высокое качество
по доступным ценам
Тел.: +7(495) 727-08-18
E-mail: info@raciovet.ru

Новости

Противовирусное действие препарата Рибафлокс®

26 мая 2020

Статью подготовил:

Парилов Станислав Валерьевич - кандидат биологических наук, ветеринарный врач, региональный представитель по Поволжью ООО "Рациовет"

 

Вирусные болезни животных продолжают оставаться одним из наиболее актуальных вопросов в ветеринарной практике. Многие возбудители, сохраняя тенденцию к высокой изменчивости и быстрому распространению, наносят огромный экономический ущерб сельскому хозяйству Мира и России, в частности. Именно поэтому особое внимание уделяется профилактике данных заболеваний, состоящей из комплекса мер – вакцинация, дезинфекция, организационные методы и т.д. Однако, даже не смотря на все предпринимаемые меры, сохраняется риск заноса инфекционного начала. В случае с бактериальной этиологией, можно применить широчайший спектр антибиотиков доступных сегодня на рынке ветеринарных препаратов. Но что касается противовирусной терапии, то тут ассортимент доступных препаратов не так велик.

В этой статье рассмотрены научные данные об одном из противовирусных препаратов группы нуклеозидных аналогов - Рибавирине. Впервые опубликованные в 1972г. данные о рибавирине (препарат Виразол) [31], показали активность против 16 РНК и ДНК происследованных вирусов, в числе которых были герпесвирус, вирус везикулярного стоматита, гриппа А и парагриппа-1 т.д. При этом, вещество характеризуется низкой токсичностью, за исключением обратимой анемии, обычно лёгкой степени [24], и противопоказанием при текущей или планируемой беременности в течении ближайших 6 месяцев [40]. А мультиплицированный механизм действия означает, что резистентность к нему вырабатывается очень редко. В настоящее время рибавирин назначают людям при широком спектре заболеваний вирусной этиологии таких как –  гепатит C, респираторно-синцитиальная инфекция, лихорадки Ласса, Долины Рифт, Конго-Крымская и др. [5, 6, 7, 20], так же было изучено его действие на возбудителя Covid-19 [2].

Разработанная более 40 лет назад молекула сразу имела практический интерес, во многом связанный с тем, что это был первый синтетический нуклеозид демонстрирующий широкий спектр антивирусной активности и один из немногих противовирусных препаратов клинически эффективный не только против герпес вируса и ВИЧ [21]. Зарекомендовав себя и получив широкое распространение в медицинской практике, в ветеринарии же его применение только «набирает обороты».

 

В чём же заключается секрет его успеха?  

Что бы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться в механизме его действия.

Как известно, кодирующая генетическую информацию нуклеиновая кислота (НК) присуща не только животным и растениям, но и вирусам. Собственно говоря, вирусы состоят из генетического материала (ДНК или РНК), белковой оболочки (капсида) и иногда липидных оболочек

Нуклеиновая кислота в свою очередь состоит из остатка фосфорной кислоты, одного из двух сахаров - рибозы либо дезоксирибозы (в РНК и ДНК соответственно) и нескольких азотистых оснований: цитозин, гуанин, аденин и урацил (для РНК) либо тимин (для ДНК). Различные комбинации этих азотистых оснований и являются элементом кодирования (рис. 1).

              

Проведённая рентгеновская кристаллография рибавирина, показала схожесть его структуру с гуанином [27].

 

Механизм действия рибавирина:

По последним данным известно несколько механизмов действия [21, 28]. Рассмотрим наиболее изученные

1. Рибавирин является конкурентным ингибитором инозин-5′-монофосфатдегидрогеназы (IMPDH).

Гуанин, как уже было сказано выше, является составной частью как ДНК, так и РНК. При синтезе азотистных оснований de novo, метаболиты рибавирина ингибируют фермент IMPDH, необходимого для синтеза гуанозинмонофосфата (нуклеотида содержащего гуанин), в результате возникает дефицит этого нуклеотида и тормозится построение мРНК. Как следствие, снижается синтез белков [6, 25].

 

2. Ингибирование полимеразы ДНК вирусов.

