Биологические науки/Микробиология

к.б.н. Лахтин М.В., заслуженный деятель науки РФ д.б.н. проф. Алешкин В.А., д.б.н. Лахтин В.М., д.м.н. проф. Несвижский Ю.В., заслуженный деятель науки РФ д.б.н. проф. Афанасьев С.С., д.м.н. проф. Поспелова В.В.

Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского, Россия

Перспективы лектинов пробиотиков в химиотерапии

Введение: Лектины – распознающие гликоконъюгаты белки, пептиды, их комплексы [1-3]. Системные пробиотики и пробиотикотерапия в последние годы привлекают повышенное внимание исследователей [4-6]. К системным эффекторам относятся и лектины [7, 8]. Нами из индустриальных штаммов пробиотических бифидобактерий и лактобацилл, первоначально изолированных из кишечника здоровых взрослых доноров, были получены синергидные системные препараты кислых и щелочных лектинов пробиотиков (ЛП), которые были стандартизированы по физико-химическим и биологическим свойствам [9-12]. ЛП обладают спектром полезных для организма свойств [13-18]. ЛП синтезируются пробиотическими бактериями человека, имитируют свойства пробиотической микробиоты в организме. Они противопоставлены возбудителям инфекций и обладают полезными активностями в отношении клеток защитных систем человека.

Цель - оценить перспективы ЛП в условиях проведения химиотерапии.

Результаты и их обсуждение: 1. Общие положения. Химиопрофилактика и химиотерапия (до- и послехирургическая, противоинфекционная, другая), наряду с очевидными преимуществами, характеризуется рядом недостатков: а) необходимостью использования повышенных (ударных) доз в течение относительно короткого времени с необходимостью повторных курсов, б) использованием химиопрепаратов с побочным действием на окружающие клетки, ткани и органы, приводящим к дисбиозам и развитию инфекционных болезней, в) повреждением клеточных защитных систем человека и г) резким снижением пробиотического потенциала микробиоты в организме. Перечисленные недостатки могут быть скорректированы путем применения ЛП для: а) снижения рабочих доз антибиотиков (частичная заместительная восстановительная ЛП-терапия), б) устранения некоторых побочных эффектов химиопрепаратов нормализацией дисбиотических состояний биотопной системы «человек - микробиота», в) защиты клеток человека от повреждений (в том числе в составе организованной слизи на эпителии; в условиях действия лектиновых и лектин-подобных токсинов), г) защиты и поддержания пробиотической нормофлоры, препятствия развития локальных и системных форм кандидоза. 2. Особенности биологического действия ЛП в применении к организму, расширяющие их терапевтический потенциал. Естественная совместимость ЛП с организмом человека и нетоксичность для него. Системность: молекул ЛП, ранжированных мишеней ЛП (преимущественность действия ЛП), полифункциональных состояний «ЛП - мишень» с качественно новыми функциями. Сигнальность ЛП: включение, выключение, переключение активностей в комплексах и ансамблях, действие как метаболомбиотиков [14] в отношении сетей метаболизма. Множественность проявлений антипатогенного действия (АПД): ингибирование роста патогена, лизис колоний и направленный лизис ландшафтного массива патогена, локальное и дистанционное действие, лизис фитолектинами лимфомных и других опухолевых клеток. Синергизм АПД между: кислыми и щелочными ЛП из одного или разных пробиотических источников (лактобациллярных, лактобациллярных и бифидобактериальных), кислыми ЛП и азолами (или не азолами), ЛП и физиотерапевтическими процедурами [13-18]. Градиентность: участие ЛП в создании и функционировании направленных сборок эффекторных клеток человека, сетей их цитокинов. Каскадность ЛП: во времени и пространстве, как биосовместимый трехфакторный/ трехзвенный запускаемый процесс (раннее локализованное антибиотик-подобное действие, пролонгированные начинающиеся раннее и более позднее дистанционные действия системных ЛП в коммуникационном поле патогена), в реализации мультисинергизма (позиционного, мультиточечного, с выбором способа доставки и расположения ЛП в ландшафтном и коммуникационном поле грибкового патогена) [13, 18]. Сенсорность ЛП: эффективность в субцитоагглютинирующих дозах, близких к физиологическим; функционирование в естественной биотопной системе «ЛП – грибковая популяция», что позволяет проводить мониторинг здорового статуса биотопа. 3. Стратегия и тактика проведения терапии. Способы (место введения, формы препарата) и режимы (в зависимости от качественных и количественных особенностей химиотерапии) доставки ЛП с целью замены (имитации) отсутствующего или нарушенного пробиотического компартмента в биотопах (кишечном, вагинальном), восстановления и поддержки пробиотических компартментов в организме. Использование сочетанного действия ЛП и других препаратов, обладающих различными механизмами АПД. Использование синбиотических комбинаций с применением ЛП, в том числе подобранных на основе ранжирования свойств ингредиентных штаммов (на примере Ацилакта, комбинаций лактобацилл и бифидобактерий). В особенностях ЛП заложены пути создания дополнительных путей АПД в биотопах организма и поддержания синергидности кофункционирования ЛП и других пробиотических антимикробных агентов. Это достигается введением в терапевтические схемы также других природных нетоксичных для человека антимикробных факторов пробиотической природы (бактериоцинов, биосурфактантов, антимикробных пептидов). 4. Концепция разработки системных лекарств на основе системных ЛП. ЛП рассматриваются как базовые системы, обладающие спектром полезных свойств, которые: а) могут быть поддержаны (стабилизированы с целью недопущения инактивации), б) усилены (добавлением кофакторов, использованием других биосовместимых с ЛП и организмом человека синергидных факторов с аналогичным АПД как конечным результатом), пролонгированы (оформлены в виде градиентов и каскадов, с использованием переключения типов АПД в комплексах и ансамблях, в зависимости от жизненного цикла патогена, способа его ассоциации в биотопах [в слизи, биопленках, коагглютинатах и т.д.]). 5. Перспективы разработки биопрепаратов и лекарственных форм с использованием ЛП в качестве носителей, хелперов, кофакторов, базового системного препарата вместе с: а) ферментными технологиями [19, 20], б) комплексным иммуноглобулиновым препаратом (КИП, представляющим собой пример системного лекарства), интерферонами (индивидуальными и в сочетаниях - системными), КИП-интерферонами (системой расширенного действия), цитокиновыми каскадами, системами антибиотиков и антимикотиков (в свечах для ректального применения, мазях для кожи, других формах), фитопрепаратами системного действия в составе мазевых форм (гидрогелевых и жировых) [12], в) другими пробиотическими формами [4]; г) доставочными наноконструкциями [21].

