СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АНТИБИОТИКОВ Российский патент 2011 года по МПК A61K31/00 

Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии, в частности к производству антибиотиков, в том числе бета-лактамовых.

В результате исследований выявлено, что снижение эффективности антибиотиков связано с их инактивацией бактериальными ферментами - бета-лактамазами, продуцируемыми бактериальными клетками (стафилококками и др.), повышением выведения антибиотиков из клетки, мутациями рибосомальных белков и соответственно подавлением синтеза бактериальных белков и в целом торможения взаимодействия т-РНК с рибосомами (Никитин А.В. Титециклин: антимикробное действие и химиотерапевтическая эффективность // Антибиотики и химиотерапия, 2009, 54; 1-2. С.63-65; Соколова Г.Б., Краснов В.А. Новый противотуберкулезный препарат Рифалекс // Антибиотики и химиотерапия, 2009, 54; 1-2. С.38-41).

Повышение химиотерапевтической активности антибиотиков проводится комбинацией разных групп антибиотиков, в том числе с клавулановой кислотой (антибиотик, полученный в 1976 году из продукта метаболизма гриба Streptomyces clavuligerus), а также введением в их химическую структуру фтора, пиперазинового радикала и совместное применение с лимонной, янтарной и изоянтарной кислотами и их солями - сукцинатами, а также пробиотиками (Андреева Н.Л., Войтенко В.Д. Повышение эффективности химиопрепаратов с помощью органических кислот // Международный вестник ветеринарии, 2004, №1. - С.55-58; Шевелева М.А., Раменская Г.В. Современные представления о применении пробиотических средств при антибиотикотерапии // Антибиотики и химиотерапия, 2009, 54; 3-4. - С.61-64).

Однако на фоне снижения бактериальной резистентности, повышения токсичности и особенно нефротоксичности антибиотиков арсенал использования средств антибактериальной терапии резко сужается. В России пока не выявлены патогены, резистентные к метициллину, ванкомицину, линезолиду, но в Западной Европе выделено до 20%, а в США - до 55% устойчивых к указанным антибиотикам микроорганизмов. Поэтому появление резистентных микроорганизмов в других регионах мира и в России является вопросом времени.

Современные подходы совершенствования изготовления антибиотиков нуждаются в иных направлениях, так как существующий потенциал разработки инновационных антибактериальных препаратов ограничен, и принципиально новых антибиотиков создать не удается.

Создание новых лекарственных форм и комбинаций антибиотиков не обеспечивает качественного прорыва и снижения токсичности в фармокинетике антимикробных препаратов.

Известен способ создания более эффективного антибиотика комбинацией амоксициллина с клавуланатом (Карпов О.И. Флемоклавсолютат - новая лекарственная форма амоксициллина/клавуланата // Клиническая фармакология и терапия. - 2006. - 15. - №4. - С.1-4).

Несмотря на замену ампициллина на амоксициллин, обладающий более эффективным бактерицидным действием и проникновением в ткани и жидкости организма, и последующее создание ряда комбинированных антибиотиков - аугментина, сулациллина и т.д., основные недостатки, присущие антибиотикам, сохранились. Это - токсичность, появление лекарственноустойчивых видов микроорганизмов, депрессивное их воздействие на иммунную систему организма, дороговизна и дефицитность из-за прекращения изготовления в РФ антибиотиков (Медуницын Н.В. Биопрепараты. 2006, №4. С.2-3).

Для устранения указанных недостатков, для повышения бактерицидной эффективности антибиотиков, снижения их токсичности и аллергизации организма, повышения их устойчивости к действию бактериальных ферментов за счет создания у них стабильной структуры предлагается полимеризация и детоксикация антибиотиков двумя детоксикаторами - вначале 0,15±0,05% раствором формалина при 40,0±2,0°С в течение 3-5 суток, а затем 0,15±0,05% раствором этония (бисчетвертичного аммониевого соединения) при 40,0±2,0°С в течение 3-5 суток из расчета 100-150 мг/мл антибиотика.

Правомерность использования формалина и этония для полимеризации и детоксикации антибиотиков основана на производстве и применении анатоксинов, толерогенов (аллергоидов), инактивированных вирусных вакцин.

Однако сведений об использовании этих соединений при изготовлении антибиотиков в патентной и научной литературе не обнаружено.

Использование этония в качестве полимеризатора и детоксикатора доказало свою эффективность при получении ряда инактивированных вакцин, разработанных авторами заявляемого способа (RU 2360697, 2371197, 2372937, 2377013, 2377014, 2377016). Этоний обладает инактивирующим действием на токсины ряда микроорганизмов и стимулирует заживление ран, поэтому используется при лечении трофических язв, маститов, стоматитов, кератитов и т.д. (Покровский В.И. Медицинская микробиология, 1999. С.138). При этом этоний менее токсичен и не обладает канцерогенными свойствами в отличие от формалина. При получении вакцин формалин и этоний практически подавляют индукцию экзотоксинов и обеспечивают их детоксикацию.

