CC BY
9
Актуальт проблеми сучасно! медицини
tion of the fetus.
УДК 615.828.3:547.828.3 Щербак О. М.
ШВИДК1СТЬ ФОРМУВАННЯ РЕЗИСТЕНТНОСТ1 ЗБУДНИК1В ГРИБКОВИХ 1НФЕКЦ1Й ЩОДО ПОХ1ДНИХ 4Я-П1РИДО[4Г,3Г:5,6]П1РАНО[2,3-^]П1РИМ1ДИНУ
ДУ «1нститут 1тробюлоги та iмунологN iM. 1.1. Мечникова НАМН Украши» м. Харш
Проведено досл{дження швидкост1 формуван-ня резистентност{ збуднитв грибкових т-фекцш - родiв Candida та Aspergillus щодо нових rnxidHux 4Н-тридо[4\3^:5,6]трано[2,3-d]nipuMiduHy. При тридцятикратному культивуванн грибiв на середовищах, що Mi-стили зростaючi концентрацп дослiджениx сполук, було встановлено повшьне формування резистентност1 збуднитв грибкових тфек-цш до нових поxiдниx конденсованих ттроге-новм^них гетероциклiв, що мютять пiримi-диновий фрагмент. Отриман результати свiдчaть про перспективтсть подальшого ви-вчення властивостей поxiдниx 4Н-пiридо[4\3^:5,6]пiрaно[2,3-d]пiримiдину з метою створення на гх основi ефективних засо-бiв для профшактики i лтування грибкових захворювань.
Ключовi слова: похщнл 4Н-глридо[4',3':5,6]гпрано[2,3-с(]гпримщину, збудники грибкових шфекцш, резистентнють.
Публка^я мае зв'язок i3 виконанням науково-дослщно'!' ро-боти АМН 99/2011 «Протимiкробна активнють нових конденсованих нлтрогеновмюних сполук та перспективи створення на ix основi профтактичних i лкувальних засобiв» № ДР 0111U004733.
Вступ
Розповсюдженють шфекцш, викликаних ан-тибютикорезистентними бактерiями, зростае в усьому свт з кожним днем [1, 2, 7]. Головним чинником збiльшення ктькосп антибютикостш-ких бактерiй е зростання застосування антимк-робних препаратiв та пщвищення частоти вико-ристання антибютиш широкого спектру дм [2, 7]. Надмiрне i нерацiональне застосування антимк-робних засобiв призводить до виникнення анти-бiотикостiйкиx патогенiв, сприяе пригшченню конкурентно' ендогенно'' мiкрофлори та активному розмноженню грибiв, що стае основною причиною с^мкого поширення грибково' шфек-цп [4 - 6]. За даними офщшно' статистики в останн роки частота грибкових уражень зросла до 20 % [5]. В Украши захворюванють на грибко-вi iнфекцií перевищуе 30 % [4]. У зв'язку iз змн ною спектру збудникiв та виникненням штамiв грибiв, стiйкиx до лкарських препаратiв, що найбiльш широко вико ристовуються виникае необхщнють пошуку нових стратепчних пiдxодiв [2 - 4]. Одним iз заxодiв для боротьби з резисте-нтнiстю е пошук нових протигрибкових препара-
тiв та розробка шляxiв та засобiв направленого синтезу речовин з антифунгальними властивос-тями [2]. Перспективними у якост потенцшних протигрибкових засобiв можуть стати похщш конденсованих нiтрогеновмiсниx гетероциклiв, що мютять пiримiдиновий фрагмент. Нашими попередыми дослiдженнями нових поxiдниx 4Н-шридо[4\3,:5,6]трано[2,3-с(]тримщину було встановлено 'х високу антифунгальну активнють щодо збудниюв грибкових шфекцш.
Мета роботи
Дослщження швидкостi формування резисте-нтностi збудникiв грибкових шфекцш - грибiв ро-дiв Candida та Aspergillus щодо нових синтетич-них конденсованих ытрогеновмюних сполук, що мютять шримщиновий фрагмент.