Следующее действие рибавирина связано с ферментами, участвующими в репликации нуклеиновой кислоты, т.е. в процессе создания двух дочерних молекул на основе родительской молекулы. Ферменты класса полимераз, запускают «копирование» исходной НК. однако, в случае когда, полимераза доходит до трифосфата рибавирина (вместо трифосфата гуанина), происходит обрыв цепи и ингибирование репликации вирусной ДНК [28].   

 

     

3. Ингибирование полимеразы РНК вирусов. 

Исследования показали, что трифосфат рибавирина так же оказывает ингибирующее действие и на некоторые полимеразы РНК-вирусов, такие как вирус везикулярного стоматита, гриппа и т.д [15]. В случае с РНК-зависимой РНК полимеразой ингибирование идёт не по классическому прерыванию. Здесь значительную роль играет конкурентное связывание с естественными нуклеотидами. Это было продемонстрировано на примере вирусной диареи КРС [15].

 

 4. Ингибирование вирусного кэппирования.

Один из способов защиты клетки-хозяина от вируса, это ферменты нуклеазы. Эти ферменты разрушают фосфодиэфируную связь между нуклеотидами, тем самым приводят к деградации вирусной мРНК [30]. Для её стабилизации эукариотические клетки и некоторые вирусы выработали специальную защиту – кэппирование (от англ. Cap – шапка) [16, 30]. Кэп состоит из одного или нескольких модифицированных нуклеозидов, защищающих от быстрой деградации, способствующих экспорту мРНК из ядра и процессингу. В клетках эукариот только кэпированные мРНК могут быть стабильны и транслироваться. Напротив, некэпированные мРНК быстро подвергаются деградации и могут стать причиной активации антивирусной защиты клетки. Коэволюция вирусов и их хозяев привела к возникновению у вирусов различных механизмов преодоления этой защиты [8].

              

  •   Кэпирование ферментами хозяина – характерен для лейкоза КРС, кошачьих, ВИЧ.
  • -   Кэпировние ферментами вируса - для возбудителей нодулярного дерматита, КЧС и ВД КРС.
  • -   Некоторые вирусы «крадут» кэп (вирус гриппа).

Однако, вирусный фермент неэффективно модифицирует кэпированные рибавирином РНК. В результате синтезируются «псевдокэпированные» мРНК, которые стабильны в клетке, но практически не транслируются в вирусные белки.

 

5. Рибавирин трифосфат (РТФ) мутаген для вирусной РНК.

Как уже было описано выше, рибавирин трифосфат может встраиваться в нуклеиновую кислоту вместо гуанина. При этом репликация прерывается, когда полимераза доходит до замещённого участка. Некоторые вирусы имеют повышенную адаптацию к меняющимся окружающим условиям и иммунному ответу (вирус гепатита С, близкий к нему вирус ВД КРС). Вариабельность генетических мутаций обусловлена квазиспецефичными полимеразами. Отличительной чертой их является не прерывание репликации НК, как этот происходит обычно, а продолжение, не смотря на ошибки [12, 13]. Однако, вирус при этом становится у опасной черты «летального мутагенеза», когда при накоплении критического количества ошибок, значительно снижает живучесть вирионов. Так же исследование показало, что полимераза вируса гепатита С может неправильно включать рибавирин в качестве пуринового аналога в противоположность нуклеиновым основаниям цитидина и урацила, что стало биохимическим подтверждением теории вирусного мутагенеза [28].

Кроме описанных выше прямых действий рибавирина, было так же обнаружен иммуномодулирующий и противовоспалительный эффект [21, 28]. Рибавирин применяется как в монотерапии, так и в комбинации с другими препаратами [14, 17]. В ветеринарии рибавирин продемонстрировал свою активность против вируса чумы плотоядных [9, 10], парагриппа и калицивируса [26, 36], инфекционного перитонита кошек [35], респираторно-сентициальной инфекции [1, 19, 36], вирусной диареи КРС [11, 32, 33, 36, 37, 38], цирковируса [4], РРСС [34], ТГС [39], ротавиуруса, лейкоза КРС [22, 32].