Вывод: Полученные нами результаты указывают на перспективы ЛП в качестве вспомогательных факторов при проведении химиотерапии.

Литература:

1. Лахтин В.М. Лектины в исследовании белков и углеводов // Итоги науки и техники, серия Биотехнология, Т. 2. - Москва: ВИНИТИ, 1987. – 288 с.

2. Lakhtin V., Lakhtin M., Alyoshkin V. Lectins of living organisms. The overview // Anaerobe. – 2011. - V. 17; No 6. – P. 452 – 455.

DOI: 10.1016/j.anaerobe.2011.06.004.

3. Лахтин М.В., Лахтин В.М., Алешкин В.А., Афанасьев С.С. Лектин-гликоконъюгатные системы в организме человека // Иммунопатология, аллергология, инфектология. - 2012. - № 1.

4. Под редакцией Онищенко Г.Г., Алешкин В.А., Афанасьев С.С., Поспелова В.В. Иммунобиологические препараты и перспективы их применения в инфектологии. – Москва: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2002. – 608 с.

5. Алёшкин В.А., Афанасьев С.С., Поспелова В.В., Воробъев А.А., Феклисова Л.В., Несвижский Ю.В., Амерханова А.М., Пожалостина Л.В., Воропаева Е.А., Афанасьев М.С., Давыдкин В.Ю., Лахтин В.М., Давыдкин И.Ю. Становление пробиотикотерапии в России // Вестник РАМН. – 2005. - № 12. - С. 3 - 13.

6. Лахтин В.М., Афанасьев С.С., Алешкин В.А., Несвижский Ю.В., Поспелова В.В., Лахтин М.В., Воропаева Е.А., Черепанова Ю.В., Агапова Ю.В. Стратегические аспекты конструирования пробиотиков будущего // Вестник РАМН. - 2008. - № 2. - С. 33 - 44.

7. Лахтин В.М., Лахтин М.В., Афанасьев С.С., Алешкин В.А., Несвижский Ю.В., Поспелова В.В. Общие свойства и принципы функционирования лектинов в биосистемах // Вестник РАМН. - 2008. - № 3. - С. 37 - 42.

8. Lakhtin M., Lakhtin V., Alyoshkin V., Afanasyev S. Lectins of beneficial microbes: system organization, functioning and functional superfamily // Beneficial Microbes. - 2011. – V. 2; No 2. – P. 155 – 165.

