Биотехнологическое обоснование редуцирования токсичности и потенцирование эффективности лечебно-профилактических препаратов

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕДУЦИРОВАНИЯ ТОКСИЧНОСТИ И ПОТЕНЦИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ

А.Я. Самуйленко, И.Н. Матвеева, Д.А. Евглевский, Ан. А. Евглевский, Г.Е. Гребенникова

Аннотация. В статье представлены перспективные средства и способы повышения биоцидного и терапевтического действия лечебно-профилактических препаратов.

Ключевые слова: микроорганизмы, анатоксин-вакцина, глутаровый альдегид, коллойдные ионы серебра.

Инфекционные болезни занимают особое место среди всех заболеваний животных и человека, несмотря на создание и применение эффективных диагностических, иммунопрофилактических биопрепаратов и лекарственных средств.

В структуре болезней крупного рогатого скота первое место занимает лейкоз (40-60%) , второе - туберкулез (18-25%), а среди молодняка превалируют: поли-диарея-колибактериоз, сальмонеллез поросят, телят, птиц и стафилострептококковая инфекция.

Повышение протективной, иммуногенной активности анатоксинов и анатоксин-вакцин зависит от качества синтетических питательных сред для выращивания микроорганизмов вместо мясопептонного бульона с глицерином, средств, режима детоксикации, полимеризации токсина, инактивации (обезвреживания) бактерий, вирусов и выбора адьюванта.

В сообщении Покровского В.И. (1999 г.) и Воробьева А.А. (1999 г.) указывается, что полная детоксика-ция, полимеризация и стабилизация стафилококкового токсина обеспечивается раствором этония, а не формальдегидов. Однако использование этония или других бисчетвертичных аммониевых соединений для деток-сикации токсинов пока не имеет практического применения в биопромышленности.

Появления антибиотикоустойчивых микроорганизмов вызывает необходимость не только поиска и получения новых антибиотиков, но и повышения их бактерицидного и лечебного действия, снижение токсичности.

История становления и развития микробиологии, диагностики, профилактики и лечения инфекционных болезней зарождалось с личной гигиены. В основе познания о сущности инфекционных болезней явилась теория Гиппократа о болезнетворном испарении, названные миазмами. В XIV веке появилось сообщение о заразительности чумы, в 1374 г. в Венеции, а затем в Дубровнике появился указ об изоляции подозрительных на чуму людей, товаров, кораблей на 40 дней, откуда произошло название «карантин» (ограничительное, запретное мероприятие).

Истинную причину заражения и роль живых контагий заложил в 1546 г. Д. Фракасторо. В принципе трактовка контагиозные болезни используется и в настоящее время. В последующем на основе изобретения оптического устройства для движения небесных тел и использования в мореплавании голландскими братьями Янсенами и Антони Ван Левингуком были сконструированы микроскопы для изучения микромира. Несмотря на то, что А. Левингук впервые увидел и зарисовал современные формы бактерий, элементов крови, его открытия не привлекли внимания исследователей. Прорыв в сознании и роли микромира совершили Э. Джен-нер, внедрил вакцинацию (иммунизацию) против натуральной оспы (1796 г.), а в дальнейшем и Л. Пастер.

Не менее важным является открытие Р. Коха возбудителей туберкулеза, холеры, сибирской язвы, внедрение микрофотографии, создание твердых питательных сред с клиньями картофеля и желатины, и плотной агаровой среды. Изучено, что основными факторами патогенности являются продукты метаболизма бактерий -экзо и -эндотоксины, суперэнтеротоксины и эк-зоферменты. Подобное разделение не является обоснованным. Экзотоксины-секреторные продукты биосинтеза бактерий, вызывают клиническое появление болезни, образование антител. По предложению Пфайф-фера продукты деструкции бактерий названы эндотоксинами. Следует указать, что патогенное действие бактерий обусловлено не только токсинами, но и их тропизмом определенной ткани и органа.

Первоначально для изготовления препаратов для активной иммунизации во всех случаях использовали в качестве иммунизирующего средства структурно и химически неизменный токсин, являющийся носителем информации для синтеза антитоксических антител в вакцинированном организме.

Примером негативных результатов явилось использование «экстракта» из микобактерий туберкулеза- туберкулина для лечения и профилактики больных туберкулезом. За заслуги в борьбе с «чахоткой» Р. Кох был награжден орденом Красного орла.

Следует указать, что сотрудники цехов по производству туберкулина в гуманной и ветеринарной медицине практически не болеют не только туберкулезом, но и онкогенными болезнями.

Первые попытки обезвреживания бактериальных токсинов были проведены с помощью холестерина, ультрафиолетового облучения, жирных кислот, галло-идных препаратов.

В период 1909 - 1915 гг. Salcovsky B., Lovenstein, изучая снижения токсичности столбнячного токсина (CL. tetani) ультрафиолетовыми лучами, добавили в раствор в качестве консерванта формальдегид и обнаружили снижение его токсичности.

В последующем 1911-1915гг. Lovenstein D., I. Ramon с помощью 0,3% формальдегида при повышенной температуре получали из столбнячного токсина безвредное соединение, которое не вызывало гибели экспериментальных животных и защищало их от заражения вирулентной культурой.

Однако полученные результаты не получали практического применения. И только в 1924 г. I. Ramon -изготовил безвредный антигенный дериват из дифтерийного токсина, названный «анатоксином». Полученный им препарат обладал свойствами полноценного антигена со стабильной нетоксичностью и термостабильностью.