Как показывает практика, большинство из этих болезней редко приходят одни. Обычно за ними следуют секундарные инфекции как вирусной так и бактериальной этиологии. Этот момент был учтён при составлении рецептуры комплексного препарата Рибафлокс®, имеющего рибавирин, энрофлоксацин и триметоприм в своём составе.

Энрофлоксацин – антибиотик, относящийся к группе фторхинолонов, широкого спектра действия действющий на ГР+ и Гр- бактерии, и микоплазму, как на стационарной стадии, так и на стадии роста. Энрофлоксацин, блокирует фермент ДНК-гиразу, что приводит к нарушению синтеза ДНК, а также нарушает рост и деление бактерий, вызывает выраженные морфологические изменения (в том числе клеточной стенки и мембран) и гибель бактериальной клетки [23].

Триметоприм, входящий в состав препарата, является производным соединением из группы диаминопиримидинов, механизм действия которого связан с угнетением фермента дигидрофолатредуктазы в процессе синтеза тетрагидрофолиевой кислоты, предшественника фолиевой кислоты, которая является важнейшим фактором жизнедеятельности микроорганизмов [3].

Оба эти компонента уже зарекомендовали себя в ветеринарной практике и в составе комплексного препарата позволяют бороться с широчайшим спектром инфекционных болезней животных, а именно с такими возбудителями как E. coli, Klebsiella spp., Salmonella spp., Enterobacter spp., Proteus spp., Haemophilus spp., Chlamydia, Boгdetella spp., Clostridium spp, Erysipetotrix spp., Pasteurella spp., Corynebacterium spp., Pseudomonas spp., Campylobacteг spp., Bacteгoides spp., Actinobacillus pleuropneшnoniae, Fusobacteгiшn, Brucella spp, Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus spp., Listeгia monocytogenes, а также Mycoplasma spp.

Рибафлокс® от компании ALPOVET LTD был первым лекарственным средством с такой инновационной рецептурой на отечественном рынке ветеринарных препаратов. Появившись около десяти лет назад он успел себя зарекомендовать как среди ветеринарных врачей мелких домашних, экзотических и с/х животных. А его уникальная запатентованная формула, обеспечивает стабильность и высокую биодоступность активных компонентов препарата.

Наиболее широкое применение Рибафлокс® получил при лечении молодняка крупного рогатого скота, свиней, овец и коз, собак и кошек при инфекциях смешанной этиологии респираторной (бронхопневмонии, пневмонии, атрофического ринита), пищеварительной (гастроэнтерита, энтерита, колита), мочеполовой (синдром мастит-метрит-агалактия, цистит, пиелонефрит) систем, септицемии и других болезней, вызванных чувствительными к ингредиентам препарата вирусами и бактериями.

 

