Введение к работе
Актуальность темы. Биофармацевтическая промышленность является одной из важнейших отраслей биотехнологии, однако многие методы лечения и способы приготовления лекарственных форм значительно устарели и требуют существенной модернизации. К сожалению, большинство традиционных лекарственных форм имеют ряд существенных недостатков, таких как: ненаправленное действие лекарственного вещества, т.е. взаимодействие с нецелевыми биообъектами (что приводит к побочным эффектам), сложности в поддержании оптимальной терапевтической концентрации и как следствие - повышенный расход лекарственных веществ, недостаточная биосовместимость, нежелательные физиологические эффекты и др.
Соответственно, значительное количество традиционных лекарственных форм уже не отвечают современным жёстким требованиям, а их производство и применение в значительной степени тормозит развитие ветеринарной медицины, а также фармацевтической науки и индустрии.
Таким образом, одной из важнейших проблем в фармацевтической отрасли остается адресная доставка лекарственных веществ с целью повышения эффективности лечения и снижения себестоимости препаратов.
При этом необходимо решить две взаимосвязанные задачи – сначала адресно доставить препарат на носителе, а затем отделить препарат от носителя. Также сложность данных задач заключается в том, что, в ряде случаев, носители оказывают раздражающее действие на иммунную систему (все носители хорошо распознаются и захватываются иммунной системой при введении в организм, а выведение частиц из организма происходит в течение достаточно длительного времени) (Zhou Yin et al., 2011). Миграция оставшихся структур в малых количествах по организму приводит к дестабилизации иммунной системы и, в дальнейшем, к аллергическим и аутоиммунным заболеваниям.
Поскольку в доступной нам литературе представлены несколько разрозненные, а зачастую и противоречивые представления о методах адресной доставки лекарственных веществ, то тематика данной работы является весьма актуальной.
Цель работы - поиск безопасного переносчика биологически активных веществ к органам мишеням и клеткам, сконструировать на его основе эффективный иммуномодулирующий препарат, и изучить его основные биологические, фармако-токсикологические, морфодинамические и терапевтические свойства.
Для достижения намеченной цели в работе были поставлены следующие задачи:
1. Разработать технологию синтеза коллоидного селена, используемого в качестве переносчика биологически активных веществ.
2. Разработать технологию приготовления и оптимизировать состав иммуномодулирующего лекарственного препарата «Иммуно-Safe», созданного путём конъюгирования комплекса кислотоустойчивых белков сыворотки молока (лактоферрин, лактоальбумин, лактоглобулин) и коллоидного селена, используемого в качестве наноразмерного носителя.
3. Изучить основные биологические и фармако-токсикологические свойства препарата «Иммуно-Safe», а так же на лабораторных моделях изучить его влияние на неспецифические факторы иммунитета.
4. Изучить морфодинамические параметры распределения препарата «Иммуно-Safe» в органах и тканях животных при различных способах введения.
5. На основании клинических, гематологических, биохимических и морфологических исследований подтвердить безопасность применения и иммуностимулирующую эффективность препарата «Иммуно-Safe».
Научная новизна.
Разработана технология синтеза коллоидного селена, используемого в качестве наноразмерного носителя, изучены его физико-химические и биологические свойства. Отработана технология выделения комплекса кислотоустойчивых белков сыворотки молока (лактоферрин, лактоальбумин, лактоглобулин) и на лабораторных моделях изучено влияние полученной субстанции на неспецифические факторы иммунитета.
Сконструирован принципиально новый ветеринарный иммуномодулирующий лекарственный препарат «Иммуно-Safe», созданный на основе наноразмерных частиц коллоидного селена, используемых в качестве наноплатформы для адресной доставки биологически активных веществ к иммунокомпетентным органам. Экспериментально подтверждена доставка во внутриклеточное пространство биологически активных веществ, конъюгированных на наноносителе.
Установлены основные фармако-токсикологические свойства иммуномодулирующего препарата «Иммуно-Safe», подтверждённые патоморфологическими и морфо-биохимическими исследованиями. При этом установлено отсутствие токсических, аллергизирующих и местно-раздражающих свойств. Изучены основные морфодинамические параметры распределения препарата в органах при различных способах введения. Изучено влияние препарата на биохимические и гематологические показатели, а также на морфофункциональное состояние внутренних органов животных.
Практическая значимость.
Разработан эффективный и безопасный способ доставки биологически активных веществ во внутриклеточное пространство.
Производству предложена технология синтеза коллоидного селена. На лабораторных моделях изучено влияние коллоидного селена и комплекса кислотоустойчивых белков сыворотки молока (КБСМ) на неспецифические факторы иммунитета.
Ветеринарной медицине предложен новый иммуномодулирующий лекарственный препарат «Иммуно-Safe», созданный на основе наноразмерного носителя. На производство и применение препарата разработан проект нормативной документации (технические условия и инструкция по применению). Установлены основные фармако - токсикологические свойства и морфодинамические характеристики препарата «Иммуно-Safe». Клинически и морфологически обоснована безопасность применения сконструированного препарата «Иммуно-Safe».
По материалам диссертационной работы опубликованы методические рекомендации «Конструирование новых лекарственных препаратов на основе коллоидного селена, используемого в качестве наноразмерного носителя» (в соавторстве с А.А. Волковым, А.С. Староверовым) для практических занятий студентов старших курсов, а также для работы аспирантов и научных работников (2012 г.). Материалы исследований используются в учебном процессе и научной работе ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», ФГБОУ ВПО «Донской ГАУ», УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины» (Республика Беларусь).
Работа выполнена на кафедре терапия, акушерство и фармакология ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» в рамках научно-исследовательской работы: «Проведение исследований механизма взаимодействия нанокомпозиций на основе коллоидных металлов и полимерных производных с иммунной и метаболической системой животных» (№ гос. регистрации 01201280016, научный руководитель темы, заведующий лабораторией д.б.н. Староверов С. А.).
Основные положения, выносимые на защиту:
1. На основе коллоидного селена, используемого в качестве наноразмерного носителя и биологически активного вещества (комплекса кислотоустойчивых белков сыворотки молока) сконструирован иммуномодулирующий препарат «Иммуно-Safe». Разработаны технологические параметры его изготовления.
2. Разработанный иммуномодулирующий препарат «Иммуно-Safe» не обладает местно-раздражающим, кумулятивным и токсическим действием.
3. При изучении биодинамических параметров распределения иммуномодулятора «Иммуно-Safe» в органах животных, выявлено явление тропизма препарата к иммунокомпетентным органам, что подтверждает возможность его применения в качестве иммуномодулирующего средства.
4. Клинические, гематологические, биохимические и морфологические исследования свидетельствуют о безопасности применения и терапевтической эффективности иммуномодулятора «Иммуно-Safe».
Апробация работы. Основные материалы диссертации представлены на: Международной научно – практической конференции «Ветеринарная медицина XXI века. Инновации, обмен опытом и перспективы развития» (Саратов, 2012), Международной научно-практической конференции «Новые и возвращающиеся болезни животных заразной и незаразной этиологии» (Витебск, 2012), Международной научно-практической конференции «Современные проблемы ветеринарии, зоотехнии и биотехнологии» посвящённой 100-летию «СГАУ им. Н.И. Вавилова» (Саратов, 2013).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, включающих объекты и методы исследований, результаты исследований и их обсуждение, а также заключения, выводов, практических предложений, списка литературы. Работа изложена на 136 страницах компьютерного текста, содержит 38 таблиц, иллюстрирована 52 рисунками и диаграммами. Список литературы включает в себя 169 источников.
