Доклинические и клинические исследования фармакокинетики антивирулентного средства фтортиазинон

Введение

Под антибиотикорезистентностью понимают развитие устойчивости патогенных микроорганизмов к воздействию антибиотиков, что снижает эффективность оказываемого лечения, повышает смертность и увеличивает социальное и экономическое бремя бактериальных инфекций. Для преодоления проблемы устойчивости были разработаны новые антибактериальные средства, которые направлены на подавление факторов вирулентности, вместо нарушения жизнеспособности патогена.

В ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России был разработан антивирулентный препарат «Фтортиазинон, таблетки, 300 мг» (ФТ), показавший свою эффективность в отношении инфекций, вызванных резистентными Chlamydia spp., Salmonella enterica, P. aeruginosa, A. baumannii, K. Pneumoniae и E. Coli in vitro и in vivo [1-4]. Применение препарата снижало количество колониеобразующих единиц в органах-мишенях и плотность биопленок и повышало выживаемость животных. Фармакокинетика субстанции ФТ была исследована на крысах и кроликах, а таблеток – на мышах [5]. Также вопросы распределения вещества по органам, метаболизма и выведения таблетированной формы препарата ранее не были освещены.

Целью настоящего исследования являлось изучение фармакокинетики антивирулентного средства Фтортиазинон у крыс, кроликов и здоровых добровольцев.

Материалы и методы

Лабораторные животные

Для исследования было использовано 18 кроликов-самцов «Советская Шиншилла» и 54 аутбредные крысы-самца. Для изучения биодоступности и выведения кроликов разделили на три группы по шесть особей и вводили 40 мг/кг ФТ внутривенно, либо перорально в водном или крахмальном растворе, после чего отбирали кровь, мочу и кал. Для исследования линейности дозирования и распределения по органам крысам однократно перорально вводили препарат в дозах 50, 100 или 200 мг/кг, после чего отбирали кровь, кал и органы (печень, селезенка, почки, предстательная железа, мочевой пузырь и легкие).

Здоровые добровольцы

Клиническое исследование фармакокинетики и безопасности ФТ было проведено в соответствии с протоколом № 05-ФТ-2021 у здоровых мужчин и женщин, которые были последовательно включены в три дозовые группы по пять человек: однократный прием 1800 мг, суточный прием 1800 мг и 2400 мг ФТ. Также для изучения фармакокинетики препарата при курсовом приеме была составлена группа из 15 добровольцев, которые принимали 900 мг ФТ каждые 12 часов в течение семи дней. У добровольцев отбирали кровь и мочу для расчета фармакокинетических параметров и изучения выведения ФТ.

Методы исследования

Количественное определение ФТ и его основного метаболита глюкуронида ФТ проводили методом высокоэффективной хроматографии в сочетании с тандемным масс-спектрометрическим детектором. Методика была валидирована в соответствии с требованиями ЕАЭС, EMEA и FDA.

Расчет фармакокинетических параметров и статистическая обработка результатов

Расчет фармакокинетических параметров проводили при помощи некомпартментного анализа в расширении PKSolver для Excel и ПО Phoenix WinNonlin v.8.3. Статистическая обработка полученных результатов проводилась в программном обеспечении Jamovi версии 0.9 (https://www.jamovi.org/).

Результаты и обсуждение

Исследование фармакокинетики ФТ у кроликов

Фармакокинетика ФТ у кроликов после внутривенного и перорального введения 40 мг/кг препарата показала, что абсолютная биодоступность составляет 68,5% и 51,5% для крахмальной и водной суспензии, соответственно. За 24 ч с калом и мочой выводится 31,0% и 0,062% введенной дозы после перорального введения 40 мг/кг ФТ кроликам, соответственно.

Исследование фармакокинетики ФТ у крыс

В ходе эксперимента было показано, что концентрация ФТ в крови крыс увеличивалась пропорционально вводимой дозе в диапазоне от 50 до 200 мг/кг после перорального введения. Также была показана линейность изменения параметра AUC_0-∞ от дозы. Концентрация ФТ в органах была значительно выше концентрации ФТ в крови крыс, при этом наблюдалась значительная гетерогенность. Тканевая доступность ФТ увеличивалась в ряду легкие – почки – селезенка – предстательная железа – мочевой пузырь – печень. Экскреция ФТ с калом крыс составила 45,1% введенной дозы за 24 ч.