Матерiали i методи
Об'ектом дослiдження були найбтьш перспе-ктивнi за протигрибковою активнютю поxiднi 4Н-шридо[4\3,:5,6]трано[2,3-с(]тримщину, якi впе-рше синтезованi на кафедрi оргашчно' xiмií На-цiонального фармацевтичного ушверситету МОЗ Украши пiд керiвництвом д.х.н. Журавель I.
0. Сполукам надан власн коди. Дослiджено швидкiсть формування стшкосп щодо похщно^ з групи М-арилацетам^в сполуки 125, поxiдноí тюшв сполуки 133, 4-алкiлсульфанiлпоxiдноí сполуки 136 та похщно^ ацетамiдiв сполуки 149. У якост розчинника в дослщах було використа-но диметилсульфоксид. Вихщш розчини сполук доводили до концентрацп 1000 мкг/мл. Формування резистентних варiантiв мiкроорганiзмiв щодо сполук нового синтезу проводилось на штамах C. albicans ATCC 885-653, C. rugosa Скляр -2/1 та A.niger АТСС 704, як було одержано з фтп музею мiкроорганiзмiв ДУ " IMI iм. I.
1. Мечникова НАМН Украши ".
Вивчення швидкостi формування стiйкостi мн кроорганiзмiв щодо речовин нового синтезу проводилось in vitro, шляхом пасажiв тест-штамiв на поживних середовищах (бульйон та агарi Сабу-ро), що мютили зростаючi дози дослiджуваниx сполук.
Для порiвняння було застосовано субстанци антисептика гексетидину (похщного пiримiдину) та протигрибкових препара^в флуконазолу, ке-токоназолу та ^раконазолу. Взагалi було вико-нано по тридцять пасаж1в мiкроорганiзмiв в при-сутностi суббактерiостатичниx концентрацiй до-слщжуваних речовин. При дослiдженнi визнача-лась кратнють збiльшення мiнiмальноí iнгiбуючоí концентрацп (М1К) на п'ятому, десятому, п'ятнадцятому, двадцятому, двадцять п'ятому та тридцятому пасаж
Результати дослвдження та ix обговорення За результатами проведених дослщжень встановлено досить повiльне формування рези-стентностi C. albicans щодо нових синтетичних конденсованих штрогеновмюних сполук. До десятого пасажу виxiдна М1К не зростала у жодноí
В1СНПК ВДНЗУ «Украгнсъка медична стоматологгчна академ1я»
3 дослщжуваних сполук. Ттьки пюля п'ятнадцяти пасажiв в присутностi похщноТ N-арилацетамiдiв сполуки 125 М1К для C. albicans ATCC 885-653 збтьшилась удвiчi у порiвняннi з вихщним piBHeM (3,9 мкг/мл). До пятнадцатого пасажу М1К сполуки 125 досягла 7,8 мкг/мл i за-лишалась на цьому piBHi до двадцать пятого пасажу. Подальше культивування C. albicans ATCC 885-653 в присутност сполуки 125 показало, що пюля двадцять пятого пасажу М1К збн льшилась в 4 рази та залишалась на piвнi 15,6 мкг/мл до кiнця експерименту.
Ще повiльнiшe peзистeнтнiсть C. albicans фо-рмувалася щодо трьох шших дослiджeних речо-вин. М1К 4-алктсульфантпохщноТ сполуки 136 та похiдноТ ацетам^в сполуки 149 збiльшилась удвiчi ттьки пюля двадцяти пасаж1в (сполуки 136 - з 7,8 мкг/мл до 15,6 мкг/мл та сполуки 149 - з 3,9 мкг/мл до 7,8 мкг/мл). У похщноТ тюыв сполуки 133 М1К збтьшилась удвiчi (вщ 7,8 мкг/мл до 15,6 мкг/мл) ттьки пюля двадцять пятого пасажу. Надалi до тридцятого пасажу культивування C. albicans ATCC 885-653 в при-сутност сполук 133, 136 та 149 не призвело до подальшого зростання М1К.
