CC BY
68
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2012, № 2
ÔÂÊ 636.32/38:619:615.284
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕПАРАТА ГЕМАКС ПРИ СТРОНГИЛЯТОЗАХ
ОВЕЦ
М.Х. ДЖАФАРОВ, И.В. ЗАВАРЗИН, М.Н. МИРЗАЕВ,
З.А. ДЕВРИШОВА, Ю.А. ЮСУПОВ
В научно-производственном опыте на овцах, находящихся в условиях пастбищного содержания, исследовали антигельминтное действие препарата гемакс на основе гемисукцината авермектина — субстанции, которая впервые быыа синтезирована авторами посредством ацили-рования авермектина Вха. Полученные данные свидетельствуют, что разработанный препарат гемакс — эффективное противопаразитарное средство при стронгилятозах желудочно-кишечного тракта у овец.
Ключевые слова: препарат гемакс, гемисукцинат авермектина Вха, антгельминтная эффективность, стронгилятозы, разработка лекарственной субстанции.
Keywords: the Gemacs agent, avermectin Bxa hemisuccinate, anti-helmint efficiency, stron-gylatosis, substance, synthesis of а new drug substance.
Паразиты растений, животных и человека представляют серьезную угрозу и служат причиной колоссальных экономических издержек (потеря трудоспособности человека, снижение продуктивности в животноводстве и звероводстве, уменьшение урожайности сельскохозяйственных растений, ухудшение качества растениеводческой продукции, лесоматериалов и т.п.).
Несмотря на расшифровки геномов многих (в том числе патогенных и паразитических) биологических видов и попытки создания соответствующих вакцин, наиболее эффективным и дешевым методом борьбы с паразитарными заболеваниями остается химиотерапия. Для лечения многих пара-зитозов (тропическая малярия, болезнь Чагаса, филяриатозы, эхинококко-зы, цистицеркозы и др.) нужны более совершенные препараты (1, 2).
Еще одна глобальная проблема — формирование резистентности к применяемым (некогда высокоэффективным) лекарственным биоцидам (антибиотикам, антгельминтикам и др.) у возбудителей инфекционных болезней, вследствие чего сохраняется актуальность поиска новых био-цидных, в частности противопаразитарных, средств с широким спектром действия (3, 4).
Ранее в результате скрининга полусинтетических производных 16членных макроциклических лактонов (авермектинов), а также N- и S-со-держащих стероидных соединений мы отобрали некоторые из них для разработки нового противопаразитарного средства (5-8).
_ Авермектины — сходные по строе-
2® '~r— Cf-h
Н.|Г| Г[_ нию макролиды, природным продуцентом
' которых служит микроорганизм Streptomyces
avermitilis (9-11). При определенных условиях он выделяет в культуральную среду смесь из восьми индивидуальных авермек-тинов — четырех главных компонентов A¡a, A-2a, Bla и B2a и их соответствующих 28-нор-аналогов (ближайшие «младшие» гомологи) A-1b, A2b, B1b и B2b. В общей структурной формуле природных авермектинов R26 может быть представлен группами —СН3 или —С2Н5, а R5 — группой —СН3 или —Н и, кроме того, они различаются по характеру связи C(22)-X-C(23):
A1b
B1a
B1b
A2a
A2b
B2a
B2b
R5
-СН3
-СН3
-Н
-Н
-СН3
-СН3
-Н
-Н
R26
-С2Н5
-СН3
-С2Н5
-СН3
-С2Н5
-СН3
-С2Н5
-СН3
C(22)-X-C(23)
-CH=CH-
-CH=CH-
-CH=CH-
-CH=CH-
-снг-сн-
-CH2-CH-
-CH2-CH-
-CH2-CH-
Авермектины были открыты в 1976 году в США исследовательской группой компании Merck&Co. Inc. в культуре Streptomyces avermitilis MA-4680 (NRRL8165), выделенной сотрудниками института Kitasato (Токио) из пробы почвы, взятой в окрестностях Kawana в Японии (Ito City, Shizuoka Prefecture). Полученные ими результаты скрининга in vivo проти-вопаразитарной активности тестируемых образцов на мышах, зараженных нематодами Nematospiroides dubius, положили начало новому классу ант-гельминтных средств. Впоследствии оказалось, что авермектины обладают эффективным биоцидным действием против широкого спектра нематод, насекомых, клещей. Поскольку противопаразитарная активность сильнее всего выражена у компонента В1а, на основе авермектинов группы В1 были созданы коммерческие сельскохозяйственные антипаразитарные препараты: абамектин, представляющий собой смесь авермектинов В1а и В1в (соответственно 80 и 20 %), и ивермектин — дигидрированное производное авермектина В1 (9). Обнаружена также противоопухолевая активность авермектинов (8, 12).
