Способ снижения летального эффекта бактериального липополисахарида in vitro


 


Владельцы патента RU 2584089:

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.И. РАЗУМОВСКОГО" МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (RU)

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для уменьшения патогенных свойств бактериального липополисахарида (ЛПС). Облучают взвесь ЛПС линейно-поляризованным светом красного лазера с длиной волны 660 нм. Плотность энергии 4,0 Дж/мл. Длительность облучения 20 минут. Способ обеспечивает снижение летального эффекта бактериального ЛПС за счет изменения процесса спонтанного структурообразования молекул ЛПС. 1 табл.

 

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано в поиске путей уменьшения патогенных свойств бактериального липополисахарида.

Бактериальный липополисахарид (ЛПС, эндотоксин) представляет собой амфифильный биополимер, содержащий гидрофильные (О-специфические цепи, олигосахарид кора) и гидрофобный (липид А) фрагменты. Он является важнейшим фактором патогенности грамотрицательных микроорганизмов, ответственным за развитие бактериального эндотоксикоза и его наиболее тяжелой формы - бактериально-токсического шока. Влияние ЛПС на макроорганизм проявляется в стимуляции лейкоцитов, тромбоцитов и эндотелиальных клеток, усилении продукции интерлейкинов, фактора некроза опухолей-альфа и ряда других медиаторов, в активации системы комплемента и факторов свертывания крови, что может заканчиваться развитием диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови, эндотоксинового шока и острой полиорганной недостаточности (Ильина А.Я. Патогенетические механизмы и клинические аспекты действия термостабильного эндотоксина кишечной микрофлоры / Ильина А.Я., Лазарева С.И., Лиходед В.Г. и др. // Рус.мед. журн. - 2003. - Т. 11. - С.126-129; Dauphinee S.M. Lipopolysaccharide signaling in endothelial cells / Dauphinee S.M., Karsan A. // Laboratory Invest. -2006.-Vol.86. -P. 9-22.).

Чрезвычайно актуальным в настоящее время является поиск способов уменьшения летальных эффектов ЛПС, что может открыть новые перспективы в детоксикации организма. В литературе описаны разнообразные способы изменения патогенных свойств молекулы эндотоксина. Обычно для снижения токсичности ЛПС применяются различные химические вещества (катионные амфифильные молекулы, синтетические пептиды, полиамины, нетоксичный полисахарид хитозан), уменьшающие патогенное действие ЛПС в результате образования с ним макромолекулярных комплексов (Давыдова В.Н. Взаимодействие бактериальных эндотоксинов с хитозаном. Влияние структуры эндотоксина, молекулярной массы хитозана и ионной силы раствора на процесс комплексообразования / Давыдова В.Н., Ермак И.М., Горбач В.И. // Биохимия. - 2000. - Т. 65. - С.1278-128; Ермак И.М. Модификация биологических свойств липополисахарида при образовании им комплекса с хитозаном / Ермак И.М., Давыдова В.Н., Горбач В.И. // Бюл. эксперим. биол. мед. - 2004. - Т. 137. - С.430-434; Kaconis Y. Biophysical mechanisms of endotoxin neutralization by cationic amphiphilic peptides / Kaconis Y., Kowalski I., Howe J. // Biophys J. - 2011. - Vol.100(11). - P. 2652-2661; Sil D. Biophysical mechanisms of the neutralization of endotoxins by lipopolyamines / Sil D., Heinbockel L., Kaconis Y. // Open Biochem J. - 2013. Vol.7. - P.82-93).

Новым направлением является создание олигонуклеотидных аптамеров, специфически связывающихся с ЛПС и снижающих его патогенную активность (Wen A. A novel lipopolysaccharide-antagonizing aptamer protects mice against endotoxemia / Wen A., Yang Q., Li J. // Biochemical and Biophysical Research Communications. - 2009. - Vol.382. - P. 140-144; Bruno J.G. In vitro antibacterial effects of antilipopolysaccharide DNA aptamer-Clqrs complexes / Bruno J.G., Carrillo M.P., Phillips T. // Folia Microbiol. - 2008. - Vol.53 (4). - P. 295-302).

Однако химическая модификация молекулы ЛПС не всегда оказывается доступной, удобной и приемлемой в силу дороговизны и малой доступности применяемых для этой цели веществ. Кроме того, вещества, использующиеся для модификации токсической молекулы, сами могут обладать биологической активностью и оказывать влияние на исследуемые функции.

Более приемлемым и доступным способом изменения токсических свойств бактериального ЛПС является воздействие на него физических факторов, а именно электромагнитного излучения (Lin С.Т. Long-term continuous exposure to static magnetic field reduces popolysaccharide-induced cytotoxicity of fibroblasts / Lin C.T., Lee S.Y., Chen C.Y. // Int. J. Radiat. Biol. -2008. - Vol.84(3). - P. 219-226).

