Биологическая активность фенбендазола на основе супрамолекулярной системы доставки с динатриевой солью глицирризиновой кислоты
Автор: Варламова А.И., Архипов И.А.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Антигельминтные препараты
Статья в выпуске: 4 т.55, 2020 года.
Бесплатный доступ
Вследствие широкого распространения гельминтозов животных возникает необходимость применения инновационных противопаразитарных препаратов. Фенбендазол широко используется во всем мире для химиотерапии гельминтозов, однако в ряде случаев эффективен только в повышенной дозе. В настоящей работе нами впервые показано изменение физико-химических свойств, параметров фармакокинетики и повышение антигельминтной эффективности фенбендазола, полученного посредством механохимической обработки с использованием для адресной доставки динатриевой соли глицирризиновой кислоты. Целью наших исследований было повышение биологической активности твердой дисперсии фенбендазола с динатриевой солью глицирризиновой кислоты (ТДФ с Na2ГК), оценка растворимости композиций ТДФ с Na2ГК, параметров фармакокинетики и их антигельминтной эффективности на лабораторных моделях Trichinella spiralis и Hymenolepis nana и в полевых условиях на овцах, спонтанно зараженных желудочно-кишечными нематодами и мониезиями. ТДФ с Na2ГК была получена в одну стадию механохимического процесса в шаровой мельнице LE-101 (Венгрия). Соотношение фенбендазола («Changzhou Yabong Pharmaceuticals Co., Ltd.», Китай) и динатриевой соли глицирризиновой кислоты («Yuli County Jinxing Licorice Products Co.», Китай) было равным 1:10. Процесс продолжался в течение 4 ч при 90 об/мин. Параметры фармакокинетики фенбендазола и его метаболитов в организме овец породы ставропольский меринос изучали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемным масс-спектрометрическим детектированием. Сформировали две группы клинически здоровых овец (по 5 гол. в каждой), в одной животные однократно перорально получали ТДФ с Na2ГК, в другой - субстанцию фенбендазола (ФБЗ) (дозы 2 мг/кг). Пробы крови отбирали из яремной вены до и через 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24, 33, 48, 72 и 144 ч после введения ТДФ с Na2ГК и базового препарата. Рассчитывали константу скорости абсорбции, время всасывания в кровь половины введенной дозы, клиренс, максимальную концентрации в сыворотке крови, время достижения максимальной концентрации, период полувыведения, площадь под кривой «концентрация-время» и время удержания в кровотоке. Для оценки эффективности ТДФ с Na2ГК против Hymenolepis nana и Trichinella spiralis использовали по 50 белых инбредных мышей-самок линии BALB/c массой 16-18 г. Яйца H. nana вводили животным внутрижелудочно с помощью шприца (по 200 яиц на особь). На 13-е сут после заражения в желудок мышей I, II и III групп (по 10 особей в каждой) однократно вводили ТДФ с Na2ГК в дозах соответственно 3,0; 2,0 и 1,0 мг/кг по д.в. в 1 % крахмальном геле. Базовым препаратом служила субстанция ФБЗ, которую задавали в дозе 2,0 мг/кг (IV опытная группа). Животные контрольной группы получали крахмальный гель в том же объеме. Изолят T. spiralis получали посредством серийного пассажа личинок I стадии самкам крыс. До заражения мышей содержали в течение 12 ч на голодной диете, затем им в желудок вводили по 200 личинок с помощью туберкулинового шприца. На 3-и сут после заражения мышей разделили на четыре опытные и одну контрольную группы (по 10 особей в каждой). ТДФ с Na2ГК вводили в желудок мышам I, II и III опытных групп в дозах соответственно 3,0; 2,0 и 1,0 мг/кг по д.