Цель настоящей работы — оценка антигельминтного действия разработанного нами препарата гемакс при стронгилятозах овец в условиях пастбищного содержания.
Методика. Действующее вещество противогельминтного препарата гемакс получали предложенным нами методом (13). Элементный анализ проводили на приборе Perkin Elmer 2400, Series II, CHNS/O analyzer («Perkin Elmer», США), ИК-спектр снимали на спектрометре UR-20 (Германия). Масс-спектры записывали на приборе MicrOTOF II («Bruker Daltonics GmbH», Германия); масс-спектрометр высокого разрешения, метод ионизации — электрораспыление (ESI), диапазон сканирования — от m/z 50 до m/z 3000, полярность ионов — положительные (напряжение на капилляре 4500 В) или отрицательные (напряжение на капилляре 3200 В); используется шприцевой ввод вещества; растворители — ацетонитрил, метанол, скорость потока раствора — 3 мкл/мин, температура интерфейса 180 °С, газ-распылитель — азот (4,0 л/мин). Спектры Щ-ЯМР регистрировали на приборах Bruker WM-300 (300 МГц) и Bruker DRX-500 (500 МГц) («Bruker Daltonics GmbH», Германия) при 303 °К. Температуру плавления гемисук-цината авермектина (действующее вещество препарата) определяли, используя поляризационный оптический микроскоп NAGEMA-K8, снабженный нагревательным столиком Boetius («NAGEMA», Германия), при скорости нагревания 4 °С/мин (не корректировалась).
Оценку противопаразитарной эффективности гемакса проводили в научно-производственных опытах в Бабаюртовском районе Республики Дагестан (ООО «Колос» и Крестьянское хозяйство «Шаула»), а также в ГУП Учхоз «Леоновское» МГАВМИБ им. К.И. Скрябина (Московская обл., с. Конобеево) на овцах одного стада в возрасте 1,5-2,0 года, находящихся в
условиях пастбищного содержания. По результатам лабораторных исследований проб фекалий методом Фюллеборна на основании показателя интенсинвазированности отобрали особей (50 гол., I опыт), спонтанно ин-вазированных стронгилятами желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Животные были разделены на две группы по 25 гол., овцам первой и второй группы подкожно вводили препарат гемакс в дозе соответственно 1,0 и 1,5 мл/50 кг живой массы. Контролем служили 6 животных, которым препарат не вводили. Во II опыте на трех группах животных (по 9 гол. в каждой) сравнили эффективность известных противогельминтных препаратов ниацид-плюс («Агровет», «Экобиовет», Россия) и ивермек («Нита-фарм», Россия) (препараты вводили согласно прилагаемым инструкциям по применению) и гемакса при стронгилятозах ЖКТ овец. Все подопытные овцы находились под постоянным наблюдением и содержались в идентичных условиях.
