Протимікробна композиція для інгібування біоплівкоутворення pseudomonas aeruginosa та enterobacteriaceae

Реферат: Протимікробна композиція для інгібування біоплівкоутворення Pseudomonas aeruginosa та Enterobacteriaceae містить як активний компонент ципрофлоксацин. Ципрофлоксацин застосовується в комбінації з антибіотиком з групи цефалоспоринів 3-го покоління цефтазидимом. UA 114922 U (12) UA 114922 U UA 114922 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медицини, а саме до засобів з антибактеріальною активністю, і може бути використана як протимікробна композиція з синергетичною дією, що інгібує біоплівкоутворення Pseudomonas aeruginosa та Enterobacteriaceae. Синьогнійна паличка та ентеробактерії є одними з основних збудників внутрішньолікарняних інфекцій, що обумовлюють широкий спектр гострих та хронічних захворювань. Часто ці захворювання відрізняються тяжким перебігом, у зв'язку з наявністю у збудниках багатьох факторів вірулентності, природної та набутої антибіотикорезистентності, а також високою здатністю до формування біоплівок [1]. Інтенсивне вивчення біоплівок, проведене протягом останніх років, дозволило сформувати нові уявлення про організацію та життєдіяльність бактерій. Накопичені дані засвідчили особливі якості бактерій в біоплівках. Для практичної медицини найбільш важливим є суттєве зниження їх чутливості до антибіотиків [2, 3]. Таким чином, питання протидії формуванню біоплівок набуває особливої важливості. Існують різні підходи до подолання резистентності збудників в біоплівках за рахунок підвищення доз або комбінування антимікробних препаратів між собою та з різними хімічними сполуками. Як посилювачі антимікробної дії вивчаються похідні вісмуту, срібла, катіонних поліпептидів та інше [4]. Перспективним препаратом в цьому відношенні можливо вважати антибіотик з групи фторхінолонів - ципрофлоксацин. Антибіотик має широкий спектр дії, активний по відношенню до синьогнійної палички та ентеробактерій. Як і всі препарати цієї групи він глибоко проникає в біоплівки та мікробні клітини. Крім цього препарати цієї групи дуже вигідно відрізняються від інших антибіотиків за співвідношенням ефективність/безпечність [5]. Відома протимікробна композиція, ефективна у відношенні біоплівок Pseudomonas aeruginosa, яка включає ципрофлоксацин та катіонний пептид LL-37, що дозволяє знижувати мінімальну інгібуючу концентрацію ципрофлоксацину та його концентрацію, необхідну для еррадикації біоплівок до 8 разів [6]. Ефективні концентрації ципрофлоксацину та катіонного пептиду LL-37 складали відповідно 80-5120 мкг/мл та 640 мкг/мл. Як і в запропонованій корисній моделі, для запобігання утворення біоплівки Pseudomonas aeruginosa використовували антибіотик з групи фторхінолонів - ципрофлоксацин. Причиною, що перешкоджає досягненню технічного результату є висока концентрація антибіотика (концентрація ципрофлоксацину 5120 мкг/мл перевищує терапевтичну концентрацію цього препарату більше, ніж в 5 тис. раз), що підвищує ризик виникнення побічних ефектів. Крім цього, використаний катіонний поліпептид LL-37 знаходиться на експериментальній стадії вивчення. Дія запропонованої композиції поширюється на біоплівки Pseudomonas aeruginosa, про її ефективність щодо ентеробактерій не повідомляється. Відоме застосування за аналогічним призначенням протимікробної композиції у складі ципрофлоксацину та сполук вісмуту, зокрема колоїдного субцитрату вісмуту, вісмутетандитіолу, трикалію дицитрату вісмуту [7]. У присутності вісмутетандитіолу в концентрації 0,02 мкг/мл ефективна концентрація ципрофлоксацину знижувались для різних штамів від 3 до 50 разів. Ознакою, спільною з суттєвими ознаками рішення, що заявляється, є використання для запобігання утворенню біоплівок штамами Pseudomonas aeruginosa комбінації двох протимікробних засобів, одним з яких є ципрофлоксацин. Причиною, що заважає досягненню технічного результату, є нестабільність ефекту. Автори повідомляють про можливість протилежного впливу (стимуляції біоплівкоутворення) при використанні вісмутетандитіолу в концентраціях, менших ніж 0,02 мкг/мл. Крім цього токсичність зазначених сполук вісмуту для людини не визначена. Прототипом вибрана