Алексей Сизенцов - Антибиотики и химиотерапевтические препараты

• Название: Антибиотики и химиотерапевтические препараты
• Автор: Алексей Сизенцов
• Жанр: Медицина
• Год: 2012

Учебник представляет собой систематизированное изложение основных разделов дисциплин «Антибиотики» и «Методы определения антибиотикопродукции и антибиотикочувствительных микроорганизмов» в полном соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом. Учебник рекомендован для студентов медицинских и биологических направлений и специальностей при изучении дисциплин: микробиология, физиология роста микроорганизмов, антибиотики, методы определения антибиотикопродукции и антибиотикочувствительных микроорганизмов, иммунология, промышленная микробиология и биотехнология, введение в биотехнологию, а также может быть использован в качестве основной литературы при написании курсовой работы по дисциплине антибиотики и в качестве справочного материала при выполнении экспериментальной части дипломного проекта.

---

Способность некоторых опухолевых клеток размножаться в пробирках позволяет применять их в качестве тест-объекта при поиске, выделении и очистке новых антибиотических веществ, обладающих противоопухолевой активностью.

С этой целью можно использовать опухолевые клетки лимфолимы. Для получения асцита клеток лимфолимы белым мышам вводят внутрибрюшинно по 0,3 мл взвеси асцитных клеток. Через 10-12 дней асцит стерильно отбирается и сразу же вносится в пробирки с вышеназванной средой для выращивания клеток в пробирках. Количество среды в каждой пробирке равняется 2 мл. При этих условиях через 48 ч инкубации при 36,5 °C в пробирках без перемешивания происходит увеличение числа клеток в 1,5-2 раза. Размножение клеток в культуре учитывается подсчетом в камере Горяева.

Если исследуемый препарат тормозит развитие и размножение клеток асцита, то это указывает на его антиопухолевое действие.

Применение этого метода позволяет производить первичный отбор противоопухолевых антибиотиков на стадии культуральной жидкости, осуществлять выделение и химическую очистку отобранных антибиотиков. Причем удается обнаружить и выделить противоопухолевые антибиотики, не обладающие подавляющим действием в отношении обычных тест-организмов, биохимического мутанта стафилококка и не действующие на дегидразную активность опухолевых клеток лимфолимы.

3.8 Методы количественного определения антибиотиков

Количественное определение антибиотиков в культуральных жидкостях, готовых препаратах или в разнообразных растворах осуществляют различными методами: биологическими, химическими и физико-химическими. Наиболее распространены биологические методы, не требующие специального дорогостоящего оборудования и дающие довольно точные результаты.

3.8.1 Биологические методы количественного определения антибиотиков

Данные методы нашли широкое применение на практике. Они основаны на непосредственном биологическом действии антибиотика на используемый тест-организм, чувствительный к данному препарату, а поэтому считаются наиболее объективными.

Омелянский еще в 1906 г. указывал на преимущества биологических методов при количественном учете разных веществ. Он писал: «В лице бактерий химия приобретает новый и поистине неисчерпаемый источник разнообразнейших реактивов, во много раз более точных и более специализированных, чем те, какими располагала эта наука до сих пор».

Однако биологические методы определения антибиотиков имеют и недостатки: длительность проведения анализов, зависимость точности результатов от многих внешних факторов и т. п. Точность биологических методов обычно составляет ± 10 %.

Наиболее широкое распространение среди биологических методов количественного определения антибиотиков получили метод последовательных разведений, диффузионный и турбидиметрический методы.

3.8.1.1 Метод последовательных разведений

Данный метод используется для определения количества антибиотика в культуральных жидкостях, растворах или экстрактах. Для работы подготавливают питательный бульон, пригодный для развития выбранного тесторганизма. Непременное условие – бульон должен быть прозрачным. Одновременно с этим подготавливают и культуру тест-организма. Стерильный питательный бульон разливают в чистые стерильные пробирки; количество бульона должно обеспечивать нужную степень разведения изучаемого антибиотика.

В тех случаях, когда антибиотик обладает высокой биологической активностью и в испытуемом растворе содержится в большом количестве, необходимо подготовить ряд пробирок с питательным бульоном таким образом, чтобы обеспечивалось получение относительно большого разведения. Например, в две пробирки вносят по 9 мл бульона. В первую пробирку вносят 1 мл испытуемого раствора антибиотика (разведение 1:10), тщательно перемешивают и 1 мл смеси переносят во вторую пробирку (разведение 1:100). Затем 1 мл раствора разведения 1:100 смешивают с 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 мл бульона в результате получая разведения 1:200, 1:300, 1:400, 1:500, 1:600; 1:700 и 1:800. Для дальнейшего увеличения разведения испытуемого антибиотика, последовательно отличающегося на 100, берут 0,5 мл раствора с разведением 1:100, смешивают с 4, 4,5, 5 и 5,5 мл бульона и получают разведения 1:900, 1:1000, 1:1100 и 1:1200. При желании можно данный ряд разведения увеличить до необходимого значения. Иногда используют и другие ряды разведении, например 1:10, 1:20, 1:40, 1:80, 1:160 и т. д. или 1:2, 1:4, 1:8, 1:16; 1:32 и т.д.

