Історія, сучасна ситуація та перспективи пробіотичних досліджень, проведених у G.N. Габричевського НДІ епідеміології та мікробіології

РОЗШИРЕНИЙ РЕФЕРАТ

Повна стаття
Цифри та дані
Цитати
Метрики
Ліцензування
Передруки та дозволи
PDF

Анотація

Г.Н. НДІ епідеміології та мікробіології ім. Габричевського зробив великий внесок у розробку пробіотичних препаратів в Російській Федерації. Ще в 1960-х роках дослідники інституту почали проводити дослідження з відбору штамів пробіотиків, розробки пробіотичних препаратів різних рецептур та функцій та технологій для їх промислового виробництва, вивчення клінічної ефективності та механізмів їх дії на клітинний і молекулярний рівні. В даний час наукові дослідження та біотехнологічна діяльність у цій галузі продовжують прогресувати: вчені інституту створили нове покоління пробіотичних препаратів, визначили нові сфери їх застосування та набули нових знань з мікроекології людини.

Г.Н. Науково-дослідний інститут епідеміології та мікробіології ім. Габричевського вперше розробив концепцію пробіотиків у Росії, зробивши її самостійною науково-прикладною галуззю, і суттєво сприяв створенню національного арсеналу препаратів на основі мікроорганізмів, представників нормальної мікрофлори.

Інститут розпочав роботу в цій галузі в 1960-х роках. Дослідження зосереджувались на виділенні штамів пробіотиків із симбіонтів мікробів людини, розробці пробіотичних препаратів різних складів та функцій та технологіях їх промислового виробництва. Дослідники також вивчали клінічну ефективність та механізми їх дії на клітинному та молекулярному рівнях та досліджували вплив на імунний та цитокіновий статус та інтерферогенез.

Згідно з традиціями інституту, пробіотичні дослідження проводились у таких напрямках:

виділення промислових мікроорганізмів,

підтримка банку мікроорганізмів, представників нормальної флори,

дослідження сутності та механізмів дії пробіотиків,

проектування засобів для корекції мікрофлори,

розвиток промислових технологій,

клінічні випробування нових препаратів та схеми застосування пробіотиків,

розробка критеріїв лабораторної оцінки біотопного статусу.

У згаданий період часу дослідники інституту вперше розробили та вдосконалили методи ізоляції пробіотичних культур від біологічного матеріалу людського походження та засвоїли їх специфічну ідентифікацію:

визначив критерії відбору перспективних промислових штамів,

сформулював рецепти приготування високопродуктивних та економічних поживних середовищ як для лабораторних досліджень, так і для промислової культури мікроорганізмів,

розробив рецептури та технологію виробництва перших національних пробіотиків та організував їх промислове виробництво,

першими вирішили проблему способу отримання промислових обсягів біомаси незалежно від роду без використання вакууму, що дозволило уніфіковані підходи до проектування та виробництва препаратів різних видових композицій. Наші дослідники відібрали оригінальні кріопротектори метаболітів та визначили часові та температурні параметри сублімації та розпилювальної сушки, що дозволило отримати біомасу з високою живучістю та збереженням мікробних клітин.

Завдяки результатам цих досліджень дослідники виділили один з пріоритетних напрямків досліджень інституту, який завершився експериментальним і теоретичним обґрунтуванням для розробки фармацевтичних форм імунобіологічних препаратів різних складів: таблеток, капсул, лікарських супозиторіїв, мазей, кремів та аерозолі. В даний час проводяться дослідження щодо створення ін’єкційних форм для спеціальних сфер застосування. Оригінальність досліджень та розробок засвідчена багатьма патентами.

На початку 1970-х років за участю та наглядом нашого інституту була створена нова галузь мікробіологічної промисловості. До 1990 року в результаті цих подій дюжиною промислових підприємств було виготовлено понад 400 мільйонів доз пробіотичних препаратів.

Інститут створив першу національну колекцію біфідобактерій, яка послужила основою для організації Федерального біфідобактеріального центру в 1987 році. Центр був консультативним методичним органом і виконував функції координатора фундаментальних та прикладних досліджень, що проводились у цій галузі протягом країна.

У 1994 р. Почав функціонувати Федеральний банк мікроорганізмів, представників нормальної мікрофлори. Типові штами з міжнародних колекцій зберігаються в банку, який постійно поповнюється новими культурами, що належать до різних систематичних груп. Це дозволило працівникам розширити асортимент пробіотичних мікроорганізмів і почати виробляти нові типи штамів та їх консорціуми.

Мікробні біопрепарати створюються з використанням пріоритетного принципу консорціуму пробіотичних штамів, згідно з яким синергічна взаємодія штамів використовується під час виготовлення препарату та подальшої стійкості в пробірці. Компетентність цього підходу підтверджується високою ефективністю препаратів, розроблених з урахуванням внутрішньовидового синергізму. Це двокомпонентні препарати Біфікол та Біфілонг, трикомпонентні Ацилакт та Кіпацид та багатокомпонентний препарат Полібактерин. Цей самий принцип був використаний як основа для формулювання функціональних продуктів Bifilife та найновіших препаратів, розроблених Інститутом: біопрепарати синбіотиків Bifidum-Multi та Normospectrum на основі консорціумів пробіотичних мікроорганізмів, які доповнюють мікробіоценоз кишечника різних вікових груп людини.

Інститут має власну клінічну базу та співпрацює з багатьма основними національними клініками при випробуванні наших препаратів, що розширює сферу їх застосування при лікуванні різних форм людської патології. У співпраці з клініцистами у суміжних областях дослідники інституту продемонстрували ефективність наших препаратів для лікування мікроекологічних змін різного генезу в акушерстві, гінекології, алергології, гастроентерології, гепатології, стоматології, дерматології та багатьох інших галузях клінічної практики.

