Микробициды для топической иммунопрофилактики ВИЧ-инфекции
https://doi.org/10.20538/1682-0363-2019-1-49-59
Аннотация
Микробициды являются антисептическими топическими лекарственными средствами, способствующими напрямую или опосредованно сдерживать проникновение инфекционного агента в организм человека, тем самым предотвращая половую передачу вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) и других заболеваний, передающихся половым путем. Они обладают не только прямым местным противовирусным механизмом действия при половой передаче ВИЧ, но и влияют на компоненты мукозального иммунитета во влагалище.
В данной статье авторами рассмотрены фармацевтические и биомедицинские аспекты применения кандидатных микробицидов, представлены разнообразные классификации этих препаратов, описаны наиболее значимые представители каждой химической группы, указаны механизмы их действия. Помимо этого даны представления о структуре и функции мукозального иммунитета и показана значимость мукозального иммунного ответа на вирус при половой передаче ВИЧ-инфекции. Отдельно рассматриваются экспериментальные модели, которые применяются для тестирования кандидатных микробицидов. Для каждого описанного в статье химического соединения представлен краткий обзор доклинических и клинических исследований по разработке на его основе микробицида. Даны общие представления о таком новом разнообразном классе медицинских иммунобиологических препаратов, как микробициды, которые должны в ближайшем будущем уменьшить риск половой передачи ВИЧ и сдержать эпидемию ВИЧ-инфекции и синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД).
Об авторах
Ю. В. Жернов
Институт иммунологии
Россия
Россия
Жернов Юрий Владимирович, кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией врожденного иммунитета
115478, г. Москва, Каширское шоссе, 24
М. Р. Хаитов
Институт иммунологии
Россия
Россия
Хаитов Муса Рахимович, доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, директор, Института иммунологии
115478, г. Москва, Каширское шоссе, 24
Список литературы
1. Хаитов Р.М. СПИД. 2-е изд., перераб. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018: 496.
2. Карамов Э.В., Гашникова Н.М., Дроздов И.Г., Онищенко Г.Г. Мониторинг ВИЧ-инфекции в Евразии. Атлас вирусов иммунодефицита человека. Новосибирск: ЦЭРИС, 2009: 418.
3. Weber J., Tatoud R., Fidler S. Postexposure prophylaxis, preexposure prophylaxis or universal test and treat: the strategic use of antiretroviral drugs to prevent HIV acquisition and transmission. AIDS. 2010; Suppl. 4: 27–39. DOI: 10.1097/01.aids.0000390705.73759.2c.
4. Stover J., Bertozzi S., Gutierrez J.P., Walker N., Stanecki K.A., Greener R., Gouws E., Hankins C., Garnett G.P., Salomon J.A., Boerma J.T., De Lay P., Ghys P.D. The global impact of scaling up HIV/AIDS prevention programs in low- and middle-income countries. Science. 2006; 311 (5766): 1474–1476. DOI: 10.1126/science.1121176.
5. Quinn T.C., Overbaugh J. HIV/AIDS in women: an expanding epidemic. Science. 2005; 308: 1582–1583. DOI: 10.1126/science.1112489.
6. Delva W., Abdool Karim Q. The HIV Epidemic in Southern Africa – Is an AIDS-Free Generation Possible? Curr. HIV/AIDS Rep. 2014; 11 (2): 99–108. DOI: 10.1007/s11904-014-0205-0.
7. Гудима Г.О., Сидорович И.Г., Карамов Э.В., Хаитов Р.М. Современные стратегии биомедицинской профилактики ВИЧ-инфекции/СПИДа. Часть 1. Анти-ВИЧ/ СПИД-вакцины и антиретровирусная терапия. Иммунология. 2013; 34 (1): 4–9.
8. Grant R.M., Lama J.R., Anderson P.L., McMahan V., Liu A.Y., Vargas L., Goicochea P., Casapнa M., Guanira-Carranza J.V., Ramirez-Cardich M.E., Montoya-Herrera O., Fernández T., Veloso V.G., Buchbinder S.P., Chariyalertsak S., Schechter M., Bekker L.G., Mayer K.H., Kallás E.G., Amico K.R., Mulligan K., Bushman L.R., Hance R.J., Ganoza C., Defechereux P., Postle B., Wang F., McConnell J.J., Zheng J.H., Lee J., Rooney J.F., Jaffe H.S., Martinez A.I., Burns D.N., Glidden D.V. iPrEx Study Team. Preexposure chemoprophylaxis for HIV prevention in men who have sex with men. N. Engl. J. Med. 2010; 363 (27): 2587–2599. DOI: 10.1056/NEJMoa1011205.
