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

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.