Оцінка віруліцидної активності in vitro різних лікарських форм повідон-йоду проти коронавірусів

17.01.2022

Стаття у форматі PDF

Полівінілпіролідон-йод (повідон-йод, PVP-I) є антисептичним засобом із широким спектром активності щодо різноманітних патогенних мікроорганізмів, включно з грамнегативними та грампозитивними бактеріями, бактеріальними спорами, грибами, найпростішими та вірусами [1-4]. Для нього характерна висока віруліцидна активність навіть за умови короткого контакту з вірусом, що є беззаперечною перевагою порівняно з іншими комерційно доступними антисептичними засобами [7].

PVP-I є антисептиком широкого спектра дії, який інактивує бактерії, гриби, найпростіші та низку вірусів (рота-, адено-, поліовірус, віруси паротиту, Коксакі, герпесу, краснухи, імунодефіциту людини, грипу). Розчини PVP-I мають вищу віруліцидну активність серед таких поширених антисептиків, як бензетонію хлорид, бензалконію хлорид, хлоргексидину глюконат [47]. Віруліцидний механізм PVP-I пов’язують із вільним йодом (І2), який виділяється з комплексу PVP-I, дестабілізує мембранну оболонку та викликає лізис вірусних білків [40]. Окрім того, вільний йод поглинає вільні радикали, забезпечуючи тим самим протизапальну активність PVP-I під час вірусних інфекцій [50-55].

Незалежно від способу застосування PVP-I за весь період його використання в клінічній практиці не було зафіксовано випадків значимої резистентності патогенів [1-4]. Враховуючи високу ефективність та безпеку, Управління з контролю за продуктами харчування та лікарськими засобами США (FDA) підтвердило свою позицію щодо відпуску PVP-I без рецепта, в тому числі й форм PVP-I для професійного використання в медичних установах [9].

Пандемія, спричинена новим коронавірусом ­(SARS-CoV‑2), змусила активно впроваджувати додаткові заходи, спрямовані на запобігання поширенню цієї інфекції в закладах охорони здоров’я, громадських місцях і домашніх умовах, що особливо актуально через відсутність ефективного лікування COVID‑19 та обмежений доступ до вакцин у багатьох країнах світу [12, 13].

Ополіскувач PVP-I для порожнини рота був включений до списку немедикаментозних експериментальних методів лікування SARS-CoV‑2 ще на початку пандемії [14]. У кількох більш ранніх дослідженнях in vitro розчин PVP-I продемонстрував активність проти SARS-CoV‑2 та інших вірусів, включно з вірусом Ебола та коронавірусом близькосхідного респіраторного синдрому (MERS-CoV) [5, 6, 15-20]. Поряд із цим розчини PVP-I довели свою ефективність як засоби запобігання передачі вірусу при виконанні лікувальних і діагностичних процедур у ділянці рото- та носоглотки, а також при проведенні хірургічних втручань [21-23].

У цьому огляді ми розглянемо результати двох досліджень in vitro, які оцінювали віруліцидну активність розчинів PVP-I у різних концентраціях і формах проти альфакоронавірусів і бетакоронавірусів, які є подібними до SARS-CoV‑2.

У дослідженні 1 оцінювали ефективність різних форм PVP-I проти мишачого штаму бетакоронавірусу A59 in vitro. У дослідженні 2 оцінювали віруліцидні властивості PVP-I у різних концентраціях проти штамів бетакоронавірусу людини OC43, альфакоронавірусу людини NL63 і штаму альфакоронавірусу людини 229E.

Методи

Доклінічні дослідження in vitro були сплановані для кращого розуміння широти спектра противірусної активності PVP-I та, якщо така має місце, визначення дифереційної ефективності PVP-I у різних концентраціях і формах проти різних штамів коронавірусу. В цих дослідженнях ефективність різних концентрацій PVP-I проти штамів коронавірусу людини та миші порівнювали з такою плацебо.

Оцінювали наступні форми PVP-І (Betadine, Avrio Health LP, Stamford, США) у таких концентраціях:

  • у дослідженні 1-0,5% розчин, 5,0% розчин, 7,5% (мас./об.) у вигляді скрабу та 10,0% розчин;
  • у дослідженні 2-0,5% розчин, 7,5% у вигляді скрабу, 10,0% розчин.

Штами вірусу та клітини господаря

У дослідженні 1 використовували штам мишачого бетакоронавірусу A59 (American Type Culture Collection [ATCC] VR‑764TM), оскільки він за будовою подібний до інших представників роду бетакоронавірусів, до яких належать штами SARS-CoV‑1, SARS-CoV‑2 та MERS-CoV [26-28]. Як клітину-господаря використовували клітини клону 1469 Національної колекції типових культур (NCTC) (ATCC CCL‑9.1TM; клітини печінки новонароджених мишей).

