Катионный пурпуринимид, обладающий антибактериальной активностью, и его применение для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок



Катионный пурпуринимид, обладающий антибактериальной активностью, и его применение для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок
Катионный пурпуринимид, обладающий антибактериальной активностью, и его применение для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок
Катионный пурпуринимид, обладающий антибактериальной активностью, и его применение для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок
Катионный пурпуринимид, обладающий антибактериальной активностью, и его применение для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок
Катионный пурпуринимид, обладающий антибактериальной активностью, и его применение для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок
Катионный пурпуринимид, обладающий антибактериальной активностью, и его применение для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок
Катионный пурпуринимид, обладающий антибактериальной активностью, и его применение для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок
Катионный пурпуринимид, обладающий антибактериальной активностью, и его применение для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок

 


Владельцы патента RU 2565450:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение"Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Почетного академика Н.Ф. Гамалеи" Министерства Здравоохранения Российской Федерации( ФГБУ "НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи" Минздрава России) (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей физики имени А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) (RU)

Группа изобретений относится к фармацевтической химии, а именно к катионному пурпуринимиду и его применению в качестве фотосенсибилизатора (ФС) для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок. Группа изобретений раскрывает катионный пурпуринимид, представляющий собой метиловый эфир 133-N-(N-метилникотинил)пурпуринимида, и его применение в виде кремофорной дисперсии для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок.

Предлагаемый катионный пурпуринимид обладает высокой антибактериальной активностью и позволяет эффективно воздействовать и осуществлять лечение очагов инфекции с глубокой инфильтрацией в ткани. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

 

Настоящее изобретение относится к фармацевтической химии, а именно к катионному пурпуринимиду и его применению в качестве фотосенсибилизатора (ФС) для фотодинамической инактивации бактерий.

Для фотодинамической инактивации бактерий на биологическую ткань с очагами бактериального поражения воздействуют фотосенсибилизатором, а через некоторое время облучают зону бактериального поражения светом, поглощаемым молекулами фотодинамически активной субстанции фотосенсибилизатора. Генерируемые при этом активные формы кислорода (синглетный кислород, свободно-радикальные частицы) воздействуют на биологические структуры, с которыми связаны молекулы фотосенсибилизатора, в частности патогенные микроорганизмы, и разрушают их.

Бактериальные биопленки и резистентность бактерий в них играют существенную роль в инфекционной патологии, формируя очаги хронической инфекции, в частности при легочных заболеваниях и инфекциях мочевыводящей системы. Множественная лекарственная устойчивость бактерий к антибиотикам, применяемым для лечения таких инфекций, обусловливает необходимость поиска новых терапевтических средств, мишенями которых были бы бактериальные биопленки.

Наиболее перспективными для фотодинамической инактивации бактерий являются катионные фотосенсибилизаторы, обладающие достаточно высокой фотодинамической эффективностью по отношению к грамположительным и грамотрицательным бактериям.

Ближайшим структурным аналогом заявляемого фотосенсибилизатора является метиловый эфир 133-N-(N-метилизоникотинил)бактериопурпуринимида, полученный нами ранее в ряду бактериохлорофилла [Mironov A.F., Grin М.А., Tsiprovskiy A.G., Titeev R.A., Nizhnik E.A., Lonin I.S. Synthesis of cationic bacteriochlorins // Mendeleev Commun. - 2004. - Vol. 14. - No. 5. - P. 204-207.]

Аналогом по применению является катионный фотосенсибилизатор Холосенс октакис[N-(2-гидроксиэтил)-N,N,-диметиламмониометил]фталоцианин цинка октахлорид [патент РФ №2282647, приоритет от 31.05.2005, опубл. 27.08.2006].

Недостатком известного фотосенсибилизатора является низкая эффективность фотодинамической инактивации бактерий в составе бактериальных биопленок, так как часть бактерий в них после ФДТ сохраняет жизнеспособность.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в создании нового фотосенсибилизатора с высокой антибактериальной эффективностью фотодинамической инактивации бактерий в составе биопленок за счет уменьшения доли бактерий, сохранивших жизнеспособность после воздействия.

