INVESTIGATION OF CHRONIC TOXICITY OF A PHARMACOLOGICAL COMPOSITION BASED ON BACTERIOCIN-NISIN AND SILICON GLYCEROLATES
Abstract
The use of new drugs on productive animals is possible only after identifying the long-term effects of the use of substances included in the composition on the functional state of organs, tissues and systems. As a result, the goal of our work was to study the chronic toxicity of the developed composition and the possibility of using it on highly productive cows in the treatment of mastitis. The studied composition was developed at the I.Ya. Postovsky Insititute of Organic Synthesis of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciencesand corresponds to the composition: silicon glycerolates – 3,0%, nisin – 0,3%, glycerin – 10%, distilled water – up to 100 %. Chronic toxicity studies were performed on female non-linear white laboratory rats (n=40) using hematological, biochemical, pathomorphological and histological research methods. When conducting hematological studies, it was found that the indicators of the composition of the blood elements of laboratory rats when using the studied composition in different dosages were within the limits. A study of the biochemical parameters of the blood of laboratory animals receiving the composition at a dose of 500 mg/kg and 1000 mg / kg found that the metabolic parameters corresponded to physiological values. Feeding of the studied composition at a dose of 750 mg / kg led to changes in the form of an increase in the enzymatic activity of alkaline phosphatase, a decrease in cholesterol, however, the data obtained cannot confirm the negative effect of the studied dose on the liver, due to the absence of pathological changes in this organ at the cellular level. Histological studies have established that the developed composition can cause changes in organs depending on the dosage used. Based on the research results, we determined that the composition can be recommended for clinical trials on productive animal species at a dose of no more than 500 mg/kg. The use of a dose of 750 mg / kg is recommended to be used with caution in animals with severe liver dysfunction. During further tests, it is necessary to refrain from the critical dose of 1000 mg / kg, which leads to deeper changes in the organs.
Downloads
References
Список литературы
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности: дата введения 01.01.1977.М.: Изд-во Стандартинформ, 2007. 7 с.
ГОСТ 31674-2012 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения общей токсичности: дата введения 01.07.2013.М.: Изд-во Стандартинформ, 2014. 29 с.
ГОСТ 33215-2014 Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила оборудования помещений и организации процедур: дата введения 01.07.2016. М.: Изд-во Стандартинформ, 2019. 12 с.
ГОСТ 33216-2014 Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами: дата введения 01.07.2016. М.: Изд-во Стандартинформ, 2019. 9 с.
ГОСТ 34566-2019 Комбикорма полнорационные для лабораторных животных. Технические условия: дата введения 01.10.2020. М.: Изд-во Стандартинформ, 2019. 10 с.
ГОСТ 34658-2020. Межгосударственный стандарт. Методы испытания по воздействию химической продукции на организм человека. Оценка раздражающего/разъедающего воздействия на глаза: дата введения 01.07.2021. М.: Изд-во Стандартинформ, 2020. 18 с.
ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества: дата введения 01.07.1999. М.: Изд-во стандартов, 1999. 241 с.
Конвенция «О защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях». 18.03.1986. Страсбург
Лабораторные животные. Разведение, содержание, использование в эксперименте / Западнюк И.П., Западнюк В.И., Захария Е.А., Западнюк Б.В. // Учебное пособие. – 3-е изд., перераб. и доп. – Киев: Вища школа, 1983. 383 с.: ил.
Меркулов, Г.А. Курс патологогистологической техники. 5 изд., испр. и доп. Издательство «Медицина» Ленинградское отделение. 1969. 423 с.
Методические указания к постановке исследований по изучению раздражающих свойств и обоснованию предельно допустимых концентраций избирательно действующих раздражающих веществ в воздухе рабочей зоны. № 2196-80. Дата введения:11.08.1980, дата актуализации:05.05.2017
Мироненко И.М. Поговорим об антибиотиках… Часть 2. Низин. Проблемная пищевая добавка Е234* // Молочная промышленность. № 7. 2016. с. 33-36
Опыт проведения клинико-лабораторных исследований в доклинической оценке безопасности лекарств (часть 1: гематологические исследования) /А. В. Сорокина, С. В. Алексеева, Н. В. Еремина, А. Д. Дурнев Ведомости // Научного центра экспертизы средств медицинского применения 2019. Т. 9. № 3. с. 197-206
Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации от 01.04.2016 № 199н «Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики»
Рекомендации по эвтаназии экспериментальных животных. Документ экспертной группы Европейской комиссии, 1997 (Recommendations for euthanasia of experimental animals: Part 1, Part 2. LaboratoryAnimals (1996) 30, 293-316; (1997) 31, 1-32)
Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Под общей редакцией члена-корреспондента РАМН, профессора Р.У. Хабриева. 2-изд., перераб. и доп. М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. 832 с.
