Assessing efficiency of synthetic peptide-containing spray in combination therapy of chronic generalized periodontitis

封面

如何引用文章

全文:

详细

Antibacterial drugs are routinely used in therapy of periodontal diseases. However, increasing incidence of antibiotics resistance necessitates development of novel therapeutic approaches for oral diseases. Currently, newly designed antibacterial agents based on natural, semi-synthetic and synthetic peptides is the most promising approach in dentistry. Among them is a product containing synthetic peptide (ZP2) replicating active site of granulocyte-macrophage colonystimulating factor (GM-CSF) as the main active ingredient in Atsegram-spray (manufactured by Academic Innovation Research Center, Chelyabinsk). Our study was aimed at assessing efficacy of a combination therapy of inflammatory periodontal diseases by introducing Atsegram-spray as well as examining potential relationship between peptide ZP2-related biological properties, physicochemical properties of the spray and mechanism of antibacterial and immunotropic action for substantiating its application on oral mucosa. During the first stage experiments, it was found that the peptide ZP2 was able to trigger lymphocyte blast transformation in vitro indicating that it might influence cell proliferation and exhibit marked immunotropic activity. Next, we assessed potential effects of the peptide ZP2 on biofilm formation mediated by staphylococcal clinical isolates. It was shown that peptide ZP2 inhibited biofilm formation in 75.0±9.0% of S. aureus and 50.0±15.1% of S. epidermidis strains, with mean inhibition index of biofilm formation reaching 25.1±3.8 and 50.4±6.0%, respectively. However, peptide ZP2 in 8.3–25.0% of staphylococcal clinical isolates was found to stimulate/lack effect on biofilm formation by 14.9–48.5 and 16.7–25.0% cultures, respectively. Thus, the synthetic peptide ZP2 exerts divergent, but mainly inhibitory effects on biofilm formation with staphylococcal clinical strains, which are characterized by inter- and intraspecific (strain) variability. Use of a synthetic peptide-based spray in antibacterial therapy of mild chronic generalized periodontitis (main group) one month after the onset was found to improve oral hygiene by 28.5% as well as decrease PMA index and gum bleeding index by 82.8 and 100%, respectively. In contrast, such parameters in patients receiving basic therapy (comparison group) were lower on average by 2-fold. While analyzing physicochemical properties of the spray such as pH, buffer capacity and solution osmotic pressure, it was found that they were related to the antibacterial mechanism of drug activity and efficacy in treatment of inflammatory periodontal diseases. Thus, assessing peptide ZP2-related biological properties and physicochemical parameters of the spray allows to evaluate their role in mechanism of previously unknown antibacterial and immunotropic activity. These findings confirm feasibility and efficacy of using Atsegram-spray in dentistry as an alternative means to antimicrobial agents, such as antibacterial drugs.

作者简介

N. Sarkisian

Ural State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Yekaterinburg
Institute of Immunology and Physiology Ural detachment of the Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg

Email: narine_25@mail.ru

PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Therapeutic Dentistry and Propaedeutics of Dental Diseases;

Professor of Postgraduate Studies, Institute of Immunology and Physiology,

620028, Yekaterinburg, Repin str., 3

俄罗斯联邦

N. Kataeva

Ural State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

编辑信件的主要联系方式.
Email: kataeva.nn@mail.ru

PhD (Chemistry), Associate Professor, Department of General Chemistry,

Yekaterinburg

俄罗斯联邦

I. Tuzankina

Institute of Immunology and Physiology Ural detachment of the Russian Academy of Sciences

Email: fake@neicon.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Honored Worker of Science, Head Researcher, Laboratory of Immunology of Inflammation, 

Yekaterinburg

俄罗斯联邦

S. Melikyan

Ural State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru

3rd Year Student, Faculty of Dentistry,

Yekaterinburg

俄罗斯联邦

V. Zurochka

Institute of Immunology and Physiology Ural detachment of the Russian Academy of Sciences;
South Ural State University (National Research University)

Email: fake@neicon.ru

PhD, MD (Medicine), Senior Researcher, Institute of Immunology and Physiology, Yekaterinburg;

Professor of the Department of Food Technology and Biotechnology, Chelyabinsk

A. Zurochka

Institute of Immunology and Physiology Ural detachment of the Russian Academy of Sciences;
South Ural State University (National Research University)

Email: fake@neicon.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Leading Researcher, Institute of Immunology and Physiology, Yekaterinburg;