Указанный технический результат достигается тем, что в качестве фотосенсибилизатора для фотодинамической инактивации бактерий в составе биопленок используется катионный пурпуринимид, представляющий собой метиловый эфир 133-N-(N-метилникотинил)пурпуринимида со структурной формулой:

Указанный технический результат достигается также тем, что катионный фотосенсибилизатор для фотодинамической инактивации бактерий в составе биопленок представляет собой кремофорную дисперсию метилового эфира 133-N-(N-метилникотинил)пурпуринимида.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется Фиг.1.

На Фиг. 1 приведены зависимость 1 значения титра бактерий Pseudomonas aeruginosa клинического изолята 32 от дозы облучения при фотодинамической инактивации бактерий в составе биопленок с использованием предлагаемого фотосенсибилизатора; для сравнения приведена зависимость 2 в интактном контроле (без использования предлагаемого фотосенсибилизатора и облучения).

Согласно Фиг. 1 при использовании заявляемого катионного пурпуринимида и при поверхностной дозе облучения 105 Дж/см2 достигается полная инактивация бактерий в составе биопленок.

Субстанцию предлагаемого катионного пурпуринимида получают в несколько стадий в соответствии с нижеприведенной схемой:

На первой стадии получают метиловый эфир N-аминопурпуринимида (3) за счет взаимодействия гидразингидрата с пурпурином 18 (1) и последующего метилирования продукта реакции (2) с помощью диазометана. На второй стадии метиловый эфир N-аминопурпуринимида (3) обрабатывают хлорангидридом никотиновой кислоты и кватернизуют пиридиновый атом азота в ацилированном пурпуринимиде (4) йодметаном, что приводит к заявляемому катионному пурпуринимиду (5) с основной полосой поглощения при 706 нм.

Нижеприведенные примеры раскрывают сущность заявляемого изобретения, а именно способ получения заявляемого катионного пурпуринимида (пример 1), его кремофорной дисперсии (пример 2) и применение его в качестве фотосенсибилизатора для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок (пример 3).

Пример 1. Методика получения заявляемого фотосенсибилизатора

К раствору 40 мг (0.06 ммоль) пурпурина 18 (1) в 5 мл пиридина прибавляли 0.5 мл (0.3 ммоль) гидразингидрата в токе аргона. Полученный раствор перемешивали в течение 0.5 ч при 20°C. Контроль за ходом реакции осуществляли спектрофотометрически. Смещение полосы Q в область 708 нм соответствует завершению реакции. Реакционную массу разбавляли 50 мл 1 N раствора HCl и перемешивали 2 ч на магнитной мешалке. Раствор переносили в делительную воронку и после расслоения нижний органический слой пурпурного цвета отделяли. Верхний водный слой коричнево-зеленого цвета многократно экстрагировали хлороформом до полного обесцвечивания. Хлороформные экстракты объединяли, сушили над безводным сульфатом натрия, упаривали, после чего остаток обрабатывали эфирным раствором диазометана. После отгонки растворителя в вакууме продукт (3) очищали с помощью препаративной тонкослойной хроматографии (ТСХ) в системе хлороформ - метанол с градиентом концентрации метанола от 0 до 20%.

Для получения метилового эфира 133-N-никотинилпурпуринимида (4) к раствору циклоимида (3) в 5 мл пиридина прибавляли 5-кратный мольный избыток хлорангидрида никотиновой кислоты, перемешивали 30 мин при 20°C. Смещение полосы Q в область 706 нм соответствует завершению реакции. Через 30 мин реакционную смесь разбавляли 10 мл хлороформа и нейтрализовали разбавленной HCl, после чего содержимое колбы переносили в делительную воронку. Нижний хлороформный слой красного цвета отделяли и промывали водой (2×20 мл). Верхний водный слой зеленого цвета экстрагировали хлороформом до полного обесцвечивания (3×30 мл). Хлороформные экстракты объединяли, сушили над безводным сульфатом натрия и упаривали досуха. Продукт (4) очищали с помощью препаративной ТСХ на силикагеле в системе хлороформ - метанол с градиентом концентрации метанола от 0 до 20%.

