Способ борьбы с биопленками Staphylococcus aureus Российский патент 2024 года по МПК C12N1/20 G01N33/00 A61K33/38 A61P31/04 

Изобретение относится к областям медицины и ветеринарии и может быть использовано для разрушения биопленок, образующихся на поверхностях органов и тканей животных.

В настоящее время антибактериальные препараты наиболее широко используются для лечения различных инфекционных заболеваний. Однако их активность снижается с каждым годом. Особенно устойчивыми к действию антибактериальных препаратов являются возбудители, способные к формированию бактериальных сообществ или биопленок. Из-за своего сложного строения и формирования защиты в виде матрикса биопленки становятся практически неуязвимыми для антибиотиков. [1, 2, 3].

Увеличение резистентности бактерий к уже имеющимся антибиотикам делает необходимым поиск альтернативных способов борьбы с патогенными микроорганизмами.

Известен способ фотодинамической терапии для инактивации бактерий и биопленок, в котором используют катионный пурпуринимид в качестве фотосенсибилизатора для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок [4].

К недостаткам этого способа фотодинамической терапии следует отнести низкий уровень фотостабильности используемой композиции, что приводит к коротким срокам хранения, а также низкий уровень эффективности терапии очагов бактериального поражения, обусловленный низким уровнем биодоступности молекул.

Известен способ предотвращения образования биопленок на подложке, на которую нанесены частицы с локальным плазмонным резонансом (медь, серебро, золото, полупроводники, оксиды металлов) с плотностью 1-100 частиц/мкм². Предполагается, что при освещении поверхности поглощение и нагрев наночастиц предотвратят прикрепление микроорганизма к поверхности, ингибирование формирования биопленки и/или разрушение уже сформированной биопленки [5].

Недостатком данного способа является удаление наночастиц вследствие метаболизма, окисления и физико-химических процессов, сопровождающих нагревание в биосистемах (кипение, кавитация, флотация и т.п.).

Задачей заявленного изобретения является разработка способа борьбы с биопленками Staphylococcus aureus препаратом на основе наночастиц серебра и Биосиб-Ацида.

Поставленная задача борьбы с биопленками Staphylococcus aureus препаратом на основе наночастиц серебра и Биосиб-Ацида достигается тем, что к 0,2 мл раствора препарата Арговит с содержанием действующего вещества 13 мг/мл, вносят равный объём 0,2 мл Биосиб-Ацида с содержанием действующего вещества 1000 мг/мл, что обеспечивает методику проведения серийных разведений при равных количествах этих компонентов, а так же 0,2 мл мясопептонного бульона и 0,2 мл 1,5⋅10⁶ КОЕ/мл референтного штамма Staphylococcus aureus АТСС 25953 или изолята Staphylococcus aureus выделенного от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания, с последующим инкубированием в течении 24ч при t = 37,5±0,5°С. Результат борьбы с биопленками определяют по изменению интенсивности биопленкообразования путем измерения оптической плотности на спектрофотометре при длине волны 492 нм.

Результат борьбы с биопленками Staphylococcus aureus препаратом, на основе наночастиц серебра и Биосиб-Ацида определяли согласно методике (O'Toole G.A. et al. 2000). Использование данного способа позволяет оценить способность препарата на основе наночастиц серебра и Биосиб-Ацида препятствовать образованию биопленок у Staphylococcus aureus.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Препарат Арговит представляет собой комплекс высокодисперсных частиц кластерного серебра, поливинилпирролидона и водного раствора,

полученного электронно-лучевой обработкой. Препарат обладает широким спектром антимикробного действия в отношении грамположительных и грамотрицательных, аэробных и анаэробных, спорообразующих и аспорогенных бактерий в виде монокультур и микробных ассоциаций (ООО НПЦ «Вектор-Вита», e-mail: vectot-vita@ngs.ru).

Биосиб-Ацид - Комплексный биохимический консервант на основе органических кислот и ферментов. Содержит в качестве действующих веществ продукты метаболизма молочнокислых и пропионовых бактерий - 50%, лимонную кислоту - 10%; вспомогательные компоненты - 20% и растворитель - вода - до 100%.

Пример 1

Способ борьбы с биопленками Staphylococcus aureus препаратом на основе наночастиц серебра и Биосиб-Ацида заключался следующим образом: в стерильный 96 луночный планшет вносят 0,2 мл раствора препарата арговит с содержанием действующего вещества 13 мг/мл, 0,2 мл Биосиб-Ацида, 0,2 мл мясопептонного бульона и 0,2 мл 1,5⋅10⁶ КОЕ/мл референтного штамма Staphylococcus aureus АТСС 25953 или изолята Staphylococcus aureus выделенного от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания, с последующим инкубированием в течении 24ч при t = 37,5 +0,5°С.