Литература

  1.  Bartzatt R1, Anderson GA. Ribavirin inhibits proliferation of bovine respiratory syncytial virus in vitro. Comp Immunol Microbiol Infect Dis. 1989; v. 12(3), p. 57-62.
  2.  Bojkova, D., Klann, K., Koch, B. Et al. Proteomics of SARS-cov-2-infected host cells reveals therapy targets. Nature (2020). Https://doi.org/10.1038/s41586-020-2332-7
  3.  Brogden RN, Carmine AA, Heel RC, Speight TM, Avery GS. Trimethoprim: a review of its antibacterial activity, pharmacokinetics and therapeutic use in urinary tract infections. Drugs. 1982; v. 23(6), p. 405‐430.
  4.  Chen J., Li W., Jin E., et al. The antiviral activity of arctigenin in traditional Chinese medicine on porcine circovirus type 2. Research in Veterinary Science. 2016; v. 106, p. 159–164.
  5.  Cramp ME, Rossol S, Chokshi S, Carucci P,Williams R & Naoumov NV Hepatitis C virus-specific T-cell reactivity during interferon and ribavirin treatment in chronic hepatitis  C. Gastroenterology v. 118,  p. 346–355.
  6.  Crotty, S., Cameron, C. & Andino, R. Ribavirin's antiviral mechanism of action: lethal mutagenesis?. J Mol Med 80 (2002), p. 86–95.
  7.  Crumpacker CS Overview of ribavirin treatment of infection caused by RNA viruses. In Clinical Applications of Ribavirin. Edited by RA Smith, V Knight & JAD Smith. Florida: Academic Press 1984, p. 33–37.
  8.  Decroly E., Ferron F., Lescar J., Canard B. Conventional and unconventional mechanisms for capping viral mRNA. (англ.) // Nat Rev Microbiol.: journal. — 2011. — Vol. 10. — P. 51—65.
  9.  El-Gallad SB. Investigation of the antiviral effect of ribavirin and acyclovir on canine distemper and infectious canine hepatitis viruses. Suez Canal Vet Med J. 2008; v. 13, p. 555–563.
  10.  Elia G, Belloli C, Cirone F, et al. In vitro efficacy of ribavirin against canine distemper virus. Antiviral Res. 2008; v. 77, p. 108–113.
  11.  Escuret, Vanessa & Parvaz, Parviz & Hantz, Olivier & Petit, Marie-Anne & Trepo, Christian & Zoulim, Fabien. Study of the antiviral mechanism of action of ribavirin in the bovine viral diarrhea virus model. Gastroentérologie clinique et biologique. 2002, v. 26, p. 584-90.
  12.  Farci P & Purcell RH Clinical significance of hepatitis C virus genotypes and quasispecies. Seminars in Liver Disease 2000 v. 20, p. 103–126.
  13.  Farci P, Bukh J & Purcell RH The quasispecies of hepatitis C virus and the host immune response. Springer Seminars in Immunopathology 1997 v. 19, p. 5–26.
  14.  Fernandez, H., Banks, G. & Smith, R. Ribavirin: A clinical overview. Eur J Epidemiol 1986, v. 2, p. 1–14.
  15.  Fernandez-Larsson R, O’Connell K, Koumans E & Patterson JL. Molecular analysis of the inhibitory effect of phosphorylated ribavirin on the vesicular stomatitis virus in vitro polymerase. Antimicrob Agents Chemother. 1989 Oct;33(10): p. 1668-73.
  16.  Furuichi Y., Shatkin A. J. Viral and cellular mRNA capping: past and prospects // Adv Virus Res.: journal. — 2000. — Vol. 55. — P. 135—184.
  17.  Glanville, Allan R. et al. Intravenous Ribavirin Is a Safe and Cost-effective Treatment for Respiratory Syncytial Virus Infection After Lung Transplantation. The Journal of Heart and Lung Transplantation, Volume 24, Issue 12, p. 2114 – 2119.
  18.  Hong Z, Ferrari E, Wright-Minogue J, Skelton A, Glue P, Zhong W & Lau JYN (1999) Direct antiviral activity of ribavirin: hepatitis C virus NS5B polymerase incorporates ribavirin triphosphate into nascent RNA products. Hepatology 1999, 32, p.354A.
  19.  Hruska JF, Bernstein JM, Douglas RG Jr, Hall CB. Effects of ribavirin on respiratory syncytial virus in vitro. Antimicrob Agents Chemother. 1980 May; 17(5), p. 770-5.
  20.  Huggins JW. Prospects for treatment of viral hemorrhagic fevers with ribavirin, a broad-spectrum antiviral drug. Rev Infect Dis. 1989 May-Jun;11 Suppl 4, p. 750-61.
