Автореферат (Иммуноадъюванты ветеринарных вакцин на основе водных растворов сополимеров N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридина)

На правах рукописиЕРЕМИН ДМИТРИЙ ВИКТОРОВИЧИММУНОАДЪЮВАНТЫ ВЕТЕРИНАРНЫХ ВАКЦИН НА ОСНОВЕВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОПОЛИМЕРОВ N-ВИНИЛПИРРОЛИДОНА И 2МЕТИЛ-5-ВИНИЛПИРИДИНА03.01.06 – Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)02.00.06 – Высокомолекулярные соединенияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата химических наукМосква – 2017  Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждениивысшего образования «Московский технологический университет»Научный руководитель:доктор технических наук, профессорКедик Станислав АнатольевичОфициальные оппоненты:Академик РАН, доктор технических наук,профессор, заведующий кафедрой промышленнойфармации ФГБОУ ВО Первый Московскийгосударственный медицинский университет имениИ.М.

Сеченова Минздрава РФдоктор химических наук, доцент, профессор кафедрывысокомолекулярных соединений и коллоиднойхимии ФГБОУ ВО «Воронежский государственныйуниверситет»Береговых Валерий ВасильевичКузнецов Вячеслав АлексеевичВедущая организация:Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшегообразования «Российский университет дружбы народов»Защита диссертации состоится «25» декабря 2017 г. в 15.00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.131.06 на базе ФГБОУ ВО «Московский технологическийуниверситет» (МИТХТ) по адресу: 119571, г. Москва, проспект Вернадского, 86, зал заседанийученого совета (ауд. М-119).С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО «Московскийтехнологический университет» (119454, Москва, проспект Вернадского, д.

78) и на сайтеwww.mirea.ru.Автореферат разослан «___» __________ 2017 годаУченый секретарьдиссертационного совета, к.х.н., с.н.с.  Лютик Алла Игоревна2  ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследованияОсновными методами профилактики и лечения распространённых и особо опасныхинфекционных заболеваний животных и птиц в ветеринарии является массовая вакцинация.Успешность иммунопрофилактики во многом определяется эффективностью используемыхветеринарных вакцин. Иммуногенность ветеринарных вакцин зависит не только от количества икачества антигена, способа применения и технологии изготовления препарата, но и отправильного выбора неспецифических стимуляторов иммуногенеза – иммуноадъювантов.В настоящее время большинство ветеринарных вакцин выпускается в виде сорбированныхпрепаратов, в которых адъювантами служат минеральные производные: гидроокись алюминия,бентонит, фосфат кальция.

Однако, применение этих соединений в качестве адъювантов имеетсущественные недостатки. Во-первых, эти адъюванты создают недостаточно напряженный ипродолжительный иммунитет, во-вторых, они эффективны не для всех видов животных.В настоящее время в ведущих центрах мира активно проводятся исследования по изучениюновых классов адъювантов, в том числе синтетических полимеров.Одними из перспективных синтетических полимеров для этих целей являются сополимеры2-метил-5-винилпиридина (2М5ВП) и N-винилпирролидона (N-ВПД). На основе этих сополимеровбыли получены лекарственные формы в виде глазных капель, препаратов для внутримышечного иингаляционного введения. Было показано, что для создания лекарственных форм сополимерыдолжны содержать 35 – 40 моль% звеньев 2М5ВП и иметь характеристическую вязкость 0,17 –0,26 дл/г.

Была создана технология синтеза сополимеров 2М5ВП и N-ВПД.Высокие физиологически активные свойства сополимеров 2М5ВП и N-ВПД, ихдоступность и разработанная технология синтеза обосновывают их перспективность дляиспользования в качестве адъювантов в ветеринарии.

Однако, широко применяемые влекарственных формах сополимеры 2М5ВП и N-ВПД не соответствуют требованиям,предъявляемым к ветеринарным вакцинам. Необходимы новые сополимеры 2М5ВП и N-ВПД,другого мономерного состава, растворимые в воде в определенном интервале значений рН,температур, при определенных концентрациях полимера и вспомогательных соединений, при этомпроявляющие высокие адъювантные свойства. Решение данной актуальной проблемы позволитсоздать более эффективные и безопасные, по сравнению с используемыми, вакцины дляветеринарии на основе сополимеров 2М5ВП и N-ВПД.Цель исследованияСозданиеиммуноадъювантовветеринарныхвакциннаосновеводорастворимыхсополимеров N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридина.3    Задачи исследованияДля достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:1)  Синтезировать водорастворимые сополимеры N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридина различного мономерного состава и исследовать их физико-химические свойства вшироком интервале значений рН, температур, концентраций и вспомогательных соединений,выбрать сополимеры, обладающие необходимым комплексом свойств для рекомендации ихиспользования в качестве адъювантов.2)  Усовершенствовать установку, позволяющую осуществить синтез c автоматическойкоррекцией состава реакционной массы, а также методологию синтеза сополимеров.3)  Изучить иммуностимулирующие свойства синтезированных иммуноадъювантов всоставе ветеринарных вакцин.4)  Разработать и обосновать новые прописи иммуноадъювантов, полученных на основесополимеров 2М5ВП и N-ВПД с вакцинами, и изучить их реактогенные свойства на лабораторныхживотных.Научная новизна- Впервые определены физико-химические свойства сополимеров N-винилпирролидона и 2метил-5-винилпиридина в широком интервале соотношений мономеров, и выявлены составы,которые по своим физико-химическим свойствам соответствуют требованиям, предъявляемым кадъювантам, применяемым в составе ветеринарных вакцин.- Выявлены параметры, влияющие на растворимость сополимеров N-винилпирролидона и 2метил-5-винилпиридина в водной среде: рН, температура, массовое соотношение мономеров,присутствие в растворе карбонатов и сульфатов щелочных металлов.