в. в 1 % крахмальном геле. Субстанцию ФБЗ вводили особям IV опытной группы в дозе 2 мг/кг. Контрольные животные получали 1,5 % крахмальный гель в той же дозе. Эффективность испытуемых средств против H. nana и T. spiralis определяли по данным вскрытия. Антигельминтную активность ТДФ с Na2ГК на молодняке овец породы ставропольский меринос изучали в производственных условиях ООО «Агроресурс» (Самарская обл., Пестравский р-н) летом 2016-2017 годов. При каждой инвазии животным подопытных групп назначали однократно перорально ТДФ с Na2ГК в дозах 3,0; 2,0 и 1,0 мг/кг по действующему веществу в сравнении с субстанцией ФБЗ в дозе 2,0 мг/кг. Контрольной группе животных препарат не вводили. Антигельминтную активность лекарственных форм определяли по данным вскрытий кишечника мышей и результатам исследований проб фекалий овец методом McMaster до и после введения препаратов. Данные физико-химических исследований показали повышение растворимости, уменьшение размеров частиц композиций ТДФ с Na2ГК и образование агрегатов неправильной формы. Результаты изучения параметров фармакокинетики свидетельствовали о значительном повышении скорости абсорбции ТДФ с Na2ГК и поступления их в кровь, повышении в 2,5 раза максимальной концентрации фенбендазола и его метаболитов в крови, а также снижении скорости выведения препарата из организма по сравнению с субстанцией ФБЗ. ТДФ с Na2ГК в дозах 3,0; 2,0 и 1,0 мг/кг проявляла соответственно 100; 98,05 и 92,74 % активность против T. spiralis ; 100; 98,67 и 89,04 % - против H. nana ; 100; 95,37; 92,07 - против Nematodirus spp.; 100; 95,42 и 90,75 % - против желудочно-кишечных стронгилят; 96,44; 91,61 и 81,12 % - против Moniezia expansa.
Фенбендазол, твердая дисперсия, динатриевая соль глицирризиновой кислоты, эффективность, фармакокинетика, гельминтозы
Короткий адрес: https://sciup.org/142226341
IDR: 142226341 | DOI: 10.15389/agrobiology.2020.4.830rus
Список литературы Биологическая активность фенбендазола на основе супрамолекулярной системы доставки с динатриевой солью глицирризиновой кислоты
- Holsback L., Luppi P.A.R., Silva C.S., Negrão G.C., Conde G., Gabriel H.V., Balestrieri J.V., Tomazella L. Anthelmintic efficiency of doramectin, fenbendazole, and nitroxynil, in combination or individually, in sheep worm control. Rev. Bras. Parasitol. Vet., 2016, 25(3): 353-358 ( ). DOI: 10.1590/S1984-29612016025
- Riviere J.E., Papich M.G. Veterinary pharmacology and therapeutics. Wiley-Blackwell, Hoboken, 2009.
- Архипов И.А. Антигельминтики: фармакология и применение. М., 2009.
- Torres-Acosta J.F.J., Hoste H. Alternative or improved methods to limit gastro-intestinal parasitism in grazing sheep and goats. Small Ruminant Research, 2008, 77(2-3): 159-173 ( ). DOI: 10.1016/j.smallrumres.2008.03.009
- Islam M., Islam S., Howlader M.R., Lucky N.S. Comparative efficacy of Albendazole, Fenbendazole and Levamisole against gastrointestinal nematodiasis in cattle of Bangladesh. International Journal of Biological Research, 2015, 3(1): 25-35.
- Tramboo S.R., Shahardar R.A., Allaie I.M., Wani Z.A., Abbas M. Efficacy of ivermectin, closantel and fenbendazole against gastrointestinal nematodes of sheep in Kashmir valley. J. Parasit. Dis., 2017, 41(2): 380-382 ( ).
- DOI: 10.1007/s12639-016-0810-5
- Bushra M., Shahardar R.A., Allaie I.M., Wani Z.A. Efficacy of closantel, fenbendazole and ivermectin against GI helminths of cattle in central Kashmir. J. Parasit. Dis., 2019, 43(2): 289-293 ( ).
- DOI: 10.1007/s12639-019-01091-w
- Kalpana P., Manish S., Dinesh S.K., Surendra J.K. Solid dispersion: approaches, technology involved, unmet need & challenges. Drug Invent. Today, 2010, 2(7): 349-357.
- Krishnaiah Y.S.R. Pharmaceutical technologies for enhancing oral bioavailability of poorly soluble drugs. J. Bioequiv. Availab., 2010, 2(2): 28-36 ( ).
- DOI: 10.4172/jbb.1000027
- Ye Y., Zhang X., Zhang T., Wang H., Wu B. Design and evaluation of injectable niclosamide nanocrystals prepared by wet media milling technique. Drug Development and Industrial Pharmacy, 2015, 41(9): 1416-1424 ( ).
