Перспективные биотехнологические разработки и терапевтические способы применения ассоциированных бактериальных анатоксин-вакцин

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ И ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПРИМЕНЕНИЯ АССОЦИИРОВАННЫХ БАКТЕРИАЛЬНЫХ АНАТОКСИН-ВАКЦИН

Д.А. Евглевский, А.В. Чеботков, Ан. А. Евглевский

Аннотация. Обоснованы приоритетнный технологический регламент получения стафилострептококко-вой, стафило - протейносинегнойной анатоксин - вакцин и эффективность лечения рваных, ожоговых ран и дерматитов.

Ключевые слова: микроорганизмы, альдегиды, четвертичные соединения аммиака, моно - и ассоциированные анатоксин-вакцины, коллоидные ионы серебра.

Степень разработанности проблемы. Разнообразие видов 7 тысяч бактерий, 4 тысячи вирусов и 120 тысяч патогенных грибов, риккетсий, микоплазм, прионов и т.д. вызывает необходимость разработки специфических средств профилактики, лечения и антибиотикоте-рапии, инфекционных болезней человека, животных и растений.

Установление роли клеточного, гуморального и местного иммунитета (Мечников И.И., Эрлих В, 1907; Безредко Н, 1925, Рамон Г. 1924 - 1926) и разработка способов получения анатоксинов, вакцин, иммунных сывороток вызывают необходимость отработки технологического регламента и инструкций их применения.

Основу получения бактериальных анатоксинов и вакцин составляют питательные среды для выращивания микроорганизмов, средства и режим превращения токсинов в анатоксины.

Токсинопродуцирующие стафилококки, стрептококки, протей, синегнойная палочка выращивают на разных питательных средах от мясопептонного бульона до минеральных. Нестабильность состава казеино - мясогидроли-затных бульонов, дороговизна, низкое накопление бактериальной массы и концентрации экзо - и эндотоксинов, проявление аллергизирующих свойств, длительности выращивания микроорганизмов вызывают необходимость разработки более эффективных синтетических питательных сред стандартного состава.

Получение стафилококковых, стрептококковых, про-тейносинегнойных токсинов основано на выращивании микроорганизмов на мясо- или казеиногидролизатных бульонах и дрожжевых экстрактов с последующим проведением детоксикации и полимеризации 0,3 - 1,0 % формальдегидом или бета - пропилактоном.

Первоначально в 1915 году при обезвреживании (инактивации) токсинов ультрафиолетовыми лучами для консервирования суспензии микроорганизмов и их токсинов был использован формальдегид.

Возможность получения анатоксинов и их применения для профилактики инфекционных болезней Г.Рамон (1924 - 1926 гг.) и другие исследователи использовали 0,3 - 0,7 % формальдегид на примере столбнячного и дифтерийного анатоксинов.

Бактериальные экзотоксины - это комплекс протеинов, липидов, нуклеиновых кислот, образующиеся при деструкции (разрушении) бактериальной клетки.

В последующем детоксицирующее действие на бактериальные токсины проявили перекись водорода, бисульфит натрия, жирные кислоты, аскорбиновая кислота, полиэтиленгликоль и др.

В настоящее время ацилирующие свойства формальдегида используются почти для всех бактериальных и вирусных вакцин. При изучении механизма формольной детоксикации установлено необратимое нарушение структуры токсина. Формальдегид обладает высокореакционными свойствами.

В дальнейшем установлено эффективность детокси-цирующего бета - пропилактона -(бета - гидроксипро-пионовая кислота).

Получают бета - пропилактон взаимодействием кето-на с формальдегидом в присутствии 2пС12 и широко используется для производства бактериальных и вирусных вакцин.

Однако проведенные исследования выявили высокую его токсичность, канцерогенное и мутагенное действие. Изучено, что канцерогенность бета - пропилактона и формальдегида связана с воздействием на ДНК и амидные группировки белковых субстратов с разрывом лактоново-го кольца.

В 2001 году Всемирная организация здравоохранения приняло решение о снижении концентрации формальдегида и бета - пропилактона в вакцинах. Однако предельная их концентрация в вакцинах не указана. В сообщениях ряда авторов и в наших исследованиях установлено (2009 - 2013 гг.), что 0,3 - 0,4 % формальдегид и бета - пропи-лактон не обеспечивают полноты детоксикации и инактивации аллергенных свойств стафилококковых токсинов. Результаты исследований получены на созданных биологических моделях аллергии при стафилококкозе путем сенсибилизации морских свинок.

Из вышеизложенного следует необходимость конструирования синтетических питательных сред вместо МПГБ и поиск более эффективных и безвредных детокси-каторов и полимеризаторов бактериальных токсинов.

В работе использованы свежевыделенные стафилококки, стрептококки, синегнойная палочка из трупов павшей птицы, ожоговых и резанных ран у больных людей и животных.

Для подавления посторонней микрофлоры в суспензии ассоциированных микроорганизмов использовали вначале 3 % лимонную кислоту с 3 % перекисью водорода, а через 30 - 60 минут вносили 3 % янтарную кислоту. Нейтрализацию кислот реакцией проводили 5 % аммиаком до слабощелочной реакции.

Полученные результаты были использованы для выделения чистой культуры стафилококков при повышенной концентрации до 4 - 5 % хлористого натрия.

