Разработка терапевтического средства на основе Escherichia coli, оценка безвредности и противорадиационной активности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены разработка, оценка безвредности и противорадиационной активности терапевтического средства на основе культуры Escherichia coli штаммов “ПЛ-6” и “КВ-1”. Для получения противорадиационного средства возбудитель колибактериоза выращивали на мясопептонном бульоне в условиях термостата при температуре 37°С в течение 3 сут. Выращенную взвесь центрифугировали при 3000 об/мин в течение 50 мин, надосадочную жидкость сливали. Осадок доводили дистиллированной водой до 1 млрд в см3. Из выращенных культур готовили мазки и окрашивали их по Граму для определения чистоты и видовой принадлежности выращенной культуры. Приготовленную взвесь разливали в стерильные флаконы на 10, 50 или 100 см3, укупоривали их резиновыми пробками и обкатывали алюминиевыми колпачками, маркируя с указанием штамма, дозы облучения и даты. Облучение микробного материала проводили на γ-установке “Исследователь”, источник 60Со, мощность поглощенной дозы 1.028 Гр/сек, в диапазонах поглощенных доз от 7.5 до 30.0 кГр с междозовым интервалами 2.5 и 5.0 кГр. Степень инактивации γ-облученных культур E. coli определяли путем высева их на мясопептонный агар и термостатирования в течение 168 ч, регистрируя наличие или отсутствие роста микроорганизмов. Проведенными исследованиями установлено, что сроки и степень роста облученных культур E. coli штаммов “ПЛ-6” и “КВ-1” находятся в прямой зависимости от дозы радиационного воздействия, их полная инактивация наступает при облучении в дозе 25.0 кГр. Дальнейшие исследования показали, что разработанный биопрепарат, полученный на базе E. coli, стерилен, ареактогенен, нетоксичен и безвреден. Механизм формирования радиорезистентности организма на фоне применения противорадиационных средств на основе E. coli штаммов «ПЛ-6» и «КВ-1» заключался в восстановлении гематологических, биохимических и иммунных показателей, что способствовало сохранению от 66.7 до 83.3٪ летально облученных животных.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Тимур Рафкатович Гайнутдинов

Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности; Казанский (Приволжский) федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: gtr_timur@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3832-883X

канд. биол. наук, вед. науч. сотр., ст. науч. сотр.

Россия, Казань; Казань

Константин Николаевич Вагин

Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности; Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: kostya9938@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4396-614X

д-р биол. наук, зав. лаб., вед. науч. сотр., ст. науч. сотр.