9. Shattock R.J., Moore J.P. Inhibiting sexual transmission of HIV-1 infection. Nat. Rev. Microbiol. 2003; 1 (1): 25– 34. DOI: 10.1038/nrmicro729.
10. Mesman A.W., Geijtenbeek T.B. Pattern recognition receptors in HIV transmission. Front. Immunol. 2012; 3: 59. DOI: 10.3389/fimmu.2012.00059.
11. Cunningham A.L., Harman A., Nasr N. Initial HIV mucosal infection and dendritic cells. EMBO Mol. Med. 2013; 5 (5): 658–660. DOI: 10.1002/emmm.201202763.
12. Ochsenbauer C., Edmonds T.G., Ding H., Keele B.F., Decker J., Salazar M.G., Salazar-Gonzalez J.F., Shattock R., aynes B.F., Shaw G.M., Hahn B.H., Kappes J.C. Generation of transmitted/founder HIV-1 infectious molecular clones and characterization of their replication capacity in CD4 T lymphocytes and monocyte-derived macrophages. J. Virol. 2012; 86 (5): 2715–2728. DOI: 10.1128/JVI.06157-11.
13. Harman A.N., Kim M., Nasr N., Sandgren K.J., Cameron P.U. Tissue dendritic cells as portals for HIV entry. Rev. Med. Virol. 2013; 23 (5): 319–333. DOI: 10.1002/rmv.1753.
14. Parrish N.F., Gao F., Li H., Giorgi E.E., Barbian H.J., Parrish E.H., Zajic L., Iyer S.S., Decker J.M., Kumar A., Hora B., Berg A., Cai F., Hopper J., Denny T.N., Ding H., Ochsenbauer C., Kappes J.C., Galimidi R.P., West A.P. Jr., Bjorkman P.J., Wilen C.B., Doms R.W., O’Brien M., Bhardwaj N., Borrow P., Haynes B.F., Muldoon M., Theiler J.P., Korber B., Shaw G.M., Hahn B.H. Phenotypic properties of transmitted founder HIV-1. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013; 110 (17): 6626–6633. DOI: 10.1073/pnas.1304288110.
15. Letvin N.L. Progress and obstacles in the development of an AIDS vaccine. Nat. Rev. Immunol. 2006; 6 (12): 930–939. DOI: 10.1038/nri1959.
16. Chang S.Y., Ko H.J., Kweon M.N. Mucosal dendritic cells shape mucosal immunity. Exp. Mol. Med. 2014; 46: e84. DOI: 10.1038/emm.2014.16.
17. Brandtzaeg P., Johansen F.E. Mucosal B cells: phenotypic characteristics, transcriptional regulation, and homing properties. Immunol. Rev. 2005; 206: 32–63. DOI: 10.1111/j.0105-2896.2005.00283.x.
18. Cerutti A., Chen K., Chorny A. Immunoglobulin responses at the mucosal interface. Annu. Rev. Immunol. 2011; 29: 273–293. DOI: 10.1146/annurev-immunol-031210-101317.
19. Su B., Xu K., Leder le A., Peressin M., Biedma M.E., Laumond G., Schmidt S., Decoville T., Proust A., Lambotin M., Holl V., Moog C. Neutralizing antibodies inhibit HIV-1 transfer from primary dendritic cells to autologous CD4 T lymphocytes. Blood. 2012; 120 (18): 3708– 3717. DOI: 10.1182/blood-2012-03-418913.
20. Patton D.L., Sweeney Y.T., Balkus J.E., Hillier S.L. Vaginal and rectal topical microbicide develop-ment: safety and efficacy of 1.0% Savvy (C31G) in the pigtailed macaque. Sex Transm. Dis. 2006; 33 (11): 691–695. DOI: 10.1097/01.olq.0000216022.18321.d3.
21. Van Damme L., Ramjee G., Alary M., Vuylsteke B., Chandeying V., Rees H., Sirivongrangson P., Mukenge-Tshibaka L., Ettiègne-Traoré V., Uaheowitchai C., Karim S.S., Mâsse B., Perriëns J., Laga M; COL-1492 Study Group. Effectiveness of COL-1492, a nonoxynol-9 vaginal gel, on HIV-1 transmission in female sex workers: a randomised controlled trial. Lancet. 2002; 360 (9338): 971–977. DOI: 10.1016/S0140-6736(02)11079-8.
22. Peterson L., Nanda K., Opoku B.K., Ampofo W.K., Owusu-Amoako M., Boakye A.Y., Rountree W., Troxler A., Dominik R., Roddy R., Dorflinger L.. SAVVY (C31G) gel for prevention of HIV infection in women: a Phase 3, double-blind, randomized, placebo-controlled trial in Ghana. PLoS One. 2007; 2 (12): e1312. DOI: 10.1371/journal.pone.0001312.
