Изучение антимикробной активности комбинированной мази с аддуктом иода

Представлены результаты исследования антимикробной активности комбинированной мази с аддуктом иода в отношении как чувствительных, так и мультирезистентных референс-штаммов S. aureus, E. coli и P. aeruginosa, St.pneumoniae. Установлено, что комбинированная мазь с аддуктом иода обладает выраженным антибактериальным эффектом как в отношении чувствительных, так и в отношении устойчивых тест-штаммов.

Введение. Обобщенный анализ лечения гнойных ран показал, что одной из ведущих причин развившегося тяжелого гнойного процесса у больных было не только неоправданное использование малоэффективных в настоящее время бензилпенициллинов, цефалоспоринов и аминогликозидов I-II поколений, но и неправомерное использование устаревших препаратов для лечения ран: мази Вишневского, ихтиоловой мази, стрептоцидовой, тетрациклиновой, гентамициновой мази [1].

Это подтверждается тем, что вышеперечисленные препараты не обладают необходимой антимикробной активностью, не обеспечивают обезболивающего, противовоспалительного и осмотического эффекта. Многочисленными исследованиями показано, что изменилась структура возбудителей гнойных ран, которая наряду с грамположительными и грамотрицательными аэробными микроорганизмами включает значительную долю грибов. От 80 до 100% выделяемых штаммов нечувствительны к пенициллину, цефалтину, цефазолину, тетрациклину, канамицину, гентамицину и к традиционным антисептикам, а также к старым мазям на ланолинвазелиновой основе [2-5]. Так, например, растворы фурациллина, риванола, 3%-ной борной кислоты практически полностью утратили антимикробную активность по отношению к основным возбудителям гнойной инфекции, а чувствительность госпитальных штаммов S. aureus, E. coli, к антисептикам и мазям на жировой основе не превышает 1-5% [6-8].

Формирование устойчивости микроорганизмов к широко используемым старым препаратам вызывает необходимость поиска новых групп лекарственных средств с широким спектром биологической активности в отношении не только чувствительных, но и устойчивых штаммов бактерий.

Целью данного исследования являлось изучение антибактериальной активности комбинированной мази с аддуктом иода и определение ее минимальной бактерицидной концентрации в отношении чувствительных и устойчивых штаммов бактерий.

Материалы и методы

Исследуемым образцом являлась комбинированая мазь с аддуктом иода, представляющая собой гелеобразную прозрачную субстанцию светло-коричневого цвета.

В качестве тестовых микроорганизмов были использованы следующие группы штаммов:

Staphylococcus aureus ATCC 6538-Р (музейный чувствительный штамм);

Staphylococcus aureus ATCC BAA-33591 (MRSA, музейный мультирезистентный штамм);

Escherichia coli ATCC 8739 (музейный чувствительный штамм);

coli ATCC BAA-2523 (музейный Escherichia

мультирезистентный штамм, продуцент ESBL);

Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 (музейный чувствительный штамм);

Pseudomonas aeruginosa мультирезистентный штамм);

Streptococcus pneumoniae ATCC 49619 чувствительный штамм);

Streptococcus pneumoniae ATCC ВАА-660 мультирезистентный штамм).

Определение антимикробной активности Определение антимикробной активности методом двукратных серийных разведений питательной среде согласно международному CLSI M100-S25, 2015 "Performance Standards for Antimicrobial TA2 (клинический (музейный (музейный проводили в жидкой стандарту Susceptibility Testing" M100-S25, Vol 35 No 3 и методическим указаниям «Методические указания по определению чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. МУК 4.12.1890-04. Москва. 2004» [9-10].

Используемые реактивы, растворы и питательные среды Агар Мюллера-Хинттона (МХА);

Бульон Мюллера-Хинтона (МХБ);

0,9 % раствор хлорида натрия (физиологический раствор). Используемое оборудование Денситометр DEN-1 (BIOSAN, Латвия), термошейкер «Comfort» (Eppendorf, Германия), аналитические весы LB 210-A (Sartorius, Россия), pH-метр PB11 (Sartorius, Германия), вертикальный автоклав (SystecV-120, Германия), термостат BD-115 (Binder, Германия), ламинарный бокс BioIIA/G (Telstar, Испания), шейкер IKAMS3 Digital (IKA, Германия), дозатор (1-10 мл, 100-1000 мкл, 20-200 мкл, 0,5-10 мкл) (Eppendorf, Германия), термобаня (HaakeP14, Германия), система очистки воды (Arium 611 VF, Германия).