Эффективность дегельминтизации оценивали по результатам исследования образцов фекалий через 28 сут после введения противогельминтных средств. Сравнивали экстенсинвазированность (ЭИ — общая доля больных животных, %) и интенсинвазированность (ИИ — число яиц стронгилят в 1 г фекалий животных, определенное методом Фюллеборна, до и после обработки овец). Терапевтический эффект оценивали по экс-тенсэффективности (ЭЭ — доля выздоровевших овец, %).
Общее состояние животных контролировали по биохимическим и морфологическим показателям крови, определяемым с помощью анализаторов 01ушрш ЛИ400 (Германия) и РСБ-90уе1 (США).
Для статистической обработки данных использовали программу 81аИ8Иса.
Результаты. Тестируемый противогельминтный препарат гемакс содержит в качестве действующего вещества гемисукцинат авермектина. Гемисукцинат авермектина В1а был синтезирован из природного авермек-тина В1 (с содержанием компонента В1а не менее 98 %) посредством аци-лирования последнего ангидридом янтарной кислоты в органическом растворителе в присутствии катализатора аминного типа по предложенному нами способу (13). Этот способ отличается от других известных методов синтеза (14) простотой и дешевизной. Выход целевого продукта составляет 96 %. Строение гемисукцината авермектина было доказано результатами 1Н-ЯМР-спектроскопии (появление дополнительного сигнала в области 2,75 м.д., который соответствует сигналам от —СН2— групп сукцинильного остатка), ИК-спектроскопии (наличие в спектре в области 3440 см-1 сигнала кислотной ОН-группы), а также данными масс-спектрометрии (в масс-спектре имелся пик протонированного молекулярного иона 973,5169; рассчитанное значение для брутто формулы С52Н76О17 — 973,5155) и элементного анализа (полученные значения: С — 64,28; Н — 7,76 и О — 27,87 %); Тдл. гемисукцината авермектина 158-161 °С.
При сравнительной оценке противопаразитарной активности изучаемых нами антгельминтиков было показано (табл. 1), что из 9 животных, обработанных препаратами гемакс, ивермек и ниацид-плюс, от строн-гилят желудочно-кишечного тракта освободились соответственно 8; 9 и 9 особей, то есть экстенсэффективность (ЭЭ) препаратов составила 89,9; 100 и 100 %. Инвазированность контрольных животных за время опыта существенно не изменилась.
Полученные результаты свидетельствуют о высокой антипаразитар-ной активности сравниваемых препаратов: через 28 сут после лечения все подопытные животные практически освободились от паразитов (величина
ЭЭ колеблется в пределах 84,0-100 %).
1. Сравнительная эффективность известных антгельминтиков и препарата гемакс при стронгилятозах желудочно-кишечного тракта овец
Вариант
Исходная инвазированность
ЭИ, % | ИИ, ед/г (Х±х)
Эффективность (ЭЭ), %
I о п ы т (хозяйства Бабаюртовского района, Республика Дагестан)
Гемакс, 1,0 мл/50 кг живой массы 25 100 183,4±19,0 84,0
Гемакс, 1,5 мл/50 кг живой массы 25 100 177,6±14,0 88,0
Контроль 6 100 159,4±12,0
II о п ы т (ГУП Учхоз «Леоновское», Московская обл., с. Конобеево)
Гемакс, 1,0 мл/50 кг живой массы 9 100 84,4±7,1 89,9
Ивермек, 1,0 мл/50 кг живой массы 9 100 96,8±11,3 100
Ниацид-плюс, 1,0 мл/50 кг живой массы 9 100 77,6±8,4 100
Контроль 4 100 92,5±9,2
П р и м е ч а н и е. ЭИ, ИИ и ЭЭ — соответственно экстенсинвазированность, интенсинвазирован-ность и экстенсэффективность (подробное описание см. в разделе «Методика»).