У дослідженні 2 тестові зразки включали штам коронавірусу OC43 (ZeptoMetrix Corp. #0810024CF), штам коронавірусу NL63 (ZeptoMetrix Corp. #0810228CF) та коронавірус (штам ATTM 229E‑70). Як клітину-господаря використовували клітини MRC‑5 (ATCC CCL‑171TM; клітини фібробластів легень людини), клітини Vero (ATCC CCL‑81TM; епітеліальні клітини нирки зеленої мавпи) та клітини HCT‑8 (ATCC CCL‑244TM; епітеліальні клітини аденокарциноми товстої кишки людини).

Штами вірусу розмножували та зберігали за стандартною процедурою отримання (BSLI SOP L‑2102). Вихідну суспензію вірусу, що зберігали при -70 °C, розморожували перед використанням. Отримані клітини-господарі зберігали у вигляді моношарів в одноразовому лабораторному посуді для культури клітин відповідно до стандартної процедури (BSLI SOP L‑2084).

Результати

Дослідження 1

Тестові зразки перевіряли на нейтралізацію вірусу після експозиції досліджуваних засобів PVP-I протягом 15 с, 30 с, 60 с і 5 хв. Препарати PVP-I продемонстрували ефективну віруліцидну активність проти штаму мишачого коронавірусу A59 через 15 с в умовах in vitro.
Три препарати PVP-I (0,5% розчин, 5,0% розчин і 10,0% розчин) продемонстрували високу віруліцидну активність проти штаму мишачого коронавірусу A59 через 15 с із середнім зниженням log10 більше ніж на 4,56, що свідчить про 99,99% інактивації вірусу. Скраб, що містив 7,5% PVP-I, виявився менш дієвим – середнє зниження log10 більше ніж 3,56.

Дослідження 2

Усі досліджувані засоби PVP-I були перевірені на здатність нейтралізувати вірус чере 15 с після нанесення. В усіх тестових рецептурах три розчини PVP-I продемонстрували високу віруліцидну активність проти штамів коронавірусу менш ніж за 15 с після обробки. Середнє зниженням титрів вірусу log10 дещо варіювало залежно від складу PVP-I та штаму коронавірусу. Так, 0,5% розчин PVP-I знижував інфекційність усіх трьох штамів корона вірусу. Середнє зниження log10 було найвищим у випадку обробки коронавірусу NL63 протягом 15 с (4,75 log10 або більше ніж 99,99% інактивації вірусу). 10,0% розчин PVP-I також знижував інфекційність усіх трьох штамів коронавірусу. Середнє зниження log10 протягом 15 с після обробки було найвищим для штаму коронавірусу NL63 (щонайменше 5,25 log10 або більше ніж 99,99% інактивації вірусу). Вірусна інактивація протягом 15 с у всіх штамів коронавірусу була найнижчою для 7,5% розчину порівняно з іншими активними препаратами PVP-I.

Обговорення

Хоча й раніше було показано, що розчин PVP-I є антисептичним засобом широкого спектра дії, про його активність проти штамів коронавірусу мишей і людини раніше в літературі не повідомлялося. Представлені дослідження з використанням штамів коронавірусів розширюють сукупні знання про віруліцидну ефективність PVP-I. Тестування на моделях коронавірусу також було потрібним, аби з’ясувати, чи має SARS-CoV‑2 природну стійкість до PVP-I порівняно з іншими коронавірусами [31].

Отримані висновки щодо віруліцидної активності PVP-I узгоджуються з результатами інших досліджень in vitro [33]. Віруліцидна активність PVP-I спостерігалася через 15 с, що вказує на швидку та тривалу інактивацію вірусу. Віруліцидна активність розчину PVP-I дещо змінювалася залежно від форми PVP-I.

Так, у дослідженні 1 розчини PVP-I 0,5%; 5,0% та 10% продемонстрували дещо вищу активність порівняно із 7,5% засобом PVP-I у вигляді скрабу проти штаму мишачого коронавірусу A59 за однакового часу впливу.

У дослідженні 2 віруліцидна активність розчину PVP-I була стабільно вищою при концентрації 0,5% та 10,0% проти трьох штамів коронавірусу порівняно із 7,5% засобом PVP-I у вигляді скрабу. Ця формула PVP-I була розроблена як очищувальний пінний засіб для використання в медичних/хірургічних умовах. Пінистість скрабу досягається за рахунок включення неіонних поверхнево-активних речовин (наприклад, ноноксинолу‑9). Після механічної обробки рук цим засобом патогенні мікроорганізми, що зв’язуються з його активними компонентами, в подальшому змиваються зі шкіри.