протимікробна композиція для інгібування біоплівкоутворення Pseudomonas aeruginosa, що включає застосування синергетичної комбінації катіонного поліпептиду поліміксину та антимікробний агент карбопенем у співвідношенні інгредієнтів (масових частин) 1:8-1:16 [8]. Як і в запропонованій корисній моделі композиція для інгібування біоплівкоутворення Pseudomonas aeruginosa складається з двох відомих антибіотиків з різним механізмом антимікробної дії. Причиною, що перешкоджає отриманню технічного результату, є те, що запропонована композиція не охоплює групу полірезистентних штамів ентеробактерій. Крім цього карбапенеми належать до групи сильних антибіотиків з широким спектром дії, до якого рідко розвивається резистентність, тому показання для комбінування дуже обмежені: коли виявляються стійкі до нього грампозитивні збудники. 1 UA 114922 U 5 10 15 20 25 В основу корисної моделі поставлена задача розробити протимікробну композицію для інгібування біоплівкоутворення Pseudomonas aeruginosa та Enterobacteriaceae, в якій за рахунок добору оптимального співвідношення ципрофлоксацину з іншим протимікробним засобом, забезпечити зниження його терапевтичної дози, ефективної у відношенні збудників, що існують у формі біоплівки. Поставлена задача вирішується застосуванням композиції, що містить ципрофлоксацин, та антибіотик з групи цефалоспоринів 3-го покоління цефтазидим при наступному співвідношенні інгредієнтів, (масових частин): ципрофлоксацин 1 цефтазидим 4-8. До суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, належить застосування комбінації ципрофлоксацину та цефтазидиму як активний компонент та їх співвідношення 1:4-1:8, що забезпечує синергідний ефект. Означені параметри обґрунтовуються результатами експериментальних досліджень, наведених нижче. Протимікробну активність комбінацій ципрофлоксацину з іншими антибіотиками різних груп вивчали на референтному штамі P. aeruginosa ATCC 27853, 12 циркулюючих полірезистентних штамах P. aeruginosa, 10 циркулюючих полірезистентних штамах Е. соlі (сімейство Enterobacteriaceae) та 4-х циркулюючих полірезистентних штамах К. рnеumоnіае (сімейство Enterobacteriaceae) методом послідовних серійних розведень у рідкому поживному середовищі. Ефект комбінацій оцінювали шляхом визначення індексу FIC (fractional inhibitory concentration) як суму відношень МІК кожної сполуки у комбінації до МІК сполук при використанні окремо. При FIC0,5 ефект розцінювали як виражений синергідний, при FIC1,0 - антагоністичний. Результати, наведені в таблиці 1, ілюструють наявність більш вираженого сінергідного ефекту у відношенні P. aeruginosa та представників сімейства Enterobacteriaceae у порівнянні з комбінаціями ципрофлоксацину з іншими групами антибіотиків. Таблиця 1 Комбінований ефект дії протимікробних препаратів на штами P. aeruginosa та Enterobacteriaceae (n=27) Протимікробні препарати 1 Аміноглікозиди Карбапенеми Фосфоміцин Доксициклін Цефтазидим Цефазолін Цефуроксим 30 Значення індексу FIC у комбінації з ципрофлоксацином (М±m) 2 1,0±0,1 0,97±0,2 0,96±0,1 1,0±0,0 0,72±0,4 0,96±0,2 0,92±0,4 Заявлене співвідношення компонентів композиції обґрунтовується даними, наведеними в табл. 2, що демонструють наявність синергідного ефекту навіть при застосуванні ципрофлоксацину в мінімальній бактеріостатичній концентрації (1 мкг/мл) в комбінації з суббактеріостатичною концентрацією цефтазидиму (8 мкг/мл). 2 UA 114922 U Таблиця 2 Комбінований ефект ципрофлоксацину та цефтазидиму на тест-штами мікроорганізмів Препарат або протимікробна композиція 1 Ципрофлоксацин (контроль) Ципрофлоксацин (1 мкг/мл) + Цефтазидим (2 мкг/мл) Ципрофлоксацин (1 мкг/мл)+ Цефтазидим 4 мкг/мл Ципрофлоксацин (1 мкг/мл) + Цефтазидим 8 мкг/мл Ципрофлоксацин (2 мкг/мл) + Цефтазидим 16 мкг/мл Ципрофлоксацин (2 мкг/мл) + Цефтазидим 32 мкг/мл Діаметри зон пригнічення росту тест - штамів мікроорганізмів у мм (M±m) P. aeruginosa P. aeruginosa Е. соlі К. рnеumоnіае АТСС 27853 №7 № 19 №4 2 3 4 5 26±1,0 14±0,5 18±1,0 16±0,5 26±2,0 24±1,0* 22±2,0 18±2,0 35±1,5* 38±3,0* 35±2,0* 32±1,5* 38±3,0* 32±2,0* 38±3,0* 38±3,0* 36±2,0* 30±1,0* 38±3,0* 38±3,0* 28±2,0 18±2,0 22±2,0 19±2,0 Примітка * - достовірна різниця між контролем (р