pharmjournalРазработка и регистрация лекарственных средствDrug development & registration2305-20662658-5049LLC «CPHA»10.33380/2305-2066-2022-11-2-46-52pharmjournal-1213Research ArticleПОИСК И РАЗРАБОТКА НОВЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВRESEARCH AND DEVELOPMENT OF NEW DRUG PRODUCTSОпределение активности экспериментального противохолерного иммуноэнтеросорбента in vitro в дот-иммуноанализеDetermination of the Activity of an Experimental Anti-choleric Immunoenterosorbent in Vitro in Dot-immunoanalysishttps://orcid.org/0000-0002-1736-7453ОвчинниковаМ. В.OvchinnikovaM. V.

410005, г. Саратов, ул. Университетская, д. 46

46, Universitetskaya str., Saratov, 410005

ovchinnikovamari2020@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8798-1547АбрамоваЕ. Г.AbramovaE. G.

410005, г. Саратов, ул. Университетская, д. 46

46, Universitetskaya str., Saratov, 410005

https://orcid.org/0000-0002-3059-4386КиреевМ. Н.KireevM. N.

410005, г. Саратов, ул. Университетская, д. 46

46, Universitetskaya str., Saratov, 410005

https://orcid.org/0000-0002-6001-870XКирилловаТ. Ю.KirillovaT. Yu.

410005, г. Саратов, ул. Университетская, д. 46

46, Universitetskaya str., Saratov, 410005

https://orcid.org/0000-0002-5289-7783ШараповаН. А.SharapovaN. A.

410005, г. Саратов, ул. Университетская, д. 46

46, Universitetskaya str., Saratov, 410005

https://orcid.org/0000-0002-5751-2416РогожинВ. В.RogozhinV. V.

410005, г. Саратов, ул. Университетская, д. 46

46, Universitetskaya str., Saratov, 410005

ФКУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт "Микроб"» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаRussian Research Anti-Plague Institute Microbe2022280520221124652Copyright © Овчинникова М.В., Абрамова Е.Г., Киреев М.Н., Кириллова Т.Ю., Шарапова Н.А., Рогожин В.В., 20222022Овчинникова М.В., Абрамова Е.Г., Киреев М.Н., Кириллова Т.Ю., Шарапова Н.А., Рогожин В.В.Ovchinnikova M.V., Abramova E.G., Kireev M.N., Kirillova T.Y., Sharapova N.A., Rogozhin V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmjournal.ru/jour/article/view/1213Введение

Введение. По оценке Всемирной организации здравоохранения, ежегодно от 1 до 4 миллионов человек заражаются холерой, и порядка 143 000 человек становятся жертвой этой инфекции. На данном этапе седьмой пандемии холеры ВОЗ и ее партнеры активно оценивают новые методы в лечении и профилактике холеры в дополнение к существующим традиционным мерам. Сегодня для лечения и профилактики ряда инфекционных заболеваний желудочно-кишечного тракта широко применяются энтеросорбенты. Ранее сообщалось о результатах конструирования специфического энтеросорбента, оказывающего нейтрализующее действие в отношении холерного энтеротоксина. Для контроля токсиннейтрализующей активности компонентов и готового экспериментального препарата применяется метод кожной пробы по Крейгу, который имеет существенные недостатки: длительность анализа, использование дорогостоящих биомоделей и т. д. Также важна этическая сторона методов in vivo, диктующая необходимость гуманизации экспериментов и замены млекопитающих менее развитыми живыми объектами, использованием физико-химических и иммунохимических систем.

Цель

Цель. Совершенствование методических подходов к определению активности полуфабриката и готового препарата энтеросорбента в непрямом дот-иммуноанализе (ДИА) с использованием неферментного диагностикума – наночастиц коллоидного золота.

Материалы и методы

Материалы и методы. Использовали антитоксические кроличьи иммуноглобулины и экспериментальные серии противохолерного иммуноэнтеросорбента. Определение токсиннейтрализующей активности проводили по Крейгу на взрослых кроликах. В непрямом ДИА использовали гидрозоль золота, сорбционно связанный со стафилококковым белком А и стабилизированный раствором ПЭГ-20000.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. В непрямом ДИА определены значения титров специфических антител в образцах компонентов препарата (от 1 : 6400 до 1 : 12800) и готового энтеросорбента (от 1 : 6400 до 1 : 25600). Специфичность теста подтверждена отрицательными результатами с нормальными кроличьими иммуноглобулинами. Проведен сравнительный анализ уровня токсиннейтрализующей активности антитоксических иммуноглобулинов и противохолерного энтеросорбента, определенных в кожной пробе по Крейгу и ДИА: коэффициент корреляции составил 0,93 и 0,97 соответственно.