Professor of the Department of Food Technology and Biotechnology, Chelyabinsk

俄罗斯联邦

参考

  1. Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. Учебник для вузов. М.: Медицинское информационное агентство, 2005. 734 с.
  2. Бухарин О.В. Инфекционная симбиология // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2015. № 4. С. 4–9.
  3. Вавилова Т.П., Янушевич О.О., Островская И.Г. Слюна. Аналитические возможности и перспективы. М.: Бином, 2014. 312 с.
  4. Гриценко В.А., Аминин Д.Л. Зурочка А.В., Зурочка В.А., Иванов Ю.Б. Некоторые биологические эффекты иммуномодуляторов естественного и синтетического происхождения in vitro как основа создания новых лекарственных средств для борьбы с эндогенными инфекциями // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2012. № 3. С. 1–17.
  5. Гриценко В.А., Иванов Ю.Б. Роль персистентных свойств в патогенезе эндогенных инфекций // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2009. № 4. С. 66–71.
  6. Добрынина М.А. Зурочка В.А., Зурочка А.В., Гриценко В.А. Сравнительный анализ влияния синтетического пептида активного центра гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора — ZP2 на рост музейных культур бактерий родов Staphylococcus и Escherichia in vitro // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2015. № 2. С. 1–10.
  7. Добрынина М.А., Зурочка А.В., Тяпаева Я.В., Белозерцева Ю.П., Гриценко В.А. Оценка влияния синтетического пептида активного центра гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора — ZP2 на рост и биопленкообразование клинических изолятов энтеробактерий in vitro // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2018. № 4. С. 1–20.
  8. Добрынина М.А., Зурочка А.В., Тяпаева Я.В., Белозерцева Ю.В., Мругова Т.М., Гриценко В.А. Антибактериальная активность косметического средства «Ацеграм» в отношении грамотрицательных бактерий // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2017. № 4. С. 1–13.
  9. Зурочка В.А., Зурочка А.В, Добрынина М.А., Зуева Е.Б., Гриценко В.А., Тяпаева Я.В., Белозерцева Ю.П. Анализ чувствительности клинических изолятов стафилококков к синтетическому пептиду активного центра гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ) // Российский иммунологический журнал. 2015. Т. 9 (18), № 3 (1). С. 82–85.
  10. Зурочка А.В., Суховей Ю.Г., Зурочка В.А., Добрынина М.А., Петров С.А., Унгер И.Г., Костоломова Е.Г., Аргунова Е.Г., Субботин А.М., Колобов А.А., Симбирцев А.С. Антибактериальные свойства синтетических пептидов активного центра GM-CSF // Цитокины и воспаление. 2010. Т. 9, № 4. С. 32–34.
  11. Иммунология: структура и функции иммунной системы / Под ред. Р.М. Хаитова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. 280 с.
  12. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
  13. Медицинские лабораторные технологии: Справочник; в 2 т. / Под ред. А.И. Карпищенко. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Интермедика, 1999. Т. 2. 653 с.
  14. Ронь Г.И., Еловикова T.M. Инновационные технологии в диагностике и лечении воспалительных заболеваний пародонта. Екатеринбург: УГМА, 2011. 276 с.
  15. Слесарев В.И. Химия: Основы химии живого: учебник для вузов. СПб.: Химиздат, 2017. 784 с.
  16. Трухачева Н.В. Математическая статистика в медико-биологических исследованиях с применением пакета Statistica. М.: ГОЭТАР-Медиа, 2013. 384 с.
  17. Улитовский С.Б. Гигиена полости рта в пародонтологии. Медицинская книга, 2006. 268 с. Ulitovskii S.B.
  18. Янушевич О.О., Максимовский Ю.М., Максимовская Л.Н., Орехова Л.Ю. Терапевтическая стоматология. Учебник для вузов. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016. 760 с.
  19. Christensen G.D., Simpson W.A., Younger J.J., Baddour L.M., Barrett F.F., Melton D.M., Beachey E.H. Adherence of coagulasenegative staphylococci to plastic tissue culture plates: a quantitative model for the adherence of staphylococci to medical devices. J. Clin. Microbiol., 1985, no. 22, pp. 996–1006.
  20. Izano E.A., Izano E.A., Amarante M.A., Kher W.B., Kaplan J.B. Differential roles of poly-N-acetylglucosamine surface polysaccharide and extracellular DNA in Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis biofilms. Appl. Environ. Microbiol., 2008, no. 74 (2), pp. 470–476. doi: 10.1128/AEM.02073-07
  21. Mack D., Becker P., Chatterjee I., Dobinsky S., Knobloch J.K., Peters G., Rohde H., Herrmann M. Mechanisms of biofilm formation in Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus: functional molecules, regulatory circuits, and adaptive responses. Int. J. Med. Microbiol., 2004, no. 294, pp. 203–212. doi: 10.1016/j.ijmm.2004.06.015
  22. Murphy J.M., Young I.G. IL-3, IL-5, and GM-CSF signaling: crystal structure of the human beta-common receptor. Vitam. Horm., 2006, no. 74, pp. 1–30. doi: 10.1016/S0083-6729(06)74001-8
  23. O’Gara J.P. ica and beyond: biofilm mechanisms and regulation in Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus. FEMS Microbiol. Lett., 2007, no. 270 (2), pp. 179–188. doi: 10.1111/j.1574-6968.2007.00688.x
  24. O’Neill E., Pozzi C., Houston P., Smyth D., Humphreys H., Ashley Robinson D., O’Gara J.P. Association between methicillin susceptibility and biofilm regulation in Staphylococcus aureus isolates from device-related. J. Clin. Microbiol., 2007, no. 45 (5), pp. 1379–1388. doi: 10.1128/JCM.02280-06
  25. O’Toole G.A., Kaplan H.B., Kolter R. Biofilm formation as microbial development. Ann. Rev. Microbiol., 2000, no. 54, pp. 49–79. doi: 10.1146/annurev.micro.54.1.49
  26. Stepanović S., Vuković D., Hola V., Di Bonaventura G., Djukić S., Cirković I., Ruzicka F. Quantification of biofilm in microtiter plates: overview of testing conditions and practical recommendations for assessment of biofilm production by staphylococci. APMIS, 2007, no. 115, pp. 891–899.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Sarkisian N.G., Kataeva N.N., Tuzankina I.A., Melikyan S.G., Zurochka V.A., Zurochka A.V., 2019

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».