- DOI: 10.3109/03639045.2014.954585
- Polysaccharides for drug delivery and pharmaceutical applications. ACS Symposium Series, vol. 934 /R.H. Marchessault, F. Ravenelle, X.X. Zhu (eds.). Washington DC, 2006 ( ).
- DOI: 10.1021/bk-2006-0934.fw001
- Kang J., Kumar V., Yang D., Chowdhury P.R., Hohl R.J. Cyclodextrin complexation: influence on the solubility, stability and cytotoxicity of camptothecin, an antineoplastic agent. European Journal of Pharmaceutical Sciences, 2002, 15(2): 163-170 (
- DOI: 10.1016/s0928-0987(01)00214-7)
- Loftsson T., Vogensen S.B., Brewster M.E., Konráðsdóttir F. Effects of cyclodextrins on drug delivery through biological membranes. Journal of Pharmaceutical Sciences, 2007, 96(10): 2532-2546 ( ).
- DOI: 10.1002/jps.20992
- Shakhtshneider T.P., Boldyrev V.V. Mechanochemical synthesis and mechanical activation of drugs. In: Reactivity of molecular solids /E.V. Boldyreva, V.V. Boldyrev (eds.). John Wiley & Sons, New York, 1999.
- Душкин А.В., Сунцова Л.П., Халиков С.С. Механохимическая технология для повышения растворимости лекарственных веществ. Фундаментальные исследования, 2013, 1(часть 2): 448-457.
- Selyutina O.Yu., Polyakov N.E., Korneev D.V., Zaitsev B.N. Influence of glycyrrhizin on permeability and elasticity of cell membrane: perspectives for drugs delivery. Drug Delivery, 2016, 23(3): 848-855 ( ).
- DOI: 10.3109/10717544.2014.919544
- Селютина О.Ю., Апанасенко И.Е., Поляков Н.Э. Исследование мембраномодифицирующей активности глицирризиновой кислоты. Известия Академии наук. Серия химическая, 2015, 64(7): 1555-1559.
- Dushkin A.V., Tolstikova T.G., Khvostov M.V., Tolstikov G.A. Complexes of polysaccharides and glycyrrhizic acid with drug molecules. Mechanochemical synthesis and pharmacological activity. In: The complex world of polysaccharides /D.N. Karunaratn (ed.). InTech, Rijeka, 2012.
- Meteleva E.S., Chistyachenko Y.S., Suntsova L.P., Khvostov M.V., Polyakov N.E., Selyutina O.Y., Tolstikova T.G., Frolova T.S., Mordvinov V.A., Dushkin A.V., Lyakhov N.Z. Disodium salt of glycyrrhizic acid - a novel supramolecular delivery system for anthelmintic drug praziquantel. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 2019, 50: 66-77 ( ).
- DOI: 10.1016/j.jddst.2019.01.014
- Graebin C.S. The pharmacological activities of glycyrrhizinic acid ("glycyrrhizin") and glycyrrhetinic acid. In: Sweeteners. Reference series in phytochemistry /J.M. Merillon, K. Ramawat (eds.). Springer, Cham, 2016 ( ).
- DOI: 10.1007/978-3-319-26478-3_15-1
- Arkhipov I.A., Khalikov S.S., Sadov K.M., Dushkin A.V., Meteleva E.S., Varlamova A.I., Odoevskaya I.M., Danilevskaya N.V. Influence of mechanochemical technology on anthelmintic efficacy of the supramolecular complex of fenbendazole with polyvinylpyrrolidone. J. Adv. Vet. Anim. Res., 2019, 6(1): 133-141 ( ).
- DOI: 10.5455/javar.2019.f323
- Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических субстанций /Под ред. Р.У. Хабриева. М., 2005.
- Архипов И.А., Халиков С.С., Душкин А.В., Варламова А.И., Мусаев М.Б., Поляков Н.Э., Чистяченко Ю.С., Садов К.М., Халиков М.С. Супрамолекулярные комплексы антигельминтных бензимидазольных препаратов. Получение и свойства. М., 2017.
- Кочетков П.П., Варламова А.И., Абрамов В.Е., Мисюра Н.С., Абрамова Е.В., Абрамов С.В., Кошеваров Н.И., Архипов И.А. Определение фенбендазола и его метаболитов в молоке коров методом жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием. Российский паразитологический журнал, 2016, 38(4): 554-562 ( ).