Процедура

Приготовление суспензий микроорганизмов на физиологическом растворе 0,9 %-го NaCl

Первичная суспензия готовилась на физиологическом растворе (0,9 % NaCl). Стерильной петлей отобрали аликвоту суточно-культивированного тест-штамма, после чего внесли ее в стерильную пробирку с 5 мл 0,9 % NaCl. Затем пробирку поместили в денситометр DEN-1 для измерения оптической плотности (мутности) и, соответственно, для достижения нужной концентрации микроорганизма.

Плотность первичной суспензии должна составлять 0,5 ед. по МакФарланду, что соответствует 1,5*108 КОЕ/мл. Далее, суспензию в количестве 0,1 мл вносят в пробирку с 9,9 мл физиологического раствора для достижения концентрации примерно равной 1,5*106 КОЕ/мл. Эта концентрация будет использоваться для метода серийных разведений.

Определение антимикробной активности мази методом серийных разведений.

Тестирование проводили в жидкой питательной среде.

Для определения антимикробной активности использовались 10 пробирок типа Eppendorf. Во все пробирки, за исключением 1-й (со 2 по 10), разливали жидкую питательную среду в количестве 0,5 мл. Рабочий раствор (исходную мазь) вносили в чистом виде (в объеме 0,5 мл) в 1-ю пробирку, в которой отсутствовал питательная среда и во вторую с уже имеющейся в ней питательной средой (0,5 мл). Далее, производили серийные разведения, которые осуществлялись путем забора смеси (питательная среда (0,5 мл) + исследуемый препарат (0,5 мл)) из 2-й пробирки в количестве 0,5 мл в 3-ю пробирку, уже содержащую 0,5 мл бульона. Тщательно перемешали и перенесли 0,5 мл исследуемого образца в бульоне из 3-й пробирки в 4-ю, также содержавшую первоначально 0,5 мл бульона. Эту процедуру повторяли до достижения необходимого количества разведений. Из последней пробирки 0,5 мл смеси удаляются. Таким образом, были получены следующие разведения: 1:0; 1:1; 1:2; 1:4; 1:8; 1:16; 1:32; 1:64; 1:128; 1:256, что соответствует пробиркам от 1-й по 10-ю.

После проведения серии разведений, во все пробирки добавили по 0,05 мл тест-штаммов микроорганизмов в концентрации 1,5*106 КОЕ/мл.

Все образцы инкубировали в течение 18-24 часов при (37 ± 1) °С. По истечении времени инкубации проводили высев на чашки Петри для определения живых клеток. После высева чашки помещали в термостат на 18-24 часа при (37 ± 1) °С. Все эксперименты проводили в трех повторах.

Учет результатов проводили по наличию видимого роста микроорганизмов на поверхности плотной питательной среды. Минимальной бактерицидной концентрацией (МБК) считали наименьшую концентрацию в пробирке, которая подавляла рост микроорганизмов.

Результаты. Нами была изучена антибактериальная активность комбинированной мази с аддуктом иода. В результатах представлены средние значения полученных МБК в виде сравнительных таблиц для чувствительных и резистентных штаммов (таблицы 1-2).

Исследуемое

вещество

Минимальная бактерицидная концентрация, мкг/мл

Тест-штаммы

S.aureus ATCC 6538-P

S.aureus ATCC BAA-33591

St.pneumoniae

ATCC 49619

St.pneumoniae ATCC

BAA-660

Комбинированная мазь с аддуктом иода

1,00

1,00

0,50

0,50

Таблица 1 Минимальные бактерицидные концентрации комбинированной мази с аддуктом иода для штаммов S. aureus и St. pneumoniae

Результаты исследования антимикробной активности образца комбинированной мази свидетельствовали о высокой эффективности данного соединения в отношении штаммов S. aureus и St. pneumoniae. Минимальная бактерицидная концентрация данного образца в отношении как чувствительного, так и резистентного штаммов золотистого стафилококка составила 1,00 мкг/мл. Наряду с высокой антистафилококковой активностью, исследуемая мазь эффективно подавляла рост как чувствительного, так и резистентного штаммов St. pneumoniae, значения МБК в отношении их составило 0,5 мкг/мл в пересчете на активное вещество.

Исследуемое вещество

Минимальная бактерицидная концентрация, мкг/мл

Тест-штаммы

E.coli ATCC

8739

E.coli ATCC BAA-2523

P.aeruginosa

ATCC 9027

P.aeruginosa

TA2

Комбинированная мазь с аддуктом иода

1,00

1,00

1,50

1,50

Таблица 2 Минимальные бактерицидные концентрации комбинированной мази с аддуктом иода для штаммов S. aureus и St. pneumoniae Из данных, представленных в таблице 2 видно, что образец комбинированной мази также продемонстрировал выраженный бактерицидный эффект в отношении клинического резистентного штамма P. aeruginosa TA2 и P. aeruginosa ATCC 9027, значения МБК для данных тесткультуры составила 1,50 мкг/мл. Активность данной мази наблюдалась также в отношении штаммов E. coli ATCC BAA2523 и E. coli ATCC 8739. Значение МБК для них не превысило 1,00 мкг/мл (таблица 2).