Формування резистентност C. albicans щодо бшьшосп пpeпаpатiв поpiвняння вiдбувалося швидше та бiльш нepiвномipно. Повiльно чутли-вiсть C. albicans ATCC 885-653 знижалася щодо гексетидину. М1К гексетидину збтьшилась удвiчi ( вщ 31,2 мкг/мл до 62,5 мкг/мл) пюля п'ятнадцяти пасаж1в, а до тридцятого пасажу - у
4 рази ( до 125,0 мкг/мл ).
Зовам шша картина спостер^алася пщ час пасування C. albicans ATCC 885-653 в присутно-ст кетоконазолу та флуконазолу. Стшкють до них формувалась досить швидко. Початкова М1К кетоконазолу для C. albicans ATCC 885-653 складала 7,8 мкг/мл, для флуконазолу - 31,2 мкг/мл. Вже пюля п'ятого пасажу щодо обох препара^в вона зросла у 2 рази; а по завершен-н п'ятнадцяти пасажiв чутливють C. albicans ATCC 885-653 як щодо кетоконазолу, так i по вщношенню до флуконазолу знизилась у 4 рази. При проведены подальших пасажiв до кшця експерименту М1К кетоконазолу зросла з 7,8 мкг/мл до 62,5 мкг/мл, а М1К флуконазолу - 31,2 мкг/мл до 500,0 мкг/мл. Отже, по завершенню експерименту чутливють C. albicans ATCc 885653 щодо кетоконазолу зменшилась у 8 pазiв та щодо флуконазолу - у 16 pазiв. Формування ре-зистeнтностi C. albicans щодо ^раконазолу проходило дещо повтьыше. Зменшення чутливостi штаму C. albicans ATCC 885-653 удвiчi зареест-ровано пiсля п'ятнадцяти пасаж1в, у 4 рази - ш-сля 20 пасаж1в та 8 pазiв - пiсля тридцяти паса-жiв.
Отже, тридцятикратне культивування тест-штаму C. albicans ATCC 885-653 в присутност зростаючих концeнтpацiй речовин нового синтезу знизило чутливють C. albicans ATCC 885-653 до сполуки 125 у 4 рази та сполук 133, 136 та
149 - у 2 рази. У порiвняннi Í3 кетоконазолом, ít-раконазолом i особливо - Í3 флуконазолом формування резистентност C. albicans ATCC 885653 щодо нових синтетичних конденсованих шт-рогеновмюних сполук вщбувалось повтьыше. За швидкютю формування резистентност C. albicans ATCC 885-653 серед уах препара^в порн вняння лише гексетидин сшввщносився iз сполу-кою 125, стшкють C. albicans ATCC 885-653 щодо решти дослщжуваних речовин нового синтезу формувалася повтьыше за гексетидин.
Майже аналопчною була i швидкють зростання стшкосп Candida non-albicans щодо обра-них для дослщження речовин нового синтезу. Пiсля п'ятого пасажу вихщна М1К не зростала у жодноТ з чотирьох дослщжуваних речовин. Зменшення чутливост штаму C. rugosa Скляр-2/1 удвiчi спостер^алось в результатi проведення десяти пасаж1в щодо похщноТ М-арилацетам^в сполуки 125, пюля п'ятнадцяти пасаж1в - щодо похщноТ тюжв сполуки 133 та 4-алктсульфантпохщноТ сполуки 136 i пюля двадцяти пасаж1в - щодо похщноТ ацетам^в сполуки 149. Надалi до завершення експерименту чутливють штаму C. rugosa Скляр-2/1 щодо сполук 133 та 136 не змшювалась. Що стосуеться чут-ливост штаму C. rugosa Скляр-2/1 щодо сполук 125 та 149, то загалом к тридцятому пасажу Тх М1К збтьшилась у 4 рази.