Заключение

Заключение. Разработанные методические подходы к проведению непрямого ДИА с диагностикумом на основе белка А S. аureus и наночастиц коллоидного золота могут быть использованы для определения уровня активности антитоксических иммуноглобулинов и экспериментального иммуноэнтеросорбента, а корреляция результатов тестов in vitro и in vivo позволяет рекомендовать непрямой ДИА на этапах контроля при изготовлении специфического противохолерного энтеросорбента.

Introduction

Introduction. At the rate of World health organization from 1 to 4 million people annually get infected with cholera, and around 143 000 people become a victim of this infection. At this point of seventh pandemic WHO and its partners actively evaluate new methods of treatment and prevention of cholera in addition to existing traditional methods. Today enterosorbents are widely used for treatment and prevention of number of infectious diseases of the gastrointestinal tract. Previously reported about results of construction of specific enterosorbent, which having a neutralizing effect regard to choleric enterotoxin. For toxin-neutralizing activity of components and finalized product control applied Craig dermal test method, which have significant disadvantages: duration of analysis, using expensive biomodels, etc. Ethical side of in vivo methods is also important, which dictating necessity of experiment humanization and replacing mammals to less evolved living objects, using physicochemical and immunochemical systems.

Aim

Aim. Methodical approach improvement of definition activity of semi-finalized and completed enterosorbent product in indirect in dot-immunoanalysis (DIA) with using non-enzymatic diagnosticum based on colloidal gold nanoparticles.

Materials and methods

Materials and methods. Were used antitoxic rabbit immunoglobulins and experimental series of anicholeraic immunoenterosorbent. Definition of toxin-neutralizing activity carried out by Craig test on adult rabbits. In indirect DIA were used hydrosol gold, connected with staphylococcus protein A by sorption and stabilized with solution PEG-20000.

Results and discussion

Results and discussion. In indirect DIA identified titers of specific antibody in product component samples composed from 1 : 6400 to 1 : 12800, while in copleted enterosorbent the titers composed from 1 : 6400 to 1 : 25600. Specificity of test is confirmed by negative results with standard rabbit immunoglobulins. Comparative analysis of toxin-neutralizing activity level of antitoxin immunoglobulins and anicholeraic enterosorbent, determined in Craig dermal test and DIA was performed: the correlation coefficient composed 0,93 and 0,97 respectively.

Conclusion

Conclusion. Developed methodical approaches to indirect DIA conduction with S. aureus protein A based diagnosticum and colloidal gold nanoparticles can be used for determination of antitoxic activity level of immunoglobulins and experimental immunoenterosorbent. Correlation of in vitro and in vivo tests allows to recommend indirect DIA on control stages during specific anticholeraic enterosorbent production.