В полученном ряду разведений антибиотического вещества в каждую пробирку вносят определенное количество клеток тест-микроба. Затем пробирки помещают в термостат на 20-24 ч при температуре, оптимальной для роста тест-микроба. После этого в пробирках определяется наличие или отсутствие роста тест-организма.

Допустим, что в нашем случае развитие организма начинается при разведении 1:1100 и далее, а во всех предыдущих разведениях, кончая 1:1000, рост тест-микроба отсутствует. Это означает, что в испытуемом растворе содержится 1000 ед. разведения антибиотика. Или для более точного расчета берут среднее значение максимального разведения, при котором отсутствует развитие тест-организма, и минимальное разведение, при котором начинается его развитие.

Методом последовательных разведений можно определить количество антибиотика не только в условных единицах разведения, но и в весовых или стандартных единицах. Для этой цели титрование (разведение) должно проводиться стандартным раствором данного антибиотика, имеющего известную активность, выраженную в мкг/мг или в ед/мг препарата.

Например, необходимо определить концентрацию стрептомицина, содержащуюся в культуральной жидкости Str.griseus. Делают ряд разведений культуральной жидкости, освобожденной от мицелия, а параллельно таким же способом делают разведение стандартного раствора стрептомицина, содержащего, например, 10 мкг/мл.

Разведение испытуемой жидкости и разведение стандартного раствора антибиотика необходимо проводить в бульоне с фосфатным буфером при рН 7,8-8,0.

Пример расчета приведен в таблице 6.

Таблица 6 – Определение концентрации стрептомицина методом последовательных разведений

В данном случае (таблице 6) 10 мкг/мл стрептомицина подавляют развитие тест-культуры в наибольшем разведении, соответствующем 5-й пробирке. Следовательно, 5 мкг/мл вызвали бы подавление роста микроба только в 4-й пробирке, но не в 5-й, а 20 мкг/мл задержат рост в 6-й пробирке, 40 мкг/мл – в 7-й; 80 мкг/мл – в 8-й; 160 мкг/мл – в 9-й; 320 мкг/мл – в 10-й пробирке и т.д.

Сравнивая эти величины, устанавливают, что испытуемый раствор, задерживающий развитие тест-организма в 10-й пробирке (разведение 1:1024), содержит 320 мкг/мл стрептомицина.

Расчет антибиотической активности испытуемого раствора при работе по методу последовательных разведений при наличии стандарта можно производить по следующей формуле

Х = Ри / Рс × С, (2)

где Ри – максимальная степень разведения испытуемого раствора, при которой отсутствует рост тест-организма;

Рс – максимальная степень разведения стандартного раствора, обеспечивающая отсутствие роста тест-микроба;

С – исходная концентрация стандартного раствора антибиотика;

Х – искомая концентрация антибиотика в исследуемом растворе.

В нашем примере Ри=1024, Рс=32, С=10 мкг/мл; искомая концентрации антибиотика

X = 1024: 32 × 10 = 320 мкг/мл.

Метод последовательных разведений может дать сопоставимые результаты лишь при соблюдении определенных условий, а именно:

1) тщательная стерильность проведения анализов;

2) использование постоянных сред для разведения одного итого же антибиотика;

3) внесение определенного количества клеток или спор тест-организма;

4) определенная длительность инкубации пробирок, засеянных тесткультурой;

Иногда под действием испытуемого антибиотика возникают устойчивые к нему формы тест-микроба. Появление даже единичных резистентных клеток, которые могут дать затем развитие, приведет к ошибочным результатам при определении биологической активности препарата.

Чтобы избежать подобного явления для разведений используют не бульон, а агаризованные среды, разлитые в пробирки. После проведения процесса разведения пробирки размещают в наклонном положении, с тем, чтобы получить косячки застывшего агара. На поверхность скошенного агара микробиологической петлей высевают суспензию тест-микроба. После этого пробирки помещают в термостат на 24 ч при температуре, оптимальной для развития тесторганизма. Расчет активности ведут тем же способом, что и при разведении антибиотика (культуральной жидкости) в жидкой среде. Появление одиночных колоний, образовавшихся из резистентных форм, в расчет не принимается.

Определение антибиотической активности методом серийных разведений можно производить и на чашках Петри. В пробирки, содержащие по 9 мл расплавленного питательного агара, вносят по 1 мл определенного разведения изучаемого антибиотика или культуральной жидкости. После тщательного перемешивания содержимое пробирки выливают в чашку Петри и дают агару застыть. Затем по поверхности пластинки штрихами производят посев тесторганизмов. Чашки выдерживают в термостате при оптимальной для используемых тест-организмов температуре в течение времени от 20 до 21 ч.