Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

ИЗУЧЕНИЕ ПРОТИВОМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТИ ФТОРЗАМЕЩЕННЫХ ПИРРОЛОХИНОЛИНОВ

Степаненко И.С. 1 Котькин А.И. 1 Ямашкин С.А. 1
1 ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный педагогический институт им. М.Е. Евсевьева»
Установлено, что фторзамещенные пирролохинолины, как и фторзамещенные хинолоны обладают антимикробной активностью. Проведено изучение противомикробной активности, полученного и описанного нами 6-гидрокси-2,3-диметил-6-трифторметил-6,7,8,9-тетрагидро-1H-пирроло[3,2-h]хиноли-8-она, синтезированного из 7-амино-2,3-диметилиндола и 3,3,3-трифторацетоуксусного эфира. Для определения антимикробной активности исследуемого соединения использовали два метода: метод серийных разведений в бульоне и диско-диффузионный метод. Сравнительный анализ результатов показал, что 6-гидрокси-2,3-диметил-6-трифторметил-6,7,8,9-тетрагидро-1H-пирроло[3,2-h]хинолина-8-он проявляет противомикробный эффект относительно тест-штаммов микроорганизмов, сопоставимый с препаратом сравнения диоксидином и обладает широким спектром противомикробной активности как относительно тест-штаммов, так и штаммов микроорганизмов, выделенных из клинического материала. Исследуемый препарат показал к ряду тест-штаммов микроорганизмов среднюю антимикробную активность при низкой токсичности. В связи с этим научные изыскания в области биологической активности пирролохинолинов являются перспективными.
6-гидрокси-2
3-диметил-6-трифторметил-6
7
8
9-тетрагидро-1H-пирроло[3
2-h]хинолин-8-он
антимикробная активность
метод серийных разведений
диско-диффузионный метод
1. Ланг Т.А. Как описывать статистику в медицине / Т.А. Ланг, М. Сесик; пер. с англ. под ред. В.П.Леонова. – М.: Практическая медицина, 2011. – 480 с.
2. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам (Методические указания МУК 4.2.1890–04) // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. – 2004. – Т. 6. – № 4. – С. 306–359.
3. Падейская Е.Н. Антибактериальный препарат диоксидин: особенности биологического действия и значение в терапии различных форм гнойной инфекции // Инфекции и антимикробная терапия. – 2001. – Т.3 – № 5. – С.1 05–155.
4. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под ред. В.П. Фисенко, Б.В Арзамасцева, Э.А Бабаян и соавт. – М.: «Ремедиум», 2000. – 398 с.
5. Ямашкин С. А. Нитроиндолы, аминоиндолы, пирролохинолины // Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов: химия синтетических индольных систем. – 2010. – Т. 3. – С. 472–498.
6. Perfomance Standards for Antimicrobial Disk Susceptibiliti Tests, CLSI Vol. 29, № 3, Jan. 2009.

Нами продолжаются исследования в области химии аминоиндолов и пирролохинолинов. Интерес к последним имеет как фундаментальный, так и прикладной характер. Фундаментальность выражается в разработке удобных эффективных методов регионаправленного синтеза пирролохинолинов с тем или иным сочленением колец, с теми или иными заместителями, выявлении возможности использования тех или иных аминоиндолов для формирования конденсированного гетероцикла, сочетающего индольный и хинолиновый фрагменты. Прикладной характер выражается в изучении биологической активности пирролохинолинов, в поиске на их основе лекарственных препаратов. Настоящее исследование имеет прикладную направленность.

Цель исследования – изучить противомикробную активность и спектр антимикробного действия, полученного и описанного нами [1] 6-гидрокси-2,3-диметил-6-трифторметил-6,7,8,9-тетрагидро-1H-пирроло[3,2-h]хинолина-8-она.

Материалы и методы исследования

Исследование проводилось на базе бактериологической лаборатории Государственного бюджетного учреждения здравоохранения Республики Мордовия «Республиканская инфекционная клинической больница» (ГБУЗ РМ РИКБ).

Исследуемое соединение использовали в виде раствора (в качестве растворителя использовали «Димексид» (концентрат для приготовления растворов для наружного применения, производство ОАО «Марбиофарм). В качестве препарата сравнения использован диоксидин (производство «Биосинтез», раствор для местного применения, эндотрахеального и внутривенного введения, 10 мг/мл).

Для определения антимикробной активности исследуемого соединения использовали два метода: метод серийных разведений в бульоне (макрометодом «пробирочным») и диско-диффузионный метод (ДДМ).