23. Piret J., Desormeaux A., Bergeron M.G. Sodium lauryl sulfate, a microbicides effective against envel-oped and nonenveloped viruses. Curr. Drug Targets. 2002; 3 (1): 17–30. DOI: 10.2174/1389450023348037.
24. Zeitlin L., Hoen T.E., Achilles S.L., Hegarty T.A., Jerse A.E., Kreider J.W., Olmsted S.S., Whaley K.J., Cone R.A., Moench T.R. Tests of Buffergel for contraception and prevention of sexually transmitted diseases in animal models. Sex Transm. Dis. 2001. 28 (7): 417–423. DOI: 10.1097/00007435-200107000-00010.
25. Van De Wijgert J., Fullem A., Kelly C., Mehendale S., Rugpao S., Kumwenda N., Chirenje Z., Joshi S., Taha T., Padian N., Bollinger R., Nelson K. Phase 1 Trial of the Topical Microbicide BufferGel: Safety Results From Four International Sites. J. Acquir. Immune Defic. Syndr. 2001; 26 (1): 21–27. DOI: 10.1097/00126334-200101010-00003.
26. Neurath A.R., Strick N., Li Y.Y. Anti-HTV-1 activity of anionic polymers: a comparative study of can-didate microbicides. BMC Infect. Dis. 2002; 2: 27. DOI: 10.1186/1471-2334-2-27.
27. Skoler-Karpoff S., Ramjee G., Ahmed K., Altini L., Plagianos M.G., Friedland B., Govender S., De Kock A., Cassim N., Palanee T., Dozier G., Maguire R., Lahteenmaki P. Efficacy of Carraguard for prevention of HIV infection in women in South Africa: a randomised, double-blind, placebo-controlled trial. Lancet. 2008; 372 (9654): 1977–1987. DOI: 10.1016/S0140-6736(08)61842-5.
28. Fletcher P.S., Wallace G.S., Mesquita P.M., Shattock R.J. Candidate polyanion microbicides inhibit HIV-1 infection and dissemination pathways in human cervical explants. Retrovirology. 2006; 3: 46. DOI: 10.1186/1742-4690-3-46.
29. Zhernov Y.V., Krem S., Helfer M., Schindler M., Harir M., Mueller C., Hertkorn N., Avvakumova N.P., Konstantinov A.I., Brack-Werner R., Schmitt-Kopplindg P., Perminova I.V. Supramolecular combinations of humic polyanions as potent microbicides with polymodal anti-HIV-activities. New J. Chem. 2017; 41: 212–224. DOI: 10.1039/C6NJ00960C.
30. Zhernov Y. Natural humic substances interfere with multiple stages of the replication cycle of human immunodeficiency virus. J. Allergy. Clin. Immunol. 2018; 141 (2): AB233. DOI: 10.1016/j.jaci.2017.12.737.
31. Жернов Ю.В. Анализ цитотоксичности гуминовых веществ пелоидов. Известия Самарского научного центра РАН. 2011; 13 (1): 1996–1998.
32. Аввакумова Н.П., Жданова А.В., Глубокова М.Н., Жернов Ю.В. Влияние гуминовых кислот пелоидов на процессы свободнорадикального окисления. Известия Самарского научного центра РАН. 2011; 13 (8): 1960– 1963.
33. Schneider J., Weis R., Manner C., Kary B., Werner A., Seubert B.J., Riede U.N. Inhibition of HIV-1 in cell culture by synthetic humate analogues derived from hydroquinone: mechanism of inhibition. Virology. 1996; 218 (2): 389–395. DOI: 10.1006/viro.1996.0208.
34. Joone G.K., Dekker J., van Rensburg C.E. Investigation of the immunostimulatory properties of oxihu-mate. Z. Naturforsch C. 2003; 58 (3–4): 263–267. DOI: 10.1515/znc-2003-3-421.
35. O’Keefe B.R., Vojdani F., Buffa V., Shattock R.J., Montefiori D.C., Bakke J., Mirsalis J., d’Andrea A.L., Hume S.D., Bratcher B., Saucedo C.J., McMahon J.B., Pogue G.P., Palmer K.E. Scaleable manufacture of HIV- 1 entry inhibitor griffithsin and validation of its safety and efficacy as a topical microbicide component. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009; 106 (15): 6099–6104. DOI: 10.1073/pnas.0901506106.
36. Di Fabio S., Van Roey J., Giannini G., van den Mooter G., Spada M., Binelli A., Pirillo M.F., Germinario E., Belardelli F., de Bethune M.P., Vella S. Inhibition of vaginal trans-mission of FflV-l in hu-SCID mice by the nonnucleoside reverse transcriptase inhibitor TMC120 in a gel formulation. AIDS. 2003; 17 (11): 1597–1604. DOI: 10.1097/01.aids.0000072663.21517.63.