Справочник. Физиологические, биохимические и биометрические показатели нормы экспериментальных животных / Абрашова Т.В., Гущин Я.А., Ковалева М.А., Рыбакова А.В., Селезнева А.И., Соколова А.П., Ходько С.В. СПБ.: Изд-во «ЛЕМА», 2013. 116 с.
Синтез и фармакологическая активность кремнийцинкборсодержащего глицерогидрогеля / Хонина Т. Г., Чупахин О. Н., Кунгуров Н. В., Зильберберг Н. В., Евстигнеева Н. П., Кохан М. М., Полищук А. И., Пермикин В. В., Шадрина Е. В., Никитина Е. Ю., Ларионов Л. П. // Известия Академии Наук. Серия Химическая. 2019. № 8. С. 1621-1628
Advances in therapeutic and managemental approaches of bovine mastitis: a comprehensive review / Sharun K., Dhama K., Tiwari R., Gugjoo M.B., Iqbal Yatoo M., Patel S.K., Pathak M., Karthik K., Khurana S.K., Singh R., Puvvala B., Singh R., Singh K.P., Chaicumpa W. // Vet Q. 2021. no. 41(1). рр.107-136. doi: 10.1080/01652176.2021.1882713
Amr E. Bovine mastitis prevention and control in the post-antibiotic era / E. Amr, K. Mohamed // Trop Anim Health Prod.2021.vol.31, no.53(2). pp.236. https://doi.org/10.1007/s11250-021-02680-9
Biomedical applications of nisin /J.M.Shin, J.W.Gwak, P.Kamarajan, J.C.Fenno, A.H.Rickard, Y.L.Kapila // J Appl Microbiol.2016. no.120(6). рр. 1449-65. https://doi.org/10.1111/jam.13033
Immunomodulatory Effects of Probiotics: A Novel Preventive Approach for the Control of Bovine Mastitis / Kober A., Saha S., Islam M.A., Rajoka M.R, Fukuyama K., Aso H., Villena J., Kitazawa H. //Microorganisms. 2022. vol. 14. no.10(11). рр. 2255. https://doi.org/10.3390/microorganisms10112255
Structural features and antimicrobial activity of hydrogels obtained by the sol–gel method from silicon, zinc, and boron glycerolates / Khonina T.G., Kungurov N.V., Zilberberg N.V., Evstigneeva N.P., Kokhan M.М., Polishchuk A.I., Shadrina E.V., Nikitina E.Yu., Permikin V.V., Chupakhin O.N. // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2020. vol. 95. no. 3. рр. 682–692.
Toxicological testing handbook: principles, applications, and data interpretation / Jacobson-Kram D, Keller KA., eds. // Informa Healthcare USA, 2006
Use of plant extracts and essential oils in the control of bovine mastitis / Lopes T.S., Fontoura P.S., Oliveira A., Rizzo F.A., Silveira S., Streck A.F. //Res Vet Sci. 2020. no.131. рр.186-193. https://doi.org/10.1016/j.rvsc.2020.04.025
Vázquez R.Phage Lysins for Fighting Bacterial Respiratory Infections: A New Generation of Antimicrobials / Vázquez R., García E., García P. //Front. Immunol. Sec. Microbial Immunology. 2018. vol. 9. pp. 1-12. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.02252
References
GOST 12.1.007-76 Sistema standartov bezopasnosti truda. Vrednye veshchestva. Klassifikatsiya i obshchie trebovaniya bezopasnosti [System of labor safety standards. Harmful substances. Classification and general safety requirements]. M.: Izd-vo Standartinform, 2007, 7 p.
GOST 31674-2012 Korma, kombikorma, kombikormovoe syr’e. Metody opredeleniya obshchey toksichnosti [Feed, compound feed, compound feed raw materials. Methods for determining general toxicity]. M.: Izd-vo Standartinform, 2014, 29 p.