Обсуждение и заключение. В настоящем исследовании впервые была изучена антимикробная активность комбинированной мази с аддуктом иода. На сегодняшний день галогены и галогенсодержащие соединения широко распространены в медицине в силу своих антисептических, антигельминтных, противовоспалительных свойств [11]. Одним из ключевых свойств галогенов является способность к повышению липофильности лекарственных веществ, что облегчает их прохождение через биомембраны. Препараты этой группы оказывают быстрое и сильное бактерицидное действие на грамположительные и грамотрицательные бактерии [12]. Используемое в данном исследовании лекарственное средство включает в себя иодный аддукт, полученный путем реакции комплексообразования между ионами щелочных металлов и органических лигандов, представленных аминокислотами. Известно, что иод нарушает структуры бактериальных трансмембранных белков и ферментов, не имеющих мембранную защиту. За счет окисления трансмембранных белков происходит нарушение их функций, а окисление фосфолипидов приводит к увеличению подвижности полярных -Ж-(СНз)-групп, вращению -С-Ссвязей, что приводит к ускорению латеральной диффузии молекул через мембрану, а значит, увеличивает ее проницаемость [13, 14].

Ввиду высокой антимикробной эффективности данные комплексы могут быть перспективными в разработке инновационных отечественных противобактериальных препаратов.

Полученные результаты обуславливают перспективность дальнейшего изучения лекарственных средств с соединениями данного класса (аддуктами) с целью создания в будущем таких антимикробных препаратов, которые не вызывали бы возникновения резистентности микроорганизмов, а также могли бы использоваться в отношении уже существующих мультирезистентых штаммов.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Басарева О.И., Костров С.В., Букреева Е.М., Хапчаева Д.А., Лосицкая О.С., Зимина Я.В. Сравнительный анализ антимикробной активности новых биологически активных соединений и лекарственных форм на их основе / / Современные проблемы науки и образования. 2011. №5. С. 52-56.
  2. Landecker H. Antibiotic resistance and the biology of history // Body Sci. 2016. №22(4). Р. 19-52.
  3. Husted N, Durocher D. The control of DNA repair by the cell cycle // Nat Cell Biol. 2017. №19. Р. 1-9.
  4. Brown ED, Wright GD. Antibacterial drug discovery in the resistance era // Nature. 2016. №529(27). Р. 336-343.
  5. World Health Organization. Antimicrobial Resistance: Global Report on Surveillance. Geneva, Switzerland: World Health Organization; 2014. 48 р.
  6. Anderson R L, Carr J H, Bond W W, Favero M S. Susceptibility of vancomycin-resistant enterococci to environmental disinfectants // Infect Control Hosp Epidemiol. 1997. №18. Р. 195-199.
  7. Ascenzi J M. Glutaraldehyde-based disinfectants. In: Ascenzi J M, editor. Handbook of disinfectants and antiseptics. New York: Marcel Dekker, Inc, 1996. Р. 111-132.
  8. Ayliffe G A J, Coates D, Hoffman P N. Chemical disinfection in hospitals. 2nd ed. London, England: Public Health Laboratory, 1993. 367 р.
  9. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing, 26th ed. CLSI supplement M100S (ISBN 1-56238-923-8 [Print]; ISBN 1-56238924-6 [Electronic]). Wayne, Pennsylvania: Clinical and Laboratory Standards Institute, 2016. 274 р.
  10. Методические указания по определению чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. М.: МУК, 2004. 152 с.
  11. Taylor G.R., Butler M. A comparison of the virucidal properties of chlorine, chlorine dioxide, bromine chloride and iodine // The Journal of Hygiene. 1982. vol. 89, №2. Р. 321-328.
  12. Bloomfield S.F. (1996) Chlorine and iodine formulations, In: Ascenzi J M, editor. Handbook of disinfectants and antiseptics. New York: Marcel Dekker, 1996. Р. 133-158.
  13. Gouriprasanna R.Munirathinam N., Mugesh G. Interaction of anti-thyroid drugs with iodine: the isolation of two unusual ionic compounds derived from Semethimazole // Org. Biomol. Chem. 2006. vol. 4, №15. Р. 2883-2887.
  14. Бекешева К.Б., Курманалиева А.Р., Баринов Д.В., Устенова Г.О. Современное состояние и перспективы применения иодсодержащих препаратов // Медицина. 2015. №12(162). C. 123-125.
Год: 2019
Город: Алматы
Категория: Медицина