Хоча існує пробіл в інтерпретації результатів досліджень in vitro і необхідні докази клінічних досліджень, ефективна протиінфекційна терапія може суттєво сприяти створенню безпечнішого середовища у сфері охорони здоров’я та в побуті, особливо в період пандемії.

Завдяки проведеним дослідженням in vitro була продемонстрована висока віруліцидна активність препаратів призначених для PVP-I у вигляді розчинів різної концентрації, призначених для полоскання горла та ротової порожнини, а також скрабу для обробки рук. Отримані результати підкріплюють раніше надані докази ефективності застосування різних складів PVP-I у медичних установах проти сімейства штамів коронавірусу, включно із SARS-CoV‑2. Це обґрунтовує доцільність використання засобів, що містять PVP-I, у медичних закладах, а також з метою особистої гігієни. Використання PVP-I під час пандемії COVID‑19 суттєво доповнює наявні превентивні стратегії щодо стримування подальшого поширення вірусу. Засоби PVP-I доцільно використовувати, щоб запобігти передачі вірусу серед пацієнтів, медичних працівників й осіб, які доглядають за хворими на COVID‑19.

Майбутні клінічні дослідження ефективності PVP-I мають визначити оптимальні методи доставки, як-от полоскання порожнини рота, інтраназальний спрей або скраб, та оптимальні концентрації різних складів для інактивації SARS-CoV‑2.

Висновки

Обидва дослідження продемонстрували високу віруліцидну активність in vitro різних засобів PVP-I проти коронавірусів за умови короткочасного впливу. Ці результати in vitro є багатообіцяючими, вони повинні стати поштовхом для проведення подальших клінічних досліджень з метою визначення оптимальних концентрацій PVP-I і методів їх застосування.

Стаття друкується в скороченні.

Shet M., Hong R., Igo D. et al. In Vitro Evaluation of the Virucidal Activity of Different Povidone–Iodine Formulations Against Murine and Human Coronaviruses. Infect Dis Ther (2021) 10: 2777-2790. https://doi.org/10.1007/s40121-021-00536-1

Переклав з англ. В’ячеслав Килимчук

Медична газета «Здоров’я України 21 сторіччя» № 23-24 (516-517), 2021 р.

СТАТТІ ЗА ТЕМОЮ Терапія та сімейна медицина

16.05.2022 Терапія та сімейна медицина Молнупіравір для перорального лікування амбулаторних пацієнтів із COVID-19

Пандемія коронавірусної хвороби 2019 (COVID‑19), зумовленої вірусом тяжкого гострого респіраторного синдрому (SARS-CoV‑2), спричинила майже 270 млн підтверджених випадків і понад 5,2 млн смертей в усьому світі. Госпіталізації потребує значна частина пацієнтів із COVID‑19, переважно люди старшого віку й особи з хронічними захворюваннями, як-от ожиріння, цукровий діабет і тяжка серцева патологія. На сьогодні схвалено низку вакцин, високоефективних у зниженні частоти госпіталізації та смертності; утім, охоплення вакцинацією залишається недостатнім. ...

07.05.2022 Терапія та сімейна медицина Хірургія, ортопедія та анестезіологія ІІІ Міжнародний симпозіум із тромбозу та гемостазу: новітні дослідження та зміна парадигм*

26-28 листопада минулого року відбувся ІІІ Міжнародний симпозіум із тромбозу та гемостазу на базі міжнародної освітньої медичної платформи «Medvoice». Третій рік поспіль цей захід зібрав провідних світових та вітчизняних експертів, відомих фахівців із Франції, Австрії, Угорщини, Ізраїлю, Російської Федерації та Литви. Загалом у симпозіумі взяли участь 23 спікери, які розглянули актуальні питання діагностики й лікування порушень гемостазу в контексті новітніх досліджень. Зміна парадигм у патогенезі коагулопатії при тяжких захворюваннях та травмах, підходах до ефективної корекції ускладнень антикоагулянтної терапії, а також у розумінні стану гемостатичного потенціалу стали ключовими темами симпозіуму. ...

07.05.2022 Терапія та сімейна медицина Регенеративні технології у травматології та ортопедії

Наприкінці осені минулого року відбулась науково-практична конференція з міжнародною участю «Регенеративні технології у травматології та ортопедії», у ході якої провідні спеціалісти галузі мали змогу обмінятися досвідом використання альтернативних методик лікування захворювань опорно-рухового апарату. ...

28.04.2022 Терапія та сімейна медицина Ендокринологія Сторіччя лікування цукрового діабету: підсумовуючи досягнення і втрати

Науково-практична конференція «Століття успіху в лікуванні цукрового діабету. Підсумки 2021». Про історію захворювання цукрового діабету і методи боротьби з ним, а також про нинішній стан проблеми, зростання поширеності цукрового діабету, розвиток і вдосконалення методів його лікування. ...