Метод серийных разведений основан на прямом определении основного количественного показателя, характеризующего микробиологическую активность исследуемого соединения – величины минимальной подавляющей концентрации (МПК). Для определения МПК заданные концентрации исследуемого вещества вносили в Мюллер-Хинтон бульон (МХБ) (HiMediaLaboratoriesPvt.Limited) (для стрептококков с содержанием крови), а затем засевали культурой исследуемого микроорганизма и после инкубации оценивают наличие или отсутствие видимого роста. Исходная опытная концентрация исследуемого соединения составила 1000 мкг/мл. Конечная концентрация микроорганизма в каждой пробирке составляла примерно 5∙105 КОЕ/мл. Все пробирки, кроме пробирки «отрицательный» контроль, инкубировали в обычной атмосфере при температуре 37 °С в течение 16–20 или 20–24 ч (в зависимости от вида тестируемого микроорганизма). Пробирку «отрицательный» контроль помещали в холодильник при 4°С, где хранили до учета результатов. Для определения наличия роста микроорганизма пробирки с посевами просматривали в проходящем свете. Рост культуры в присутствии исследуемого соединения сравнивали с референтной пробиркой («отрицательный» контроль), содержащей исходный инокулюм и хранившейся в холодильнике. МПК определяли по наименьшей концентрации исследуемого соединения, которая подавляет видимый рост микроорганизма. МБК определяли путем высева из пробирок на плотные питательные среды с последующей инкубацией посевов в обычной атмосфере при температуре 37 °С в течение 16–20 или 20–24 ч (в зависимости от вида тестируемого микроорганизма).

В качестве тест-микроорганизмов для метода серийных разведений использовали рекомендуемые в Российской Федерации [2] и Институтом клинических и лабораторных стандартов США [3] 4 музейных штамма микроорганизмов: Pseudomonasaeruginosa 27853 АТСС, Escherichiacoli 25922 АТСС, Staphylococcusaureus 29213 АТСС, Streptococcuspyogenes 1238 АТСС.

В ДДМ в качестве носителя исследуемого вещества использовали бумажные диски (стандартизированные диски НД-ПМП-1 из картона технического фильтровального ГОСТ 6722-75 (ФГУН «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Л. Пастера» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека)). Непосредственно перед применением диски пропитывали исследуемым соединением и диоксидином. В качестве контроля использовали диски, пропитанные дистиллированной водой. Для определения чувствительности ДДМ использовали стандартный инокулюм, соответствующий по плотности 0,5 по стандарту Мак-Фарланда и содержащий примерно 1,5∙108 КОЕ/мл. Для инокуляции приготовленных чашек с агаром использовали стерильные ватные тампоны промышленного производства (палочка-тампон (пластик-хлопок) CITOSWAB стерильный в индивидуальной упаковке). Тампон погружали в стандартную суспензию микроорганизма, затем избыток инокулюма удаляли, отжав тампон о стенки пробирки. Инокуляцию проводили штриховыми движениями в трех направлениях, поворачивая чашку Петри на 60°. Зоны подавления роста, исследуемого штамма микроорганизма, образовавшиеся в результате диффузии исследуемого вещества из носителя в Мюллер-Хинтон агар (МХА) (Hi Media Laboratories Pvt. Limited), определяли с помощью линейки-лекало (Hi Media Laboratories Pvt. Limited). Степень активности к исследуемым соединениям определялась в крестах по следующей схеме [2]: «+++» высокая активность – диаметр зоны задержки роста более 25 мм; «++» активное – диаметр зоны задержки роста 16–25 мм; «+» малоактивное – диаметр зоны задержки роста 10-15 мм; « + /-, 0» – неактивное – диаметр зоны задержки роста менее 10 мм и полное отсутствие. Содержание препаратов в диске составило от 60 мкг до 250 мг.

В ходе исследования была изучена чувствительность 10 музейных тест-штаммов микроорганизмов: Salmonellaenteritidis 5765 ATСС, ShigellasonneiS-форма 20, Pseudomonasaeruginosa 453, Escherichiacoli М17 штамм, Staphylococcusaureus 906, Enterococcusfaecalis 2919 АТСС, Citrobacterfreundii 101/57, Proteusvulgaris 222, Klebsiellapneumoniaе 9172, Bacilluscereus 96.

Музейные штаммы, используемые в работе, получены из коллекции музея живых культур ФГУН ГИСК им. Л.А. Тарасевича.