- DOI: 10.12737/23082
- Астафьев Б.А., Яроцкий Л.С., Лебедева М.Н. Экспериментальные модели паразитозов в биологии и медицине /Под ред. И.В. Тарасевича. М., 1989.
- Ministry of Agriculture Fisheries and Food (MAFF). Manual of veterinary parasitological laboratory techniques. Reference Book 418, Her Majesty's Stationery Office, London, 1986.
- Wood I.B., Amaral N.K., Bairden K., Dunkan J.L., Kassai T., Malone J.B., Pancavich J.A., Reinecke R.K., Slocombe O., Taylor S.M., Vercruysse J. World Association for the Advancement of Veterinary Parasitology (WAAVP) second edition of guidelines for evaluating the efficacy of anthelmintics in ruminants (bovine, ovine, caprine). Veterinary Parasitology, 1995, 58(3): 181-213 (
- DOI: 10.1016/0304-4017(95)00806-2)
- Zhang Y., Huo M., Zhou J., Xie S. PKSolver: An add-in program for pharmacokinetic and pharmacodynamic data analysis in Microsoft Excel. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 2010, 99(3): 306-314 ( ).
- DOI: 10.1016/j.cmpb.2010.01.007
- Метелева Е.С., Чистяченко Ю.С., Сунцова Л.П., Цыганов М.А., Вишнивецкая Г.Б., Августинович Д.Ф., Хвостов М.В., Поляков Н.Э., Толстикова Т.Г., Мордвинов В.А., Душкин А.В., Ляхов Н.З. Физико-химические свойства и противоописторхозное действие механохимически синтезированных твердых композиций празиквантела и динатриевой соли глицирризиновой кислоты. Доклады Академии наук, 2018, 481(6): 694-697 ( ).
- DOI: 10.31857/S086956520002111-5
- Wang Y., Zhao B., Wang S., Liang Q., Cai Y., Yang F., Li G. Formulation and evaluation of novel glycyrrhizic acid micelles for transdermal delivery of podophyllotoxin. Drug Delivery, 2016, 23(5): 1623-1635 ( ).
- DOI: 10.3109/10717544.2015.1135489
- Kong R., Zhu X., Meteleva E.S., Chistyachenko Y.S., Suntsova L.P., Polyakov N.E., Khvostov M.V., Baev D.S., Tolstikova T.G., Yu J., Dushkin A.V., Su W. Enhanced solubility and bioavailability of simvastatin by mechanochemically obtained complexes. International Journal of Pharmaceutics, 2017, 534(1-2): 108-111 ( ).
- DOI: 10.1016/j.ijpharm.2017.10.011
- Deese A.J., Dratz E.A., Hymel L., Fleischer S. Proton NMR T1, T2, and T1ρ relaxation studies of native and reconstituted sarcoplasmic reticulum and phospholipid vesicles. Biophys. J., 1982, 37(1): 207-216 (
- DOI: 10.1016/s0006-3495(82)84670-5)
- Sakamoto S., Nakahara H., Uto T., Shoyama Y., Shibata O. Investigation of interfacial behavior of glycyrrhizin with a lipid raft model via a Langmuir monolayer study. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 2013, 1828(4): 1271-1283 ( ).
- DOI: 10.1016/j.bbamem.2013.01.006
- Kornievskaya V.S., Kruppa A.I., Leshina T.V. NMR and photo-CIDNP investigations of the glycyrrhizinic acid micelles influence on solubilized molecules. J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem., 2008, 60(1): 123-130 ( ).
- DOI: 10.1007/s10847-007-9360-x
- Matsuoka K., Miyajima R., Ishida I., Karasawa S., Yoshimura T. Aggregate formation of glycyrrhizic acid. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2005, 500: 112-117 ( ).
- DOI: 10.1016/j.colsurfa.2016.04.032
- Kong R., Zhu X., Meteleva E.S., Chistyachenko Y.S., Suntsova L.P., Polyakov N.E., Khvostov M.V., Baev D.S., Tolstikova T.G., Yu J., Dushkin A.V., Su W. Enhanced solubility and bioavailability of simvastatin by mechanochemically obtained complexes. International Journal of Pharmaceutics, 2017, 534(1-2): 108-118 ( ).
- DOI: 10.1016/j.ijpharm.2017.10.011