Для получения метилового эфира 133-N-(N-метилникотинил)пурпуринимида (5) к раствору циклоимида (4) в дихлорметане прибавляли 10-кратный мольный избыток йодметана и перемешивали 3 часа при кипячении. Контроль реакции осуществляли с помощью ТСХ, система хлороформ - метанол (объемное соотношение 3:1). Избыток йодметана упаривали на роторном испарителе. Продукт (5) очищали с помощью препаративной ТСХ на силикагеле в системе хлороформ - метанол с градиентом концентрации метанола от 0 до 40%.

Пример 2. Получение дисперсии метилового эфира 133-N-(N-метилникотинил)пурпуринимида с использованием кремофора

Растворяли 5 мг метилового эфира 133-N-(N-метилникотинил)пурпуринимида в 6 мл хлороформа. К 5 мл 4%-ного (масс.) раствора кремофора в дистиллированной воде с температурой 41-43°C при перемешивании и барботировании азота прибавляли вышеприготовленный раствор пурпуринимида в хлороформе порциями по 1 мл, добавляя каждую последующую порцию после полного испарения хлороформа из предыдущей. После добавления всего объема раствора субстанции в хлороформе и удаления остатков хлороформа током азота дисперсию охлаждали, доводили дистиллированной водой до первоначального объема и фильтровали через мембранный фильтр «Millipore» с размером пор 0,22 мкм.

Пример 3. Использование предлагаемого фотосенсибилизатора для фотодинамической инактивации биопленок Pseudomonas aeruginosa

Биопленки Pseudomonas aeruginosa выращивали в течение 18 ч при 37°C на колышках, погруженных в лунки 96-луночного планшета с бульонной культурой Pseudomonas aeruginosa, используя приспособление «Calgary Device» (фирма «Innovotech») (крышка для планшета с колышками, которые опускаются в каждую лунку). Выросшие биопленки отмывали от планктонных клеток, дважды опуская колышки в планшеты с дистиллированной водой, и погружали в 1 мМ раствор предлагаемого фотосенсибилизатора (кремофорная дисперсия метилового эфира 133-N-(N-метилникотинил)пурпуринимида).

После инкубации с фотосенсибилизатором в течение 60 минут крышку с колышками переносили в планшет с физиологическим раствором и облучали излучением лампового источника ЛФД-03-Биоспек с плотностью мощности излучения на биопленке примерно 30 мВт/см2. Изменение дозы облучения осуществлялось изменением времени облучения. После облучения биопленки из каждой лунки разрушали методом соникации и после десятикратного разведения водой из каждой лунки высевали по 20 мкл на шесть секторов чашки Петри с питательным агаром для подсчета жизнеспособных бактерий. Число выросших колоний подсчитывали после 24 часов инкубации в термостате при 37°C. Число выросших колоний в данном разведении умножали на 50×10n, где n - номер разведения. Таким образом, определяли количество живых бактерий в миллилитре (КОЕ/мл). После облучения дозой около 40 Дж/см2 (20 мин облучения) количество живых бактерий в миллилитре уменьшилось до нуля.

Проведенные исследования показали, что предлагаемый катионный фотосенсибилизатор на основе метилового эфира 133-N-(N-метилникотинил)-пурпуринимида обладает высокой антибактериальной эффективностью против бактерий в составе биопленок. Дополнительным преимуществом предлагаемого фотосенсибилизатора является то, что его спектральная полоса поглощения имеет максимум в диапазоне 706 нм, в котором собственное поглощение биологических тканей невелико. Это позволяет эффективно воздействовать и осуществлять лечение очагов инфекции с глубокой инфильтрацией в ткани.

1. Катионный пурпуринимид, представляющий собой метиловый эфир 133-N-(N-метилникотинил)пурпуринимида со структурной формулой:

2. Катионный пурпуринимид по п. 1, обладающий антибактериальной активностью.

3. Применение катионного пурпуринимида по п. 1 в качестве фотосенсибилизатора для фотодинамической инактивации бактериальных биопленок.

4. Применение по п. 3., где катионный пурпуринимид применяется в виде кремофорной дисперсии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, а именно стоматологии, и может быть использовано для лечения больных пародонтитом. Для этого сначала проводят снятие над- и поддесневых зубных отложений ультразвуковым аппаратом «PerioScan» одномоментно с антисептической обработкой раствором «Октенисепт» в разведении 1:10.
Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано для хирургического лечения тяжелого пародонтита. Для этого проводят предварительную профессиональную гигиену полости рта, заключающуюся в удалении над- и поддесневых зубных отложений с помощью ультразвука, полировке наддесневой части зубов.

