ASSESSING AN EFFECT OF A NEW CHLORHEXIDINE-CONTAINING DRUG ON THE FUNCTIONAL ACTIVITY OF EA.HY926 LINE ENDOTHELIAL CELLS
- Authors: Pereviazkina M.A.1, Zementova M.S.1, Tyshchuk E.V.1, Grebenkina P.V.1, Rakhmetova D.A.1, Bespalova O.N.1, Selkov S.A.1, Sokolov D.I.1
-
Affiliations:
- D. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology
- Section: ORIGINAL ARTICLES
- Submitted: 26.09.2025
- Accepted: 02.12.2025
- URL: https://iimmun.ru/iimm/article/view/18022
- ID: 18022
Cite item
Full Text
Abstract
Chlorhexidine is a drug widely used for wound care, treatment of burns (0.05% solution), as an ingredient in mouth rinses to prevent biofilm formation on tooth surfaces (0.12% solution), as well as in gynecology and otolaryngology. Chlorhexidine is a cationic antiseptic that, due to its positive charge, can cause damage to pathogens’ negatively charged cell wall. Chlorhexidine is effective against both Gram-positive and Gram-negative bacteria; however, it is ineffective against spore-forming bacteria and certain viruses. A significant issue is the reduced microbial sensitivity to chlorhexidine and cross-resistance development. To enhance its antiseptic properties, chlorhexidine can be used in combination with other agents, such as ethanol. Antiseptic agents should demonstrate sufficient efficacy against fungal, bacterial, and viral pathogens; moreover, antiseptics capable of accelerating tissue repair would offer a distinct advantage. Of particular interest is a formulation containing a chlorhexidine-EDTA-zinc complex. EDTA is used to potentiate the action of many antiseptic agents by increasing bacterial cell wall permeability through disruption of lipopolysaccharides, whereas zinc ions exhibit antibacterial and antifungal activity. Recent research has demonstrated that the chlorhexidine-EDTA-zinc complex exhibits high stability and more prominent biocidal properties compared to chlorhexidine bigluconate. Literature data suggest that EDTA can reverse contact inhibition of endothelial cells and stimulate their proliferation. Thus, the chlorhexidine-EDTA-zinc complex potentially combines bactericidal properties along with the ability to accelerate wound healing by stimulating endothelial cells. In the present study, the effect of a chlorhexidine-EDTA-zinc complex-containing formulation on endothelial cell functional activity was evaluated. The cytotoxicity of the formulation was assessed, along with dilution-specific effects on endothelial cell proliferation and migration. This study demonstrated that at certain dilutions chlorhexidine-containing formulation do not affect endothelial cell proliferation but promote an increase in the surface area occupied by the cells. Under such “spreading,” endothelial cells form more intercellular contacts and stronger adhesion to the substrate, leading to stabilization of blood vessels during angiogenesis and improved tissue perfusion and wound healing. Thus, the chlorhexidine-EDTA-zinc complex can be considered as a modern alternative to chlorhexidine bigluconate for wound care.
Keywords
Full Text
Введение
Хлоргексидин (ХГ) относится к катионным антисептикам группы бигуанидов, известный как 1,1’-гексаметилен-бис-5-(p-хлорфенил)-бигуанид. ХГ применяется в виде солей – биглюконатов, ацетатов, глюконатов, гидрохлоридов. Хлоргексидин эффективен в отношении борьбы с грамположительными и грамотрицательными бактериями, некоторыми вирусами. Механизм действия ХГ заключается в том, что за счет своего положительного заряда он способен вызывать повреждения в отрицательно зараженной клеточной стенки патогена [13]. ХГ активно применяется для ухода за ранами, обработки ожогов (0,05% раствор), как компонент ополаскивателей полости рта для предотвращения появления биопленок на поверхности зубов (0,12% раствор), гинекологии, отоларингологии, а также как дезинфицирующее средство для поверхностей и инструментов [7, 16, 22, 23][4]. Одной из причин использования хлоргексидина как ополаскивателя для рта является способность ХГ ингибировать матриксные металлопротеазы – ферментов, активность которых повышается при воспалительных процессах, вызванных патогенами. [14]. Многочисленные исследования показали, что ХГ эффективен против грамположительных и грамотрицательных бактерий. Было продемонстрировано, что ХГ снижает рост E.coli, B. subtilis [11]. Однако ХГ малоэффективен против Mycobacterium tuberculosis, так как он незначительно снижает жизнеспособность патогена, не вызывая его полной гибели [10]. ХГ оказывает вирулицидное действие на небольшой спектр вирусов, среди них вирусы герпеса человека, иммунодефицита человека [9, 21]. Тем не менее, ХГ неэффективен в борьбе со спорообразующими микроорганизмами [26]. ХГ малоэффективен в отношении коронавируса [17] и неэффективен против аденовируса, ротавируса, полиовируса [18]. Существует проблема снижения чувствительности микроорганизмов к ХГ и формирования перекрестной резистентности. Так, было показано, что штаммы Klebsiella pneumoniae с выработанной устойчивостью к ХГ имели также сниженную чувствительность к резервному антибиотику колистину.