Известно модифицирующее влияние на патогенные свойства бактериального ЛПС излучения низкоинтенсивного красного лазера (Брилль Г.Е. Лазерное облучение бактериального липополисахарида модифицирует его влияние на микроциркуляцию / Брилль Г.Е., Агаджанова К.В., Гаспарян Л.В., Макела A.M. // Лазерная медицина. - 2009. - Т. 13, вып.4. - С.46-49). Предварительное облучение ЛПС светом красного лазера длиной волны 660 нм и плотностью энергии 17 Дж/мл существенно ослабляет патогенное влияние эндотоксина на систему микроциркуляции, уменьшая количество лейкоцитов, участвующих в ролинге, а также препятствует развитию дилатации венозных сосудов, ослабляет процесс коагрегации тромбоцитов и лейкоцитов, ингибирует адгезию тромбоцитов на мультимерной молекуле фактора фон Виллебранда.

Однако в данном исследовании не упоминается об изменении летальных свойств бактериального ЛПС при лазерном воздействии.

Наиболее близким аналогом заявляемого способа является снижение летальных свойств бактериального ЛПС, вызываемое его облучением электромагнитными волнами УВЧ-диапазона (1,0 ГГц, 0,0001 мВт/см, 10 мин) (Брилль Г.Е., Егорова А.В. Способ снижения летального действия бактериального липополисахарида in vitro. Патент на изобретение №2544171. Заявка №2014109509. Приоритет изобретения 12.03.14 г. Зарегистрировано в госреестре изобретений РФ 04.02.2015). Однако длина волны излучения и параметры воздействия (плотность мощности и время воздействия) отличаются от способа, предлагаемого нами.

Для расширения арсенала средств, используемых для снижения летального эффекта бактериального ЛПС, нами предложен простой и доступный способ уменьшения летального действия ЛПС путем облучения его взвеси in vitro линейно-поляризованным светом низкоинтенсивного красного лазера длиной волны 660 нм при плотности энергии 4,0 Дж/мл в течение 20 минут.

Способ реализуется следующим образом. В работе используется ЛПС кишечной палочки 055:В5 (Sigma, США). 24 мг ЛПС разводится в 24 мл дистиллированной воды (концентрация ЛПС=1000 мкг/мл). Затем раствор ЛПС делится на 2 пробы: 12 мл - для контроля, 12 мл - для облучения. Облучение раствора ЛПС производится в полимерной пробирке диаметром 1,5 см. Источником излучения служит полупроводниковый лазер фирмы «EMRED Оу» (Финляндия), генерирующий линейно-поляризованный свет в красной области спектра (λ - 660 нм). Плотность энергии - 4,0 Дж/мл, время облучения - 20 мин. Выбор времени облучения обоснован тем, что в течение этого времени происходят изменения процесса спонтанного структурообразования молекул ЛПС, обнаруженные в экспериментах с использованием метода клиновидной дегидратации (Агаджанова К.В. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на структурообразовательные свойства и биологические эффекты бактериального липополисахарида. Автореф. дис... канд. мед. наук. - Саратов, 2010), что позволяет предположить изменение при этом летальных свойств ЛПС.

Летальные дозы (ЛД) эндотоксина определяются на 2 группах мышей-самцов. Масса каждого животного 20 г. Мышам первой группы (контроль) внутрибрюшинно вводится нативный (необлученный) ЛПС в дозах 100, 200, 300 и 400 мкг/мышь (соответственно 0,1, 0,2, 0,3 и 0,4 мл ЛПС). Число животных для каждой дозы 10. Мыши второй (опытной) группы получают внутрибрюшинные инъекции предварительно облученного ЛПС в тех же дозах (объемах). Число животных для каждой дозы 10. Наблюдение за животными проводится в течение 24 часов после введения ЛПС. Расчет летальных доз ЛПС производится методом пробит-анализа. Полученные результаты представлены в таблице.

Расчетные параметры ЛД для группы контроля составили:

ЛД16 - 113,3 мкг/мышь

ЛД50 - 191,0 мкг/мышь

ЛД84 - 268,8 мкг/мышь

ЛД100 - 307,6 мкг/мышь

Расчетные параметры ЛД для опытной группы составили:

ЛД16 - 153,2 мкг/мышь

ЛД50 - 279,5 мкг/мышь

ЛД84 - 405,7 мкг/мышь

ЛД100 _ 468,8 мкг/мышь

Для группы контроля М±m ЛД50 составило - 191,0±20,1

Для опытной группы М±m ЛД50 составило - 279,5±32,6

Достоверность разницы между группой контроля и опытной группой: р<0,02

Следовательно, облучение ЛПС линейно-поляризованным светом красной области спектра при плотности энергии 4,0 Дж/мл в течение 20 мин достоверно снижает летальный эффект бактериального ЛПС на 46% (p<0,02).

Способ прост в реализации, не требует дорогостоящего оборудования и высокоэффективен.

Способ снижения летального эффекта бактериального липополисахарида in vitro, включающий однократное электромагнитное воздействие, отличающийся тем, что облучают взвесь липополисахарида низкоинтенсивным линейно-поляризованным светом красного лазера с длиной волны 660 нм при плотности энергии 4,0 Дж/мл в течение 20 минут.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и может быть использовано при лечении гемангиом. Принимают пропранолол в дозе 1 мг на кг в сутки в три приема.

