ВПЛИВ ПЕГІЛЬОВАНОГО АНТИБІОТИКА ЕНРОФЛОКСАЦИНУ НА ВМІСТ ПРОТЕЇНІВ КРОВІ ТА СТРУКТУРУ ПЕЧІНКИ У ЩУРІВ
DOI:
https://doi.org/10.37000/abbsl.2024.110.21Ключові слова:
щури, пегільований антибіотик енрофлоксацин, ПЕГ-400, енрофлоксацин, загальний протеїн, протеїнові фракції, мікроструктура печінки.Анотація
Серед лікарських засобів антибактеріальні препарати мають найбільш виражені побічні реакції, зокрема антибіотик енрофлоксацин може спричиняти токсичний вплив на організм. Актуальним є синтез нових сполук антибіотика енрофлоксацину з поліпшеною терапевтичною ефективністю та мінімальною побічною дією. Мета роботи дослідити вміст протеїнів сироватки крові та структуру печінки щурів за внутрішньом’язового введення пегільованого антибіотика енрофлоксацину і препаратів, які були використані при його створенні – традиційної форми антибіотика енрофлоксацину та полімеру ПЕГ-400. Протягом чотирьох діб, щоденно, однократно, внутрішньом’язово вводили контрольним тваринам фізіологічний розчин, а дослідним групам антибіотик енрофлоксацин у традиційній субстанції (першій групі), полімер ПЕГ-400 (другій) та пегільований антибіотик енрофлоксацин (третій). На 7-му, 14-ту та 21-шу доби після закінчення ін’єкцій препаратів у тварин відбирали кров та проби печінки для досліджень. У сироватці крові визначали загальний протеїн і його фракції – альбумін, альфа-, бета- та гамма-глобуліни. Проби печінки досліджували гістологічно. Проведені дослідження показали, що внутрішньом’язові ін’єкції щурам пегільованого антибіотика енрофлоксацину, полімеру ПЕГ-400 та традиційного антибіотика енрофлоксацину мало впливали на вміст загального протеїну у сироватці крові щурів. Вміст альбуміну у крові тварин, які отримували пегільований антибіотик енрофлоксацин, порівняно з контрольними та іншими дослідними, тримався на фізіологічно вищому рівні, що вказує на стабільну протеїнсинтезувальну функцію печінки. Протягом перших 7-ім діб після закінчення введення препаратів у сироватці крові щурів дослідних груп вміст альфа-глобулінів був нижчим, а високодисперсних глобулінів (бета- та гамма-глобулінів) мало відрізнявся від контрольних. Це може вказувати на незначний вплив препаратів на клітини ретикулогістіоцитарної системи, які беруть участь в утворенні бета- та гамма-глобулінів. Гістологічні дослідження тканин печінки показали, що пегілювання антибіотика енрофлоксацину знижувало гепатотоксичність, оскільки за його застосування зміни структури гепатоцитів реєстрували лише у перші 7-ім діб, а за ін’єкції традиційної форми антибіотика енрофлоксацину морфологічні порушення паренхіми встановлювали на 7-му, 14-ту та 21-шу доби після введення. Отже, пегілювання антибіотика енрофлоксацину веде до зниження його токсичного впливу на організм, зокрема й на печінку після внутрішньом’язового застосування.
Посилання
Atef, M., El-Banna, H., Elzorba, H., & Soliman, A. M. (2020). Pharmacokinetics and tissue residue of enrofloxacin in healthy, Eimeria-infected broiler chickens and those pre-treated with amprolium and toltrazuril. International journal of veterinary science and medicine, 8(1), 31–38. https://doi.org/10.1080/23144599.2020.1765720
Avgoustakis K. (2004). Pegylated poly(lactide) and poly(lactide-co-glycolide) nanoparticles: preparation, properties and possible applications in drug delivery. Current drug delivery, 1(4), 321–333. https://doi.org/10.2174/1567201043334605.
Barman D.A., Phukan, D.N., Kalita, T.C. Dutta, Mahato, G., P Borah, Rajkhowa, S., & Baishya, B.C. (2023). Efficacy of enrofloxacin over cefalexin in the therapeutic management of canine dermatitis. The Pharma Innovation Journal. 12(1), 2385-2388. https://www.thepharmajournal.com/archives/?year=2023&vol=12&issue=1&ArticleId=18314
Barry, R.L. (2007). PEG as a tool to gain insight into membrane fusion. Eur. Biophys. J., 36(4–5), 315–326. https://doi.org/10.1007/s00249-006-0097-z.