Выращивание на предложенной жидкой синтетической среде с успехом проводили синегнойную и кишечную палочки и протей в течение 3 - 5 суток в 2 - х литровых биобутылях с объемом среды равной 1 литру, а стафилококков в течение 10 - 12 суток.

На предложенном составе синтетической питательной среде с лимонной и янтарной кислотами без аспарагина накопление стафилококков после 10 - 13 суточного выращивания составляет 10 - 12 млрд/мл, синегнойной палочки и протея через 3 - 5 суток с образованием густой суспензии.

Это позволило заменить МПБГ, казеиногидролизат-ные среды на минеральную. Из -за неполноты детоксика-ции экзо - и эндотоксинов и инактивации аллергенных свойств с помощью 0,5 - 0,7 % формальдегида или 0,5 -0,7 % бета- пропитактона с успехом был использован 0,5 % формальдегид с 0,5 % этонием.

Детоксикацию и полимеризацию токсинов проводили 0,2 - 0,3 % глутаровым альдегидом с 0,2 - 0,3 % этония или 0,2 - 0,3 % алкилдиметилбензиламмония хлорида и 10 мг/л коллоидными ионами серебра. Получение коллоидных ионов серебра получали с помощью прибора «Георгий» и предложенного нами устройства с объемными серебряными электродами.

Лечение больных животных и людей с ожоговыми и рваными ранами, дерматитами проводили путем аэрозольной обработки и наложением марлевых повязок, смоченных биопрепаратами.

С учетом того, что глутаровый альдегид обладает ан-тиоксидантными свойствами, а по биоцидному действию превышает в 2 - 3 раза формальдегид при биоразложении свыше 90 % был использован глутаровый альдегид отдельно, а затем в комплексе с рядом четвертичных соединений аммиака.

Полученные стафилококковая, стафило-стрепто-кокковая, стафилопротейносинегнойная анатоксин-вакцины утрачивали токсичность и проявляли профилактическую и лечебную эффективность при лечении дерматитов, лучевых поражений кожи, рваных и ожоговых ран.

Предложенное название биопрепаратов обосновано наличием молекулярных анатоксинов и корпускулярных микробных клеток. В тоже время в определении препаратов допускается произвольная трактовка. Примером является выпуск «антистафилококкового препарата» Игнатова. Используемый термин «антистафилококковый препарат» оставляем без комментария.

Повышение биоцидных и лечебно - профилактических свойств анатоксин - вакцины получено с помощью 20 - 50 мг/мл коллоидными ионами серебра. Суспензию анатоксин - вакцин активировали путем пропускания постоянного тока через серебряный электрод (анод). Особую ценность и перспективность исследований представляют ассоциированные стафилострептококковая и стафилопро-тейносинегнойная анатоксин - вакцины.

Практически впервые моно - и ассоциированные анатоксин - вакцины были изучены в отношении биоцидных свойств 1000 и 10000 к S.aureus, E.coli, S.dublin в 1 мл, а также к патогенным Asp.niger, Asp.flavus и парвовирусу собак - 106 ИД/мл.

Полученные результаты биоцидного действия представлены в таблице 1.

Таблица 1 ассоциированных

Биоцидное действие моно- и анатоксин-вакцин с глутаровым

ионов серебра 1: 1 анатоксин-вакцины анатоксин-вакцина

1:1 1:4 1:8 1:1 1:4 1:8

S.aureus 10000/мл + + + - + + -

S.aureus 100 тыс/мл + + + - + - -

S.dublin 100000/мл + + + - + - -

Asp.niger + + + - + - -

Parvovirus собак 106 ИД + + + - + + -

Тест микроорганизмы 20 мг/мл коллоидных Разведение ассоциированной Стафило-стрептококковая

Из данных, представленных в таблице следует, что отдельно коллоидные ионы серебра в концентрации 10 мг/л проявляют биоцидное действие на S.aureus, S.dublin, Asp.niger и парвовирусы, а в комплексе в вакцинах с 0,3 % глутарового альдегида и 0,3 % этония проявляется биоцидное действие в разведении 1:1, 1:4 и 1:8.

Установление биоцидных свойств анатоксин - вакцин создало основу использование при лечении дерматитов, лучевых поражений кожи, гнойно - некротических, ожоговых и рваных ран вначале у плотоядных, а затем и у людей.

Из полученных результатов исследований следует, что перспективную основу технологического регламента изготовления бактериальных анатоксин - вакцин составляет использование для выращивания микроорганизмов на предложенной универсальной синтетической питательной среде и проведение детоксикации, полимеризации и повышение биоцидных свойств бактериальных биопрепаратов с помощью глутарового альдегида, четвертичных соединений аммиака и коллоидных ионов серебра.

Информация об авторах

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

Чеботков Андрей Виктрович, соискатель ФГБОУ ВО Курская ГСХА.

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

FUTURE DEVELOPMENT AND BIOTECHNOLOGY THERAPEUTIC METHODS APPLICATION ASSOCIATED BACTERIAL TOXOID VACCINE D.A. Yevglevsky, A.V. Chebotkov, AN.A. Yevglevsky

Abstract. Substantiates the priority technological regulations obtaining stafilostreptokokkovoy, staphylo - pro-teynosinegnoynoy toxoid - vaccines and treatment efficacy torn, burns and dermatitis.

Keywords: microorganisms, aldehydes, quaternary ammonia compounds, mono - and the associated toxoid vaccine, colloidal silver

ions.