В качестве опытных исследованы 422 штамма микроорганизмов, изолированных из материала, взятого от больных ГБУЗ РМ РИКБ с неспецифическими и специфическими заболеваниями органов дыхания и мочевыводящих путей, кишечника. Источником выделения патогенов служила моча, мокрота, слизь из зева, носа и носоглотки, фекалии, секционный материал.

Результаты исследованияи их обсуждение

Для препарата сравнения диоксидина МПК относительно штаммов Staphylococcusspp. составляет 125,0–1000,0 мкг/мл, Escherichiacoli 8,0–250,0 мкг/мл, Pseudomonasspp. 125,0–1000,0 мкг/мл, Streptococcusspp. 64,0–1000,0 мкг/мл [4].

Проведенные исследования показали, что минимальные подавляющие концентрации исследуемого соединения относительно музейных штаммов микроорганизмов составили в отношении S. aureus 29213 – 59,0 мкг/мл, E. coli 25922 – 108,0 мкг/мл, P.aeruginosa 27853 – 184,0 мкг/мл, S.pyogenes 1238 – 117,0 мкг/мл.

Сравнительный анализ результатов показал, что 6-гидрокси-2-диметил-6-трифторметил-6,7,8,9-тетрагидро-1H-пирроло[3,2-h]хинолина-8-он проявляет противомикробный эффект относительно тест-штаммов микроорганизмов, сопоставимый с препаратом сравнения диоксидином.

Изучение спектра противомикробной активности исследуемого соединения с помощью ДДМ в отношении тест-штаммов микроорганизмов (табл. 1) показало, что 6-гидрокси-2-диметил-6-трифторметил-6,7,8,9-тетрагидро-1H-пирроло [3,2-h]хинолина-8-он проявил активность относительно грамотрицательных микроорганизмов (S. enteritidis, E. coli, P. vulgaris, K. pneumoniaе, P. aeruginosa). Из грамположительных микроорганизмов чувствительны к исследуемому соединению оказались S. aureus и B. cereus. Малочувствительны к исследуемому соединению оказались S. sonnei, E. faecalis, C. freundii.

В качестве опытных исследованы микроорганизмы, представители 5 семейств (Micrococcaceae, Streptococcaceae, Enterobacteriaceae, Moraxellaceae, Pseudomonadaceae) и 15 родов (табл. 2).

Таблица 1

Исследование противомикробной активности исследуемых соединений относительно тест-штаммов микроорганизмов диско-диффузионным методом.

Тест-штамм

Степень активности

Контроль

Исследуемое соединение

Диоксидин

Staphylococcus aureus 906

0

++*

++*

Enterococcus faecalis 2919 АТСС

0

+

+

Escherichia coli М17 штамм

0

++*

+

Salmonella enteritidis 5765 ATСС

0

++*

++*

Shigellasonnei S-форма 20

0

+

++*

Citrobacterfreundii 101/57

0

+

+++*

Klebsiella pneumoniaе 9172

0

++*

+++*

Proteus vulgaris 222

0

++*

+++*

Pseudomonas aeruginosa453

0

++*

++*

Bacillus cereus 96

0

++*

+++*

Примечание: * – отличие от контроля статистически достоверно при Р < 0,05 [5, 6];«+++» высокая активность – диаметр зоны задержки роста более 25 мм; «++» активное – диаметр зоны задержки роста 16–25 мм; « + » малоактивное – диаметр зоны задержки роста 10–15 мм; «+/–, 0» – неактивное – диаметр зоны задержки роста менее 10 мм и полное отсутствие.

Таблица 2

Характеристика исследуемых клинических штаммов микроорганизмов

№ п/п

Штамм микроорганизма

Количество изученных штаммов

Изолированы из материалаисследования

1

Staphylococcusaureus

Staphylococcus epidermidis

Staphylococcus warneri

Staphylococcus saprophyticus

Staphylococcus haemolyticus

14

17

7

9

7

Слизь из зева, носа, носоглотки, моча, фекалии, раневое отделяемое, секционный материал

2

Streptococcuspyogenes

Streptococcus pneumonia

Streptococcus salivarius

Streptococcus uberis

Streptococcus mitis

Streptococcus agalactia

Streptococcus sanguinis

Streptococcus mutans

Enterococcusfaecalis

Enterococcus faecium

10

8

11

7

10

9

8

10

8

7

Слизь из зева, носа, носоглотки, мокрота, моча, фекалии, секционный материал

3

Escherichiacoli

Klebsiellapneumoniaе

Klebsiellaoxytoca

Salmonella enteritidis

Salmonella typhimurium

Shigellasonnei

Enterobactercloaceae

Enterobacteraerogenes

Enterobactergergoviae

Enterobacteramnigenes

Enterobacterhormaechei

Proteusvulgaris

Proteus mirabilis

Morganellamorganii

Citrobacterfreundii

Pantoeaagglomerans

Hafniaalvei

29

15

12

14

6

8

9

8

7

7

6

15

18

9

12

6

8

Слизь из зева, носа, носоглотки, моча, раневое отделяемое, фекалии, секционный материал