Bird, S., Etminan, M., Brophy, J., Hartzema, A., & Delaney, J. (2013). Risk of acute kidney injury associated with the use of fluoroquinolones. CMAJ: Canadian Medical Association journal, 185(10), E475–E482. https://doi.org/10.1503/cmaj.121730
Camus, M. S., Krimer, P. M., Leroy, B. E., & Almy, F. S. (2010). Evaluation of the positive predictive value of serum protein electrophoresis beta-gamma bridging for hepatic disease in three domestic animal species. Veterinary pathology, 47(6), 1064–1070. https://doi.org/10.1177/0300985810375946
Caruthers, S., Wickline, S., & Lanza, G. (2007). Nanotechnological applications in medicine. Current opinion in biotechnology, 18(1), 26–30. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2007.01.006
Cattaneo, L., Lopreiato, V., Piccioli-Cappelli, F., Trevisi, E., & Minuti, A. (2021). Plasma albumin-to-globulin ratio before dry-off as a possible index of inflammatory status and performance in the subsequent lactation in dairy cows. Journal of dairy science, 104(7), 8228–8242. https://doi.org/10.3168/jds.2020-19944
Chekh, B., Ferens, M., Ostapiv, D., Samaryk, V., Varvarenko, S., Vlizlo V. (2017). Characteristics of novel polymer based on pseudo-polyamino acids GluLa-DPG-PEG600:binding of albumin, biocompatibility,biodistribution and potential crossing theblood-brain barrier in rats. The Ukrainian Biochemical Journal, 89(4), 13-21. http://nbuv.gov.ua/UJRN/BioChem_2017_89_4_4
Chen, M., Yang, Y., Ying, Y., Huang, J., Sun, M., Hong, M., Wang, H., Xie, S., & Chen, D. (2023). ABC Transporters and CYP3A4 Mediate Drug Interactions between Enrofloxacin and Salinomycin Leading to Increased Risk of Drug Residues and Resistance. Antibiotics (Basel, Switzerland), 12(2), 403. https://doi.org/10.3390/antibiotics12020403
Clegg, J., Souza, C., & Brame B. (2023). Tolerability of Otic Solutions Containing Different Enrofloxacin Concentrations in Dogs with Healthy Ears. J Am Anim Hosp Assoc, 59(5), 214–218. https://doi.org/10.5326/JAAHA-MS-7363.
Dron, I. A., Vynnytska, S. I., Oleksa, V. V., Khom’iak, S. V., & Ostapiv, D. D. (2018). Syntez i doslidzhennia antybakterialnoi aktyvnosti pehilovanykh enrofloksatsyniv. Visnyk Natsionalnoho universytetu Lvivska politekhnika. 886, 47-51. http://nbuv.gov.ua/UJRN/VNULPX_2018_886_9
Fuchs, K., Rinder, M., Dietrich, R., Banspach, L., Ammer, H., & Korbel, R. (2022). Penetration of Enrofloxacin in Aqueous Humour of Avian Eyes. Veterinary sciences, 10(1), 5. https://doi.org/10.3390/vetsci10010005
Grabowski, L., Gaffke, L., Pierzynowska, K., Cyske, Z., Choszcz, M., Węgrzyn, G., & Węgrzyn, A. (2022). Enrofloxacin-The Ruthless Killer of Eukaryotic Cells or the Last Hope in the Fight against Bacterial Infections?. International journal of molecular sciences, 23(7), 3648. https://doi.org/10.3390/ijms23073648
Hewitt, M., Cronin, M. T., Enoch, S. J., Madden, J. C., Roberts, D. W., & Dearden, J. C. (2009). In silico prediction of aqueous solubility: the solubility challenge. Journal of chemical information and modeling, 49(11), 2572–2587. https://doi.org/10.1021/ci900286s
Jain, S., Gautam, V., & Naseem, S. (2011). Acute-phase proteins: As diagnostic tool. Journal of pharmacy & bioallied sciences, 3(1), 118–127. https://doi.org/10.4103/0975-7406.76489
Katarey, D., & Verma, S. (2016). Drug-induced liver injury. Clinical medicine (London, England), 16( 6), 104–109. https://doi.org/10.7861/clinmedicine.16-6-s104
Kozak, M., Stasiuk, A., Vlizlo, V., Ostapiv, D., Bodnar, Y., Kuz’mina, N., Figurka, N., Nosova, N., Ostapiv, R., Kotsumbas, I., Varvarenko, S., & Samaryk, V. Polyphosphate Ester-Type Transporters Improve Antimicrobial Properties of Oxytetracycline. Antibiotics 2023, 12 (3), 616. https://doi.org/10.3390/antibiotics12030616.