Исследование фармакокинетики ФТ у здоровых добровольцев

После однократного приема 1800 мг период полувыведения ФТ составил 6,55 ч при AUC_0-∞ 21,6 нг/мл×ч. Прием суточной дозы 1800 мг позволил увеличить период полувыведения в 3,3 раза, а AUC_0-∞ – в 4,0 раза. При приеме суточной дозы 2400 мг наблюдалось увеличение периода полувыведения до 52,35 ч, а AUC_0-∞ до 120,30 нг/мл×ч. При этом линейность фармакокинетических параметров ФТ при увеличении суточной дозы не наблюдалась. Курсовой прием препарата показал, что фармакокинетика ФТ достигает стационарного состояния. Экскреция ФТ с мочой была незначительна и составила менее 1%. Препарат продемонстрировал хорошую переносимость, никаких тяжелых побочных явлений зарегистрировано не было.

Межвидовая экстраполяция фармакокинетики ФТ

Несмотря на разницу в исследованных дозах и достигаемых концентрациях, не зависимые от дозы параметры фармакокинетики немного отличались между животными и человеком. Средние значения периода полувыведения после однократного перорального приема препарата составили 8,89 ч, 9,17 ч, 8,31 ч и 6,55 ч у мышей, крыс, кроликов и людей, соответственно. Второй максимум концентрации также наблюдался у всех организмов. Используя аллометрический подход, удалось точно предсказать параметры Cmax/AUC_0-t и Kel ФТ у человека. Метод Дедрика позволяет сравнить виды лабораторных животных между собой. По сравнению с кроликами и мышами, данные, полученные от крыс, наиболее приближены к значению периода полувыведения ФТ у человека.

Заключение

Проведено комплексное исследование фармакокинетики антивирулентного средства ФТ у кроликов, крыс и здоровых добровольцев. Фармакокинетика ФТ характеризуется умеренной биодоступностью, высокой степенью тканевого распределения, метаболизмом с образованием глюкуронида ФТ и преимущественным выведением с калом.

1. N.E. Bondareva, A.V. Soloveva, A.B. Sheremet, E.A. Koroleva, L.N. Kapotina, E.Y. Morgunova, S.I. Luyksaar, E.S. Zayakin, N.A. Zigangirova, Preventative treatment with Fluorothiazinon suppressed Acinetobacter baumannii-associated septicemia in mice, J Antibiot 75 (2022) 155–163. https://doi.org/10.1038/s41429-022-00504-y.
2. E.A. Koroleva, A.V. Soloveva, E.Y. Morgunova, L.N. Kapotina, S.I. Luyksaar, S.V. Luyksaar, N.E. Bondareva, S.A. Nelubina, N.L. Lubenec, N.A. Zigangirova, A.L. Gintsburg, Fluorothiazinon inhibits the virulence factors of uropathogenic Escherichia coli involved in the development of urinary tract infection, J Antibiot (2023). https://doi.org/10.1038/s41429-023-00602-5.
3. S.V. Tsarenko, N.A. Zigangirova, A.V. Soloveva, N.E. Bondareva, E.A. Koroleva, A.B. Sheremet, L.N. Kapotina, N.V. Shevlyagina, S.G. Andreevskaya, V.G. Zhukhovitsky, E.V. Filimonova, A.L. Gintsburg, A novel antivirulent compound fluorothiazinone inhibits Klebsiella pneumoniae biofilm in vitro and suppresses model pneumonia, J Antibiot (2023). https://doi.org/10.1038/s41429-023-00621-2.
4. N.A. Zigangirova, L.N. Nesterenko, A.B. Sheremet, A.V. Soloveva, S.I. Luyksaar, E.S. Zayakin, D.V. Balunets, A.L. Gintsburg, Fluorothiazinon, a small-molecular inhibitor of T3SS, suppresses salmonella oral infection in mice, J Antibiot 74 (2021) 244–254. https://doi.org/10.1038/s41429-020-00396-w.
5. M.V. Savitskii, N.E. Moskaleva, A. Brito, N.A. Zigangirova, A.V. Soloveva, A.B. Sheremet, N.E. Bondareva, N.L. Lubenec, R.M. Kuznetsov, V.M. Samoylov, F. Tagliaro, S.A. Appolonova, Pharmacokinetics, quorum-sensing signal molecules and tryptophan-related metabolomics of the novel anti-virulence drug Fluorothiazinon in a Pseudomonas aeruginosa-induced pneumonia murine model, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 236 (2023) 115739. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2023.115739.