За швидкютю формування стшкосп C. rugosa Скляр-2/1 щодо препара^в порiвняння лише гексетидин наближався до нових сполук, хоча зна-чно поступався Т'м за протигрибковою активню-тю. Так, початкова М1К гексетидину для штаму C. rugosa Скляр-2/1 склала 62,5 мкг/мл. Пюля десятого пасажу було зареестровано зменшення чутливост C. rugosa Скляр-2/1 удвiчi та пюля двадцятого пасажу - у 4 рази. По завершенню експерименту чутливють C. rugosa Скляр-2/1 за-лишалася зниженою у порiвняннi iз вихщною у 4 рази, а М1К гексетидину дорiвнювала 250,0 мкг/мл. Формування резистентностi C. rugosa Скляр-2/1 щодо решти препара^в порiвняння вiдбувалося ще швидше. Зареестровано зни-ження чутливостi штаму C. rugosa Скляр-2/1 щодо кетоконазолу удвiчi пюля десятого пасажу, у 4 рази - пюля двадцятого та пюля тридцятого - у 8 разiв. В результат проведення тридцяти пасажiв М1К кетоконазолу зросла з 0,5 мкг/мл до 4,0 мкг/мл. Швидше за ва iншi препарати порiв-няння резистентнють штаму C. rugosa Скляр-2/1 формувалася до флуконазолу. Так, початкова М1К флуконазолу для C. rugosa Скляр-2/1 складала 62,5 мкг/мл. Пюля п'ятого пасажу було зареестровано зменшення чутливост дослщжено-го штаму у^ч^ пюля п'ятнадцятого М1К дорiв-нювала вже 250,0 мкг/мл, а пюля двадцять п'ятого - вже 500,0 мкг/мл та залишалася такою до завершення експерименту. В цтому, вщ початку дослав до завершення, чутливють C. rugosa Скляр-2/1 щодо флуконазолу знизилась у 8 разiв.
Актуальт проблеми сучасно!" медицини
Швидкiсть формyвання резистентностi C. rugosa Cкляр-2/1 щодо iтраконазолy характери-зyвалась постyповiстю. Удвiчi MIK iтраконазолy зросла лише пюля п'ятнадцятого пасажy (з 0,6 мкг/мл до 1,0 мкг/мл), y 4 рази (2,0 мкг/мл) - пюля двадцятого пасажy. По завершены експери-ментy MIK дорiвнювала 3,9 мкг/мл, отже чутливють штамy C. rugosa ^ляр-2/1 щодо ^ракона-золу знизилась y 8 разiв.
Tаким чином, в резyльтатi тридцятикратного кyльтивyвання штамy C. rugosa ^ляр-2/1 в при-сyтностi зростаючих концентрацш нових синте-тичних конденсованих штрогеновмюних сполук чyтливiсть щодо похiдноï тюшв сполуки 133 та 4-алктсульфашлпохщноТ' сполуки 136 знизилась у 4 рази, похщноТ ^арилацетам^фв сполуки 125 та похщноТ ацетам^фв сполуки 149 - лише у 2 рази, що свщчить про досить повтьне формування резистентносп C. rugosa ^ляр-2/1 щодо дослiджених речовин . За швидкютю формування резистентност C. rugosa ^ляр-2/1 серед уах препара^в порiвняння лише гексетидин набли-жався до дослiджених речовин. Формування ре-зистентностi C. rugosa ^ляр-2/1 щодо речовин нового синтезу вщбувалося значно повiльнiше за решту препара^в порiвняння - кетоконазолу, iтраконазолy i флуконазолу.
