Skip to Content

Фотосенсибилизатор фотодитазин как средство, угнетающее размножение микобактерий туберкулеза

ID: 2016-02-1749-A-6076
Оригинальная статья (свободная структура)
ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И.Разумовского Минздрава России

Резюме

нет

Ключевые слова

фотосенсибилизатор, микобактерии туберкулеза

Статья

Введение. Туберкулез (ТБ) по-прежнему входит в число инфекционных болезней, уносящих наибольшее число жизней. Согласно оценкам экспертов ВОЗ, число заболевших ТБ в 2013 г. составило 9,0 млн. человек, а 1,5 млн. человек умерли от этой болезни [5]. Туберкулез мочевой системы составляет 30-40% внелегочных форм  заболевания и занимает среди них 1-е место. Мужчины и женщины страдают одинаково часто, при этом наибольшее распространение туберкулезные поражения мочевой системы отмечены у лиц от 20 до 40 лет, в то время как заболеваемость среди детей остается низкой. Микобактерия туберкулеза  обладает высокой вирулентностью и патогенностью. В отличие от других бактерий, микобактерии туберкулеза абсолютно резистентны к стандартной антибактериальной терапии [2]. Последнее диктует необходимость изыскания новых немедикаментозных путей воздействия на микобактерии туберкулеза. Таким новым методом,  ингибирующим рост Micobacteriumtuberculosis в культуре, могла бы стать фотодинамическая терапия (ФДТ), в основе которой лежит предварительная обработка микробных клеток фотосенсибилизатором (ФС) с последующим облучением бактериальной культуры светом лазера [6]. Если длина волны лазерного излучения совпадает с максимумом поглощения ФС, образуется синглетный кислород, оказывающий губительное действие на микобактерии. Такова была исходная идея данной работы. Однако в ходе выполнения исследования был получен неожиданный результат: оказалось, что сам ФС обладает отчетливым бактериостатическим эффектом в отношении роста микобактерий туберкулеза. Последнее послужило основанием для публикации настоящего сообщения.

Материалы и методы. В качестве ФС был выбран препарат фотодитазин, выпускаемый фирмой "Вета-Гранд" (Россия), представляет собой диметилглюкаминовую соль хлорина Е6 и используется в настоящее время в качестве фотосенсибилизатора для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии злокачественных опухолей [1,3,4].

Лекарственно устойчивые штаммы микобактерий туберкулеза были получены при посеве респираторного материала (мокрота), полученного от больных, проходящих лечение в ГБУЗ «Тамбовский областной клинический противотуберкулезный диспансер». Профили лекарственной устойчивости (ЛУ) были получены с использованием стандартной методики оценки лекарственной устойчивости микобактерий на плотной яичной питательной среде Левенштейна-Йенсена, не содержащей крахмал (HiMedia, Индия) методом абсолютных концентраций (приказ МЗ РФ от 21 марта 2003 г. N 109 «О совершенствовании противотуберкулезных мероприятий в Российской Федерации»), а ЛУ к рифампицину и изониазиду дополнительно оценивали с помощью постановки полимеразной цепной реакции (ПЦР) и последующей гибридизации генетического материала M. tuberculosis на биочипах «ТБ-БИОЧИП» (ООО «Биочип-ИМБ», Россия) по методике, рекомендованной производителем. Все штаммы M. tuberculosis были множественно лекарственно устойчивыми (МЛУ), т.е. резистентными к основным противотуберкулезным препаратам – изониазиду, рифампицину, стрептомицину, этамбутолу и чувствительными к пиразинамиду (табл. 1, 2). 

Фотодитазин разводили в дистиллированной воде до конечной концентрации  4*10-5 моль/л. Бактериальную взвесь M. tuberculosis с титром 100 000 КОЕ/мл питательной среды Middlebrook 7H9 смешивали с раствором фотосенсибилизатора в соотношении 1:9 (итоговый объем образца равен 5 мл) в пластиковых чашках Петри диаметром 10 см и инкубировали в течение 15 мин при температуре 37оС. В качестве контроля использовали взвесь M. tuberculosis каждого штамма, которую вместо раствора сенсибилизатора разводили дистиллированной водой, сохраняя объемное соотношение 1:9.