холерапротивохолерный энтеросорбентантитоксические иммуноглобулинытитр антителдот-иммуноанализнаночастицы коллоидного золотаcholeraanti-choleric enterosorbentantitoxic immunoglobulinsantibody titerdot-immunoanalysiscolloidal gold nanoparticlesReferencesМосквитина Э. А., Янович Е. Г., Кругликов В. Д., Титова С. В., Куриленко М. П., Пичурина Н. Л., Водопьянов А. С., Левченко Д. А., Иванова С. М., Водопьянов С. О., Олейников И. П. Прогноз по холере на 2019 г. на основании анализа эпидемиологической обстановки в мире, СНГ и России в 2009–2018 гг. Проблемы особо опасных инфекций. 2019;(1):64–73. DOI: 10.21055/0370-1069-2019-1-64-73.Moskvitina E. A., Yanovich E. G., Kruglikov V. D., Titova S. V., Kurilenko M. L., Pichurina N. L., Vodop’yanov A. S., Levchenko D. A., Ivanova S. M., Vodop’yanov S. O., Oleynikov I. P. Cholera Forecast for the Year 2019 Based on Assessment of Epidemiological Situation Around the World, Across CIS and Russia in 2009–2018. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2019;(1):6473. (In Russ.) DOI: 10.21055/03701069201916473.Носков А. К., Кругликов В. Д., Москвитина Э. А., Монахова Е. В., Левченко Д. А., Янович Е. Г., Водопьянов А. С., Писанов Р. В., Непомнящая Н. Б., Ежова М. И., Подойницына О. А. Характеристика эпидемиологической ситуации по холере в мире и в Российской Федерации в 2020 г. и прогноз на 2021 г. Проблемы особо опасных инфекций. 2021;(1):43–51. DOI: 10.21055/0370-1069-2021-1-43-51.Noskov A. K., Kruglikov V. D., Moskvitina E. A., Monakhova E. V., Levchenko D. A., Yanovich E. G., Vodop’yanov A. S., Pisanov R. V., Nepomnyashchaya N. B., Ezhova M. I., Podoinitsyna O. A. Characteristics of the Epidemiological Situation on Cholera in the World and in the Russian Federation in 2020 and Forecast for 2021. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2021;(1):43–51. (In Russ.) DOI: 10.21055/03701069202114351.Учайкин В. Ф., Новокшонов А. А., Соколова Н. В. Энтеросорбция – эффективный метод этиопатогенетической терапии острых кишечных инфекций. Детские инфекции. 2005;(3):39–43.Uchaikin V. F., Novokshonov A. A., Sokolova N. V. Enterosorbtion is an effective method of etiopathogenetic therapy of acute intestinal infections. Children infections. 2005;(3):39–43. (In Russ.)Захаренко С. М. Энтеросорбция в практике инфекциониста. Русский медицинский журнал. 2010;18(30):1829–1834.Zakharenko S. M. Enterosorption in the practice of an infectious disease specialist. Russkiy meditsinskiy zhurnal. 2010;18(30):1829–1834. (In Russ.)Ратникова Л. И., Пермитина М. И., Попилов А. Н. Эффективность энтеросорбентов при острых кишечных инфекциях. Врач. 2007;(7):36–37.Ratnikova L. I., Permitina M. I., Popilov A. N. The effectiveness of enterosorbents in acute intestinal infections. Vrach. 2007;(7):36–37. (In Russ.)Кожевникова Г. М., Ющук Н. Д., Бахтина Ю. А. Патогенетическая терапия острых кишечных инфекций. Медицина критических состояний. Инфекции. 2004;(6):3–6.Kozhevnikova G. M., Yushchuk N. D., Bakhtina Yu. A. Pathogenetic therapy of acute intestinal infections. Meditsina kriticheskikh sostoyaniy. Infektsii. 2004;(6):3–6. (In Russ.)Овчинникова М. В., Абрамова Е. Г., Кириллова Т. Ю., Плотников И. А., Никифоров А. К., Адамов А. К. Антитоксическая активность противохолерного энтеросорбционного препарата в опытах in vivo антитоксическая активность противохолерного энтеросорбционного препарата в опытах in vivo. Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю. А. Овчинникова. 2018;14(4):48–53.Ovchinnikova M. V., Abramova E. G., Kirillova T. Yu., Plotnikov I. A., Nikiforov A. K., Adamov A. K. Antitoxic activity of an experimental anticholera enterosorption drug in vivo. Vestnik biotekhnologii i fizikokhimicheskoy biologii im. Yu. A. Ovchinnikova. 2018;14(4):48–53. (In Russ.)Каркищенко Н. Н., Грачев С. В. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских технологиях. М.: Профиль; 2010. 358 с.Karkishchenko N. N., Grachev S. V. Guide to laboratory animals and alternative models for biomedical purposes. Moscow: Profil'; 2010. 358 p. (In Russ.)Тертон М., Бангхем Д. Р., Колкотт К. А. Новые методы иммуноанализа. М.: Мир; 1991. 280 с.Terton M., Banghem D. R., Kolkott K. A. New immunoassay mehods. Moscow: Mir; 1991. 280 p. (In Russ.)Дуракова О. С., Громова О. В., Гаева А. В., Генералов С. В., Ливанова Л. Ф., Клокова О. Д., Волох О. А. Экспериментальное обоснование возможности использования перевиваемой линии клеток СНО-К1 для определения специфической активности компонентов холерной химической вакцины.Проблемы особо опасных инфекций. 