2. Биохимические и морфологические показатели крови инвазированных стронгилятами овец при обработке разными антгельминтиками (научнопроизводственный опыт)
Показатель | Контроль | Гемакс | Ивермек | Ниацид-плюс
Гемоглобин, г/л 89,60±6,20 83,46±7,23 77,52±5,84 86,32±7,12
Эритроциты, *1012/л 8,92±0,65 8,19±0,57 9,14±0,78 8,99±0,65
Лейкоциты, *109/л 7,49±0,53 7,12±0,46 6,89±0,70 7,15±0,62
Глюкоза, ммоль/л 4,17±0,46 4,68±0,32 3,95±0,40 4,38±0,47
Общий белок, г/л 58,70±0,44 64,10±0,72 59,80±0,65 62,09±0,57
%М, мг/мл 2,63±0,19 1,94±0,33 2,28±0,35 2,18±0,29
^О, мг/мл 22,57±0,24 20,90±0,31 19,43±0,13 18,64±0,20
1§А, мг/мл 0,97±0,06 1,09±0,07 1,30±0,08 1,22±0,05
Билирубин (общий), мкмоль/л 14,23±1,60 17,42±1,80 15,14±1,20 18,06±1,90
АсАТ, ед/л 53,40±0,63 56,20±0,48 51,70±0,59 49,80±0,70
АлАТ, ед/л 36,90±0,51 39,20±0,42 38,60±0,27 33,40±0,28
П р и м е ч а н и е. АсАТ и АлАТ — соответственно аспартатаминотрансфераза и аланинаминотранс-фераза.
Заслуживает внимания и тот факт, что разработанный препарат не оказывает какого-либо негативного воздействия на организм подопытных животных, о чем свидетельствуют основные морфологические и биохимические показатели крови у овец на 28-е сут опыта (табл. 2). Так, содержание гемоглобина, эритроцитов и лейкоцитов в крови у животных в контрольных и подопытных группах колебалось весьма заметно — соответственно от 77,52±5,84 до 89,60±6,20 г/л, от 8,19±0,57х1012/л до 9,14±0,78х1012/л и от 6,89±0,70*109/л до 7,49±0,53*109/л, но эти изменения находятся в пределах физиологической нормы.
Отмечалось также отсутствие негативного воздействия препаратов на функции печени: активность аминотрансфераз (аспартатаминотрансфе-разы и аланинаминотрансферазы — АсАТ и АлАТ) у контрольных и подопытных овец существенно не различалась. Как известно, важным показателем, дающим объективное представление о метаболизме печени, служит соотношение активности трансфераз (АсАТ/АлАТ), или коэффициент де Ритиса. В норме этот коэффициент равен 1,33. У контрольных животных его величина составляла 1,43, а в подопытных группах находилась в пределах 1,34-1,49 (см. табл. 2).
Анализируя приведенные данные с точки зрения современных представлений об адаптивном характере развития живых систем в постоянно варьирующих условиях среды, можно предположить, что при воздействии лекарственных средств на организм изменение активности ферментов пере-аминирования у подопытных животных носит приспособительный характер, обеспечивает им соответствующий метаболический статус и нивелирует
П
неблагоприятные эффекты от применения антгельминтных препаратов.
Ранее М.Х. Джафаровым с соавт. (6) было установлено, что ЛД50 гемисукцината авермектина Bi для белых мышей составляет 35,96 мг/кг, ЛД100 — 69,44 мг/кг (названия «гемисукцинат авермектина» в настоящей работе и «адермектин» в цитируемой статье — синонимы) и их величина соответствует значениям аналогичных показателей для исходного авермектина (6).
Таким образом, препарат гемакс, который был получен с помощью разработанного нами метода химической модификации авермектина В1а, характеризуется относительно низкой токсичностью и проявляет высокую противопаразитарную эффективность при стронгилятозах желудочно-кишечного тракта у овец.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Клиническая фармакология по Гудману и Гилману /Под ред. А.Г. Гилмана. М., 2006.
