ANTIMICROBIAL EFFICIENCY OF NIOSOMAL FORMS OF DEFENSINS UNDER THERMAL EXPOSURE

Endogenous defensins are a promising alternative in the treatment of infectious processes caused by antibiotic-resistant microflora. The effect of heat treatment on the dispersed composition of nanovisicles during the preparation of niosomal forms of defensins was considered. When analyzing the data of electron and atomic force microscopy, as well as the constructed integral and differential curves of the distribution of nios by size, the influence of the temperature effect on the value of their equivalent diameter was confirmed. Comparison of different temperature regimes of exposure to organosilicon niosomes showed that when they are heated, homogenization of the size of the vesicles occurs. With an increase in temperature, the number of niosomes less than 100 nm in diameter in the gel increased: from 48,8% at 25° C to 89,4% at 40° C. A decrease in the size of niosomes under temperature influences during their preparation increases their effectiveness against microorganisms resistant to antibiotics. The disk diffusion method has demonstrated the correlation of the size of the growth inhibition zone of antibiotic-resistant microorganisms around the discs with niosomal defensins when exposed to different temperatures: 25° C, 30° C, 35° C, 40° C.Statistical analysis has confirmed the ability to control the size of niosomes by heat to increase their antimicrobial efficacy.

niosomes, defensins, antibiotic-resistant microorganisms, heat exposure, antimicrobial efficacy, atomic force and electron microscopy

1. Базиков, И. А. Выделение эндогенных антимикробных пептидов и инкапсулирование их в кремнийорганические ниосомы / И. А. Базиков, А. Н. Мальцев, О. И. Седых, В. А. Батурин, А. Д. Болатчиев, А. А. Ефременко // Бактериология. - 2019. - Т. 4, № 3. - С. 14-17.

2. Базиков, И. А. Патент 2539396 Рос. Федерация, МПК A61K 8/04 Способ трансдермального переноса активных субстанций с использованием ниосом на основе ПЭГ-12 диметикона / И. А. Базиков; заявитель и патентообладатель Базиков Игорь Александрович. - № 2012136960/15; заявл. 29.08.2012, опубл. 20.01.2015. Бюл. 2.

3. Базиков, И. А. Патент 2625722 Рос. Федерация, МПК A61K 31/00 Кремнийорганические ниосомы с бактерицидными и парамагнитными свойствами / И. А. Базиков, А. Н. Мальцев; заявитель и патентообладатель ООО НПО «Клеточные технологии». - № 2016101621; заявл. 19.01.2016, опубл. 18.07.2017. Бюл. 20.

4. Базиков, И. А. Патент 2729016 Рос. Федерация, МПК C07K 1/12 Способ выделения природных антимикробных пептидов из лейкоцитарно-эритроцитарно-тромбоцитарной массы крови / И. А. Базиков, А. Н. Мальцев, В. А. Батурин, Рамеш К. Гоял, А. Наджирул Амин, А. А. Ефременко; заявитель и патентообладатель Базиков Игорь Александрович, ФГБОУ ВО СтГМУ Минздрава России. - №2019134760; заявл. 29.10.2019, опубл. 04.08.2020. Бюл. 22.

5. Болатчиев, А. Д. Разработка ниосомального лекарственного геля с альфа-дефензином HNP-1 / А. Д. Болатчиев, И. А. Базиков, А. Н. Мальцев, О. И. Седых // Биотехнология: взгляд в будущее: мат-лы IV международной научно-практической конференции (Ставрополь, 26-27 апреля 2018). - Ставрополь : Ставропольский государственный медицинский университет, 2018. - С. 17-18.

6. Дискаева, Е. И. Оценка применимости фотометрического метода для определения размера везикул ниосомальной дисперсии / Е. И. Дискаева, И. А. Базиков, О. В. Вечер, В. П. Тимченко, М. А. Селимов // Медицинский вестник Северного Кавказа. - 2018. - Т. 14, № 1. - С. 108-110.

7. Ashtikar, M. Nanopharmaceuticals for wound healing - Lost in translation? / M. Ashtikar, M. G. Wacker // Advanced Drug Delivery Reviews. - 2018. - Vol. 129. - P. 194-218. doi: 10.1016/j.addr.2018.03.005.