GOST 33215-2014 Rukovodstvo po soderzhaniyu i ukhodu za laboratornymi zhivotnymi. Pravila oborudovaniya pomeshcheniy i organizatsii protsedur [Guidelines for the maintenance and care of laboratory animals. Rules for equipping premises and organizing procedures]. M.: Izd-vo Standartinform, 2019, 12 p.
GOST 33216-2014 Rukovodstvo po soderzhaniyu i ukhodu za laboratornymi zhivotnymi. Pravila soderzhaniya i ukhoda za laboratornymi gryzunami i krolikami [Guidelines for the maintenance and care of laboratory animals. Rules for keeping and caring for laboratory rodents and rabbits]. M.: Izd-vo Standartinform, 2019, 9 p.
GOST 34566-2019 Kombikorma polnoratsionnye dlya laboratornykh zhivotnykh. Tekhnicheskie usloviya [Compound feed for laboratory animals. Specifications]. M.: Izd-vo Standartinform, 2019, 10 p.
GOST 34658-2020. Mezhgosudarstvennyy standart. Metody ispytaniya po vozdeystviyu khimicheskoy produktsii na organizm cheloveka. Otsenka razdrazhayushchego/raz”edayushchego vozdeystviya na glaza [Interstate standard. Test methods for the effects of chemical products on the human body. Evaluation of irritant/corrosive effects on the eyes]. M.: Izd-vo Standartinform, 2020, 18 p.
GOST R 51232-98 Voda pit’evaya. Obshchie trebovaniya k organizatsii i metodam kontrolya kachestva [Drinking water. General requirements for the organization and methods of quality control]. M.: Izd-vo standartov, 1999, 241 p.
Konventsiya «O zashchite pozvonochnykh zhivotnykh, ispol’zuemykh dlya eksperimentov ili v inykh nauchnykh tselyakh» [On the protection of vertebrate animals used for experiments or for other scientific purposes]. 18.03.1986. Strasburg
Laboratornye zhivotnye. Razvedenie, soderzhanie, ispol’zovanie v eksperimente [Laboratory animals. Breeding, maintenance, use in the experiment]/ Zapadnyuk I.P., Zapadnyuk V.I., Zakhariya E.A., Zapadnyuk B.V. Kiev: Vishcha shkola, 1983, 383 p.
Merkulov G.A. Kurs patologogistologicheskoy tekhniki [Course of Pathological and Histological Techniques]. Izdatel’stvo «Meditsina» Leningradskoe otdelenie, 1969, 423 p.
Metodicheskie ukazaniya k postanovke issledovaniy po izucheniyu razdrazhayushchikh svoystv i obosnovaniyu predel’no dopustimykh kontsentratsiy izbiratel’no deystvuyushchikh razdrazhayushchikh veshchestv v vozdukhe rabochey zony [Guidelines for the formulation of studies to study irritant properties and substantiate the maximum permissible concentrations of selectively active irritants in the air of the working area]. № 2196-80.
Mironenko I.M. Pogovorim ob antibiotikakh… Chast’ 2. Nizin. Problemnaya pishchevaya dobavka E234* [Let’s talk about antibiotics... Part 2. Nisin. Problem food additive E234*]. Molochnaya promyshlennost’, 2016, no. 7, pp. 33-36.
Opyt provedeniya kliniko-laboratornykh issledovaniy v doklinicheskoy otsenke bezopasnosti lekarstv (chast’ 1: gematologicheskie issledovaniya) [Experience in conducting clinical and laboratory studies in preclinical drug safety assessment (part 1: hematological studies)]. A. V. Sorokina, S. V. Alekseeva, N. V. Eremina, A. D. Durnev. Vedomosti Nauchnogo tsentra ekspertizy sredstv meditsinskogo primeneniya, 2019, vol. 9, no. 3, pp. 197-206.
Prikaz Ministerstva zdravookhraneniya Rossiyskoy Federatsii ot 01.04.2016 № 199n «Ob utverzhdenii Pravil nadlezhashchey laboratornoy praktiki» [Order of the Ministry of Health of the Russian Federation dated April 1, 2016 No. 199n “On Approval of the Rules for Good Laboratory Practice”].