Россия, Казань; Казань

Список литературы

  1. Гайнутдинов Т.Р., Вагин К.Н., Рыжкин С.А. Способ лечения радиационно-термических ожогов. Радиация и риск. 2023;32(1):108–117. [Gaynutdinov T.R., Vagin K.N., Ryzhkin S.A. Method of treatment of radiation-thermal burns. Radiation and risk. 2023;32(1):108–117 (In Russ.)] http://doi.org/10.21870/0131-3878-2023-32-1-108-117
  2. Islam M.T. Radiation interactions with biological systems. Int. J. Radiat. Biol. 2017;93(5):487–493. http://doi.org/10.1080/09553002.2017.1286050
  3. Воронцова З.А., Зюзина В.В. Иммунные эффекты на воздействие малыx доз — облучения в эксперименте. Материалы конференции. Фундаментальные и прикладные исследования в медицине. Франция, Париж, 15–22 октября 2011 г. 2011;11:80–81. [Vorontsova Z.A., Zyuzina V.V. Immune effects on the effect of small doses of radiation in an experiment. Conference proceedings. Fundamental and applied research in medicine. France, Paris, October 15–22, 2011. 2011;11:80–81 (In Russ.)]
  4. Аклеев А.А. Иммунный статус человека в отдаленном периоде хронического радиационного воздействия. Мед. радиология и радиац. безопасность. 2020;65(4);29–35. [Akleev A.A. Human immune status in the long-term period of chronic radiation exposure. Medical Radiology and Radiation Safety. 2020;65(4):29–35. (In Russ.)]. http://doi.org/10.12737/1024-6177-2020-65-4-29-35
  5. Tоlstуkh Е.I., Dеgtеvа M.О., Pеrеmуslоvа L.M. et al. Rесоnstruсtiоn оf lоng-livеd rаdiоnuсlidе intаkеs fоr Tесhа rivеrsidе rеsidеnts 137Сs. Hеаlth Phуs. 2013;104(5):481–498. http://doi.org/10.1097/HP.0b013e318285bb7a
  6. Слюсарева О.А, Воронцова З.А. Доза–эффекты однократного облучения и состояние гомеостаза слизистой оболочки тощей кишки в динамике пролонгированности сроков наблюдения. Вестн. новыx мед. теxнологий. 2010;17(2):39–41. [Slyusareva O.A., Vorontsova Z.A. Dose–effects of single–dose irradiation and the state of homeostasis of the jejunum mucosa in the dynamics of prolonged follow-up periods. Bull. New Med. Technols. 2010;17(2):39–41. (In Russ.)]
  7. Засуxина Г.Д. Адаптивный ответ — общебиологическая закономерность: факты, гипотезы, вопросы. Pадиац. биология. Pадиоэкология. 2008;48(4):464–473. [Zasukhina G.D. Adaptive Response — the General Biological Tendency: Facts, Hipothesis, Questions. Radiation Biology. Radioecology. 2008;48(4):464–473 (In Russ.)]
  8. Ингель Ф.И. Перспективы использования микроядерного теста на лимфоцитаx крови человека, культивируемыx в условияx цитокинетического блока. Часть 1. Пролиферация клеток. Экол. генетика. 2006; 4(3):7–19. [Ingel F.I. Perspectives of micronuclear test in human lymphocytes cultivated in cytogenetic block conditions. Part 1: cell proliferation. Ecological genetics. 2006;4(3):7–19. (In Russ.)].
  9. Kuruba V., Gollapalli, P. Natural radioprotectors and their impact on cancer drug discovery. Radia. Oncol. J. 2018;36(4):265–275. http://doi.org/10.3857/roj.2018.00381
  10. Smith T.A., Kirkpatrick D.R., Smith S. et al. Radioprotective agents to prevent cellular damage due to ionizing radiation. J. Translat. Med. 2017;15(1):232. http://doi.org/10.1186/s12967-017-1338-x.
  11. Gaynutdinov T.R., Vagin K.N., Nizamov R.N. et al. Radioprotective activity of gamma-irradiated St. aureus variants. Linguistica Antverpiensia. 2021;2:1176–1193.
  12. Bin Qiu, Abudureyimujiang Aili, Lixiang Xue, et al. Advances in Radiobiology of Stereotactic Ablative Radiotherapy. Front. Oncol. 2020;10:1165. http://doi.org/10.3389/fonc.2020.01165
  13. Leblanc J., Burtt J.. Radiation Biolody and lts Role in the Canadian Radiation Protection Framework. Health Physics. 2019;3(117):319–329. http://doi.org/10.1097/HP.0000000000001060
  14. Smolen J.S., Aletaha D., Redlich K. The pathogenesis of rheumatoid arthritis: new insights from old clinical data? Nature Rev. Rheumatol. 2012;8:235–243. http://doi.org/10.1038/nrrheum.2012.23
  15. Yarilina, A. Kai Xu, Chunhin Chan, Lionel B Ivashkiv. Regulation of inflammatory responses in tumor necrosis factor-activated and rheumatoid arthritis synovial macrophages by JAk inhibitors. Arthritis Rheum. 2012;64(12):3856–3866. http://doi.org/10.1002/art.37691
  16. Гайнутдинов Т.Р. Оценка противорадиационной эффективности препаратов, полученных на основе веществ микробного происхождения. Вет. врач. 2024;1:52–57. [Gaynutdinov T.R. Evaluation of the anti-radiation effectiveness of drugs derived from substances of microbial origin. Veterinarian. 2024;1:52–57. (In Russ.)]. http://doi.org/10.33632/1998-698X_2024_1_52
  17. Симбирцев А.С., Кетлинский С.А. Перспективы использования цитокинов и индукторов синтеза цитокинов в качестве радиозащитных препаратов. Радиац. биология. Радиоэкология. 2019;59(2)6:170–176. [Simbirtsev A.S., Ketlinsky S.A. Prospects for the use of cytokines and cytokine synthesis inducers as radioprotective drugs. Radiation Biology. Radioecology. 2019;59(2):170–176. (In Russ.)]. http://doi.org/10.1134/S0869803119020164
  18. Vagin K.N., Gaynutdinov T.R., Nizamov R.N. et al. Obtaining and application of a radioprotective preparation of microbial origin. Linguistica Antverpiensia. 2021;2:1156–1175.