Одновременно Ylenny B. с помощью формальдегида обезвредил столбнячный токсин, который обладал антигенными свойствами. Разработанный препарат Ylenny B. назвал «токсоидом». Предложенное название для других препаратов широко используется многими американскими и английскими исследователями.

Прогресс биотехнологии подразумевает разработку высокоиммуногенных вакцин. Большинство инфраструктуры и капитала для разработки новой вакцины находится в развитых странах. Хотя первая финансовая поддержка базисных исследований обычно идет от правительственных учреждений и от негосударственных фондов. Главное финансирование для последующего

проведения исследования продукции и также развития клинических испытаний чаще всего исходит от частных организаций. В результате приоритеты чаще всего отдаются вакцинам, которые предотвращают болезни, наиболее распространенные в развитых странах, где существует финансовый рынок. Пример - быстрое развитие вакцины против заболевания Lymeborrelisiosis в США. И наоборот, много заболеваний приводит к глобальной заболеваемости, чаще всего возникают в странах с развивающейся экономикой, низкой производственной базой и скудными рынками для сбыта продукции. Хотя такие организации как WHO, EPL, международное эпиозотическое бюро (OEL), программа развития организации ОБЪЕДЕННЫХ НАЦИЙ, МИРОВОЙ БАНК, ФОНД РОКФЕЛЛЕРА и ROTARY-INTERNATIONAL могут вкладывать капитал в определенные программы, типа глобального уничтожения полиомиелита, их ресурсы ограничены, а потребности в вакцинации огромны.

Изучено, на введение вакцины или после переболе-вания в организме вырабатываются антитела. При этом почти 80% микроорганизмов, синтезирующие антитела, находятся в стенке кишечника. Это обусловлено тем, что основная масса возбудителей болезней поступает в организм через желудочно-кишечный тракт, и почти их половина погибает в желудке. Однако гуморально-клеточная (антитело-фагоцитарная) система иммунитета не всегда обеспечивает защиту организма от паразитов, хищников и их токсинов.

В настоящее время бактериальные инактивирую-щие или формолвакцинны включают выращивание микроорганизмов на мясоказеиногидролизатных питательных средах, автоклавирование и проведение де-токсикации и полимеризации токсинов 0,3-0,7% формальдегида, сорбцию на гидроксиде алюминия и использование ртуть содержащего консерванта мертиоля-та. В тоже время по решению ВОЗ в 2001 г. рекомендовано изъятие или снижение концентрации канцерогенных формальдегида и мертиолята. При этом следует учитывать, что бета-пропилактон и формальдегид не обеспечивают полноту детоксикации и полимеризации бактериальных токсинов и, следовательно, не могут обеспечивать получение полноценного антатоксина.

В последующем теория и практика определили возможность замены мясо- и казеиногидролизатных питательных сред на минеральные с известными химическими ингредиентами для выращивания бактериальных микроорганизмов. В частности, нами в основе синтетических сред положено использование лимонной и янтарной органических кислот и макро- и микроэлементов фосфора, калия, серы, цинка, железа, натрия и глицерина.

В дальнейшем для детоксикации и полимеризации бактериальных токсинов, необходимо было изыскать возможность замены формальдегида и бета-пропилактонана на более эффективные. После ряда испытаний был избран глутаровый альдегид, как наиболее эффективный по многим показателям и при высокой степени до 90% биоразложения.

Первоначально полнота детоксикации и полимеризации бактериальных токсинов и природных антибиотиков достигнута применением 0,3-0,5% формальдегида с 0,2-0,3% этония, а в последующем 0,2-0,3% глута-ровым альдегидом с 0,2-0,3% этония и другими четвертичными аммониевыми соединениями.

Полученные стафилококковые, стафилострепто-кокковые, колисальмонелезные анатоксин-вакцины с успехом были использованы для профилактики и лечения стафилококкозов птиц, коров, больных маститом, гнойносептических болезней, дерматитов, экзем, рваных и ожоговых ран и при профилактики сальмонелеза поросят.

Повышение эффективности лечебно-профилактических препаратов получено активированием раствора 10-15 мг на 1 л коллоидными ионами серебра.

Полученные растворы препаратов и крем-эмульсии с коллоидными ионами серебра, глутаровым альдегидом и этонием без антибиотиков проявили повышенное биоцидное и лечебное действие. Из полученных данных следует, что потенцирование эффективности лечебно-профилактических препаратов на основе токси-но-продуцирующих микроорганизмов обеспечивается выращиванием возбудителей на синтетической питательной среде и применением для детоксикации полимеризации, токсинов глутарового альдегида с этонием и другими четвертичными аммониевыми соединениями 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).

Матвеева Ирина Николаевна, заведующий отделением бактериальных препаратов ГНУ ВНИТИБЛ.

Евглевский Дмитрий Анатольевич, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник Курского НИИ АПП.

Евглевский Анатолий Алексеевич, доктор ветеринарных наук, профессор кафедры эпизоотологии, радиобиологии и фармакологии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

Гребенникова Галина Евгеньевна, соискатель ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

BIOTECHNOLOGICAL JUSTIFICATION REDUCTION TOXICITY AND POTENTIATION OF EFFECTIVE THERAPEUTIC AND PROPHYLACTIC PREPARATIONS A.Y. Samujlenko, I.N. Matveeva, D.A. Yevglevsky, An.A. Yevglevsky, G.E. Grebennikova

Abstract. The article presents the promising tools and ways to improve the biocide and terapevtiche-ray action therapeutic and prophylactic preparations.

Keywords: microorganisms toxoid vaccine, glutaraldehyde, kolloydnye silver ions.