Комплексні дослідження, в яких брали участь різні відділи інституту, показали, що пробіотичні препарати позитивно впливають на стан імунної системи, метаболічні процеси, мінеральний та вітамінний баланси, вторинний імунодефіцит та зміни у виробництві інтерферону та цитокінів. Це значно розширило сферу застосування пробіотиків, включаючи профілактику та реабілітацію, і дало поштовх для розробки нових форм пробіотиків: харчових добавок та функціональних продуктів.

Ця нова область є найбільш фізіологічною та ефективною, оскільки дозволяє розробляти рецепти, збагачені активними інгредієнтами, що робить можливим створення продуктів зі спеціальними функціями для профілактики та лікування гіперхолестеремії, сечокам’яної хвороби, бронхіальної астми, хронічних уражень печінки, цукрового діабету тощо.

Перспективні напрямки досліджень, що проводяться в G.N. Габричевського НДІ епідеміології та мікробіології є:

комбіновані препарати, харчові добавки та функціональні продукти,

консорціуми з імуноглобулінами, інтерферонами та лізоцимом,

консорціуми з функціональними інгредієнтами,

Дослідники розробляють нове покоління пробіотиків на основі метаболітів та продуктів, що утворюються в результаті розпаду клітин продуктивних штамів лактобактерій та біфідобактерій: адгезинів, аглютинінів, лектинів та високомолекулярних біосурфактантів. Слідчі продовжують розробляти напрямки досліджень, спрямованих на створення комплексних препаратів на основі пробіотиків та імуноглобулінів, інтерферонів та лізоциму, які є дуже перспективними для застосування в різних практичних галузях медицини.

Нова область розширення лікарських форм охоплює нетрадиційні бактерії, їх компоненти та метаболіти, які можуть бути використані як пробіотики. Таким чином, препарат Кодивак був розроблений з використанням антигенів клітинної стінки нетоксигенних коринебактерій. Ефективність препарату Кодівак була продемонстрована шляхом нормалізації мікрофлори у слизовій оболонці верхніх дихальних шляхів.

Протягом останніх 10 років, у співпраці з академічним інститутом, ми підтримували банк мікробіоценозів для реалізації проекту «Автопробіотики».

Важливим ідеологічним кроком для розширення застосування пробіотиків було включення біфідобактерій в раціон немовляти та розробка складної цільової програми для створення адаптивних дитячих молочних сумішей, збагачених біфідобактеріями. З цією метою наші дослідники відібрали штами біфідобактерій, які зброджували молоко, і з їх допомогою розробили перші дитячі формули поживних речовин, збагачені ліофілізованою біомасою біфідобактерій, а також ферментований молочний продукт біфідумбактерин.

Клінічні спостереження, підтверджені лабораторними дослідженнями, засвідчили сприятливий вплив пробіотичних культур на дитячі організми, що дали поштовх для бурхливого розвитку цієї галузі. В даний час біфідобактеріальні продукти, розроблені за штамами та технологіями нашого інституту, масово виробляються на молокопереробних підприємствах та підприємствах, що виробляють продукти харчування для немовлят.

Інститут розпочав дослідження з мікроекології людини та розробив перші методичні засоби для бактеріологічних досліджень нормальної флори кишечника. Результати досліджень у цій галузі використовуються для публікації та регулярного оновлення методичних рекомендацій та стандартів для визначення якісного та кількісного складу мікрофлори кишечника, верхніх дихальних шляхів та сечостатевих органів, а також для діагностики дисбіотичних змін і розробити методи їх корекції. Ці публікації використовуються в практичній роботі в багатьох лабораторіях, клініках та діагностичних центрах Російської Федерації та сусідніх країн.

Для цього в останні роки Г.Н. Інститут Габричевського почав застосовувати біохімічні експрес-методи: розширений копрологічний аналіз та газорідинну хроматографію для оцінки метаболічної активності мікрофлори за допомогою складу коротколанцюгових жирних кислот у калі. Це дозволяє комплексно діагностувати взаємопов’язані функціональні та мікроекологічні зміни в шлунково-кишковому тракті.

В даний час діагностична практика доповнена новим методом, що називається мультисубстратним тестуванням, який використовує автоматичну систему Еко-журнал. Цей метод дозволяє охарактеризувати мікробну спільноту за допомогою багатовимірного параметра функціонального біологічного різноманіття, тобто діапазону споживання субстрату, що дозволяє контролювати та корегувати динаміку мікробіоценозу.

Комплексні дослідження характеристик препаратів, що розробляються, та нових областей їх застосування виконують не тільки спеціалізовані лабораторії, але й інші відділи інституту, які органічно інтегровані в науково-дослідну роботу разом із суміжними науковими та медичними центрами. Це дозволяє сконцентрувати дослідницький потенціал та технічні можливості, а також отримати нову інформацію та значні результати.

Важливою та своєрідною особливістю інституту є історично традиційна інтеграція трьох складових - наукової, клінічної та виробничої бази, що сприяють успішному розвитку цієї галузі.

Нині в рамках інституту функціонують підприємства малого бізнесу, які розробляють технології подальшого комерційного виробництва препаратів. У той же час препарати, розроблені інститутом, також виготовляються на багатьох російських підприємствах.

Консультативно-діагностичний центр, створений в інституті, завоював репутацію одного з найбільш компетентних центрів Москви завдяки ефективному лікуванню. Це бере свій початок із досвіду та традицій, накопичених в інституті, та прагнення до вищої професійної кваліфікації, що завжди було основною вимогою, яку самостійно встановлював кожен працівник інституту.