8. Bolatchiev, A. D. Еffect of niosomal antimicrobial peptide hbd-1 on the healing rate of infected wounds in rats / A. D. Bolatchiev, V. A. Baturin, I. A. Bazikov, A. N. Maltsev // Medical News of the North Caucasus. - 2018. - Vol. 13, № 3. - P. 515-517.

9. Bolatchiev, A. D. Effect of antimicrobial peptides HNP-1 and hBD-1 on Staphylococcus aureus strains in vitro and in vivo / A. D. Bolatchiev, V. A. Baturin, I. A. Bazikov, A. N. Maltsev, E. Kunitsina // Fundamental and Clinical Pharmacology. - 2019. - Vol. 34, № 1.- P. 101-108. doi:10.1111/fcp.12499.

10. Diskaeva, E. I. Dispersion analysis of niosomes different composition / E. I. Diskaeva, O. V. Vecher, I. A. Bazikov, A. N. Maltsev // Journal of Nanoparticle Research. - 2019. - Vol. 21, № 1. - P. 2049-2051.

11. Diskaeva, E. I. Investigation ultrasound influence on the size of niosomes vesicles on the based of Peg-12 dimethicone / E. I. Diskaeva, I. A. Bazikov, O. V. Vecher, K. S. Elbekyan // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2018. - Vol. 9, № 6. - P. 1016-1021.

12. Diskaeva, E. I. Рarticle size analysis of niosomes as a function of temperature / E. I. Diskaeva, O. V. Vecher, I. A. Bazikov, D. S. Vakalov // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. - 2018. -Т. 9, № 2. - P. 290-294.

13. Diskaeva, E. I. Review of methods for size and morphology determination of vesicles in niosome dispersion / E. I. Diskaeva, O. V. Vecher, E. N. Diskaeva, I. A. Bazikov, K. S. Elbekyan // Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. - 2020. - Vol. 20, № 3.- P. 377-381.

14. Dumville, J. Topical antimicrobial agents for treating foot ulcers in people with diabetes / J. Dumville, B. Lipsky, C. Hoey, M. Cruciani, M. Fiscon, J. Xia // Cochrane Database of Systematic Reviews. - 2017. - Vol. 6, № 6. doi: 10.1002/14651858.CD011038.pub2.

15. Dutta, R. C. Drug carriers in pharmaceutical design: promises and progress / R. C. Dutta // Current Pharmaceutical Design. - 2007. - Vol. 13, № 7. - P. 761-769.

16. Ebbesen, M. Nanomedicine: techniques, potentials, and ethical implications / M. Ebbesen, T. G. Jensen // Journal of Biomedicine and Biotechnology. - 2006. - Vol. 2006, № 5. - 51516. doi: 10.1155/JBB/2006/51516.

17. Euliss, L. E. Imparting size, shape, and composition control of materials for nanomedicine / L. E. Euliss, J. A. DuPont, S. Gratton, J. DeSimone // Chemical Society reviews. - 2006, - Vol. 35, № 11. - P. 1095-1104.

18. Kazakov, S. Liposome-nanogel structures for future pharmaceutical applications/ S. Kazakov, K. Levon // Current Pharmaceutical Design. - 2006. - Vol. 12, № 36.- P. 4713-4728.

19. Sankhyan, A. Recent Trends in Niosome as Vesicular Drug Delivery System / A. Sankhyan, P. Pawar // Journal of Applied Pharmaceutical Science. - 2012. - Vol. 02, № 06.- P. 20-32.

20. Shahverdi, A. R. Synthesis and effect of silver nanoparticles on the antibacterial activity of different antibiotics against staphylococcus aureus and Escherichia coli / A. R. Shahverdi, A. Fakhimi, H. R. Shahverdi, S. Minaian // Nanomedicine: Nanotechnology biology and medicine. - 2007. - Vol. 3, № 2. - P. 168-171.

21. Vecher, O. V. Study of some rheological properties of niosomal dispersions of various concentrations based on PEG-12 dimethicone / O. V. Vecher, E. I. Diskaeva, I. A. Bazikov, K. S. Elbekyan, E. N. Diskaeva // Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology. - 2020. - Vol. 11, № 4. - P. 045007.