4

Acinetobacterbaumani

8

Фекалии, секционный материал

5

Pseudomonasaeruginosa

29

Слизь из зева, носа, носоглотки, моча, фекалии, секционный материал

Чувствительность опытных штаммов микроорганизмов, выделенных от больных, к исследуемому соединению была различной (табл. 3).

Таблица 3

Исследование противомикробной активности исследуемых соединений относительно клинических штаммов микроорганизмов диско-диффузионным методом

Тест-штаммы

Степень активности

Контроль

Исследуемое соединение

Staphylococcus aureus

0

+/++

Staphylococcusepidermidis

0

++

Staphylococcus warneri

0

+

Staphylococcus saprophyticus

0

++

Staphylococcus haemolyticus

0

++

Streptococcuspyogenes

0

++

Streptococcus pneumoniae

0

+

Streptococcus salivarius

0

+/++

Streptococcus uberis

0

+/++

Streptococcus mitis

0

+/++

Streptococcus agalactia

0

+

Streptococcus sanguinis

0

+/++

Streptococcus mutans

0

+

Enterococcus faecalis

0

+

Enterococcus faecium

0

+

Escherichia coli

0

++

Salmonella enteritidis

0

++

Salmonella typhimurium

0

++

Shigellasonnei

0

++

Citrobacterfreundii

0

+/++

Enterobactercloaceae

0

+/++

Enterobacteraerogenes

0

+/++

Enterobactergergoviae

0

++

Enterobacteramnigenes

0

++

Enterobacterhormaechei

0

++

Klebsiella pneumoniaе

0

+/++

Klebsiellaoxytoca

0

+

Proteus vulgaris

0

+

Proteus mirabilis

0

+

Morganellamorganii

0

++

Pantoeaagglomerans

0

++

Hafniaalvei

0

+

Acinetobacterbaumani

0

++

Pseudomonas aeruginosa

0

+/++

Примечание: «+++» высокая активность – диаметр зоны задержки роста более 25 мм; «++» активное – диаметр зоны задержки роста 16–25 мм; «+» малоактивное – диаметр зоны задержки роста 10–15 мм; «+/–, 0» – неактивное – диаметр зоны задержки роста менее 10 мм и полное отсутствие.

Чувствительность к исследуемому соединению наблюдалась у клинических штаммов грамположительных микроорганизмов S. aureus, S. epidermidis, S. saprophyticus, S. haemolyticus, S. pyogenes, S. salivarius, S. uberis, S. mitis и грамотрицательных микроорганизмов E. coli, S. enteritidis, S. typhimurium, S. sonnei, C. freundii, E. cloaceae, E. aerogenes, E. amnigenes, E. hormaechei, K. pneumoniaе, M. morganii, P. agglomerans, A. baumani, P. aeruginosa. Остальные исследуемые микроорганизмы (S. warneri, S. pneumoniae, S. mutans, S. agalactia, E. faecalis, E. faecium, K. oxytoca, P. vulgaris, P. mirabilis, H. alvei оказались малочувствительны к исследуемому соединению.

Таким образом, 6-гидрокси-2,3-диметил-6-трифторметил-6,7,8,9-тетра-гидро-1H-пирроло [3,2-h]хинолина-8-он проявил широкий спектр противомикробной активности как в отношении грамположительных, так и в отношении грамотрицательных микроорганизмов и представляет интерес для дальнейшего исследования.

Рецензенты:

Чаиркин И.Н., д.м.н., профессор, зав. кафедрой анатомии, ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», г. Саранск;

Кадималиев Д.А., д.б.н., профессор кафедры биотехнологии, ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», г. Саранск.

Работа поступила в редакцию 09.07.2013.


Библиографическая ссылка

Степаненко И.С., Котькин А.И., Ямашкин С.А. ИЗУЧЕНИЕ ПРОТИВОМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТИ ФТОРЗАМЕЩЕННЫХ ПИРРОЛОХИНОЛИНОВ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 8-6. – С. 1406-1410;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32146 (дата обращения: 26.04.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252