Введение к работе
Актуальность проблемы. Свойства липосом как искусственных липидных мембраниобразующих конструкций уникальны (Грегориадис Г., Аллисон А., 1983; Марголис Л.Б., Бергельсон Л.Д., 1986; Несытова Н.Ю. с соавт., 1990; Трофимов В.И., Нисневич М.М., 1990; Любешкин АВ., Себякин ЮЛ., 1994; Uppens R., 1995; Hiemenz J.M. et al., 1996; Перепелкин А.И, с соавт., 1996). Вместе с тем, многие вопросы оптимизации конструирования липосомальных структур не ясны или совсем не изучены. Так, если в последние годы в соответствии с Научной программой "Липосомы в биологии и в медицине" (1989-1995) более или менее решены проблемы технологического характера, связанные с методами создания липосом, их стандартизацией по размерам, способами стерилизации, у ювиями их хранения и стабилизации, то целый ряд вопросов иного характера остается нерешенным. К ним относятся следующие направления: получение фнзиояогачески активных липидных носителей из сравнительно дешевого и доступного природного сырья Дальневосточного региона; разработка липосомальных средств с высокой клеточной проницаемостью, в частности, липосомального интерферона; разработка липосомальной формы амфифильных антибиотиков новых поколений.
Чрезвычайно важными разделами являются также разработки подходов к решению проблемы органоспецифичности липосом и липосомальных комплексов БАВ, целевой доставки лекарственных средств, а также получение новых биологически активных наполнителей липосом разнонаправленного действия.
Именно этим разделам названной научной программы и посвящена настоящая работа.
Целью настоящего диссертационного исследования явились: разработка
одного из направлений фундаментального концептуально-теоретического
обоснования феномена органотропности искусственных липидных
мембранообразующих конструкций - липосом на базе сравнительного анализа
особенностей конструктивного метаболизма мембраноерганных липидов и их
жирных кислот у основного пользователя липосом - человека и источников
органотропных везикулообразователей - органоч и тканей наземных и морских
животных, отдельных наземных растений; конструирование
оргаксспецифических липосомальных комплексов с различными БАВ лечебно-
профилактического назначения; поиск и разработка способов получения новых
БАВ из местного дальневосточного сырья, перспективных для инкапсулирования
в липосомы.
Для достижения указанной цели были поставлены и разрешены следующие
основные задачи:
—-Изучить особенности конструктивного метаболизма классов-
мембраностроительных фосфоли .идов и их жирных кислот в биомассе внутренних органов животных наземного (мыши, кролики, свиньи) и морского (морской котик, тюлени) происхождения, куриных яиц, отдельных наземных растений (соя), а также основного пользователя лнпосом - человека. Дать их сравнительный паспорт.
Оценить фундаментальное научное и практическое значение различий между конструктивным метаболизмом органных липидов и жирных кислот основного пользователя липосом - человека - и гомологичных. липосомальных носителей разной природы для понимания сущности феномена органотропности.
Исследовать в эксперименте на животных возможную взаимосвязь особенностей композиции и архитектоники фосфолипидов модельных мембран с их органотропными свойствами.
Оптимизировать технологию конструирования липосом и липосомальных носи гелей на основе органотропных и физиоло'Тічески активных липидов животного и растительного происхождения.
Разработать технологию приготовления гомологичных мембранных конструкций с БАВ: аккумулмрующих противобактериальные антибиотики (таривид), противовирусные и иммуномодулирующие средства (интерферон).
Разработать технологию и рецептуру органотропных лечебно-профилактических эмульсионных средств с везикулообразователями нефосфолипидного типа для применения в лечебной косметологии.
Разработать физико-химическую технологию получения БАВ из природного ДВ сырья наполнителей липосом:
а) пептидов из костного мозга морских млекопитающих, изучить их химический состав, иммуномодулирующие свойства;
б) композитов из крови дальневосточных оленей, изучить их химический
состав и гемопоэтическую и радиопротекторную активность;
в) биологически активной фракции из экстрактов биомассы трепанга
японского, провести его стандартизацию и биотестирование.
- Провести экспериментальное, доклиническое и клиническое на волонтерах
испытание всех биотехнологических объектов.
Научная новизна и теоретическая ценность подученных результатов.
