CC BY
43
Биомедицина • № 5, 2010, С. 79-81
Общетоксическое действие пептидного антибиотика ареницина
им. академиков М.М. Шемякина
И.А.Дьяченко
Филиал Института биоорганической химии и ЮА.Овчинникова (ФИБХ РАН), Пущино
Ареницин является эндогенным антибиотиком беспозвоночного Arenicola marina (пескожил морской), относящегося к классу Polychaeta (многощетин-ковые) типа Annelida (кольчатые черви). Молекула Ареницина представляет собой немодифицированную пептидную цепь, содержащую 21 аминокислотный остаток и стабилизированную одной дис-ульфидной связью, замыкающей цикл из 18 аминокислотных остатков. Ареницин вырабатывается целомоцитами (фагоцитирующими клетками целома червя) и обладает антибактериальной и противогрибковой активностью. Механизм действия Ареницина предположительно состоит в избирательном нарушении барьерной функции клеточных мембран патогенных микроорганизмов, не затрагивающем мембраны клеток организма-хозяина. Ареницин является представителем принципиально нового семейства антимикробных пептидов и может найти применение в качестве антибиотика широкого спектра действия.
Целью данного исследования было изучение общей токсичности пептидных антибиотиков на мышах CD -1.
Материалы и методы
Исследования выполнялись на мышах CD-1. Животные были получены из НПП ФИБХ «Питомник лабораторных животных» и содержались в барьер-
ных помещениях в стандартных условиях, рекомендуемых для содержания грызунов [2]. Все манипуляции, проводимые на животных, были рассмотрены и одобрены биоэтической комиссией ФИБХ. Пептиды вводили, внутрибрюшинно, использовали стандартные объемы введения [2]. Определение класса токсичности, а также летальных (ЛД16, ЛД50) и максимальных толерантных доз (МТД) выполняли при однократном введении вещества самцам мышей . Для определения класса токсичности использовали рекомендации руководства 420 OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) [3]. Введение начинали со стартовой дозы 50 мг/кг. В зависимости от токсических проявлений и способа введения в предыдущей группе следующим группам животных вводилась большая или меньшая доза. После введения за всеми животными проводилось наблюдение в течение 3-х дней, затем проведена их эвтаназия и некропсия. Расчет ЛД16 и ЛД50 производили методом наименьших квадратов с использованием пробит-анализа [1]. За МТД принималась максимальная доза, при которой наблюдались выраженные признаки токсичности у нескольких животных и гибель не более 1 животного в группе.
Результаты и их обсуждение
Предварительное исследование Аре-ницина выявило, что 30 мг/кг являет-
ся МТД, последующее увеличение дозы вызвало токсическую гибель экспериментальных животных, из чего и был произведен расчет ЛД50. В исследовании острой токсичности, результаты клинического осмотра выявили основные отклонения внешних изменении состояния здоровья экспериментальных животных в дозах 30 мг/кг и 35 мг/кг Ареницина. Обнаружено, что как у самок, так и у самцов отклонение в состояние были одинаковыми, что указывает на общие «системы» мишени пептида Ареницин. Внешний клинический осмотр животных в 1-й день после введения дозы 30 мг/кг Ареницина показал, что у 100% самцов наблюдается затрудненное дыхание, малая частота дыхания. Предположительно данные клинические проявления указывают на нарушение функционирования дыхательного центра, паралич межреберных мышц, угнетение холинергических процессов, аналогичные проявления наблюдались и у самок, соответственно. Пальпация экспериментальных животных в области сердца выявила нарушения частоты,
ритмичности и последовательности возбуждения и сокращения сердца, что указывает на аритмию. Данные проявления подтверждают нарушение дыхательного центра и сердечно - легочную недостаточность, аналогичные признаки наблюдались и у самок.
Внешний клинический осмотр выявил низкую двигательную активность или дремотное состояние всех экспериментальных животных получавших Аре-ницин. Данный признак указывает на подавление ЦНС снижением двигательной активности. В дозе 30 мг/кг у 35% самцов и 55% самок обнаружено клониче-ское дыхание, синюшная кожа, в дозе 35 мг/кг у 50% самцов и 42% самок обнаружено клоническое дыхание и синюшная кожа. Данные признаки указывают на нарушение нервно - мышечной передачи и дыхательной недостачи. Проявление данных признаков вызывало гибель животных через 20-25 минут. В исследовании острой токсичности обнаружено, что самцы после введения Ареници-на в дозе 30 мг/кг к 14 дню исследования не набрали вес в отличие от группы Рас-
Таблица
Изменение веса тела у самцов и самок мышей CD-1 при введении растворителя и Ареницина
с о с со |“ а 'а' 11 . . 5 (0 О. Группа: №2 (Ареницин 30 мг/кг) Группа: №3 (Ареницин 35мг/кг)
Самцы п=6 Самки п=6 Самцы п=7 Самки п=5 Самцы п=5 Самки п=3
1-й день, г 32,2±2 24,1±1,3 31,7±3,7 24,1±1,4 30,5±3,3 22,3±4,1
7-й день, г 33,3±2,3 24,9±1,6 30,4±3,6 25±1,5 29,7±3,1 22,5±4,0
7-й день, % 3,6±5,9 3,3±4,2 -4±3,9 3,8±1,4 -2,6±2,3 1,0±1,5
14-й день, г 34±2,9 25,7±1,2 30,8±3,6 25,8±1,7 30,3±1,7 22,8±4,1
14-й день, % 5,5±7,3 6,7±4,1 -2,7±4,1 6,9±3,7 -0,3±7,3 2,2±2,2
# - Р<0,05 относительно группы «1-й день»
творитель (табл.). Такие результаты наблюдались и в группе 35 мг/кг. Однако самки к 14 дню эксперимента проявляли тенденцию к набору веса после введения Ареницина.
Выводы
Таким образом, МТД для Ареницин 30 мг/кг, ЛД50 - 38,1, ЛД16 - 32,6. Результаты клинического осмотра в первый день после введения Ареницин показали, что гибель животных наблюдается в первые 20-25 минут после введения. Проявление клонического дыхания и синюшной кожи вызывает гибель животного. Обнаруженные клинические признаки указывают на угнетение дыхательного центра, сердечно - легочной недостаточности, подавления ЦНС. Пептидный ан-
тибиотик Ареницин может быть отнесен к 3 классу токсичности (20>ЛД50>700 мг/кг) для мышей CD-1. В исследовании острой токсичности обнаружено изменение веса тела экспериментальных животных, в котором самки быстрее переносили исследуемый препарат, проявляя тенденцию к набору веса.
Список литературы
1. Гуськова Т.А. Токсикология лекарственных средств. М.: МДВ, 2008.
2. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. Под ред. Р.У. Хабриева. М.: Медицина, 2005.
3. Acute Oral Toxicity - Fixed Dose Procedure. OECD Guideline for the Testing of Chemicals. Guideline 420. Paris: OECD, 2001.
