Ветеринария

Борьба с вирусными и бактериальными инфекциями: механизм действия комплексного препарата Рибафлокс

Вирусные болезни животных продолжают оставаться одним из наиболее актуальных вопросов в ветеринарной практике. Многие возбудители, сохраняя тенденцию к высокой изменчивости и быстрому распространению, наносят огромный экономический ущерб сельскому хозяйству мира и России в частности. Именно поэтому особое внимание уделяется профилактике данных заболеваний, состоящей из комплекса мер, таких как вакцинация, дезинфекция, организационные мероприятия и т.д. Однако даже несмотря на все предпринимаемые меры, сохраняется риск заноса инфекционного начала.

В случае с бактериальной этиологией можно применить широчайший спектр антибиотиков, доступных сегодня на рынке ветеринарных препаратов. Но что касается противовирусной терапии, то тут ассортимент доступных препаратов не так велик.

В этой статье рассмотрены научные данные об одном из противовирусных препаратов группы нуклеозидных аналогов — рибавирине. Впервые опубликованные в 1972 г. данные о рибавирине (препарат Виразол) [31] показали активность против 16 исследованных РНК и ДНК вирусов, в числе которых были герпесвирус, вирус везикулярного стоматита, гриппа А и парагриппа-1 т.д. При этом вещество характеризуется низкой токсичностью, за исключением обратимой анемии, обычно легкой степени [24], и противопоказанием при текущей или планируемой беременности в течение ближайших 6 месяцев [40]. А мультиплицированный механизм действия означает, что резистентность к нему вырабатывается очень редко. В настоящее время рибавирин назначают людям при широком спектре заболеваний вирусной этиологии, таких как гепатит C, респираторно-синцитиальная инфекция, лихорадки Ласса, Долины Рифт, Конго-Крымская и др. [5, 6, 7, 20], также было изучено его действие на возбудителя COVID-19 [2].

Разработанная более 40 лет назад молекула сразу вызвала практический интерес, во многом связанный с тем, что это был первый синтетический нуклеозид, демонстрирующий широкий спектр антивирусной активности, и один из немногих противовирусных препаратов, клинически эффективный не только против герпесвируса и ВИЧ [21]. Рибавирин зарекомендовал себя и получил широкое распространение в медицинской практике, в ветеринарии же его применение только набирает обороты. В чем же заключается секрет его успеха? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться в механизме его действия.Как известно, кодирующая генетическую информацию нуклеиновая кислота (НК) присуща не только животным и растениям, но и вирусам. Собственно говоря, вирусы состоят из генетического материала (ДНК или РНК), белковой оболочки (капсида) и иногда липидных оболочек.

Нуклеиновая кислота в свою очередь состоит из остатка фосфорной кислоты, одного или двух сахаров — рибозы либо дезоксирибозы (в РНК и ДНК соответственно) и нескольких азотистых оснований — цитозина, гуанина, аденина и урацила (для РНК) либо тимина (для ДНК). Различные комбинации этих азотистых оснований и являются элементом кодирования (рис. 1).

Рис. 1. Принципиальная схема строения нуклеиновых кислот

Проведенная рентгеновская кристаллография рибавирина показала схожесть его структуры с гуанином [27].

Механизм действия рибавирина

По последним данным, известно несколько механизмов действия [21, 28]. Рассмотрим наиболее изученные.

1. Рибавирин является конкурентным ингибитором инозин-5′-монофосфатдегидрогеназы (IMPDH).

Гуанин, как уже было сказано выше, является составной частью как ДНК, так и РНК. При синтезе азотистных оснований de novo метаболиты рибавирина ингибируют фермент IMPDH, который необходим для синтеза гуанозинмонофосфата (нуклеотида, содержащего гуанин), в результате возникает дефицит этого нуклеотида и тормозится построение мРНК. Как следствие, снижается синтез белков [6, 25].

2. Ингибирование полимеразы ДНК вирусов.

Следующее действие рибавирина связано с ферментами, участвующими в репликации нуклеиновой кислоты, т.е. в процессе создания двух дочерних молекул на основе родительской молекулы. Ферменты класса полимераз запускают «копирование» исходной НК. Однако в случае, когда полимераза доходит до трифосфата рибавирина (вместо трифосфата гуанина), происходит обрыв цепи и ингибирование репликации вирусной ДНК [28].

Рис. 5. Схема репликации ДНК. ДНК полимераза (блок желтого цвета) при встрече с рибавирином обрывает репликацию

3. Ингибирование полимеразы РНК вирусов.

Исследования показали, что трифосфат рибавирина также оказывает ингибирующее действие и на некоторые полимеразы РНК-вирусов, такие как вирус везикулярного стоматита, гриппа и т.д. [15]. В случае с РНК-зависимой РНК полимеразой ингибирование идет не по классическому прерыванию. Здесь значительную роль играет конкурентное связывание с естественными нуклеотидами. Это было продемонстрировано на примере вирусной диареи крупного рогатого скота [15].