Швидкють формування резистентност A.niger ATCC 704 до нових синтетичних конденсованих штрогеновмюних сполук характеризувалась 6í-льшою постyповiстю, нiж у грибiв роду Candida. При десятикратному культивуванш штаму A.niger ATCC 704 вихщна MIK не зросла у жодноТ з чотирьох дослщжуваних сполук. Подальше дослщження A.niger ATCC 704 в присутност зростаючих концентрацш речовин нового синтезу показало, що MIK похщноТ' ^арилацетам^фв сполуки 125 та 4-алктсульфашлпохщноТ' сполуки 136 збтьшилась yдвiчi пюля п'ятнадцяти па-сажiв, а похщноТ тюшв сполуки 133 та похщноТ ацетам^фв сполуки 149 - пюля двадцяти паса-жiв. При подальшому культивуванш до завершення експерименту чутливють штаму A.niger ATCC 704 щодо сполук 133, 136 та 149 не змн нювалась. Що стосуеться сполуки 125, ÏÏ MIK збтьшилась у 4 рази пюля двадцять п'ятого пасажу (вщ 7,8 мкг/мл до 31,2 мкг/мл) та залиша-лася такою до кшця експерименту.
За швидкютю формування стшкосп штаму A.niger ATCC 704 щодо препара^в порiвняння лише ^раконазол наближався до похщноТ' N-арилацетам^фв сполуки 125. Tак, початкова MIK ^раконазолу для штаму A.niger ATCC 704 скла-ла 2,0 мкг/мл. Пюля десятого пасажу було зареестровано зменшення чутливост A.niger ATCC 704 yдвiчi та пюля двадцятого пасажу - у 4 рази. Щодо решти дослщжуваних речовин нового синтезу формування резистентност A.niger ATCC 704 вщбувалося повтьшше за ^раконазол.
до решти препара^в порiвняння формувалася ще швидше. Зареестровано зниження чутливост штаму A.niger ATCC 704 щодо гексе-
тидину yqBÎ4i пюля десятого пасажу, у 4 рази -пюля двадцятого та пюля тридцятого - у 8 pa3iB. В результат проведення тридцяти пасаж1в М1К гексетидину зросла з 62,5 мкг/мл до 500,0 мкг/мл. Ще бтьшу швидкють формування стш-кост штаму A.niger АТСС 704 встановлено у кетоконазолу та флуконазолу. Вже пюля п'ятого пасажу було зареестровано зменшення чутли-вост дослщженого штаму щодо даних препара-^в у^чк У 4 рази збтьшилась М1К флуконазолу пюля десяти пасаж1в та кетоконазолу - пюля п'ятнадцяти. Пюля двадцяти пасаж1в М|К кетоконазолу та флуконазолу збтьшилась у 8 разiв (кетоконазолу - з 3,9 мкг/мл до 62,5 мкг/мл, флуконазолу - з 62,5 мкг/мл до 500,0 мкг/мл).
Отже, в результат тридцятикратного культивування штаму A.niger АтСС 704 в присутност зростаючих концентрацш нових синтетичних конденсованих штрогеновмюних сполук чутливють щодо похщноТ' М-арилацетам^фв сполуки 125 знизилася у 4 рази та до решти дослщжених речовин нового синтезу - лише у 2 рази, що свн дчить про повтьне формування резистентносп до цих речовин . За швидкютю формування ре-зистентност A.niger АТСС 704 серед уах препарат порiвняння лише ^раконазол наближався до похщноТ' М-арилацетам^фв сполуки 125. Щодо решти дослщжених нових сполук, набуття стш-кост A.niger АТСС 704 вщбувалося значно повн льшше як за ^раконазол, так i за iншi препарати порiвняння - гексетидин, кетоконазол та флуко-назол.
Висновки
При тридцятикратному культивуванш грибiв родiв Candida та Aspergillus на середовищах, що мютили зростаючi концентраци дослщжених по-хщних 4Н-шридо[4',3':5,6]шрано[2,3-
С]шримщину, було встановлено повтьне формування резистентносп збудниш грибкових ш-фекцш до речовин нового синтезу.
