CC BY
15
УДК 616.982.27-039
С.Н.Тихонов, К.А.Ротов, В.В.Алексеев, Е.А.Снатенков
изучение протективных свойств липосомАльного и свободного гентамицина при аэрогенном заражении возбудителем мелиоидоза
ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт», Волгоград
Представлены данные по изучению протективных свойств свободной и липосомальной форм гентамицина при аэрогенном заражении возбудителем мелиоидоза. При сравнительном изучении препаратов выявлено, что иммобилизация гентамицина в липосомы позволила существенно увеличить ЕD50 препарата. Это может быть связано с повышенной сорбцией липосомального препарата паренхиматозными органами, в том числе легкими.
Ключевые слова: мелиоидоз, гентамицин, липосомы.
S.N.Tikhonov, K.A.Rotov, V.V.Alekseev, E.A.Snatenkov
Study of Protective Properties of Gentamicin in Liposome-Entrapped and Free Forms in Case of Aerogenic Melioidosis Infection
Volgograd Research Anti-Plague Institute, Volgograd
Presented are data on investigation of protective properties of free and liposome-entrapped forms of gentamicin against aerogenic infection caused by melioidosis agent. Comparative study identified that immobilization of gentamicin into liposomes increased substantially the ED50 of the preparation. This, probably, can be related to higher sorbtion of liposomal preparation by parenchymal organs including lungs.
Key words: melioidosis, gentamicin, liposomes.
Мелиоидоз - инфекционное заболевание, распространение которого в природе имеет определенные географические границы (регионы с влажным субтропическим климатом). Также, по данным экспертов, возбудитель мелиоидоза - ВигккоШепа р8вийота11& - является потенциальным агентом биотерроризма [1, 6, 8]. Сложности лечения мелиоидоза, в первую очередь, обусловлены природной резистентностью возбудителя ко многим антибиотикам. Летальность при несвоевременно начатой терапии у больных септической и легочной формой мелиоидоза превышает 90 %. Ранее нами было показано, что иммобилизация гентамицина в липосо-мы повышает эффктивность лечения экспериментального мелиоидоза [5].
Целью данной работы явилось изучение протек-тивных свойств липосомального и свободного гента-мицина при аэрогенном заражении животных возбудителем мелиоидоза.
Материалы и методы
Липосомы готовили методом выпаривания и обращения фаз [2] из хроматографически чистых лецитина и холестерина (<^егуа», Германия) в весовом соотношении 7:3. Материалом для включения внутрь липосом служил гентамицина сульфат (ОАО «Синтез», Курган, Россия). Экструзию липосомаль-ного гентамицина проводили через поликарбонат-ные мембраны с размером пор 100 нм. Средний размер и однородность по размеру липосом определяли методом электронной микроскопии (инструментальное увеличение - 120000). Количество включенного
в липосомы антимикробного препарата определяли микробиологическим методом [4]. Степень окисления липидов липосомальной мембраны (проба Клейна) определяли спектрофотометрически [7]. В эксперименте нами были использованы белые мыши и белые крысы обоего пола по 7 животных в группе, свободную и липосомальную форму препарата вводили животным внутрибрюшинно однократно за 4 ч до заражения в дозах 6,0; 3,0 и 4,26; 2,13 мг соответственно. Контролем служили интактные животные. Экспериментальных животных заражали в динамической камере аэрозольной лаборатории суточной культурой В. pseudomallei 100 в дозе 10, 20 и 40 LD50. Наблюдение за животными проводили в течение 30 сут. Об эффективности антибиотиков судили по количеству павших животных, ЕD50, средней продолжительности жизни. Эффективную дозу лекарственного препарата оценивали общепринятым методом [3].
Результаты и обсуждение
Нами проведено изучение протективных свойств липосомального и свободного гентамицина сульфата при аэрогенном заражении белых мышей возбудителем мелиоидоза Однократное введение животным липосомального гентамицина сульфата за 4 ч до заражения в дозах 4,26 и 2,13 мг/мышь способствовало выживанию 85 и 57 % животных соответственно. Применение свободного антибиотика было менее эффективным, процент защиты составил всего 14 и 28 % от общего количества мышей при использовании 3 и 6 мг антибиотика на животное, ED50 липосо-
мального гентамицина сульфата в 2 раза ниже таковой неиммобилизованного препарата (3,68 и 7,54 мг соответственно).
При использовании заражающей дозы 40 LD50 ED50 липосомального гентамицина сульфата составила 4,1 мг, что в 1,8 раза меньше чем при применении свободного антибиотика (ED50 = 5,9 мг).