  19. ГОСТ 28085-2013. Средства лекарственные биологические для ветеринарного применения. Методы бактериологического контроля стерильности: межгосударственный стандарт Российской Федерации: издание официальное. Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 25 марта 2013 г. № 55-П): введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июня 2013 г. № 319-ст: введен взамен ГОСТ 28085-89: дата введения 2014-07-01 / разработан Федеральным государственным бюджетным учреждением “Всероссийский государственный Центр качества и стандартизации лекарственных средств и кормов” (ФГБУ “ВГНКИ”). Техэксперт: офиц. сайт. — URL: http://docs.cntd.ru/document/1200104835 (дата обращения: 30.09.2022). [GOST 28085-2013. Biological medicinal products for veterinary use. Methods of bacteriological sterility control: Interstate Standard of the Russian Federation: official publication: adopted by the Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification (Protocol No. 55-P of March 25, 2013): put into effect by order of the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology of June 28, 2013. No. 319-st: introduced instead of GOST 28085-89: date of introduction 2014-07-01 / developed by the Federal State Budgetary Institution “All-Russian State Center for Quality and Standardization of Medicines and Feed” (FGBI “VGNKI”). Techexpert: ofic. website. — URL: http://docs.cntd.ru/document/1200104835 (accessed: 30.09.2022). (In Russ.)]
  20. ГОСТ 31926-2013. Средства лекарственные для ветеринарного применения. Методы определения безвредности: межгосударственный стандарт Российской Федерации: издание официальное: принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол 7 мая 2013 г. № 43): введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 июня 2013 г. № 243-ст: введен впервые: дата введения 2014-07-01 / подготовлен Федеральным государственным бюджетным учреждением “Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств и кормов” (ФГБУ “ВГНКИ”). Техэксперт: офиц. сайт. — URL: https://docs.cntd.ru/document/1200103451 (дата обращения: 30.09.2022). [GOST 31926-2013. Medicinal products for veterinary use. Methods for determining harmlessness: Interstate Standard of the Russian Federation: official publication: adopted by the Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification (Protocol No. 43 of May 07, 2013): put into effect by order of the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology of June 27, 2013. No. 243-st: introduced for the first time: date of introduction 2014-07-01 / prepared by the Federal State Budgetary Institution “All-Russian State Center for Quality and Standardization of Medicines and Feed” (FGBI “VGNKI”). Techexpert: ofic. website. — URL: https://docs.cntd.ru/document/1200103451 (accessed: 30.09.2022). (In Russ.)]
  21. Авилов В.М., Равилов А.З., Киршин В.А. и др. Патент № 2169572 C2 Российская Федерация, МПК А61К 35/28, 35/78. Способ лечения радиационных поражений организма и способ получения препарата для лечения радиационных поражений организма. № 97113199/14, заявл. 31.07.1997, опубл. 27.06.2001. 7 c. [Avilov V.M., Ravilov A.Z., Kirshin V.A. et al. Patent No. 2169572 C2 Russian Federation, IPC A61K 35/28, 35/78. A method for the treatment of radiation damage to the body and a method for obtaining a drug for the treatment of radiation damage to the body. No 97113199/14, declared on 31.07.1997, publ. 27.06.2001. 7 p. (In Russ)]
  22. Фримель Г. Иммунологические методы / Под ред. Г. Фримеля; Перевод с немецкого А.П. Тарасова. М.: Медицина, 1987. 472 с. [Frimel G. Immunological methods / Ed. G. Frimel; Translated from the German by A.P. Tarasov. M.: Publishing House of Medicine. 1987. 472 p. (In Russ.)]
  23. Гончаренко М.С., Латинова А.М. Метод перекисного окисления липидов. Лаб. дело. 1985;1:60–61. [Goncharenko M.S., Latinova A.M. Method of lipid peroxidation. Laboratory business. 1985;1:60–61. (In Russ.)]
  24. Гурьянова В.А., Трошин Е.И. Изучение уровня перекисного окисления липидов (ПОЛ) в тканях крыс при облучении: Материалы республиканской научно-производственной конференции: “Актуальность проблемы ветеринарии и зоотехнии”. Казань, 1996. С. 97. [Guryanova V.A., Troshin E.I. Studying the level of lipid peroxidation (POL) in rat tissues under irradiation: Materials of the Republican scientific and industrial conference: “Relevance of the problem of veterinary medicine and animal science”. Kazan, 1996. P. 97. (In Russ.)]
  25. Гайнутдинов Т.Р., Идрисов А.М., Фролов А.В. и др. Определение радиозащитной эффективности инактивированных γ-облучением штаммов микроорганизмов. Вет. врач. 2022;2:13–20. [Gaynutdinov T.R., Idrisov A.M., Frolov A.V. et al. Determination of the radioprotective effectiveness of inactivated gamma-irradiated strains of microorganisms. Veterinarian. 2022;2:13–20. (In Russ.)]. http://doi.org/10.33632/1998-698X.2022_13_20
  26. Reisz J.A., Bansal N., Qian J. et al. Effects of ionizing radiation on biological molecules—mechanisms of damage and emerging methods of detection. Antioxidants & Redox Signaling. 2014;21(2):260–292. http://doi.org/10.1089/ars.2013.5489
  27. Raviraj J., Bokkasam V.K., Kumar V.S., Reddy U.S., Suman V. Radiosensitizers, radioprotectors, and radiation mitigators. Ind. J. Dental Res.. 2014;25(1): 83–90. http://doi.org/10.4103/0970-9290.131142
  28. Kumar Raj, Singh Shravan Kumar. Exploitation of microbial resources for radioprotector development: current status at Institute of Nuclear Medicine and Allied Sciences. J. Radiat. Cancer Res. 2016;7(1):38.
  29. Wang, W., Xue C., Mao X. Radioprotective effects and mechanisms of animal, plant and microbial polysaccharides. Int. J. Biol. Macromol. 2020;153:373–384. http://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.02.203
  30. Shuryak I., Matrosova V.Y., Gaidamakova E.K. et al. Microbial cells can cooperate to resist high-level chronic ionizing radiation. PloS One. 2017;12(12):e0189261. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0189261

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024