4. Ингибирование вирусного кэпирования.

Один из способов защиты клетки-хозяина от вируса

• ферменты нуклеазы. Эти ферменты разрушают фосфодиэфирную связь между нуклеотидами, тем самым приводят к деградации вирусной мРНК [30]. Для ее стабилизации эукариотические клетки и некоторые вирусы выработали специальную защиту

• кэпирование (от англ. cap — ‘шапка’) [16, 30]. Кэп состоит из одного или нескольких модифицированных нуклеозидов (рис. 6), защищающих от быстрой деградации, способствующих экспорту мРНК из ядра и процессингу. В клетках эукариот только кэпированные мРНК могут быть стабильны и транслироваться. Напротив, некэпированные мРНК быстро подвергаются деградации и могут стать причиной активации антивирусной защиты клетки. Коэволюция вирусов и их хозяев привела к возникновению у вирусов различных механизмов преодоления этой защиты [8].

  • Кэпирование ферментами хозяина характерно для лейкоза крупного рогатого скота, кошачьих, ВИЧ.

  • Кэпирование ферментами вируса — для возбудителей нодулярного дерматита, КЧС и ВД крупного рогатого скота.

  • Некоторые вирусы «крадут» кэп (вирус гриппа). Однако вирусный фермент неэффективно модифицирует кэпированные рибавирином РНК. В результате синтезируются «псевдокэпированные» мРНК, которые стабильны в клетке, но практически не транслируются в вирусные белки.

Рис. 6. 7-метилгуанозин с эффектом кэппирования

Кроме описанных выше прямых действий рибавирина был также обнаружен его иммуномодулирующий и противовоспалительный эффект [21, 28]. Рибавирин применяется как в монотерапии, так и в комбинации с другими препаратами [14, 17]. В ветеринарии рибавирин продемонстрировал свою активность против вируса чумы плотоядных [9, 10], парагриппа и калицивируса [26, 36], инфекционного перитонита кошек [35], респираторно-синцитиальной инфекции [1, 19, 36], вирусной диареи крупного рогатого скота [11, 32, 33, 36, 37, 38], цирковируса [4], РРСС [34], ТГС [39], ротавируса, лейкоза крупного рогатого скота [22, 32].

Как показывает практика, большинство из этих болезней редко приходят одни. Обычно за ними следуют секундарные инфекции как вирусной, так и бактериальной этиологии. Этот момент был учтен при составлении рецептуры комплексного препарата Рибафлокс®, имеющего рибавирин, энрофлоксацин и триметоприм в своем составе.

Энрофлоксацин — антибиотик широкого спектра действия, относящийся к группе фторхинолонов, который активен в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий и микоплазмы как на стационарной стадии, так и на стадии роста. Энрофлоксацин блокирует фермент ДНК-гиразу, что приводит к нарушению синтеза ДНК, а также препятствует росту и делению бактерий, вызывает выраженные морфологические изменения (в том числе клеточной стенки и мембран) и гибель бактериальной клетки [23].

 Триметоприм, входящий в состав препарата, является производным соединением из группы диаминопиримидинов, механизм действия которого связан с угнетением фермента дигидрофолатредуктазы в процессе синтеза тетрагидрофолиевой кислоты, предшественника фолиевой кислоты, которая является важнейшим фактором жизнедеятельности микроорганизмов [3].

Оба эти компонента уже зарекомендовали себя в ветеринарной практике и в составе комплексного препарата позволяют бороться с широчайшим спектром инфекционных болезней животных, а именно с такими возбудителями как E. coli, Klebsiella spp., Salmonella spp., Enterobacter spp., Proteus spp., Haemophilusspp.,Chlamydia,Bordetellaspp.,Clostridium spp, Erysipetotrix spp., Pasteurella spp., Corynebacterium spp., Pseudomonas spp., Campylobacter spp., Bacteroides spp., Actinobacillus pleuropneumoniae, Fusobacterium,Brucellaspp,Streptococcuspneumoniae, Staphylococcus spp., Listeria monocytogenes, а также Mycoplasma spp.

Рибафлокс® производства ALPOVET LTD является первым лекарственным средством с такой инновационной рецептурой на отечественном рынке ветеринарных препаратов. Появившись около десяти лет назад, он успел себя зарекомендовать среди ветеринарных врачей как мелких домашних, экзотических, так и сельскохозяйственных животных. А его уникальная запатентованная формула обеспечивает стабильность и высокую биодоступность активных компонентов препарата. Наиболее широкое применение Рибафлокс® получил в лечении молодняка крупного рогатого скота, свиней, овец и коз, собак и кошек при инфекциях смешанной этиологии респираторной (бронхопневмония, пневмония, атрофический ринит), пищеварительной (гастроэнтерит, энтерит, колит), мочеполовой (синдром мастит-метрит- агалактия, цистит, пиелонефрит) систем, септицемии и других болезнях, вызванных чувствительными к ингредиентам препарата вирусами и бактериями.

Список используемой литературы предоставляется по запросу