2019;(4):113–116. DOI:10.21055/0370-1069-2019-4-113-116.Durakova O. S., Gromova O. V., Gaeva A. V., Generalov S. V., Livanova L. F., Klokova O. D., Volokh O. A. Experimental Substantiation of the Possibility to Use Finite Cell Line CHOK1 for Determination of Specific Activity of Components of Chemical Cholera Vaccine. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2019;(4):113–116. (In Russ.) DOI: 10.21055/0370106920194113116.Rashidiani J., Eskandari K., Ranjbar R. Application of gold core-shell magnetic nanoparticles immunosensor for detection of vibrio cholera. Journal of Applied Biotechnology Report. 2021;(8):71–75.Rashidiani J., Eskandari K., Ranjbar R. Application of gold coreshell magnetic nanoparticles immunosensor for detection of vibrio cholera. Journal of Applied Biotechnology Report. 2021;(8):71–75.Craig J. Preparation of the vascular permeability factor of V. cholera. J. Bacteriol. 1966;92(3):793–795.Craig J. Preparation of the vascular permeability factor of V. cholera. J. Bacteriol. 1966;92(3):793–795.Большакова Е. А. ИФА и ПЦР – современные методы клинической лабораторной диагностики. Поликлиника. 2012;(2):16–22.Bol’shakova E. A. ELISA and PCR modern methods of clinical chesky laboratory diagnostics. Poliklinika. 2012;(2):16–22. (In Russ.)Дыкман Л. А., Хлебцов Н. Г. Золотые наночастицы в биологии и медицине: достижения последних лет и перспективы. ACTA NATURAE. 2011;3,2(9):16–38.Dykman L. A., Khlebtsov N. G. Gold nanoparticles in biology and medicine: recent achievements and prospects. ACTA NATURAE. 2011;3,2(9):16–38. (In Russ.)Шарапова Н. А., Абрамова Е. Г., Никифоров А. К., Киреев М. Н., Савицкая Л. В., Минаева Л. Н., Михеева Т. А., Галкина М. В., Краснов Я. М. Определение активности антирабических сывороток и препарата гетерологичного антирабического иммуноглобулина in vitro в дот-иммуноанализе. Проблемы особо опасных инфекций. 2010;1(103):63–66.Sharapova N. A., Abramova E. G., Nikiforov A. K., Kireev M. N., Savitskaya L. V., Minaeva L. N., Mikheeva T. A., Galkina M. V., Krasnov Ja. M. Determination of the activity of the antirabies sera and heterologous antirabies immunoglobulin in vitro in the dot immunoassay. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2010;1(103):63–66. (In Russ.)Nishat S., Awan F. R., Bajwa S. Z. Nanoparticle-based point of care immunoassays for in vitro biomedical diagnostics. Analytical Sciences. 2019;(35)2:123–131.Nishat S., Awan F. R., Bajwa S. Z. Nanoparticlebased point of care immunoassays for in vitro biomedical diagnostics. Analytical Sciences. 2019;(35)2:123–131.Загоскина Т. Ю., Чапоргина Е. Л., Марков Е. Ю., Попова Ю. О., Долгова Т. М., Гаврилова О. В., Тайкова Т. С., Балахонов С. В. Дот-иммуноанализ с использованием антител, меченных наночастицами коллоидного золота, для детекции ботулинического токсина в клиническом материале и пищевых продуктах. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2017;(4)31:31–35. DOI: 10.36233/0372-9311-2017-4-31-35.Zagoskina T. Yu., Chaporgina E. A., Markov E. Yu., Popova Yu. O., Dolgova T. M., Gavrilova O. V., Taikova T. S., Balakhonov S. V. Dotimmunoassay using gold nanoparticle marked colloid gold for the detection of botulinic toxin in clinical material and food products. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2017;(4):31–35. DOI: 10.36233/03729311201743135. (In Russ.)Полтавченко А. Г., Ерш А. В., Азаев М. Ш., Филатов П. В. Оптимизация условий проявления результатов дот-иммуноанализа в автономном наборе для выявления ортопоксвирусов. Эпидемиология и инфекционные болезни. 2019;24(2):77–83. DOI: 10.18821/1560-9529-2019-24-2-77-83.Poltavchenko A. G., Ersh A. V., Azaev M. Sh., Filatov P. V. Optimization of the conditions for the development of the results of the dotimmunoassay in an autonomous kit for the detection of orthopoxviruses. Epidemiology and Infectious Diseases. 2019;24(2):77–83. (In Russ.) DOI: 10.18821/1560952920192427783.Vera-Cabrera L., Rendon A., Diaz-Rodriguez M. Dot blot assay for detection of antidiacyltrehalose antibodies in tuberculous patients. Clin Diagn. Lab. Immunol. 1999;6:686–689.VeraCabrera L., Rendon A., DiazRodriguez M. Dot blot assay for detection of antidiacyltrehalose antibodies in tuberculous patients. Clin Diagn. Lab. Immunol. 1999;6:686–689.Ghitescu L., Bendayan M. Immunolabeling efficiency of protein A-gold complexes. Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 1990;(38)11:1523–1530.Ghitescu L., Bendayan M. Immunolabeling efficiency of protein Agold complexes. Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 1990;(38)11:1523–1530.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.