Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Настоящее исследование проведено с целью подтверждения пригодности природных клинптилолит-содержащих пород в качестве носителей пробиотических бактерий и белков-ферментов с потенциальным противоопухолевым действием. В настоящее время широко рекламируются пробиотические БАДы, в том числе содержащие цеолит. Например, «Литовит С» (Нов Агро, Россия), состоящий из природного цеолита (или, что более вероятно, цеолитсодержащей породы, пшеничных, ржаных отрубей, бифидобактерий и лактобактерий; «ЛБ-комплекс Л» (Институт им. академика И.Н. Блохина, Нижний Новгород, Россия) – жидкий пробиотик, представляющий собой консорциум живых антагонистически активных штаммов бифидобактерий и лактобацилл, иммобилизованных на цеолите – энтеросорбенте; и «Бактериостатин» (Крафт, Россия) – метабиотик, содержащий метаболиты Bacillus subtilis, цеолитовый носитель, гидролизат соевой муки и стеарат кальция. К сожалению, производители не предоставляют подробных характеристик препаратов, сроки годности не всегда совпадают с заявленными, а их эффективность не доказана в рамках масштабных исследований. Обзор использования цеолитов и цеолитсодержащих пород показывает, что степень иммобилизации бактерий не коррелирует с содержанием клиноптилолита, катионообменной емкостью или дзета-потенциалом и не может быть предсказана на основе минералогического и химического анализа, поэтому каждый минеральный образец, содержащий различные типы цеолита, является кандидатом на использование в качестве носителя бактерий при условии, что он нетоксичен. Это означает, что новые пробиотические препараты, созданные на минеральных носителях, должны обладать полной комплексной характеристикой, а польза от их применения должна быть подтверждена в экспериментах, в том числе и на организме человека. Известно, что усвоение питательных веществ ограничено тонким кишечником. Обилие иммунных клеток в этом анатомическом месте в сочетании с уменьшением секреции слизи и более рыхлыми спайками (отчасти для более эффективного всасывания жидкости и питательных веществ) также приводит к тесному взаимодействию хозяина и микроорганизмов, несмотря на более быстрый транзит. В связи с этим раннее высвобождение пробиотиков из капсульных форм не обеспечивает нужного перехода лиофилизированных бактерий в вегетативные формы, что и обуславливает поиск носителей, обладающих способностью к постепенному выходу целевых биоагентов на всем протяжении продвижения препаратов по желудочно-кишечному тракту. Кроме того, такие носители могут обеспечить и сохранность целевых свойств терапевтических белков, в качестве которого был выбран фермент РНКаза, обладающий известным противоопухолевым потенциалом. В настоящей работе мы разработали ряд новых комбинаций пробиотических лактобактерий на минеральном носителе, которые остаются стабильными, сохраняют пробиотические свойства при длительном хранении и высвобождаются постепенно, обеспечивая целевую активность пробиотиков в организме при пероральном приеме. Представлена подробная характеристика клиноптилолит-содержащей породы Татарско-Шатрашанского месторождения, подобраны параметры ее оптимальной гранулярности (до 60 мкм) для адсорбции лактобацилл, а также показано, что размеры пор, объединенных в полости, достаточны для размещения в них не только молекул белка, но и бактерий. Отобрано пять известных пробиотических штаммов лактобактерий, которые загружены в клиноптилолит-содержащую породу разной степени гранулярности: № 1 (до 40 мкм), № 2 (40-60 мкм) и № 3 (0.2-0.8 мм). Было установлено, что иммобилизация на минеральном носителе с диаметром частиц до 60 мкм включительно приводит к полноте связывания во всех случаях более 93 %, тогда как для образца № 3 этот показатель был значительно меньше. Использование лиопротекторной сукрозно-желатино-молочной среды после иммобилизации способствовало высокому уровню выживаемости и продукции органических кислот в течение 8 месяцев хранения. Перспективные результаты были получены при инкубации препаратов в желудочном и кишечном соках. Степень устойчивости всех штаммов к желудочному стрессу по стандартным критериям [Pinto et al., 2006] оценивается как «хорошая»; устойчивость к кишечному стрессу отмечена как «очень хорошая», что свидетельствует о том, что микрогранулированные носители в препаратах поддерживают потенциал устойчивости лактобацилл. Высвобождение бактерий из носителя происходит постепенно в течение 12 часов, что доказывает, что пробиотики при пероральном приеме будут активны, когда достигнут верхних отделов кишечника. Также разработан новый органоминеральный комплекс, сочетающий противоопухолевую активность фермента РНКазы и детоксикационную активность минерального носителя для последующего использования в фармакологии. Подобраны условия обработки носителя клиноптилолита, минерала группы цеолитов. Высокотемпературная и спиртовая обработка приводят к деалюминизации клиноптилолита, освобождению его от остаточной органики и уменьшению количества микропор диаметром менее 10 мкм. Приготовленный таким образом клиноптилолит адсорбирует более 70% противоопухолевой РНКазы из раствора за 3 часа. Динамика высвобождения РНКазы из носителя показала, что фермент постепенно высвобождается в течение 20 часов. Этого времени вполне достаточно для целевого действия противоопухолевого фермента в желудочно-кишечном тракте. Особое значение имеет результат, полученный in vitro на модельных желудочном и кишечном соках, подтверждающий сохранение каталитической активности фермента в течение 20 часов, поскольку деградация РНК является ключевым фактором противоопухолевой активности РНКазы. Таким образом, сочетание детоксифицирующей активности клиноптилолита и противоопухолевой активности РНКазы позволяет рассматривать полученный препарат не только как фактор неспецифической защиты организма, но и как перспективный противоопухолевый препарат, дополняющий известные химиотерапевтические средства, применяемые при лечении новообразований желудочно-кишечного тракта. Безопасность носителей подтверждена отсутствием токсичности в отношении клеток аденокарциномы легких человека A549 и клеток эмбрионального эпителия легких коровы LEK. Таким образом, микрогранулированная клиноптилолит-содержащая порода имеет высокий потенциал для практического применения в качестве перспективного минерального носителя пробиотических бактерий и терапевтических белков. Дальнейшее исследование оздоравливающих свойств созданных препаратов будет проведено на животных, а в перспективе при получении положительных результатов и на людях.