Kozak, M., Zelenina, O., Ostapiv, D., Skrypka, M., Samaryk, V., &Vlizlo,V. (2023). Blood creatinine content and rat kidney structure after intramuscular injection of pegylated antibiotic enrofloxacin. Biol. Stud.,17(3):47–56. https://doi.org/10.30970/sbi.1703.720.
Kumar, S., Singh, D., Kumari, P., Malik, R. S., Poonam, Parang, K., & Tiwari, R. K. (2020). PEGylation and Cell-Penetrating Peptides: Glimpse into the Past and Prospects in the Future. Current topics in medicinal chemistry, 20(5), 337–348. https://doi.org/10.2174/1568026620666200128142603
Luan, Y., Chen, K., Zhao, J., & Cheng, L. (2022). Comparative Study on Synergistic Toxicity of Enrofloxacin Combined with Three Antibiotics on Proliferation of THLE-2 Cell. Antibiotics. 11(3), 394. https://doi.org/10.3390/antibiotics11030394.
Ma, B., Mei, X., Lei, C., Li, C., Gao, Y., Kong, L., Zhai, X., & Wang, H. (2020). Enrofloxacin Shifts Intestinal Microbiota and Metabolic Profiling and Hinders Recovery from Salmonella enterica subsp. enterica Serovar Typhimurium Infection in Neonatal Chickens. mSphere, 5(5), e00725-20. https://doi.org/10.1128/mSphere.00725-20
Mozar, F. S., & Chowdhury, E. H. (2018). Impact of PEGylated Nanoparticles on Tumor Targeted Drug Delivery. Current pharmaceutical design, 24(28), 3283–3296. https://doi.org/10.2174/1381612824666180730161721
Otsuka, H., Nagasaki, Y., & Kataoka, K. (2003). PEGylated nanoparticles for biological and pharmaceutical applications. Advanced drug delivery reviews, 55(3), 403–419. https://doi.org/10.1016/s0169-409x(02)00226-0.
Piras, C., Soggiu, A., Greco, V., Martino, P. A., Del Chierico, F., Putignani, L., Urbani, A., Nally, J. E., Bonizzi, L., & Roncada, P. (2015). Mechanisms of antibiotic resistance to enrofloxacin in uropathogenic Escherichia coli in dog. Journal of proteomics, 127(Pt B), 365–376. https://doi.org/10.1016/j.jprot.2015.05.040
Popp, M., Gerhards, H., & Wollanke, B. (2013). Enrofloxacin concentrations in the vitreous of horses with equine recurrent uveitis (ERU) after repeated intravenous administration. Pferdeheilkunde. 29, 574-580. https://doi.org/10.21836/PEM20130501
PrakashR.G., Adilaxmamma, G., Srividya, T., &Madhava R. (2023). In-vitro synergistic antibacterial activity of Punganur cow urine on enrofloxacin. Int J Vet Sci Anim Husbandry, 8(2), 102-106. https://doi.org/10.22271/veterinary.2023.v8.i2b.501.
Sanchez Armengol, E., Unterweger, A., & Laffleur, F. (2022). PEGylated drug delivery systems in the pharmaceutical field: past, present and future perspective. Drug development and industrial pharmacy, 48(4), 129–139. https://doi.org/10.1080/03639045.2022.2101062
Simonov, M. & Vlizlo, V. (2015). Some blood markers of the functional state of liverin dairy cows with clinical ketosis. Bulgarian Journal of Veterinary Medicine, 18 (1), 74–82. https://doi.org/10.15547/bjvm.814
Smith, A., Pennefather, P., Kaye, S. &Hart C. (2001). Fluoroquinolones. Drugs, 61, 747–761. https://doi.org/10.2165/00003495-200161060-00004
Srinivasu, M., Singh, S., &Ahmad, A. (2022). Pathak Abhishek. Effect of enrofloxacin and ciprofloxacin on oxidative stress in rats. Journal Of Veterinary Pharmacology And Toxicology. 21(1), 80-82. ISSN: 0972-8872.
https://www.indianjournals.com/ijor.aspx?target=ijor:jvpat&volume=21&issue=1&article=018
Szatmári, V., van Dongen, A.M., Restrepo, T.M., den Toom, M.L. & Jongejan, N. (2023). Successful Clindamycin Therapy of an Infected Subcutaneous Permanent Pacing Lead in a Dog after a Failed Course with Potentiated Amoxicillin and Enrofloxacin. Veterinary sciences, 10(2), 93. https://doi.org/10.3390/vetsci10020093.