Определены интервалызначений этих параметров, при которых растворимость сополимеров соответствует требованиям,предъявляемым к компонентам вакцин.- Для определения иммуностимулирующих свойств сополимер N-винилпирролидона и 2метил-5-винилпиридина, содержащий 30 моль% 2-метил-5-винилпиридина был использован всоставе вакцин в опытах in vivo и показал высокие адъювантные свойства против сибирской язвыживотных, вирусной геморрагической болезни кроликов и вируса гриппа А птиц, подтип H5N1.- Разработаны новые композиции вакцин на основе синтезированных иммуноадъювантов,для использования их в ветеринарии.- Показано, что ветеринарные вакцины, полученные на основе синтезированныхиммуноадъювантов, создают более продолжительный и напряженный иммунитет по сравнению сизвестными вакцинами.4    Научно-практическая значимость работы1) Создана автоматизированная установка для синтеза сополимера N-винилпирролидона и2-метил-5-винилпиридина (Патент на полезную модель №110743 от 08.07.2011).2) Создана установка ультрафильтрационной очистки продуктов сополимеризации Nвинилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридина (Патент на полезную модель №110744 от08.07.2011).3) Сополимер, содержащий 30 моль% 2-метил-5-винилпиридина, прошёл апробацию вкачествеадъювантавсоставевакцинпротивсибирскойязвыживотных,вируснойгеморрагической болезни кроликов и вируса гриппа А птиц, подтип H5N1, на лабораторных исельскохозяйственных животных и показал высокую эффективность.4) Основные положения диссертации внедрены в учебном процессе кафедры биотехнологиии промышленной фармации московского технологического университета.Публикации и апробации работыПо материалам диссертации опубликовано 6 статей (в ведущих рецензируемых научныхжурналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ), а также 3 патента и 5 тезисов в материалахроссийских и международных конференций.Результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены на Международнойнаучно-практической конференции «Фармацевтические и медицинские биотехнологии» (20 – 22марта 2012 г., Москва), 19 Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (23 – 27апреля 2012 г., Москва), IV международной конференции Российского химического обществаимени Д.И.

Менделеева «Химическая технология и биотехнология новых материалов ипродуктов» (24 – 25 октября 2012 г., Москва), I международной Интернет-конференции (24 – 25января 2013 г., Казань).Личныйвкладавторасостоялвпостановкецелиисследования,разработкеэкспериментальных и теоретических подходов при выполнении эксперимента, непосредственномпроведении экспериментов, анализе, обобщении полученных результатов и их оформлении в виденаучных публикаций и докладов.Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 121 страницекомпьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методовисследования, результатов экспериментов, их обсуждения, выводов, списка литературы иприложений.

Работа иллюстрирована 21 таблицей и 22 рисунками. Библиографический указательвключает 80 отечественных и 118 иностранных источников.5    ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВведение. Рассмотрены основные требования, предъявляемые к адъювантам, входящим всостав ветеринарных вакцин, представлены цели и задачи исследования, научная новизна ипрактическая значимость работы.Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫВ первой главе представлен обзор публикаций по теме диссертации, включающий сведенияоб основных типах используемых и разрабатываемых адъювантах для вакцин, способы получениясополимеров N-винилпирролидона, история исследования сополимеров N-винилпирролидона и 2метил-5-винилпиридина. Обоснован выбор объекта исследования.Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫВ данной главе охарактеризованы объекты исследования, исходные и вспомогательныевещества, приведены методики синтеза и анализа сополимеров N-винилпирролидона (N-ВПД) и 2метил-5-винилпиридина (2М5ВП), дано описание автоматизированной установки синтеза иочистки сополимеров, описаны методики изучения биологической активности сополимеров.ОбъектомисследованияявлялисьсополимерыN-винилпирролидонаи2-метил-5-винилпиридина, содержащие от 25 до 55 моль% 2М5ВП и характеристической вязкостью 0,105 –0,115 дл/г.Проведено сравнение способов определения соотношения мономеров в сополимереметодами неводного титрования, ЯМР-спектроскопии и спектрофотометрическим методом, в ходекоторого было установлено, что наибольшей точностью и воспроизводимостью обладает методпотенциометрического неводного титрования (R2 = 0,6 %).