Можно ли использовать раневые покрытия в качестве носителей бактериофагов и лактобактерий? Исследование in vitro

   Цель исследования – поиск раневого покрытия, представляющего собой подходящую основу для включения в свой состав растворов бактериофагов и лактобактерий, потенциально обладающих способностью преодолевать антибиотикорезистентность микроорганизмов.

   Материалы и методы исследования. Проанализированы физико-химические и биологические свойства 12 образцов раневых покрытий разной структуры и свойств, применяемых для лечения ожоговых ран. Раневые покрытия отличались по составляющей основе (биополимеры естественного и искусственного происхождения), способности к биоразложению. Выполнено исследование in vitro следующих свойств раневых покрытий: абсорбция, биологическая инертность и продолжительность сохранения жизнеспособности / литической активности стафилококкового бактериофага и антагонистической активности инокулята L. plantarum. Кроме того, изучено наличие собственной антибактериальной активности компонентов раневых покрытий в отношении культуры штамма S. aureus.

   Результаты исследования. Среди исследованных раневых покрытий наибольшая масса жидкости может быть абсорбирована следующими: Ликосорб®, Fibrosorb®, Биатравм®, Хитокол-С®. Биологической инертностью в отношении стафилококкового бактериофага обладают все исследованные раневые покрытия (обеспечивают формирование зон лизиса S. aureus). Сохранение жизнеспособности инокулята L. plantarum обеспечили раневые покрытия OPSITE® Post-Op Visible, Fibrosorb®, Альгипран®, Биатравм®. Раневые покрытия OPSITE® Post-Op Visible, Fibrosorb®, Ликосорб® позволяют сохранить литическую активность стафилококкового бактериофага до 7 сут. Сохранение жизнеспособности L. plantarum до 2-х сут обеспечивает раневое покрытие Fibrosorb®, до 3-х сут – OPSITE® Post-Op Visible. Собственной антибактериальной активностью в отношении S. aureus обладают раневые покрытия Хитокол-С®, Коллахит® ФА, Альгипран® и Aquacel Ag®, при насыщении их раствором стафилококкового бактериофага антибактериальная активность повышалась.

   Заключение. Наибольшей абсорбцией растворов инокулята L. plantarum и стафилококкового бактериофага с сохранением их жизнеспособности / литической активности обладают раневые покрытия губчатой структуры на основе хитозана и полиуретана.

1. Dąbrowska K., Abedon S. T. Pharmacologically Aware Phage Therapy: Pharmacodynamic and Pharmacokinetic Obstacles to Phage Antibacterial Action in Animal and Human Bodies. Microbiol Mol Biol Rev. 2019; 83 (4): e00012– e00019.

2. Abedon S. Phage therapy pharmacology: calculating phage dosing. Adv Appl Microbiol. 2011; 77: 1–40.

3. Venturini C., Petrovic Fabijan A., Fajardo Lubian A, et al. Biological foundations of successful bacteriophage therapy. EMBO Mol Med. 2022; 14 (7): e12435.

4. Merabishvili M., Monserez R., van Belleghem J., et al. Stability of bacteriophages in burn wound care products. PLoS One. 2017; 12(7): e0182121.

5. Malik D. J., Sokolov I. J., Vinner G. K., et al. Formulation, stabilisation and encapsulation of bacteriophage for phage therapy. Adv Colloid Interface Sci. 2017; 249: 100–133.

6. Lenzmeier T. D., Mudaliar N. S., Stanbro J. A., et al. Application of Lactobacillus gasseri 63 AM supernatant to Pseudomonas aeruginosa-infected wounds prevents sepsis in murine models of thermal injury and dorsal excision. J Med Microbiol. 2019; 68 (10): 1560–1572.

7. Valdéz J. C., Peral M. C., Rachid M., et al. Interference of Lactobacillus plantarum with Pseudomonas aeruginosa in vitro and in infected burns: the potential use of probiotics in wound treatment. Clin Microbiol Infect. 2005; 11 (6): 472–479.