Tarushi, A., Raptopoulou, C., Psycharis, V., Terzis, A., Psomas, G., & Kessissoglou, D. (2010). Zinc(II) complexes of the second-generation quinolone antibacterial drug enrofloxacin: Structure and DNA or albumin interaction. Bioorganic & medicinal chemistry, 18(7), 2678–2685. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2010.02.021
Temmerman, R., Ghanbari, M., Antonissen, G., Schatzmayr, G., Duchateau, L., Haesebrouck, F., Garmyn, A., & Devreese, M. (2022). Dose-dependent impact of enrofloxacin on broiler chicken gut resistome is mitigated by synbiotic application. Frontiers in microbiology, 13, 869538. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.869538
Tothova, C., Nagy, O.& Kovac, G. (2016). Serum proteins and their diagnostic utility in veterinary medicine: a review. Veterinarni Medicina, 61, 475-496. https://doi.org/10.17221/19/2016-VETMED
Trouchon, T. & Lefebvre, S. (2016) A Review of Enrofloxacin for Veterinary Use. Journal of Veterinary Medicine, 6, 40-58. https://doi.org/10.4236/ojvm.2016.62006.
Van Schyndel, S. J., Dubuc, J., Pascottini, O. B., Carrier, J., Kelton, D. F., Duffield, T. F., & LeBlanc, S. J. (2021). The effect of pegbovigrastim on early-lactation disease, production, and reproduction in dairy cows. Journal of dairy science, 104(9), 10100–10110. https://doi.org/10.3168/jds.2021-20266.
Wang, J., Li, S., Han, Y., Guan, J., Chung, S., Wang, C., & Li, D. (2018). Poly(Ethylene Glycol)-Polylactide Micelles for Cancer Therapy. Frontiers in pharmacology, 9, 202. https://doi.org/10.3389/fphar.2018.00202.
Weese, J., Giguère, S., Guardabassi, L., Morley, P., Papich, M., Ricciuto, D., & Sykes, J. (2015). ACVIM consensus statement on therapeutic antimicrobial use in animals and antimicrobial resistance. Journal of veterinary internal medicine, 29(2), 487–498. https://doi.org/10.1111/jvim.12562
Westropp, J. L., Sykes, J. E., Irom, S., Daniels, J. B., Smith, A., Keil, D., Settje, T., Wang, Y. & Chew, D.J. (2012). Evaluation of the Efficacy and Safety of High Dose Short Duration Enrofloxacin Treatment Regimen for Uncomplicated Urinary Tract Infections in Dogs. Journal of Veterinary Internal Medicine. 26(3). 506-512. https://doi.org/10.1111/j.1939-1676.2012.00914.x.
Wright, D., Brown, G., Peterson, M., & Rotschafer, J. (2000). Application of fluoroquinolone pharmacodynamics. The Journal of antimicrobial chemotherapy, 46(5), 669–683. https://doi.org/10.1093/jac/46.5.669
Yang, S.-Y., Zhao, F.-K., Pang, H., Chen, L.-Z., Shi, R.-B. & Fang, B.-H. (2022). Pharmaceutical Cocrystals and Salts of Enrofloxacin: Structure and Properties, Journal of Molecular Structure, 133335, ISSN 0022-2860, https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2022.133335.
Zdvizhkov, Yu. & Bura. M. (2014). Osoblyvosti zastosuvannia polimernykh nosiiv na osnovi polietylenhlikoliu dlia dostavky likiv v orhan-mishen. Visnyk Lvivskoho universytetu. 64, 3-20. http://nbuv.gov.ua/UJRN/VLNU_biol_2014_64_3.
Zelenina, O., Vlizlo, V., Kozak, M., Ostapiv, D., Samaryk, V., Dron, I., Stetsko, T., Skrypka, M., Tomchuk, V., Danchuk, O. & Levchenko, A. Antimicrobial activity of the PEGylated antibiotic enrofloxacin and its functional and structural effect on the liver in rats. Journal of Applied Pharmaceutical Science. 2022. 12(06), 068-075. https://doi.org/10.7324/JAPS.2022.120607. ISSN 2231-3354