37. Abdool Karim Q., Abdool Karim S.S., Frohlich J.A., Grobler A.C., Baxter C., Mansoor L.E., Kharsany A.B., Sibeko S., Mlisana K.P., Omar Z., Gengiah T.N., Maarschalk S., Arulappan N., Mlotshwa M., Morris L., Taylor D.; CAPRISA 004 Trial Group. Effectiveness and safety of tenofovir gel, an antiretroviral microbicide, for the prevention of HIV infection in women. Science. 2010; 329 (5996): 1168–1174. DOI: 10.1126/science.1193748.
38. Lederman M.M., Veazey R.S., Offord R., Mosier D.E., Dufour J., Mefford M., Piatak M. Jr., Lifson J.D., Salkowitz J.R., Rodriguez B., Blauvelt A., Hartley O. Prevention of vaginal SHIV transmission in rhesus macaques through inhibition of CCR5. Science. 2004; 306 (5695): 485–487. DOI: 10.1126/science.1099288.
39. Adlin Jino Nesalina J., Anton Smith A. Preparation and evaluation of chitosan nanoparticles containing zidovudine. Asian. J. Pharm. Sci. 2012; 7 (1): 80-84.
40. Tsai C.C., Emau P., Jiang Y., Agy M.B., Shattock R.J., Schmidt A., Morton W.R., Gustafson K.R., Boyd M.R. Cyanovirin-N inhibits AIDS virus infec-tions in vaginal transmission models. AIDS Res. Hum. Retroviruses. 2004; 20 (1): 11–18. DOI: 10.1089/088922204322749459.
41. Eckstein P., Jackson M.C., Millman N., Sobrero A.J. Comparison of vaginal tolerance tests of spermi-cidal preparations in rabbits and monkeys. J. Reprod. Fertil. 1969; 20 (1): 85–93.
42. Dudek T.E., No D.C., Seung E., Vrbanac V.D., Fadda L., Bhoumik P., Boutwell C.L., Power K.A., Gladden A.D., Battis L., Mellors E.F., Tivey T.R., Gao X., Altfeld M., Luster A.D., Tager A.M., Allen T.M. Rapid Evolution of HIV-1 to Functional CD8+ T Cell Responses in Humanized BLT Mice. Sci. Transl. Med. 2012; 4 (143): 143ra98. DOI: 10.1126/scitranslmed.3003984.
43. Maher D., Wu X., Schacker T., Horbul J., Southern P. HIV binding, penetration, and primary infection in human cervicovaginal tissue. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005; 102 (32): 11504–11509. DOI: 10.1073/pnas.0500848102.
44. Cummins J.E. Jr., Guarner J. Flowers L., Guenther P.C., Bartlett J., Morken T., Grohskopf L.A., Paxton L., Dezzutti C.S. Preclinical testing of candidate topical microbicides for anti-human immunodeficiency virus type 1 activity and toxicity in a human cervical explant culture. Antimicrob. Agents Chemother. 2007; 51 (5): 1770–1779. DOI: 10.1128/AAC.01129-06.
45. Lackman-Smith C., Osterling C., Luckenbaugh K., Mankowski M., Snyder B., Lewis G., Paull J., Profy A., Ptak R.G., Buckheit R.W. Jr., Watson K.M., Cummins J.E. Jr., Sanders-Beer B.E. Development of a comprehensive human immunodeficiency virus type 1 screening algorithm for discovery and preclinical testing of topical microbicides. Antimicrob. Agents Chemother. 2008; 52 (5): 1768–1781. DOI: 10.1128/AAC.01328-07.
46. Watson K.M., Buckheit C.E., Buckheit R.W. Jr. Comparative evaluation of virus transmission inhibition by dual-acting pyrimidinedione microbicides using the microbicide transmission and sterilization assay. Antimicrob. Agents Chemother. 2008; 52 (8): 2787–2796. DOI: 10.1128/AAC.01657-07.
Рецензия
Для цитирования:
Жернов Ю.В., Хаитов М.Р. Микробициды для топической иммунопрофилактики ВИЧ-инфекции. Бюллетень сибирской медицины. 2019;18(1):49-59. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2019-1-49-59
For citation:
Zhernov Yu.V., Khaitov M.R. Microbicides for topical immunoprevention of HIV infection. Bulletin of Siberian Medicine. 2019;18(1):49-59. (In Russ.) https://doi.org/10.20538/1682-0363-2019-1-49-59
Просмотров:
1477
Послать статью по эл. почте 