Експерементальне визначення оптимальних параметрів інактиваціх вірусвмисного матеріалу фотодинамічним методом

Автор(и)

  • Христина Мелентьєва Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України, Україна https://orcid.org/0000-0003-4338-6655
  • Артур Мартинов Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України, Україна https://orcid.org/0000-0003-1428-0085
  • Світлана Калініченко Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України, Україна https://orcid.org/0000-0002-3482-9605
  • Валерій Мінухін Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України, Україна https://orcid.org/0000-0002-9682-9686
  • Ольга Коваленко Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України , Україна https://orcid.org/0000-0003-1002-7904
  • Тетяна Антушева Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України, Україна https://orcid.org/0009-0006-0953-2830
  • Петро Оветчин Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України, Україна https://orcid.org/0000-0001-8008-4256
  • Тетяна Кордон Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України, Україна https://orcid.org/0000-0001-5813-3656

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.14275234

Ключові слова:

фітоінактиватори, бактеріофаг, бактерії, вакцини.

Анотація

Вступ. Для отримання вакцинних антигенів, штами, як правило, інактивують або шляхом нагрівання, аюо обробкою хімічними речовинами: формаліном чи пропіолактоном, ацетоном, спиртом, мертіолятом тощо. Зазначені речовини можуть вступати в хімічну реакцію з білками антигенів та змінювати їхню хімічну структуру або конфігурацію, утворюючи ковалентні зв’язки між білками токсинів і хімічним чинником, в наслідок чого з’являються аномальні антигенні детермінанти, що збільшують реактогенність та алергенність вакцинних препаратів. Однією з сучасних тенденцій щодо проблем удосконалення вакцинних препаратів є пошук сполук та методів для інактивації патогенів, які б були безпечними та не призводили до появи аномальних антигенних детермінант. На цей час встановлено, що системи інактивації патогенів (СІП) в препаратах крові є ефективними проти численних бактерій, вірусів і паразитів та широко застосовуються в технологіях обеззаражування продуктів крові в трансфузіології.  Таких як флавіни, який здатен до фотомодифікації, тобто переносить заряд при поглинанні фотонів, що опосередковує клітинну передачу сигналів або експресію генів в ендогенних білкових комплексах, таких як домени сприйняття напруги світла й кисню в бактеріях і рослинах. Матеріали та методи. Об’єктом дослідження є бактеріофаг полівалентний Піофаг®. Референс-штами бактерій (Staphylococcus aureus ATCC 25923 (F-49), Escherichia coli ATCC 25922 (F-50) та Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 (F-51). Як джерело ультрафіолету використовували бактерицидні опромінювачі (бактерицидна довжина хвилі 253,7 нм). Як фотоінактиватори/фотосенсибілізатори було використано суміш (1:1:1) розчинів рибофлавіну, рибофлавіну менадіону сульфат натрію (менадіону) та піродоксину гідрохлориду у концентрації від 2×10-4 % до 2×10-6 % в полісорбаті-80, (Fluka, Австрія). Визначення інфекційної активності фагів проводили титруванням за Аппельманом, за Грація та за допомогою spot-тесту. Результати та обговорення. За результатами визначення кількості бляшкоутворюючих одиниць (БУО/мл) Піофаг® встановлено достовірне зниження цього показника при застосуванні ФС. Подовження часу опромінення до 45 хв призводило до 100 % віруліцидного ефекту і в контролі. Перевірка на спонтанну реверсію цих зразків протягом трьох місяців не виявила живих вірусів. Отримані результати вказують на те, що ультрафіолетове опромінення (УФО) викликає, скоріш за все, локальні зміни вірусної нуклеїнової кислоти в вірусах Піофаг®, що ведуть до заміни окремих основ, таким чином реверсія штамів бактеріофагів, які входять до складу Піофаг® не відбувається Висновок. За результатами експериментів найкращі результати щодо фотоінактивації вірусвмисного матеріалу було отримано для 0,02 % і 0,01 % суміші фотосенсибілізаторів. Час опромінення УФО при цих концентраціях складає від 5 до 15 хвилин. Для практичного використання рекомендовано застосовувати 0,02 % і 0,01 % розчини рибофлавіну, піроксидину і менадіону у співвідношенні 1:1:1 при режимі УФО 5-15 хвилин.

Ключові слова: фітоінактиватори, бактеріофаг, бактерії, вакцини.