2. М и р з а е в М.Н., В о р о н и н Е.С., Д е в р и ш о в Д.А., С а в ч е н к о в С.Н. Препарат для борьбы с вредными насекомыми и гельминтами. Патент РФ № 02210362. 2003. Заявл. 27.12.2000. Опубл. 20.08.2003. (A61K31/00, A01N25/00 или RU 2210362 C2) http://ntpo.com/patents_medicine/medicine_6/medicine_1337.shtm.
3. S a n g s t e r N.C. Anthelmintic resistance: past, present and future. Int. J. Parasitol., 1999, 29(1): 115-124.
4. European strategic action plan on antibiotic resistance. Regional Committee for Europe. Baku, Azerbaijan, 12-15 September 2011. EUR/RC61/14. Sixty-first session. + EUR/RC61/Conf.Doc./7. http://www.euro.who.int/_data/assets/pdf_file/0008/147734/wd14E_AntibioticResistance_111380.pdf.
5. Д ж а ф а р о в М.Х., М и р з а е в М.Н., З а в а р з и н И.В., М е л ь н и ц к а я Т.И.,
3 а й ц е в С.Ю., М а к с и м о в В.И., К а м е р н и ц к и й А.В., Ч е р т к о в а В.В.,
4 е р н о б у р о в а Е.И., К р а ю ш к и н М.М., Я р о в е н к о В.Н. Синтез и биологическая активность стероидных дигидропиразолов. Российский иммунологический журнал, 2008, 2(11)(2-3): 192.
6. Д ж а ф а р о в М.Х., М и р з а е в М.Н., У р а з а е в Д.Н., З а й ц е в С.Ю., М а к с и м о в В.И. Противопаразитарная активность адермектина и соединений стероидной природы. Докл. РАСХН, 2010, 2: 45-46.
7. Д ж а ф а р о в М.Х., М и р з а е в М.Н., З а в а р з и н И.В. Противопаразитарная активность фамектина и некоторых соединений различной химической природы. С.-х. биол., 2011, 2: 108-112.
8. Д ж а ф а р о в М.Х., З а й ц е в С.Ю., М а к с и м о в В.И. Стероиды. Строение, получение, свойства и биологическое значение. Применение в медицине и ветеринарии. СПб, 2010: 200-215.
9. Macrolide antibiotics. Chemistry, biology and practice. 2nd edition /S. Omura (ed.). N.Y., Elsevier Science, 2002.
10. B u r g R.W., M i l l e r B.M., B a k e r E.E. et al. Avermectins, a new family of potent
anthelmintic agents: producing organism and fermentation. Antimicrob. Agents Chemother.,
1971, 5(9): 361-367.
11. Х э ф н е р Э.В., Х о л д о м К.С., Л и Ш.-Дж.Э. Способ получения авермектина и штаммы Streptomyces avermitilis — продуценты авермектина. Патент РФ № 2096462. Заявление 4355097/13. Опубл. 20.11.1997. Бюл. № 1.
12. М о с и н В.А., Д р и н я е в В.А., К о к о з Ю.М и др. Средство, усиливающее противоопухолевую активность химиопрепаратов, и способ лечения онкологических заболеваний. Патент РФ № 2250775. Заявл. 2002.11.06. Опубл. 27.04.2005 (RU 2250775 C2, классификация по МПК: A61K35/70, A61P35/00).
13. З а в а р з и н И.В., Д ж а ф а р о в М.Х., М и р з а е в М.Н., К о л о б о в А.В.,
Ч е р н о б у р о в а Е.И., Б о б о в а Т.А. 5-О-Сукциноилавермектин В1а, способ его
получения и антипаразитарное средство на его основе. Заявка на патент № 20011118586 от 11.05.2011.
14. M r o z i k H., E s k o l a Ph., F i s h e r M.H. et al. Avermectin acyl derivatives with anthelmintic activity. J. Med. Chem., 1982, 25: 658-663.