Изобретение относится к медицине, а именно к урологии, андрологии, и может быть использовано для повышения функционально-метаболического статуса сперматозоидов в условиях in vitro.
Изобретение относится к области медицины, более конкретно к офтальмологии, и может быть использовано в ходе проведения фоторефракционной абляции роговицы при аметропиях.
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для наиболее эффективного и безопасного лечения диабетического макулярного отека. Дополнительно к СМЛВ проводят пороговую лазеркоагуляцию с нанесением коагулятов I степени по классификации L′Esperance в шахматном порядке в пределах зоны отека сетчатки, исключая фовеальную аваскулярную зону, непрерывным излучением с длиной волны 577 нм, мощностью 70-100 мВт, длительностью импульса 0,07-0,1 с, диаметром пятна 100 мкм, с расстоянием между лазеркоагулятами 100 мкм, а СМЛВ проводят с нанесением лазерных аппликатов в фовеальной аваскулярной зоне в шахматном порядке с расстоянием между аппликатами 100 мкм излучением с длиной волны 577 нм, длительностью пакета 0,1 с, длительностью микроимпульса 100 мкс, скважностью 5%, диаметром пятна 100 мкм и мощностью 250-600 мВт.
Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии и эндоскопии, и может быть использовано для фотодинамической терапии центрального рака легкого и контроля ее эффективности.
Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для лечения гемангиомы хориоидеи (ГХ). Выявляют методом ангиографии с флюоресцеином или ангиографии с индоцианином зеленым фокусы новообразованных сосудов ГХ в хориоидальной и в ранней артериальной фазе.
Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, и касается лазерного лечения первичной открытоугольной оперированной глаукомы. Осуществляют воздействие на пигментные клетки и псевдоэксфолиации трабекулярной сети (ТС) глаза наносекундным Nd-YAG лазерным излучением длиной волны 532 нм, при диаметре пятна 400 мкм, мощности 0,7-1,2 мДж.
Изобретение относится к медицине, а именно к ревматологии, и может быть использовано для лечения больных ревматоидным артритом. В качестве лекарственных препаратов назначают метотрексат 15 мг в неделю внутрь, фолиевую кислоту 5 мг в неделю внутрь, мовалис 15 мг в сутки внутрь.

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.
Изобретение относится к медицине, а именно к отоларингологии, и может быть использовано для лечения хронического тонзиллита. Для этого проводят антимикробную фотодинамическую терапию (ФДТ).

Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии и медицине труда, и может быть использовано для лечения полиневропатии верхних конечностей, в том числе профессиональной этиологии. Воздействуют на ладонную поверхность кисти в области проекции выхода срединного нерва из запястного канала на кисть диффузно рассеянным лазерным излучением красной области спектра. Энергетическая освещенность 0,7-1,1 мВт/см2, продолжительность воздействия 5-10 минут. Проводят 5-10 процедур на курс. Способ позволяет повысить эффективность лечения полиневропатии верхних конечностей от физических перегрузок за счет воздействия на основные звенья патогенеза, при этом улучшаются показатели ЭНМГ, увеличивается частота и амплитуда биопотенциалов мышцы, повышается биологическая активность клетки, активируются обменные процессы в клетке. В результате воздействия проходит зябкость рук, улучшается подвижность кисти, купируется болевой синдром. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к гнойной хирургии, и может быть использовано для профилактики гипертрофических рубцов при лечении флегмон мягких тканей. Для этого проводят ежедневное гистологическое исследование мазка-отпечатка и лабораторное исследование типа ацетилирования. При ацетилярной активности более 30% и выявлении II фазы раневого процесса, комплекс консервативной терапии включает местное нанесение мази Эгаллохит в течение 5 дней, а при выявлении III фазы раневого процесса - ультрафонофорез геля Контрактубекс в течение 5 дней. При ацетилярной активности от 30 до 20% и при выявлении II фазы раневого процесса комплекс консервативной терапии включает местное нанесение мази Эгаллохит в течение 7 дней, а при выявлении III фазы раневого процесса - ультрафонофорез геля Контрактубекс в течение 7 дней, а затем электрофорез Карипазима 350 ПЕ в течение 7 дней. При ацетилярной активности менее 20% и при выявлении II фазы раневого процесса комплекс консервативной терапии включает введение Лонгидазы по 1,0 мл внутримышечно 1 раз в 3 дня в количестве 10 инъекций, местное нанесение мази Эгаллохит в течение 10 дней, а при выявлении III фазы раневого процесса - ультрафонофорез геля Контрактубекс в течение 10 дней, затем электрофорез Карипазима 350 ПЕ в течение 10 дней, лазеротерапия по 10 минут в течение 5 дней. Способ обеспечивает снижение частоты образования гипертрофических рубцов за счёт предупреждения избыточного рубцевания, ликвидации воспаления и стимуляции регенерации с учётом индивидуальных особенностей больного в отношении избыточного рубцевания. 3 пр.
Наверх