В следующем исследовании протективных свойств гентамицина сульфата в свободной и ли-посомальной формах при аэрогенном заражении B. pseudomallei 100 в качестве экспериментальных животных нами были использованы белые крысы. Применение липосомального гентамицина сульфата в дозах 4,26 и 2,13 мг при заражающей дозе 10 LD50 было эффективным. При этом выжило 75 % белых крыс, свободная форма препарата в дозах 6 и 3 мг была менее эффективна и позволила выжить 50 % животных. ED50 иммобилизованного в липосомы антибиотика составила 3,29 мг, что в 1,9 раза меньше. чем у свободного гентамицина сульфата (6,28 мг).
Сравнительное изучение протективных свойств гентамицина сульфата в свободной и липосомальной формах при аэрогенном заражении B. pseudomallei 100 при использовании заражающей дозы 20 LD50 показало значительные преимущества фосфолипидных везикул с включенным внутрь антибиотиком перед обычной формой препарата. Применение свободной формы антибиотика в дозах 6,0 и 3,0 мг позволила выжить всего 25 % животных в каждой группе.
Использование липосомального гентамицина сульфата в дозах 4,26 и 2,13 мг позволило увеличить процент защиты до 75 и 50 соответственно. ED50 ли-посомального гентамицина сульфата была ниже в 1,9 раза в сравнении со свободным (3,95 и 7,7 мг соответственно).
Таким образом, применение липосомальных антибактериальных препаратов было более эффективным, чем использование в качестве протективного агента свободного антибиотика при экспериментальной аэрогенной мелиоидозной инфекции, что может быть связано с повышенной сорбцией липосомаль-
ного препарата паренхиматозными органами, в том числе, легкими.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. АлексеевВ.В., ТихоновН.Г., Липницкий А.В., ПучковВ.С., Алексеева В.В., Кивокурцева Т.Ю. Аэрогенные инфекции в аспекте проблемы биотерроризма. Пробл. особо опасных инф. 2003; 85:20-7.
2. Антонов В.Ф., Торчилин В.П. Липосомы: применение в биологии и медицине. М.: Медицина; 1985. 182 с.
3. Владимирский М.А., Ладыгина Г.А., Тенцова А.И. Эффективность стрептомицина, включенного в липосомы, при экспериментальном туберкулезе у мышей. Антибиотики. 1983; 1:23-6.
4. Дмитриева В.С. Микробиологический контроль активности антибиотических препаратов. М.: Медицина; 1965. 112 с.
5. Ротов К.А., Тихонов С.Н., Снатёнков Е.А., Алексеев В.В., Антонов В.А., Алексеева В.В., Савченко С.С., Курилов В.Я. Нанолипосомальный гентамицин и его применение для лечения мелиоидоза. Вестник Волгоградского гос. мед. университета. 2009; 4(32):110-13.
6. Bossi P., Tehnell A., Baka A. et al. Bichat guidelines for the clinical management of glanders and melioidosis and bioterrorism-related glanders and melioidosis. Euro. Surveill. 2004; 9:17-8.
7. Klein R.A. The detection of oxidation in liposome preparations. Biochim. Biophys. Acta. 1970; 210:486-9.
8. Wheelis M. First shots fired in biological warfare. Nature. 1998; 395:213.
References (Presented are the Russian sources in the order of citation in the original article)
1. Alekseev VV, TikhonovN.G., LipnitskyA.V, Puchkov VS.,Aleekseeva VV, KivokurtsevaT.Yu. [Aerogenic infections regarded from the viewpoint of bioterrorism problems]. Probl. Osobo Opasn. Infek. 2003; 85:20-7.
2. Antonov VF, Torchilin VP. [Liposomes: Application in Biology and Medicine]. M: Meditsina; 1985. 182 p.
3. Vladimirsky MA., Ladygina G.A., Tentsova A.I. [Effectiveness of liposome-incorporated streptomycin in experimental tuberculosis in mice]. Antibiotiki.1983; 1:23-6.
4. Dmitrieva VS. [Microbiological Control of Antibiotic Preparations Activity]. M: Meditsina; 1965. 112 p.
5. Rotov K.A., Tikhonov S.N., Snatenkov E.A., Alekseev VV, Antonov V.A., Alekseeva VV, Savchenko S.S., Kurilov VYa. [Liposome-entrapped gen-tamicin and its use in treatment of melioidosis].Vestnik Volgograd. Gos. Med. Univ. 2009; 4(32):110-13.
Authors:
Tikhonov S.N., Rotov K.A., Alekseev V.V., Snatenkov E.A. Volgograd Research Anti-Plague Institute. Golubinskaya St., 7, Volgograd, 400131, Russia. E-mail: [email protected]
Об авторах:
Тихонов С.Н., Ротов КА., Алексеев В.В., Снатенков Е.А. Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт. 400131, Волгоград, ул. Голубинская, 7. Е-тай: [email protected]
Поступила 18.04.11.