Научная новизна и теоретическая ценность результатов работы заключается, прежде всего, в фундаментальном значении концептуально-теоретических выводов из диссертации.
Впервые на основании эксперимента и сравнительного анализа эсобенностей конструктивного метаболизма мембраио-органных липидов и жирных кислот у главного пользователя липосом - человека - и потенциальных іоноров липидных носителей - внутренних органов и тканей наземных и морских животных и отдельных наземных растений (соя) проведена липидная и кирнокислотная паспортизация их внутренних органов.
Впервые предложен комплекс хемотипических маркеров гомологичное іипидньїх носителей: Кцнжк. КБПнжк. кмжк> кк/о ФЛ, - учитывающий :пособность органов и тканей к аккумуляции в мембранах различных жирных сислот и особенности кислотно-щелочного равновесия в органах и тканях, что юмогает обоснованию феномена органотропности гомологичных липосом.
Вскрыты некоторые механизмы взаимодействия липосом и их потребителей
внутренних органов и тканей человека, позволяющие прогнозировать
ринальный эффект гомологачности искусствен пых липидных
лембранообразуюших конструкций.
Научная новизна и практическая ценность результатов исследования Н >аздела диссертации заключается в клинико-экспериментальной проверке и кжазательстве ценности фундаментально-концептуальных положений I раздела три использовании новых липосомальных моделей.
Впервые получены, биотестированы, прошли предварительные клинические ютытания и защищены патентами липосомальные комплексы БАВ -штибиотиков разного действия - фторхинолона III поколения - таривида рфлоксацина), человеческого лейкоцитарного а-интерферона, обладающего
иммуномодулирующим действием с высокой степенью инкапсулирования, гидрофильности, повышенной клеточной проницаемости.
Разработаны и защищены патентами способы получения и лечебно-профилактические рецептуры косметологического назначения для ухода за кожей лица и головы.
И, наконец, научная новизна и теоретическая ценность III раздела настоящей работы заключается в теор тической разработке новых биотехнологий получения БАБ как перспективных наполнителей липосом. Впервые для этой цели использовано природное дальневосточное сырье, традиционно мало используемое или совсем невостребованное медицинской и пищевой промышленностью, как-то: кости, кожа, подкожный жир морских млекопитающих; кровь дальневосточных и северных
оленей; экстракты различной природы из биомассы трепанга японского; из растительных объектов (отходы производства соевого масла, соки лимонника, элеутерококка, калины). Получены композиты БАВ, разработаны способы их очистки, дана их химическая характеристика и на основе результатов биотестирования установлена биологическая иммуномодулирующая, антимикробная, гемопоэтическая, радиопротекторная и биостимулирующая активность.
Практическая ценность результатов проведенной работы определяется рядом предложений для внедрения, часть которых уже внедрена в народное хозяйство, в медицину, в учебный процесс.
Проведено экспериментальное доклиническое и клиническое испытание на больных-добровольцах липосома тьного комплекса тар івида для лечения пиодермии, угревой сыпи (совместно с Т.А.Михайленко) и липосомального интерферона для лечения рецидивирующего гекитального герпеса (совместно с Л.В.Федорищевой).
Приморским АО '"Фармация" выпущена опытная партия препарата "Гематоген сухой" по ТУ 429082-003-92 (совместно с В.БТуркутюковым). АС "Приморский сахар" (г.Уссурийск, Приморский край) выпускается постоянная партия лечебно-профилактических продуктов "Сахар витаминизированный" (TV 429065-004-92) и "Меласса тростниковая" (ТУ 9112-005-196-94) (совместно < Р.Н.Диго, Н.С.Мотавкиной).
В процессе разработки теоретических и практических основ липосомальноя биотехнологаи средств для лечения больных с инфекционной патологаей оформлено и защищено: 11 патентов и авторских свидетельств на изобретения гемопоэтических, иммуномодулируюших, биостимулируюших, радиопротекторных и других средств; 3 технических условия на производство препаратов; 2 заявки на изобретение, в том числе по приготовлению органотропных липосом и др. Все они перечислены в приложении.
Апробация диссертационной работы.