Rekomendatsii po evtanazii eksperimental’nykh zhivotnykh. Dokument ekspertnoy gruppy Evropeyskoy komissii, 1997 [Recommendations for euthanasia of experimental animals]: Part 1, Part 2. Laboratory Animals, 1996, vol. 30, pp. 293-316; 1997, vol. 31, pp. 1-32.
Rukovodstvo po eksperimental’nomu (doklinicheskomu) izucheniyu novykh farmakologicheskikh veshchestv [Guidelines for the experimental (preclinical) study of new pharmacological substances]. Pod obshchey redaktsiey chlena-korrespondenta RAMN, professora R.U. Khabrieva. 2-izd., pererab. i dop. M.: OAO «Izdatel’stvo «Meditsina», 2005, 832 p.
Spravochnik. Fiziologicheskie, biokhimicheskie i biometricheskie pokazateli normy eksperimental’nykh zhivotnykh [Directory. Physiological, biochemical and biometric indicators of the norm of experimental animals] / Abrashova T.V., Gushchin Ya.A., Kovaleva M.A., Rybakova A.V., Selezneva A.I., Sokolova A.P., Khod’ko S.V. SPB.: Izd-vo «LEMA», 2013, 116 p.
Sintez i farmakologicheskaya aktivnost’ kremniytsinkborsoderzhashchego glitserogidrogelya [Synthesis and pharmacological activity of silicon zinc boron containing glycerohydrogel]. Khonina T. G., Chupakhin O. N., Kungurov N. V., Zil’berberg N. V., Evstigneeva N. P., Kokhan M. M., Polishchuk A. I., Permikin V. V., Shadrina E. V., Nikitina E. Yu., Larionov L. P. Izvestiya Akademii Nauk. Seriya Khimicheskaya, 2019, no. 8, pp. 1621-1628.
Advances in therapeutic and managemental approaches of bovine mastitis: a comprehensive review / Sharun K., Dhama K., Tiwari R., Gugjoo M.B., Iqbal Yatoo M., Patel S.K., Pathak M., Karthik K., Khurana S.K., Singh R., Puvvala B., Singh R., Singh K.P., Chaicumpa W. Vet Q., 2021, no. 41(1), рр. 107-136. https://doi.org/10.1080/01652176.2021.1882713
Amr E. Bovine mastitis prevention and control in the post-antibiotic era / E. Amr, K. Mohamed. Trop Anim Health Prod., 2021, vol. 31, no. 53(2), pp.236. https://doi.org/10.1007/s11250-021-02680-9
Biomedical applications of nisin /J.M.Shin, J.W.Gwak, P.Kamarajan, J.C.Fenno, A.H.Rickard, Y.L.Kapila. J Appl Microbiol., 2016, no. 120(6), рр. 1449-65. https://doi.org/10.1111/jam.13033
Immunomodulatory Effects of Probiotics: A Novel Preventive Approach for the Control of Bovine Mastitis. Kober A., Saha S., Islam M.A., Rajoka M.R, Fukuyama K., Aso H., Villena J., Kitazawa H. Microorganisms, 2022, vol. 14, no. 10(11), рр. 2255. https://doi.org/10.3390/microorganisms10112255
Structural features and antimicrobial activity of hydrogels obtained by the sol–gel method from silicon, zinc, and boron glycerolates. Khonina T.G., Kungurov N.V., Zilberberg N.V., Evstigneeva N.P., Kokhan M.М., Polishchuk A.I., Shadrina E.V., Nikitina E.Yu., Permikin V.V., Chupakhin O.N. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2020, vol. 95, no. 3, рр. 682–692.
Toxicological testing handbook: principles, applications, and data interpretation. Jacobson-Kram D, Keller KA., eds. Informa Healthcare USA, 2006.
Use of plant extracts and essential oils in the control of bovine mastitis / Lopes T.S., Fontoura P.S., Oliveira A., Rizzo F.A., Silveira S., Streck A.F. Res Vet Sci., 2020, no. 131, рр.186-193. https://doi.org/10.1016/j.rvsc.2020.04.025
Vázquez R., García E., García P. Phage Lysins for Fighting Bacterial Respiratory Infections: A New Generation of Antimicrobials. Front. Immunol. Sec. Microbial Immunology, 2018, vol. 9, pp. 1-12. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.02252
Copyright (c) 2023 Maria N. Isakova, Alexander S. Krasnoperov, Lyudmila I. Drozdova, Irina A. Shkuratova, Tatiana G. Khonina
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