  21.  Jason D. Graci and Craig E. Cameron. Mechanisms of action of ribavirin against distinct viruses. Rev. Med. Virol. 2006; 16: 37–48 p.
  22.  Jeff Isaacson, Charles Wood, Jay Reddy Synergistic Inhibition of Bovine Leukemia Virus Replication In Vitro by Ribavirin and alpha-Interferon May 2009 Antiviral Research 82(2).
  23.  Mark G.Papich Saunders Handbook of Veterinary Drugs (Fourth Edition). Small and Large Animal. Enrofloxacin. 2016, p. 287-289
  24.  Noel J C Snell Ribavirin - current status of a broad spectrum antiviral agent, Expert Opinion on Pharmacotherapy, (2001), 2:8, p. 1317-1324.
  25.  Ortega-Prieto AM, Sheldon J, Grande-Pérez A, Tejero H, Gregori J, Quer J, Esteban JI, Domingo E, Perales C "Extinction of hepatitis C virus by ribavirin in hepatoma cells i nvolves lethal mutagenesis". PLoS One. Vartanian J (ed.). (2013)  8(8): e71039.
  26.  Povey RC. In vitro antiviral efficacy of ribavirin against feline calicivirus, feline viral rhinotracheitis virus, and canine parainfluenza virus. Am J Vet Res. 1978; v. 39, p. 175– 178.
  27.  Prusiner P, Sundaralingam M. A new class of synthetic nucleoside analogues with broad-spectrum antiviral properties. Nat New Biol 1973; 244(134): p. 116–118.
  28.  Robert C Tam, Johnson YN Lau and Zhi Hong. Mechanisms of action of ribavirin in antiviral therapies. Antiviral Chemistry & Chemotherapy Volume: 12 issue: 5 (2001), p. 261-272. 
  29.  Rollinson E. A., Prospects for antiviral chemotherapy in veterinary medicine: 2. Avian, piscine, canine, porcine, bovine and equine virus diseases. Antiviral Chemistry& Chemotherapy (1992) 3(6), p. 311-326
  30.  Shatkin AJ (1976) Capping of eucaryotic mRNAs. Cell 9 p. 645–653
  31.  Sidwell RW, Huffman JH, Khare GP, Allen LB, Witkowski JT, Robins RK. Broad-spectrum antiviral activity of Virazole: 1-beta-D-ribofuranosyl-1,2,4-triazole-3-carboxamide. Science. 1972 Aug 25;177(4050): p. 705-6.
  32.  Sidwell, R.W. , and Smee, D.F. Bovine leukemia virus. Inhibition in vitro by ribavirin. Antiviral Res 1981, 1, p. 47–53.
  33.  Stuyver L.J., Lostia S., Patterson S.E., Clark J.L., Watanabe K.A., Otto M.J. et al. Inhibitors of the IMPDH enzyme as potential antibovine viral diarrhoea virus agents. Antivir. Chem. Chemother. 2002; 13(6): p. 345—52.
  34.  Tian D, and X.J. Meng. Amino acid residues Ala283 and His421 in the RNA-dependent RNA polymerase of porcine reproductive and respiratory syndrome virus play important roles in viral Ribavirin sensitivity and quasispecies diversity. Journal of General Virology. 2016 Jan; 97(1), p. 53-59.
  35.  Weiss RC, Oostrom-Ram T. Inhibitory effects of ribavirin alone or combined with human alpha interferon on feline infectious peritonitis viral application in vitro. Vet Microbiol. 1989; v. 20, p.255–265.
  36.  Глотов А.Г., Глотова Т.И., Сергеев А.А., Белкина Т.В., Сергеев А.Н. Противовирусная активность различных препаратов in vitro в отношении вирусов инфекционного ринотрахеита и вирусной диареи крупного рогатого скота. Вопросы вирусологии  2004 т. Т. 49 №5, с. 40-46.
  37.  Глотов А.Г., Глотова Т.И., Сергеев А.Н. изучение антивирусных свойств препаратов различного происхождения в отношении герпес-и пестивирусов крупного рогатого скота. Антибиотики и Химотерапия, 2004 г., т. 49, № 6, с. 6-9.
  38.  Глотова Т.И., Никонова А.А., Глотов А.Г. Противовирусные соединения и препараты, эффективные в отношении вируса вирусной диареи крупного рогатого скота Вопросы Вирусологии . 2016; 62(5). С. 204-210
  39.  Крайнова, В.И., Ястребов А.С., Ковалёв Н.А., Русяев В.А. и Даниленко Г.И. Ингибирующее действие дейтофорина, циклоцитидина-5-монофосфата и виразола (рибаверина) на короновирусный трансмессивный гастроинтерит. Вет. Наука – производству. 1983г., 21, c. 18-20.
  40.  Электронный ресурс - "Copedgus" (PDF). FDA.gov. Archived (PDF) from the original on 3 November 2014. [дата обращения] 27 мая 2020.