Основное содержание работы доложено и представлено на 11 научных и Научно-практических конференций и симпозиумов, в том числе и международных: II Симпозиуме Русско-Японского Фонда по медицинскому обмену (Владивосток, 1994), III Симпозиуме Русско-Японского Фонда по Медицинскому обмену (Ниигата, Япония, 1995), Международном конгрессе по пульмонологии (Москва, 1995), Всероссийской конференции с международным представительством "Акупунктура и традиционная медицина" (Владивосток, 1992), Всесоюзной конференции с международным участием "Новые лекарственные средства, приборы, методы диагностики и лечения пострадавших при аварии на ЧАЭС" (Харьков, 1991), на Всесоюзном совещании "Биологически активные вещества гидробионтов - новые лекарственные, лечебно-профилактические и технические препараты" (Владивосток, 1991), Межгосударственной научной конференции "Комплексная переработка пищевого сырья и основные направления расширения ассортимента продуктов питания" (Владивосток, 1993), Научно-практической конференции "Здоровье и болезни человека на ДВ" (Владивосток, 1993), Всесоюзной научно-практической конференции "Актуальные проблемы медицины катастроф" (Владивосток, 1993), Научно-практической конференции "Проблемы клинической, профилактической и экспериментальной медицины на ДВ" (Владивосток, 1994), Всероссийской научно-практической конференции "Цеолиты Приморья" (Владивосток, 1994).
По теме диссертации опубликовано 33 работы, 11 описаний изобретений по авторским свидетельствам и патентам.
Структура диссертации традиционна. Она состоит из введения, обзора литературы (1 глава), собственных исследований (11 глав), заключения, общих выводов, рекомендаций для внедрения результатов исследований в науку и практику, указателя литературы, включающего 276 отечественных и ив
иностранных источников. Текст диссертации изложен на S_9j. страницах, иллюстрирован 90 таблицами, 37 рисунками, 5 микрофото и 14 рабочими схемами. Особенностью изложения собственных исследований является их распределение по трем разделам.
Первый из них посвящен разработке одного из направлений фундаментального концептуально-теоретического обоснования феномена органотропности искусственных липі 1ных мембранообразующих конструкций -липосом. Второй посвящен апробации концептуальных выводов I раздела. Третий, заключительный раздел диссертации, включает теоретические и экспериментальные особенности получения и физико-химической характеристики новых БАВ - наполнителей липосом из природного дальневосточного сырья.
Положения, выносимые на зашиту.
-
Особенности конструктивного метаболизма мембраноорганных фосфолипидов и жирных кислот у основного пользователя липосом - человека и источников везикулообразователей - внутренних оргагов наземных и морских животных, одного из наземных растений (соя) могут обеспечить эффект органотропности и биологическую ценность у искусственных транспортных липидных средств - липосом.
-
Все внутренние органы человека и животных являются аидоспецифичными по качеству и количеству полиеновых жирных кислот и могут быть отстандартизованы при помощи серии специфических показателей ЖК: Кннжк. КБпжк. КМжк и Кк/о фл. По ним может быть оценена и целенаправлено сконструирована гомологичность органотрі пных липосом.
-
Способ получения липосом. содержащих антибиотики, позволяет увеличить степень инкапсулирования в липосомы таривида (офлоксацина) из группы фторхинолонов III поколения за счет использования везикулообразователя с высокой степенью гомологичности и органотропности при применении накожно-, кожно-, подкожных фосфолипидов и глицеридов морских млекопитающих.
-
Способ получения липосомального человеческого лейкоцитарного а-интсрферона позволяет увеличить степень его депонирования в искусственных липидных мембранообразующих конструкциях на основе везикулообразователей
растительного типа с высокой проникающей способностью и гидрофильностью полученных липосомальных комплексов.
5. Как наполнители и импрегнаторы липосом и липидных эмульсионных средств лечебно-профилактического назначения перспективны пептиды, выделенные из костного мозга морских млекопитающих, проявляющие в условиях эксперимента на животных иммуномодулирующую активность. Совокупность биологической активности пептидов определяется особенностями их фракционного состава, композиции и архитектоники аминокислот и других химических компонентов. Составы, приготовленные из крови дальневосточных оленей, стандартизованные по химическому паспорту, проявляют в условиях эксперимента на животных гемопоэтическую и радиопротекторную активность. Биологически активная фракция, выделенная из биомассы трепанга японского, представляет собой комплекс веществ смешанной природы.