Перспективи подальших розробок у даному напрямку
Результати проведених експеримешпв свщ-чать про перспективнють подальших дослщжень властивостей нових похщних 4Н-шридо[4',3':5,6]шрано[2,3-с(]шримщину з метою створення на Т'х основi нових ефективних засобiв для лiкування i профтактики грибкових захво-рювань.
Лiтература
1. Березняков И.Г. Инфекции и антибиотики / И.Г. Березняков. - Х. : Константа, 2004. - 448 с.
2. Глобальная стратегия ВОЗ по сдерживанию резистентности к антимикробным препаратам [Электронный ресурс] // Режим доступу: http://www.antibiotic.ru/index.php?doc=l07
3. Климко Н. Н. Перспективы использования новых системных противогрибковых препаратов в педиатрии (обзор литературы) / Н. Н. Климко, А. С. Колбин // Проблемы медицинской микологии. - 2005. - Т.7. - №3. - С.3-11.
4. Коляденко В. Г. Протигрибковi засоби: сучасне та майбутне / В. Г. Коляденко, В. В. Короленко, В. В. Бондур / УкраТнський журнал дерматологи', венерологи', косметологи. - 2004. - № 3 (14). -С. 49-57.
HidП¡К ВДНЗУ «Украгнсъка медична стоматологгчна академ1я»
5. Сергеев А. Ю. Грибковые инфекции / А. Ю. Сергеев, Ю. В. Сергеев - М. : Бином, 2004. - 252 с.
6. Тарасенко Г. Н. Современные аспекты практической микологии / Г. Н. Тарасенко // Рос.журн. кож. и вен. бол. - 2006.- №6.- С. 49-61.
7. Towner K. J. The problem of resistance / K. J. Towner // In: Greenwood D., editor. Antimicrobial chemotherapy. 4th ed. — Oxford, N. Y. : Oxford University Press, 2001. — P. 137-155.
Реферат
СКОРОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ ГРИБКОВЫХ ИНФЕКЦИЙ К ПРОИЗВОДНЫМ 4Н-ПИРИДО[4',3':5,6]ПИРАНО[2,3-с(]ПИРИМИДИНА Щербак О. Н.
Ключевые слова: производные 4Н-пиридо[4',3':5,6]пирано[2,3-С]пиримидина, возбудители грибковых инфекций, резистентность.
Проведено изучение скорости формирования резистентности возбудителей грибковых инфекций - родов Candida и Aspergillus в отношении новых производных 4Н-
пиридо[4\3':5,6]пирано[2,3-с(]пиримидина. При тридцатикратном культивировании грибов на средах, содержащих возрастающие концентрации изучаемых соединений, было установлено медленное формирование резистентности возбудителей грибковых инфекций к новым производным конденсированных азотсодержащих ге-тероциклов с пиримидиновым фрагментом. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности дальнейшего изучения свойств производных 4Н-пиридо[4\3':5,6]пирано[2,3-сС]пиримидина с целью создания на их основе эффективных средств для профилактики и лечения грибковых заболеваний.
Summary
RATE IN FORMATION OF FUNGAL INFECTIOUS AGENTS RESISTANCE TO DERIVATIVES OF 4H PYRIDONE [4\3':5,6] PYRANO [2,3- D] PYRIMIDINE Shcherbak O.N.
Key words: derivatives of 4H pyridone [4',3':5,6] pyrano [2,3- D] pyramidine, fungal infectious agents, resistance.
This research is devoted to studying the development of resistance in fungal infectious agents of genus Candida and Aspergillus to derivatives of 4H pyridone [4\3':5,6] pyrano [2,3- D] pyrimidine. Under 30-times cultivation of fungi on media containing the increasing concentrations of compounds investigated we have found out slow development of resistance in fungal infectious agents to new derivatives of condensed nitrogen-containing hetero-cyclic group with pyrimidine fragment. The results obtained seem to be promising as for the further research of properties of derivatives of 4H pyridone [4\3':5,6] pyrano [2,3- D] pyrimidine in order to work out the more effective medicines for the therapy and prevention of fungal infections.
