CC BY
46
СТРАТЕГИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАНОБИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРАБОТОК ПОЛУЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ АНАТОКСИН-ВАКЦИНЫ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ АНТИБИОТИКОВ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ КОЛЛОИДНЫМИ ИОНАМИ СЕРЕБРА
А.Я. Самуйленко, Д.А. Евглевский, А.Ю. Айдиев, И.А. Шевцов
Аннотация. Представлены нанобиотехнологиче-ские основы получения биопрепаратов, антибиотиков и лекарственных средств с повышенными лечебно-профилактическими свойствами.
Ключевые слова: анатоксин-вакцины, микроорганизмы, антибиотики, лекарственные средства, глутаро-вый альдегид, этоний и коллоидные ионы серебра.
Современные иммунобиологические препараты -анатоксин-вакцины, фаги, эубиотики, антительные и диагностические препараты, иммуномодуляторы, адап-тогенов, биосенсеры, ДНК-вакцины и антибактериальные и противовирусные препараты (природные, полусинтетические, синтетические) обеспечивают диагностику, профилактику и лечение животных инфекционной и неинфекционной патологии.
К настоящему времени используются более 1000 биопрепаратов, а в России - 750, свыше 30 различных групп (200 антибиотиков), не считая дженериков.
В целом, разделение биопрепаратов и лекарственных средств на группы и классы необходимо для понимания диапазона действия фармакологических особенностей и побочных действий.
Существующие технологии изготовления анатоксинов, инактивированных вакцин, иммунных сывороток (глобулинов) основаны на выращивании микроорганизмов на синтетических питательных средах вместо мясопептонного бульона и детоксикации и полимеризации экзо- и суперэнтеротоксинов 0,3-0,5% формальдегидом, бета-пропилактоном не позволяют получения полноценных биопрепаратов. Это происходит из-за того, что формальдегид, бета-пропилактон не обеспечивают полноту детоксикации и полимеризации токсинов и проявляют канцерогенное действие в комплексе с ртутьсодержащим консервантом - мертиолятом. Однако технологическая основа получения анатоксин-вакцин, предложенная французским ветврачом, известным ученым Г. Рамоном еще в 1924-1926 гг. на примере получения столбнячного и дифтерийного анатоксинов, продолжает доминировать.
Поиск и испытание новых детоксикаторов и полимеризаторов микробиологических токсинов носит экспериментальный характер, а применение бета-пропилактона, полиэтиленгликоля, перекиси водорода еще более усугубляет положение.
В отношении биотехнологического обоснования повышения биоцидной и лечебной эффективности, снижение токсичности, создания и применения новых более «сильных» антибиотиков, сочетание одних групп с другими, использование клавулановой кислоты, внесения фтора, пиперазинового радикала, трилона-Б, колистина исчерпали свои возможности, т.к. продолжают появляться микроорганизмы с моно- и полирезистентностью.
Где же выход и какие пути, способы и средства преодоления тупиковой ситуации повышения эффективности анатоксин-вакцин и лекарственных средств, в т.ч. антибиотиков?
Проведенные исследования и полученные результаты создают возможность и перспективу кардинальной нанобиотехнологии изготовления качественно новых биопрепаратов и лекарственных средств.
Это конструирование синтетических питательных сред с доступными ингредиентами, обеспечивающие высокое накопление бактериальной массы и образования токсинов вместо мясо- или казеиногидрализатных бульонов и использование глутарового альдегида от-
дельно и в сочетании с четвертичными аммониевыми соединениями - этонием, алкилдиметилбензиламмония хлоридом, полигексаметиленгуанидином, БИОР-1 (Биопаг), асепур и т.д. и коллоидными ионами серебра.
На основе сконструированной синтетической питательной среды достигнуто максимальное накопление сальмонелл, кишечной палочки до 90 млрд/мл в течение 2-3 суток выращивания, а стафилококков до 11 -12 млрд/мл за 9-10 суток инкубирования в 2-х литровых биобутылях. Суспензия выращенных микроорганизмов подвергается автоклавированию при 1,0 атм в течение 30 суток. В результате воднотермической деструкции в жидкую часть среды поступают растворимые эндотоксины до 1,0±0,2 мг, содержащие 70±5,05 белка, а также липиды, полисахариды и две нуклеиновые кислоты -РНК и ДНК, обладающих некротоксическим действием.