Изучение действия формалина и этония на антибиотики показало их эффективность в усилении бактерицидного действия антибиотиков, повышении их резистентности к ферментам, вырабатываемым патогенными микроорганизмами, снижении токсичности самих антибиотиков.

На основании изученных свойств был разработан режим полимеризации и детоксикации, дозировка формалина и этония и предложен способ повышения эффективности антибиотиков.

Цель изобретения - повышение эффективности антибиотиков на основе усиления их бактерицидных свойств, снижения токсичности, усиления резистентности антибиотиков к бета-лактамным ферментам бактерий. В результате повысится эффективность терапии инфекционных болезней животных.

Поставленная цель достигается полимеризацией и детоксикацией антибиотиков вначале 0,15±0,05% раствором формалина при 40,0±2,0°С в течение 3-5 суток, а затем 0,15±0,05% раствором этония при 40,0±2,0°С в течение 3-5 суток из расчета 100-150 мг/мл антибиотика. При таком способе детоксикации и полимеризации концентрация антибиотика сохраняется, а содержание формалина и этония снижается в 10 и более раз, а при изготовлении лиофилизированных препаратов полностью утрачивается.

Способ заключается в том, что эффективность антибиотиков повышают полимеризацией и детоксикацией при 42°С в течение 3-5 суток сначала раствором формалина, а затем в том же режиме раствором этония. При этом в антибиотики поочередно вводят 0,2% растворы формалина и этония и применяют их в жидком состоянии. При использования 0,1% растворов формалина и этония после полимеризации и детоксикации антибиотики подвергают лиофилизации.

Теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение обеспечения стабильной и полной детоксикации и полимеризации антибиотиков и получения в результате безвредных препаратов, обладающих бактерицидным действием в отношении лекарственноустойчивых микроорганизмов позволило предложить рациональный и экономически выгодный способ изготовления и повышения эффективности антибиотиков, то есть получить технико-биологический эффект.

Полученные результаты иллюстрированы следующими примерами и таблицами.

Пример 1. Осуществление способа.

Во флаконы с лиофилизированным антибиотиком (пенициллин, метициллин, эритромицин, амоксициллин, амоксиклав, стрептомицин, тетрациклин, энфроксацин и др.) с помощью шприца внесли по 5,0 мл 0,2% раствора формалина для детоксикации и полимеризации при 42°С в течение 3-5 суток, а затем во флаконы с растворенным в 0,2% растворе формалина антибиотиком ввели с помощью шприца 5,0 мл 0,2% раствора этония для продолжения детоксикации и полимеризации в термостате при 42°С в течение 3-5 суток.

Полученные растворы антибиотиков при комнатной температуре сохраняли прозрачность, бактерицидную активность в течение 1 года (срок наблюдения).

Для изготовления препаратов в лиофилизированном виде детоксикацию и полимеризацию антибиотиков проводили в уменьшенном вдвое объеме формалина и этония. При этом лиофилизированный тюбик с антибиотиком сохранял свою исходную форму в течение 1 года (срок наблюдения).

Пример 2. Испытание ряда модифицированных антибиотиков на токсичность.

В исследованиях использовали 24 белых мышей массой 18-20 г и 24 цыплят-бройлеров 20-суточного возраста, которых разделили на 4 группы по 6 голов в каждой. Испытание на токсичность проводили ежедневно в течение трех суток путем подкожного введения по 0,5 мл модифицированного пенициллина, тетрациклина, амоксициллина и энфроксацина (байтрила). При этом на месте введения модифицированных антибиотиков не было гнойных или некротических поражений, а все животные (мыши и бройлеры) остались живыми в течение 15 суток (срок наблюдения).

Пример 3. Сравнительная оценка бактерицидной эффективности коммерческих и модифицированных антибиотиков.

Для оценки бактерицидной эффективности модифицированных антибиотиков использовали бумажные диски, пропитанные антибиотиками, результаты исследования представлены в таблице 1.