9. Lakhtin V.M., Lakhtin M.V., Pospelova V.V., Shenderov B.A. Lactobacilli and bifidobacteria lectins as possible signal molecules regulating intra- and interpopulation bacteria-bacteria and host-bacteria relationships. Part I. Methods of bacterial lectin isolation, physicochemical characterization and some biological activity investigation // Microb. Ecol. Health. Dis. - 2006. - V. 18; No 1. - P. 55 - 60.

10. Lakhtin V.M., Lakhtin M.V., Pospelova V.V., Shenderov B.A. Lectins of lactobacilli and bifidobacteria. II. Probiotic lectins of lactobacilli and bifidobacteria as possible signal molecules regulating inter- and intrapopulation relationships between bacteria and between bacteria and the host // Microb. Ecol. Health. Dis. - 2007. - V. 19; No 3. - P. 153 - 157.

11. Лахтин М.В., Алешкин В.А., Лахтин В.М., Несвижский Ю.В., Афанасьев С.С., Поспелова В.В. Роль лектинов пробиотических микроорганизмов в жизнеобеспечении макроорганизма // Вестник РАМН. - 2010. - № 2. - С. 3 - 8.

12. Лахтин М.В., Лахтин В.М., Алешкин А.В., Байракова А.Л., Афанасьев С.С., Алешкин В.А., Корсун В.Ф. Пробиотические лектины - ингредиенты биопрепаратов, БАДов и лекарственных форм // Практическая фитотерапия. - 2012. - № 1.

13. Лахтин М.В., Лахтин В.М., Алешкин В.А., Афанасьев С.С., Пожалостина Л.В., Поспелова В.В., Корсун В.Ф. Фито- и пробиотические лектины – синергичные антипатогены // Практическая фитотерапия. - 2010. - № 1. - C. 5 - 11.

14. Lakhtin M., Alyoshkin, V., Lakhtin V., Afanasyev, S., Pozhalostina, L., and Pospelova, V. Probiotic lactobacillus and bifidobacterial lectins against Candida albicans and Staphylococcus aureus clinical strains: new class of pathogen biofilm destructors // Probiotics & Antimicrobial Proteins. – 2010. – V. 2; No 3. – P. 186 – 196. DOI: 10.1007/s12602-010-9046-3.

15. Лахтин М.В., Алешкин В.А., Лахтин В.М., Галимзянов Х.М., Афанасьев С.С., Караулов А.В., Несвижский Ю.В., Байракова А.Л., Воропаева Е.А., Алешкин А.В., Рубальский Е.О. Поведение патогенных грибов рода Сandida в присутствии пробиотических лектинов // Астраханский медицинский журнал. – 2011. – Том 6; № 2. - С. 73 - 76.

16. Лахтин М.В., Алешкин В.А., Лахтин В.М., Афанасьев С.С., Караулов А.В., Галимзянов Х.Л., Несвижский Ю.В., Байракова А.Л., Воропаева Е.А., Алешкин А.В., Рубальский Е.О. Поведение Candida tropicalis и Candida krusei в присутствии пробиотических лектинов // Астраханский медицинский журнал. – 2011. – Т. 6; № 3. – С. 97 - 101.

17. Лахтин М.В, Байракова А.Л., Лахтин В.М., Афанасьев С.С., Алешкин В.А., Корсун В.Ф. Пробиотические лектины человека в защите от дисбиозов в различных биотопах человека // Практическая фитотерапия. - 2011. - № 1. – С. 4 - 13.

18. Лахтин М.В, Лахтин В.М., Алешкин В.А., Байракова А.Л., Афанасьев С.С., Корсун В.Ф. Фито- и пробиотик-аналоговая терапия грибковых инфекций: теория и практический потенциал в развитии // ARS MEDICA. - 2011. – № 15. – С. 183 - 187. ISSN 2220-5497.

19. Лахтин М.В., Лахтин В.М., Алешкин В.А., Афанасьев С.С., Алешкин А.В. Лектины и ферменты в биологии и медицине. М.: Изд-тво «Династия», 2010. – 496 с.

20. Lakhtin M.V., Lakhtin V.M., Alyoshkin V.A. Lectin and enzyme relationships in microbiology // Int. J. Mol. Clin. Microbiol. - 2011. – V. 1; No 1. – P. 9 - 14.

21. Лахтин В.М., Афанасьев С.С., Лахтин М.В., Алешкин В.А., Несвижский Ю.В., Поспелова В.В. Нанотехнологии и перспективы их использования в медицине и биотехнологии / Вестник РАМН. - 2008. - № 4. – С. 50 - 55.