Первоначально детоксикацию и полимеризацию комплекса токсинов проводили 0,5-0,7% формальдегидом при 380С в течение 9-11 суток. Однако изучение токсических свойств на белых мышах и морских свинках выявило токсическое действие токсино-аллергенов в проявлении гибели до 50-60% опытных животных и образование некротических поражений кожи, а у сенсибилизированных морских свинок суспензией автоклавиро-ванных стафилококков отмечены аллергические реакции до 12 мм в диаметре на внутрикожное введение.
В связи с недостаточным детоксицирующим и инактивирующим действием формальдегида бета-пропилактона и проявлением канцерогенных свойств были с успехом проведены исследования по использованию глутарового альдегида отдельно и в комплексе с четвертичными аммониевыми соединениями (этонием, алкилдиметилбензиламмония хлорида, БИОР-1 и другими полиалкилдиметилгуанидинами). С помощью указанных детоксикаторов и полимеризаторов изготовлены колибактериозная и колисальмонеллезная анатоксин-вакцины, которые с успехом апробированы при оральном и подкожном введении для профилактики и лечения поросят, больных колибактериозом, сальмо-неллезом. Лечебно-терапевтический эффект был обусловлен наличием в препарате обезвреженных микроорганизмов, анатоксинов, глутарового альдегида отдельно и в комплексе с рядом четвертичных аммониевых соединений, а оральная иммунизация поросят подтверждает эффективность роли местного иммунитета, доказанного Н. Безредка.
Повышенную лечебную эффективность проявляли стафилококковая, стафилострептококковая, стафило-протейносинегнойная анатоксин-вакцины при лечении коров, больных маститом, рваных, ожоговых ран, дерматитов, экзем.
В последующем по принципу получения анатоксин-вакцин проведены исследования по повышению биоцид-ного и лечебного действия антибиотиков с помощью вначале с 0,2% формальдегидом, 0,1% глутаровым альдегидом отдельно, а затем с этонием и другими четвертичными аммониевыми соединениями в отношении стафилококков, стрептококков, сальмонелл, кишечной палочки и канамицино- стрептомицивым микобактериям туберкулеза бычьего и человеческого видов. Это позволило повысить биоцидную эффективность более чем вдвое по сравнению с коммерческими производственными антибиотиками, в т.ч. с клавулановой кислотой, энрофлоксацинами отдельно и с Трилоном-Б, колистином.
Впервые повышение биоцидного и лечебного действия ряда растворов антибиотиков достигнуто электроактивированием коллоидными ионами серебра в
концентрации от 0,1 мг/мл. Вначале коллоидные ионы серебра получали с помощью прибора «Георгий», а затем с использованием объемных серебряных электродов и источника постоянного тока.
Экспериментальные препараты с антибиотиками с успехом апробированы в форме растворов, крем-эмульсий.
Для устранения негативного действия антибиотиков на организм животных и человека изготовлены лекарственные средства без антибиотиков, но с 0,1% глу-таровым альдегидом, 0,2-1,0% этония и другими четвертичными аммониевыми соединениями с 5-10 мг/л коллоидными ионами серебра.
Нанобиотехнологические лекарственные препараты с коллоидными ионами серебра без антибиотиков проявили повышенные биоцидные действия в отношении антибиотикоустойчивых микроорганизмов, а также к вирусам, патогенным грибам и при лечении морских свинок, зараженных микобактериями туберкулеза.
Положительные результаты нанобиотехнологиче-ских препаратов с коллоидными ионами серебра создали основу и перспективу изготовления эффективных стафилококковой анатоксин-вакцины и других биопрепаратов, АСД-2Ф, а также крем-эмульсий.
Полученные результаты создают стратегию изготовления лечебно-профилактических биопрепаратов, лекарственных средств с 0,1% глутаровым альдегидом, этонием, БИОР-1, алкилдиметилбензиламмония хлорида и коллоидными ионами серебра.
Информация об авторах
Самуйленко Анатолий Яковлевич, доктор ветеринарных наук, профессор, академик РАН, заслуженный деятель науки РФ, председатель попечительского совета международного фонда Академиков, директор Всероссийского научно-исследовательского технологического института биологической промышленности (ГНУ ВНИТИБП).
Евглевский Дмитрий Анатольевич, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник Курского НИИ АПП.
Айдиев Айдий Юсупович, кандидат сельскохозяйственных наук, директор Курского НИИ АПП, тел. 59-54-68.
Шевцов Илларион Андреевич, кандидат ветеринарных наук, начальник ГУ «Станция по борьбе с болезнями животных» г. Курска, тел. 8-909-238-33-38.