После инкубации, планктонные микроорганизмы из каждой лунки удаляют, лунки промывают дистиллированной водой. Затем в лунки вносят по 0,125 мл 0,1 % раствора генциан фиолетового, окрашивают в течение 15 мин при комнатной температуре. Далее раствор удаляют, лунки промывают дистиллированной водой. Планшет высушивают на воздухе и в каждую лунку вносят 0,2 мл 95 % этилового спирта, инкубируют в течение 15 минут при комнатной температуре, затем полученную спиртовую вытяжку в объеме 0,125 мл переносят в чистый 96 луночный планшет и замеряют оптическую плотность на спектрофотометре при длине волны 492 нм.

Пример 2

Способ борьбы с биопленками Staphylococcus aureus препаратом на основе наночастиц серебра и Биосиб-Ацида продемонстрирован в сравнении с действием антибактериального препарата лактобай на референтном штамме Staphylococcus aureus АТСС 25953 или изолята Staphylococcus aureus выделенного от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания.

Применение лактобая вызывает рост биопленкообразования у изолята Staphylococcus aureus более чем в 2,1 раза с 1,01+0,01 до 2,151+0,01 усл. ед.

При изучении влияния препарата на основе наночастиц серебра и Биосиб-Ацида на штамм Staphylococcus aureus АТСС 25953, установлено снижение процесса биоплёнкообразования с 0,982+0,02 до 0,753±0,01 усл. ед., что подтверждает исследование изолята Staphylococcus aureus выделенного от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания.

При исследовании антибактериального препарата лактобай с референтным штаммом Staphylococcus aureus АТСС 25953, установлен рост процесса биоплёнкообразования с 0,982±0,02 до 1,352±0,02 усл. ед. Влияние препаратов различных фармакологических групп на процесс биопленкообразования Staphylococcus aureus, усл. ед представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Влияние препаратов различных фармакологических групп на процесс биопленкообразования Staphylococcus aureus, усл. ед

Микроорганизм Контрольные значения Арговит + Биосиб-Ацид Лактобай Staphylococcus aureus АТСС 25953 0,982+0,02 0,753+0,01 1,352+0,02 Staphylococcus aureus выделенного от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания 1,01+0,01 0,917+0,01 2,151+0,01

Проведённые исследования показали, что применение препарата на основе наночастиц серебра и Биосиб-Ацида значительно снижали уровень биопленкообразования как у референтного штамма, так и у изолята Staphylococcus aureus.

Список источников

1. O'Toole G.A. et al. Biofilm formation as microbial development // Ann Rev Microbiol 2000. P. 49-79.

2. Hunt S.M. et al. Hypothesis for the role of nutrient starvation in biofilm detachment // Appl Environ Microbiol. 2004. P. 7418-25.

3. Романова Ю.М. и др. «Биопленки патогенных бактерий и их роль в хронизации инфекционного процесса. Поиск средств борьбы с биопленками» // ВРАМН. 2011. №10. С. 31-39).

4. Патент РФ №2565450, опубл. 20.10.2015.

5. Патент РФ №2650376, опубл. 11.04.2018.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ борьбы с биопленками Staphylococcus aureus препаратом на основе наночастиц серебра и Биосиб-Ацида, заключающийся в том, что к 0,2 мл раствора препарата арговит с содержанием действующего вещества 13 мг/мл вносят равный объём 0,2 мл Биосиб-Ацида, 0,2 мл мясопептонного бульона и 0,2 мл 1,5⋅10⁶ КОЕ/мл референтного штамма Staphylococcus aureus АТСС 25953 или изолята Staphylococcus aureus, выделенного от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания, с последующим инкубированием в течение 24 ч при t=37,5±0,5°С, результат борьбы с биопленками определяют по изменению интенсивности биопленкообразования путем измерения оптической плотности на спектрофотометре при длине волны 492 нм. Изобретение обеспечивает расширение арсенала способов снижения процесса биопленкообразования Staphylococcus aureus. 1 табл., 2 пр.

Способ борьбы с биопленками Staphylococcus aureus препаратом на основе наночастиц серебра и Биосиб-Ацида, заключающийся в том, что к 0,2 мл раствора препарата арговит с содержанием действующего вещества 13 мг/мл вносят равный объём 0,2 мл Биосиб-Ацида, 0,2 мл мясопептонного бульона и 0,2 мл 1,5⋅10⁶ КОЕ/мл референтного штамма Staphylococcus aureus АТСС 25953 или изолята Staphylococcus aureus, выделенного от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания, с последующим инкубированием в течение 24 ч при t=37,5±0,5°С, результат борьбы с биопленками определяют по изменению интенсивности биопленкообразования путем измерения оптической плотности на спектрофотометре при длине волны 492 нм.