8. Soleymanzadeh Moghadam S., Mohammad N., Ghooshchian M., et al. Comparison of the effects of Lactobacillus plantarum versus imipenem on infected burn wound healing. Med J Islam Repub Iran. 2020; 34: 94.

9. Асланов Б. И., Зуева Л. П., Пунченко О. Е. и др. Рациональное применение бактериофагов в лечебной и противоэпидемической практике : методические рекомендации. М., 2022. 32 с.

10. Pusateri A. E., McCarthy S. J., Gregory K. W., et al. Effect of a chitosan-based hemostatic dressing on blood loss and survival in a model of severe venous hemorrhage and hepatic injury in swine. J Trauma. 2003; 54 (1): 177–182.

11. Rabea E. I., Badawy M. E., Stevens C. V., et al. Chitosan as antimicrobial agent: applications and mode of action. Biomacromolecules. 2003; 4 (6): 1457–1465.

12. Машель В. В., Кондратенко Г. Г., Протасевич А. И. и др. Антимикробная активность нановолокон хитозана и его модификаций по отношению к возбудителям раневой инфекции. Военная медицина. 2022; 3 (64): 40–45.

13. Azad A. K., Sermsintham N., Chandrkrachang S., et al. Chitosan membrane as a wound-healing dressing: characterization and clinical application. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2004; 69 (2): 216–222.

14. Di Martino A., Sittinger M., Risbud M. V. Chitosan: a versatile biopolymer for orthopaedic tissue-engineering. Biomaterials. 2005; 26 (30): 5983–5990.

15. Aksungur P., Sungur A., Unal S., et al. Chitosan delivery systems for the treatment of oral mucositis: in vitro and in vivo studies. J Control Release. 2004; 98 (2): 269–279.

16. Dai T., Tanaka M., Huang Y. Y., et al. Chitosan preparations for wounds and burns: antimicrobial and wound-healing effects. Expert Rev Anti Infect Ther. 2011; 9 (7): 857–879.

17. Большаков И. Н., Еремеев А. В., Черданцев Д. В. и др. Биодеградируемые раневые покрытия на основе полисахаридных полимеров в лечении обширной ожоговой травмы (клиническое исследование). Вопросы реконструктивной и пластической хирургии. 2011; 3 (38): 56–62.

18. Бесчастнов В. В., Рябков М. Г., Леонтьев А. Е. и др. Исследование in vitro жизнеспособности бактериофагов в составе комплексных гидрогелевых раневых покрытий. Современные технологии в медицине. 2021; 13 (2): 32–39.

19. Anany H., Chen W., Pelton R., Griffiths M. W. Biocontrol of Listeria monocytogenes and Escherichia coli O157:H7 in meat by using phages immobilized on modified cellulose membranes. Appl Environ Microbiol. 2011; 77 (18): 6379–6387.

20. Serwer P., Hayes S. J. Agarose gel electrophoresis of bacteriophages and related particles. I. Avoidance of binding to the gel and recognizing of particles with packaged DNA. Electrophoresis. 1982; 3 (2): 76–80.

21. Chang R. Y. K., Morales S., Okamoto Y., et al. Topical application of bacteriophages for treatment of wound infections. Transl Res. 2020; 220: 153–166.

22. Паршин Д. С., Топчиев М. А., Пятаков С. Н. и др. Результаты фаготерапии инфекционных осложнений в неотложной абдоминальной хирургии. Таврический медико-биологический вестник. 2022; 25 (2): 72–80.

23. Brown T. L., Petrovski S., Dyson Z. A., et al. The formulation of bacteriophage in a semi solid preparation for control of Propionibacterium acnes growth. PloS One. 2016; 11 (3): e0151184.

24. Brown T. L., Thomas T., Odgers J., et al. Bacteriophage formulated into a range of semisolid and solid dosage forms maintain lytic capacity against isolated cutaneous and opportunistic oral bacteria. J Pharm Pharmacol. 2017; 69 (3): 244–253.

25. No H. K., Park N. Y., Lee S. H., et al. Antibacterial activity of chitosans and chitosan oligomers with different molecular weights. Int J Food Microbiol. 2002; 74 (1-2): 65–72.