Посев производили на жидкую питательную среду Middlebrook 7H9 в индикаторные пробирки MGIT автоматизированной системы BACTECTM MGITTM 960 (Becton Dickinson, Sparks, MD). Основным компонентом системы ВАСТЕСTM MGITTM 960 является пробирка MGIT (Mycobacteria Growth Indicator Tube) c флюоресцентным индикатором роста (Трис 4,7-дифенил-1,10-фенантролин рутениум хлорид пентагидрат), который заключен под силиконом на дне пробирки и погашен высокими концентрациями кислорода, растворенного в среде. Размножающаяся микробная популяция активно поглощает кислород, высвобождая флюоресцентный компонент, который начинает светиться при ультрафиолетовом облучении. Ускоренный рост микобактерий и снижение контаминации обеспечивается дополнением бульона 7Н9 жидкой питательной добавкой OADC и пятью лиофилизированными антибиотиками PANTA, которые вносят в индикаторную пробирку перед посевом. OADC содержит четыре питательных компонента: олеиновую кислоту, бычий сывороточный альбумин, декстрозу и каталазу. Смесь PANTA включает в себя препараты, подавляющие жизнедеятельность грам+, грамм– и анаэробных бактерий, а также грибов, она состоит из полимиксина В, амфотерицина В, налидиксовой кислоты, триметоприма и азлоциллина. Прибор ВАСТЕС 960 оценивает пробирку как позитивную, если количество живых микробов в ней достигло 100000 на 1 мл среды.

В каждую пробирку вносили по 0,5 мл каждого образца из чашек Петри. Выполняли по пять повторных посевов, учитывая возможность случайных колебаний роста культур микобактерий. Наблюдения проводили в течение месяца. Результат фиксировался автоматической системой при достижении стандартного титра микобактерий в пробирке и выражался в сутках после посева.

Статистическая обработка результатов экспериментов проводилась с использованием программы GraphPad Prism-5. Различия с контролем признавались достоверными при р<0,05. Результаты наблюдений представлены в табл. 3.

Как видно из таблицы, воздействие самого ФС фотодитазина в 1,32 раза замедляет скорость роста микобактерий туберкулеза в жидкой среде, т.е. оказывает отчетливый бактериостатический эффект. Данный эффект препарата может быть связан с его способностью оказывать влияние на метаболизм микробной клетки или изменять свойства её мембранных структур. Интимные механизмы данного эффекта фотодитазина требуют дальнейшего изучения.

Таким образом, нами впервые установлено ингибирующее влияние фотосенсибилизатора фотодитазина на рост полирезистентных штаммов микобактерий туберкулеза. 

Литература

  1. Белый Ю.А., Терещенко А.В., Володин П.Л. и др. Лечение меланом сосудистой оболочки глаза большого размера методом фотодинамической терапии с препаратом фотодитазин (клинический случай) // Российский биотерапевтический журнал. – 2008. – №4. –С. 53-56.
  2. Комяков Б.К. Урология: учебник. – ГЭОТАР-Медиа: 2012. – 464 с.
  3. Рагулин Ю.А., Капинус Н.В., Каплан М.А. и др. Возможности фотодинамической терапии с фотосенсибилизатором фотодитазин в лечении центрального рака легких // Российский биотерапевтический журнал. – 2005. – № 3. – С. 58-61.
  4. Странадко Е.Ф., Волгин В.Н., Ламоткин М.В. и др. Фотодинамическая терапия базально-клеточного рака кожи с фотосесибилизатором фотодитазином // Российский биотерапевтический журнал. – 2008. – № 4. – С. 7-11.
  5. Global tuberculosis report 2014. World Health Organization. – Р. 118.
  6. Kikuchi T., Mogi M., Okabe I. et al. Adjunctive application of antimicrobial photodynamic therapy in nonsurgical periodontal treatment: a review of literature // Int. J. Mol. Sci. – 2015. – №16. – P. 24111-24126.

Таблицы

Таблица 1. Результаты ПЦР-анализа клинических штаммов Mycobacteriumtuberculosis

Номер тестируемой

культуры

Устойчивость к рифампицину

Устойчивость к изониазиду

Ген

Кодон

Аминокислотная замена

Ген

Кодон

Аминокислотная замена

Образцы 1-5

rpoB

531

Ser→Leu

katG

315

Ser→Thr

 

Таблица 2. Результаты оценки лекарственной устойчивости Mycobacteriumtuberculosisна плотной яичной питательной среде Левенштейна-Йенсена методом абсолютных концентраций

Изониазид

Рифампицин

Стрептомицин

Этамбутол

10,0 мкг/мл

80,0 мкг/мл

25,0 мкг/мл

5,0 мкг/мл

Число КОЕ

Результат

Число КОЕ

Результат

Число

КОЕ

Результат

Число КОЕ

Результат

>30

R

>25

R

>30

R

>30

R

Примечание: Если число КОЕ более 20, то культура считается устойчивой к препарату. R – штамм устойчив к препарату.

Таблица 3. Влияние фотодитазина на рост культуры антибиотикорезистентных штаммов Mycobacterium tuberculosis

Серия опытов

М±m (сутки)

р

Контроль

6,908±0,3347

Фотодитазин (4*10-5 моль/л)

9,112±0,5002

<0,001

 

0
Ваша оценка: Нет



Яндекс.Метрика