3: 22-28.

12. Яковлев В.П., Яковлев С.В. Рациональная антимикробная терапия. М., 2003.

13. Boyle-Vavraa S., Careyb R.B., Dauma R.S. Development of vancomycin and lysostaphin resistance in a methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolate. J. Antimicrob. Chemother. 2001, 48 (5): 617-625.

14. Graffunder E.M., Venezia A.R. Risk factors associated with nosocomial methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) infection including previous use of antimicrobials. J. Antimicrob. Chemother. 2002, 49 (6): 999-1005.

15. O'Neill J., Bostock J. M., Morais A. M. et al. Antimicrobial activity and mechanisms of resistance to cephalosporin P1, an antibiotic related to fusidic acid. J. Antimicrob. Chemother. 2002, 50: 839-848.

Поступила 10.12.14

Контактная информация: Нечаева Ольга Викторовна,

410012, Саратов, ул. Большая Казачья, 112, р.т. (8452) 66-98-20

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2015

Г.Г.Онищенко1, Ю.В.Демина2, Е.Б.Ежлова2, Н.Д.Пакскина2, Н.Е.Вяльцина3, О.А.Плотникова3, А.Г.Яковлев3, Е.Г.Плотникова3, С.Е.Калугина4, О.А.Панкратова4

ВСПЫШКИ ОРНИТОЗА СРЕДИ ЖИТЕЛЕЙ ОРЕНБУРГСКОЙ И КУРГАНСКОЙ ОБЛАСТЕЙ В 2008 - 2009 ГОДАХ

Российская академия наук; 2Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Москва; 3Управление Роспотребнадзора по Оренбургской области; ^Управление Роспотребнадзора по Курганской области

Представлен анализ групповой заболеваемости орнитозом среди жителей Оренбургской и Курганской областей в 2008 — 2009 годах. Определены факторы и условия, способствующие формированию эпидемических очагов. Приведен перечень основных санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий.

Журн. микробиол., 2015, № 3, С. 92—96

Ключевые слова: орнитоз, птица, эпидемические очаги, вспышка, санитарно-проти-воэпидемические (профилактические) мероприятия

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.