Оценка влияния бензалкония хлорида на цитотоксичность глазных капель Неттацин и Тобрекс в условиях in vitro

    Актуальность

     Антибактериальные глазные капли предназначены для лечения и профилактики инфекционно-воспалительных заболеваний глаз различной этиологии, вызванных широко распространенными штаммами микроорганизмов, чувствительными к антибиотикам. Наиболее востребованными в настоящее время являются фторхинолоны и аминогликозиды. Из группы аминогликозидов в настоящее время используется гентамицин, тобрамицин и «новый» для офтальмологии препарат – нетилмицин, выпускаемый в двух лекарственных формах: каплях и мази. Глазные капли нетилмицина доступны во флаконах с консервантом и в монодозах без консерванта [1]. Следует помнить, что капли, не содержащие консерванты, с точки зрения микробного загрязнения глазной поверхности могут быть потенциально опасными [5]. Одним из консервантов с доказанной эффективностью, который включен в состав глазных капель, является бензалконий хлорид (БАХ), принадлежащий к четвертично-аммониевым соединениям [2]. БАХ является доминирующим консервантом, применяемым в офтальмологических препаратах за прошедшие несколько десятилетий, и входит в состав 70% глазных капель. Консервант обладает антимикробным действием, имеет ограниченное проникновение в структуры глаза, в растворах сохраняет стабильность длительное время. В последние годы появились многочисленные публикации, свидетельствующие, что БАХ может оказывать токсическое действие на глазную поверхность, где избирательно поглощается эпителием конъюнктивы и роговицы [6]. Проведенные исследования с применением радиоизотопного метода показали, что не было установлено никакого проникновения БАХ во влагу передней камеры глаза, радужную оболочку, цилиарное и стекловидное тело. Однако минимальное проникновение БАХ в строму роговицы все же было зафиксировано даже при однократном закапывании [7]. В слезной жидкости БАХ также был обнаружен в течение короткого времени, по-видимому, это было связано с процессом его поглощения поверхностью эпителиального слоя конъюнктивы [3]. В отдельных исследованиях показана высокая токсичность БАХ на глазную поверхность, особенно при длительном использовании, в отдельных случаях отмечался апоптоз клеток [4].

    Цель

    Сравнение цитотоксичности антибактериальных глазных капель аминогликозидного ряда, зарегистрированных в Российской Федерации: Тобрекс® (Тобрамицин 3 мг/мл, консервант БАХ 0,1 мг/мл; производитель: «Алкон-Куврьор», Бельгия), Неттацин® (Нетилмицин 3 мг/мл, без консерванта; производитель: «С.И.Ф.И. С.п.А.», Италия) и (Нетилмицин 3 мг/мл, консервант БАХ 0,05 мг/мл; производитель: «С.И.Ф.И. С.п.А.», Италия).

    Материал и методы

    В качестве тест-систем в исследовании были использованы нормальные фибробласты кожи человека (ФК) и клетки постоянной трансформированной клеточной линии Clone 1-5с-4 (клетки нормальной конъюнктивы человека).

    Анализ цитотоксического действия антибиотиков в отношении ФК и клеток линии Clone 1-5с-4 проводили с помощью МТТ-теста (стандартный метод определения цитотоксичности различных соединений). Клетки высевали в 96-луночные планшеты в 200 мкл соответствующей питательной среды с добавлением 10% FBS («HyClone», США). Для ФК – среда αMEM (Lonzo, Бельгия), для клеток линии Clone 1-5с-4 – среда Игла MEM («Биолот», Россия). Через сутки (после формирования клетками субконфлюэнтного монослоя) производили замену исходной среды на соответствующую среду, содержащую исследуемые антибиотики в концентрации 1% и 10%. Культивирование проводили при 37° С в СО2-инкубаторе в атмосфере 5% СО2 в течение 3 суток. Контролем служили ФК и клетки линии Clone 1-5с-4, культивируемые в стандартных условиях. По окончанию срока культивирования проводили МТТ-тест. Оптическую плотность полученного раствора формазана в ДМСО измеряли с помощью анализатора Fluorofot «Charity» (Россия) при длине волны 570 нм и референсной длине волны 630 нм. Полученные данные обрабатывали с помощью компьютерной программы MS Excel. Различия считали статистически достоверными при уровне значимости p<0,05. За 100% жизнеспособность принимали интенсивность окраски в лунках с клетками, культивированными без препаратов.

    Результаты

    МТТ-тест выявил, что клетки линии Clone 1-5с-4 более чувствительны к цитотоксическому действию исследуемых препаратов, чем ФК (рис. 1).

    Наименее токсичным для обоих типов клеточных культур оказался Неттацин® без консерванта, который практически не проявил цитостатического действия на клетки в выбранных концентрациях. В то время как глазные капли Тобрекс® и Неттацин®, содержащие БАХ 0,1 и 0,05 мг/мл соответственно в качестве консерванта, проявили различную степень токсичности для клеток. Наиболее выражено токсическое действие данных препаратов проявилось на клетках линии Clone 1-5с-4. На рисунке 2 представлено морфологическое состояние клеток линии Clone 1-5с-4 на 3-и сутки культивирования в питательной среде, содержащей 1% тестируемых антибиотиков. Клетки линии Clone 1-5с-4 в контроле и в присутствии Неттацина® без консерванта имеют типичную эпителиоподобную морфологию и на 3-и сутки культивирования сформировали конфлюэнтный монослой. В присутствии Тобрекса® и Неттацина®, содержащих в своём составе БАХ, клеточный монослой не сформирован, в варианте с Тобрексом® (БАХ – 0,1 мг/мл) практически нет распластанных клеток. Большинство клеток имеет округлую форму; структура клеток зернистая, с вакуолями, что является признаком угнетенного состояния клеток. Эти данные позволяют сделать вывод, что исследуемые препараты, содержащие в составе БАХ, оказывают на клетки линии Clone 1-5с-4 цитотоксическое действие разной степени. В ходе проведённого исследования было установлено цитотоксическое действие исследуемых антибактериальных глазных капель на ФК и клетки линии Clone 1-5с-4 в следующей последовательности (по убыванию токсичности): Неттацин® (без консерванта) > Неттацин® (БАХ – 0,05 мг/мл) > Тобрекс® (БАХ – 0,1 мг/мл).

    Обсуждение

    Несмотря на многочисленные клинические исследования по изучению токсичности различных групп консервантов, содержащихся в глазных лекарственных формах, наличие БАХ в составе глазных капель большинство авторов связывают с потенциальными причинами раздражения конъюнктивы и роговицы. В представленном исследовании нетилмицин без консерванта оказался наименее токсичным антибактериальным препаратом. Эти результаты частично совпадают с ранее полученными данными по оценки цитотоксичности аминогликозидов и фторхинолонов, в составе которых присутствовали консерванты, а также без них [1].

    Заключение

    Токсичность глазных капель с БАХ и без консерванта изучена и оценена на двух линиях клеточных культур. Как показали исследования, цитотоксичность препарата зависела от концентрации БАХ, входящего в состав антибактериальных глазных капель. На основании полученных данных in vitro целесообразно в дальнейшем провести исследования in vivo по оценки кератопатий, которые иногда возникают после назначения антибактериальных препаратов.

    Работа выполнена в рамках проекта РНФ № 14-50-00068