Таблица 1. Сравнительная оценка эффективности коммерческих и модифицированных антибиотиков по диаметрам подавления роста микроорганизмов на агаре Хоттингера. №№ п/п Наименование антибиотика Содержание в бумажном диске, мкг Диаметры подавления роста (в мм) S.aureus E.coli S.dublin Bac.subtilis 1 Пенициллин 10 15-20 18-22 20-22 20-22 2 М*-пенициллин 10 30-35 30-35 30-35 30-35 3 Метициллин 10 20-22 22-25 20-22 22-23 4 М-метициллин 10 30-35 35-40 30-35 30-35 5 Эритромицин 15 20-22 20-25 18-20 20-22 6 М-эритромицин 15 30-35 35-40 30-35 30-35 7 Амоксициллин 5 20-22 22-25 18-20 20-22 8 М-амоксициллин 5 25-35 30-35 30-35 30-35 9 Амоксициллин /клавуланат 5 30-35 25-27 25-27 25-27 10 М-амоксициллин /клавуланат 5 40-50 35-40 35-40 35-40 11 Стрептомицин 10 15-20 20-22 20-22 18-20 12 М-стрептомицин 10 30-35 30-35 30-35 30-35 13 Тетрациклин 30 20-25 25-27 25-28 22-25 14 М-тетрациклин 30 30-35 35-40 35-40 35-40 *М - модифицированный антибиотик

Учитывая, что показатели эффективности антибиотиков по диаметрам задержки роста микроорганизмов по бумажным дискам являются относительными, для более точной оценки использовали мясопептонный глицериновый бульон (МПГБ) с определенной концентрацией микроорганизмов и антибиотиков. Полученные результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2. Бактерицидная эффективность антибиотиков (ЕД/мл, мкг/мл) в МПГБ, содержащем 10 тысяч микробных клеток в 1 мл №№ п/п Наименование антибиотика Объем МПГБ, мл S.aureus E.coli S.dublin Bac.subtilis 1. Пенициллин 10 12-15 10-12 12-14 15-16 100 12-15 10-12 12-14 15-16 2. М*-пенициллин 10 5-7 5-6 6-7 6-7 100 5-9 5-6 6-7 6-7 3. Метициллин 10 10-12 10-12 10-12 10-12 100 10-12 10-12 10-12 10-12 4. М-метициллин 10 5-6 5-6 5-6 5-6 100 5-6 5-6 5-6 5-6 5. Эритромицин 10 12-15 10-12 12-13 12-13   100 12-15 10-12 12-13 12-14 6. М-эритромицин 10 5-7 5-6 5-6 5-6 100 5-8 5-6 5-6 5-7 7. Амоксициллин 10 10-12 9-10 9-10 9-10 100 10-12 9-10 9-10 9-10 8. М-амоксициллин 10 7-8 4-5 4-5 4-5 100 6-8 4-5 4-5 4-5 9. Амоксициллин/ 10 5-6 5-6 5-7 5-7 клавуланат 100 5-6 5-7 5-7 5-7 10. М-амоксициллин/ 10 3-4 2-3 2-3 2-3 клавуланат 100 3-4 2-3 2-3 2-3 11. Стрептомицин 10 10-12 9-10 8-10 8-10 100 10-12 9-10 8-10 9-10 12. М-стрептомицин 10 10-12 9-10 8-10 8-10 100 10-12 9-10 8-10 9-10 13. Тетрациклин 10 20-22 18-20 18-20 18-22 100 20-22 18-22 18-20 18-20 14. М-тетрациклин 10 12-15 9-10 7-9 7-9 100 12-15 7-9 7-9 7-9 15. Энфроксацин 10 10-12 10-12 10-12 12-14 100 10-12 10-12 10-12 12-14 16. М-энфроксацин 10 5-6 5-6 5-6 5-6 100 5-6 5-6 5-6 5-7 *М - модифицированный антибиотик

Из данных, представленных в таблице 1, следует, что диаметры подавления роста микроорганизмов по бумажным дискам на агаре Хоттингера у модифицированных антибиотиков превышают показатели для известных коммерческих препаратов практически вдвое. Идентичные показатели бактерицидной активности у модифицированных антибиотиков получены в сравнении с коммерческими препаратами в отношении 10 тысяч в 1 мл МПГП указанных микроорганизмов (табл.2).

Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии, в частности к производству антибиотиков. Способ повышения эффективности антибиотиков, заключающийся в том, что проводят детоксикацию и полимеризацию антибиотиков обработкой сначала раствором формалина, а затем раствором этония при определенных условиях, и применяют их в жидком или лиофилизированном состоянии. Вышеописанный способ повышает эффективность антибиотиков. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ повышения эффективности антибиотиков, заключающийся в том, что проводят детоксикацию и полимеризацию антибиотиков обработкой сначала 0,1-0,2%-ным раствором формалина при 42°С в течение 3-5 суток, а затем 0,1-0,2%-ным раствором этония при 42°С в течение 3-5 суток и применяют их в жидком или лиофилизированном состоянии.

2. Способ по п.1, заключающийся в том, что антибиотики обрабатывают 0,2%-ным раствором формалина и 0,2%-ным раствором этония и применяют в жидком состоянии.

3. Способ по п.1, заключающийся в том, что антибиотики обрабатывают 0,1%-ным раствором формалина и 0,1%-ным раствором этония, а затем подвергают их лиофилизации.