Посилання

Modern methods of vaccine development: study of optimal conditions of photodynamic inactivation / Melentieva K., Martynov A., Kalinichenko S., Antusheva T., Ovetchyn P. Annals of the Mechnikovsky Institute 2023. No. 4, pp. 4-11. https://journals.uran.ua/ami/article/view/288795/285517

Informational and analytical search for innovative methods of virus inactivation / Kalinichenko S.V., Martynov A.V., Toryanyk I.I., Dubinina N.V., Tishchenko I.Yu. //Innovative ways of improving medicine, psychology and biology: collective monograph / Khrebtii H. – etc. – Іnternational Science Group. – Boston : Primedia eLaunch, 2023. 305 р. Available at : DOI – 10.46299/ISG.2023.MONO.MED.2. с. 250-268

Bumah, V.V.; Masson-Meyers, D.S.; Awosika, O.; Zacharias, S.; Enwemeka, C.S. The viability of human cells irradiated with 470-nm light at various radiant energies in vitro. Lasers Med. Sci. 2021, 36, 1661–1670. [CrossRef]

Makdoumi, K.; Hedin, M.; Bäckman, A. Different photodynamic effects of blue light with and without riboflavin on methicillinresistant Staphylococcus aureus (MRSA) and human keratinocytes in vitro. Lasers Med. Sci. 2019, 34, 1799–1805. [CrossRef]

Inactivation of patogenens by the photodynamic metod / Kalinichenko S., Dubinina N. // Scientific space: integration of traditional and innovative processes : Scientific monograph. Riga, Latvia : “Baltija Publishing”, 2023. 600 p. – P. 171-195. ISBN: 978-9934-26-310-1 DOI: https://doi.org/10.30525/978-9934-26-310-1

Khan S., Rayis M., Rizvi A., et al. ROS mediated antibacterial activity of photoilluminated riboflavin: a photodynamic mechanism against nosocomial infections. Toxicology reports. 2019. 6. 136-142.

Sousa V,. Gomes A.T.P.C., Freitas A., et al. Photodynamic Inactivation of Candida albicans in Blood Plasma and Whole Blood. Antibiotics (Basel). 2019.8(4). 221. doi:10.3390/antibiotics8040221. ].

Hermida-Nogueira L., Barrachina M.N., Izquierdo I., et al. Proteomic analysis of extracellular vesicles derived from platelet concentrates treated with Mirasol® identifies biomarkers of platelet storage lesion. J. Proteomics. 2020. 210. 103529.

Laboratory tests. Microbiological and virological diagnostics / ed. M. Kh. Turyanova, M. Kappa - M.: Kappa, 1995. - 111 p.

Wang, T.; Dong, J.; Yin, H.; Zhang, G. Blue light therapy to treat candida vaginitis with comparisons of three wavelengths: An in vitro study. Lasers Med. Sci. 2020, 35, 1329–1339. [CrossRef]

Handbook of medical virology / ed. V. M. Girina - K.: Zdorovya, 1995. - 367 p.

Lapach S.N., Chubenko A.V., Babich P.N. Statistical methods in medical and biological research using Excel. 2nd ed., revised. and additional K. MORION. 2001. 408 p. ISBN 966-7632-33-4

Rajesh P. Rastogi, Richa, Ashok Kumar, et al. Molecular Mechanisms of Ultraviolet Radiation-Induced DNA Damage and Repair. J Nucleic Acids. 2010; 2010: 592980. Published online 2010 Dec 16. doi: 10.4061/2010/592980

Akasov R.A., Sholina N.V., Khochenkov D.A., et al. Photodynamic therapy of melanoma by blue-light photoactivation of flavin mononucleotide. Sci Rep. 2019. 9 (1). 9679.

Terrosi, C.; Anichini, G.; Docquier, J.D.; Gori Savellini, G.; Gandolfo, C.; Pavone, F.S.; Cusi, M.G. Efficient Inactivation of SARS-CoV-2 and Other RNA or DNA Viruses with Blue LED Light. Pathogens 2021, 10, 1590. [CrossRef]

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-05

Як цитувати

Мелентьєва , Х. ., Мартинов, А., Калініченко , С. ., Мінухін , В. ., Коваленко , О. ., Антушева , Т. ., Оветчин , П. ., & Кордон , Т. . (2024). Експерементальне визначення оптимальних параметрів інактиваціх вірусвмисного матеріалу фотодинамічним методом. Анали Мечниковського Інституту, (4), 50–54. https://doi.org/10.5281/zenodo.14275234

Номер

Розділ

Дослідні статті