Изобретение относится к медицине, а именно к фотосенсибилизаторам для фотодинамической терапии. Предложено применение мезо-тетра(3-пиридил)бактериохлорина структурной формулы (I) в качестве фотосенсибилизатора в ближней ИК области спектра для фотодинамической терапии.

Настоящее изобретение касается новых эффективных фотосенсибилизаторов для фотодинамической терапии в классе амидопроизводных хлорина е6. Предложенный фотосенсибилизатор 15-метиловый эфир 13,17-бис(N,N-диэтиламиноэтиламид)хлорина е6 селективно накапливается в опухолевой ткани, обладает поглощением в красной области спектра и высокой фотоиндуцированной противоопухолевой активностью, 100% торможением роста опухоли и излеченностью животных до 100%.

Изобретение относится к аминоамидам в ряду бактериохлорофилла а общей формулы: где n=2,4,8,10, обладающим фотоиндуцированной противоопухолевой активностью, и к способу их получения путем взаимодействия метилового эфира бактериофеофорбида а с диаминоалканом формулы NH2(CH2)nNH2, где n=2, 4, 8, 10, в пиридине.

Изобретение относится к медицине, а именно к фотосенсибилизатору для фотодинамической терапии. Заявлен метиловый эфир 13,17-бис(N-метил-N,N-диэтиламмониоэтиламид) хлорина e6 дитозилат в качестве фотосенсибилизатора, имеющий формулу: Заявленное соединение стабильно, обладает высокой фотобактерицидной активностью in vitro и высокой фотодинамической эффективностью.
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии и офтальмоонкологии, и может быть использовано для фотодинамической обработки склерального ложа после эндорезекции внутриглазного новообразования.
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии и офтальмоонкологии, и может быть использовано для комбинированной обработки склерального ложа после эндорезекции внутриглазного новообразования.

Изобретение относится к получению новой светочувствительной композиции, пригодной для фотодинамической терапии рака. Заявлен способ получения фотосенсибилизатора, заключающийся в том, что 3-пиридилкарбоксальдегид конденсируют с пирролом в смеси пропионовая кислота - пропионовый ангидрид при их соотношении 3-4:1-2 при кипении в течение 80-100 мин.