ФГБОУ ВПО Московская государственная Поступила в редакцию
академия ветеринарной медицины и 10 января 2011 года
биотехнологии им. К.И. Скрябина,
109472 г. Москва, ул. Академика Скрябина, 23, e-mail: mxd123@mail.ru
INVESTIGATION OF THE GEMACS DRUG EFFICIENCY UNDER THE GASTROINTESTINAL STRONGYLATOSIS IN SHEEP
M.Kh. Dzhafarov, I.V. Zavarsin, M.N. Mirzaev, Z.A. Devrishova, Yu.A. Yusupov
S u m m a r y
On sheep during their keeping in the pasturable conditions the authors investigated the anti-helmint efficiency of Gemax, the new drug on the base of avermectin hemisuccinate as substance, first synthesized by the authors by means of acylation of avermectin Bia. The data indicate high efficiency of Gemax as anti-helmint drug under the gastrointestinal strongylatosis of sheep.
Научные собрания
VIII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО БИОИНФОРМАТИКЕ РЕГУЛЯЦИИ И СТРУКТУРЫ ГЕНОМОВ И СИСТЕМНОЙ БИОЛОГИИ (BIOINFORMATICS OF GENOME REGULATION AND STRUCTURE/SYSTEMS BIOLOGY - BGRS/SB-2012)
(25-29 июня 2012 года, г. Новосибирск, Институт цитологии и генетики СО РАН)
Организаторы конференции: Институт цитологии и генетики СО РАН (ИЦиГ СО РАН), Сибирское отделение Российской академии наук (СО РАН), МОО ВОГиС, Отдел системной биологии ИЦиГ СО РАН, Кафедра информационной биологии факультета естественных наук Новосибирского государственного университета (ФЕН НГУ).
Биоинформатика — быстро развивающаяся наука, в связи с этим каждая из прошедших конференций серии BGRS была ориентирована на наиболее актуальные для своего времени вопросы. В сохранение и развития этой традиции конференция BGRS-2012 посвящена биоинформатике и системной биологии.
Основные представляющие интерес содержательные области пересечения биоинформатики и системной биологии:
■ Компьютерная геномика, транскриптомика и хромосомика, полногеномное секве-нирование и персональные геномы, пространственная организация генетического материала в клетке.
■ Алгоритмы ассемблирования, аннотация геномов и метагеномов.
■ GWAS, ассоциативные признаки, анализ полиморфизмов.
■ Биоинформатика сложных количественных признаков (QTL).
■ Биоинформатика и структурная биология, молекулярная динамика биологических макромолекул и супрамолекулярных комплексов.
■ Биоинформатика и поиск новых фармакологических мишеней.
■ Реконструкция и моделирование генных сетей.
■ Метаболическая инженерия и биоинформатика.
■ Синтетическая компьютерная биология и экспериментальное конструирование искусственных молекулярно-генетических систем.
■ Эволюционная биоинформатика.
■ Биоинформатика нервной системы и мозга.
■ Биоинформатика морфогенеза.
■ Биоинформатика стволовых клеток и эпигеномика.
■ Суперкомпьютерные и параллельные вычисления в биоинформатике.
■ Интеграция данных и автоматическое извлечение знаний из текстов научных публикаций и баз данных.
В рамках конференции BGRS/SB-2012 также пройдет школа молодых ученых «Биоинформатика и системная биология».
Контакты и информация:
Официальный сайт конференции — http://conf.nsc.ru/BGRSSB2012, e-mail bgrs2012@bionet.nsc.ru
Новые книги
К а р т е л ь H.A., М а к е е в а E.H., М е-з е н ко А.М. Генетика: Энциклопедический словарь. Минск: изд-во «Беларуская навука», 2011, 1106 с.
Научно-справочное пособие по генетике (второе издание, существенно дополненное
и исправленное). Содержит более 8000 терминов, приведенных в алфавитном порядке. Впервые предлагается англо-русско-белорусский переводной словарь генетических терминов. Рассчитан на ученых, преподавателей, студентов, производственных специалистов.