Изобретение относится к способу получения лекарственного средства на основе хлорина Е6, включенного в фосфолипидные наночастицы, для применения в качестве средства для фотодинамической терапии.
Изобретение относится к области фармакологии, а именно к биологически активным соединениям хлоринового ряда и к способу их получения, и может быть использовано для получения трисмеглуминовой соли хлорина e6 в лиофильно высушенной форме, которая может быть использована в качестве высокоэффективного фотосенсибилизатора (ФС) для фотодинамической терапии (ФДТ) рака и других новообразований различного генезиса, а также для флюоресцентной диагностики раковых клеток. Способ получения фотосенсибилизатора для ФДТ включает растворение метилфеофорбида а в ацетоне, обработку полученного раствора водной щелочью NaOH или КОН с последующей нейтрализацией реакционной смеси разбавленной соляной кислотой, отделение выпавшего осадка хлорина e6 с последующей промывкой, обработку осадка водным раствором и лиофилизацию. Осуществление изобретения позволяет исключить образование псевдоколлоидного осадка, получение мелкодисперсного, плотного осадка фотосенсибилизатора с минимальным количеством посторонних примесей. Полученный фотосенсибилизатор обеспечивает полноценную криостабилизацию, уменьшение сроков реабилитации пациентов, а также повышение эффективности лизирования поврежденной и опухолевой ткани. 2 н.п. ф-лы, 2 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для лечения больных с узловыми и радиорезистентными злокачественными опухолями. Больному однократно внутривенно вводят фотосенсибилизатор Фотосенс в дозе 0,3-0,4 мг/кг. Через 24 часа проводят первый сеанс дистанционной гамма-терапии на опухоль в разовой очаговой дозе 3 Гр. Через 2-3 часа проводят первый сеанс дистанционного лазерного облучения светом длиной волны 670 нм на опухоль и окружающие здоровые ткани разовой световой дозой Ws - 50-100 Дж/см2 при плотности мощности Ps - 40-50 мВт/см2. Одновременно проводят сеанс контактного лазерного облучения светом длиной волны 670 нм непосредственно на опухоль с 2-5 позиций в зависимости от размера опухоли при мощности на выходе световода Р - 100-200 мВт и световой дозе W - 100 Дж на каждую позицию. Всего проводят 8-10 сеансов сочетанной дистанционной гамма-терапии и фотодинамической терапии с интервалом 24 часа в той же последовательности. Затем проводят дистанционную гамма-терапию в течение 2-4 дней. Способ позволяет: повысить эффективность терапевтического лечения больных с узловыми и радиорезистентными злокачественными опухолями, позволяет уменьшить дозу гамма-излучения без снижения терапевтического эффекта, уменьшает общее воздействие гамма-лучей на организм больного в связи с уменьшением суммарной терапевтической дозы ДГТ, снижает реакцию здоровых тканей на ионизирующее излучении в зоне лучевого воздействия. 6 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к отоларингологии, и может быть использовано для лечения хронического тонзиллита. Для этого проводят антимикробную фотодинамическую терапию (ФДТ). При этом перед введением фотосенсибилизатора в лакуны вводят 10% водный раствор Ν-ацетилцистеина из расчета 2 мл на 1 небную миндалину. Время экспозиции раствора составляет 30-40 минут. Далее проводят антимикробную фотодинамическую терапию небных миндалин. После этого инстиллируют суспензию пробиотика, содержащую в 1 мл не менее 107 КОЕ пробиотических культур, в каждую доступную лакуну. После проведенного лечения в течение 2-3 недель проводят полоскание ротоглотки указанной суспензией пробиотика 1 раз в день. Способ обеспечивает повышение эффективности лечения и предупреждение развития рецидивов за счёт разрушения бактериальной биопленки, после которого патогенная флора небных миндалин переходит в планктонную форму и становится доступной для лазерного воздействия при проведении ФДТ с последующим быстрым восстановлением сапрофитной флоры и образованием новых биоплёнок. 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно к отоларингологии, и может быть использовано для лечения воспалительных заболеваний ЛОР-органов. Для этого очаг воспаления обрабатывают 3% раствором N-ацетилцистеина на 0,9% растворе хлорида натрия. Время экспозиции раствора составляет 30-60 минут. После этого проводят антимикробную фотодинамическую терапию очага воспаления. Способ обеспечивает повышение эффективности лечения за счёт эффективного разрушения бактериальной биопленки, после которого патогенная флора очага воспаления переходит в планктонную форму и становится доступной для лазерного воздействия как микрофлора, лишённая экзополимерного матрикса. 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к хлорину, имеющему формулу 1, 2, 3 или 4, который может применяться в фотодинамической терапии: где В представляет собой R1 независимо представляет собой незамещенную алкильную группу, состоящую из 4-15 атомов углерода; R2 независимо представляет собой -ОН заместитель в мета-положении фенильного кольца, -СООН в пара-положении фенильного кольца или -СООСН3 в пара-положении фенильного кольца. Изобретение также относится к применению хлорина для получения фармацевтической композиции, к фармацевтической композиции и способу получения хлорина. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил., 8 пр.
Изобретение относится к фармацевтике. Описан способ получения фармацевтической композиции для фотодинамической терапии в форме фосфолипидных наночастиц на основе бис(N-метил-D-глюкамин)мононатриевой соли хлорина E6, мальтозы и фосфатидилхолина. Способ заключается в добавлении к водной суспензии хлорина E6 при перемешивании водного раствора N-метил-D-глюкамина и раствора гидроокиси натрия. Затем добавляют водный раствор мальтозы и смешивают с водной эмульсией фосфатидилхолина. Далее полученную эмульсию подвергают 6-8 циклам гомогенизации под давлением 600-1000 атм при температуре 40-50°C, с последующими стерилизующей фильтрацией и лиофилизацией. Изобретение обеспечивает реализацию указанного назначения. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 пр.
Наверх