Для повышения антисептических свойств ХГ можно применять в комбинации с другими агентами: этилендиаминтетраацетатом (ЭДТА) [28], этанолом [12] и др. Антисептические агенты должны обладать достаточной эффективностью против грибковых, бактериальных и вирусных агентов, притом антисептики, способные ускорять процесс репарации поврежденных тканей, имели бы преимущество. Особый интерес представляет трехкомпонентый комплекс ХГ, ЭДТА и хлорида цинка. ЭДТА используется для усиления действия многих антисептических агентов, так как повышает проницаемость клеточных стенок бактерий за счет разрушения липополисахарида [19], а ионы цинка оказывают антибактериальное и противогрибковое действие. Недавнее исследование продемонстрировало, что комплекс ХГ-ЭДТА-цинк обладает высокой стабильностью и проявляет более выраженные биоцидные свойства, нежели биглюконат ХГ [3]. Данный комплекс имеет потенциал способствовать процессу заживления ран. В литературе есть данные о том, что ЭДТА способен не только выводить эндотелий из состояния контактного торможения, но также стимулировать пролиферацию эндотелиоцитов, что было продемонстрировано на эндотелии роговицы [27]. Таким образом, комплекс хлоргексидина и ЭДТА потенциально может способствовать репарации тканей, поврежденных после бактериальной инфекции. Эндотелиальные клетки являются основным типом клеток, участвующих в росте кровеносных сосудов. Ангиогенез представляет собой многоступенчатый процесс, который запускается при физиологическом и патологическом росте тканей, во время воспаления и заживления ран. Сигналом для запуска ангиогенеза является локальная гипоксия тканей, сопровождающаяся продукцией проангиогенных факторов [6, 11]. Всего выделяют несколько этапов ангиогенеза: деградация межклеточного матрикса, миграция эндотелиальных клеток, пролиферация эндотелиальных клеток, формирование капиллярных трубок и новой базальной мембраны [1]. На данный момент в литературе отсутствуют данные о том, как комплекс ХГ-ЭДТА-цинк влияет на процессы, сопровождающие ангиогенез.
Целью настоящего исследования явился анализ цитотоксичности, влияния на пролиферативную и миграционную активность эндотелиальных клеток человека линии EA.hy926 в хлоргексидин-содержащего препарата, представляющего собой трехкомпонентный комплекс хлоргексидина, ЭДТА и цинка.
Материалы и методы
Клеточная линия
Линия эндотелиальных клеток (ЭК) EA.hy926 была предоставлена Dr. C. J. Edgel (Университет Северной Каролины, США). Культура была получена путем гибридизации первичной культуры ЭК вены пупочного канатика (HUVEC) с линией клеток аденокарциномы легкого A-549. Клетки линии EA.Hy926 воспроизводят основные морфологические, фенотипические и функциональные характеристики, присущие эндотелию сосудов [36]. Клетки линии EA.hy926 способны экспрессировать фактор Виллебранда (vWf), тканевой активатор плазминогена (tPA), ингибитор активатора плазминогена (PAI-I). Использовали следующие условия культивирования: среда DMEM/F12 (Биолот, Россия); 10% от общего объема среды инактивированной эмбриональной телячьей сыворотки (ЭТС) (Биолот, Россия), 100 ЕД/мл пенициллина, 100 мкг/мл стрептомицина (Sigma, США), 2 ммоль L-глутамина (ICN, США) и HAT (Sigma, США). Клетки культивировали при 37°С во влажной атмосфере с 5% содержанием СО2. Линия EA.Hy926 является адгезионной культурой, требующей пересева 1 раз в 3-4 дня. Пересев осуществляли по общепринятой методике, вызывая дезинтеграцию монослоя трехкратной экспозицией в растворе Версена (Биолот, Санкт-Петербург). В работе использовали пластиковые флаконы (Sarstedt, Австрия)
Индукторы
Исследуемым препаратом явился препарат трехкомпонентного комплекса хлоргексидина, ЭДТА и цинка (хлоргексидин-содержащий препарат, «РОСБИО», Россия). Хлоргексидин-содержащий препарат фильтровали через фильтр (диаметр 0,2 мкм) и хранили при температуре 40С. Разведение препарата для дальнейших манипуляций производили in situ.
Оценка цитотоксической активности препарата в отношении ЭК линии EA.hy926 производилась для установленных разведений – 0 (неразбавленный препарат), 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64, 1:128, 1:256, 1:512, 1:1024, 1:2048, 1:4096, 1:8192, 1:16384, 1:32768, 1:65536. Разведения препарата для оценки пролиферативной и миграционной активности EA.hy926 были выбраны на основании результатов, полученных в ходе оценки цитотоксического эффекта.
Для оценки цитотоксической активности в 96-луночном круглодонном планшете (Sarstedt, Австрия) готовили разведения препарата в объеме 100 мкл путем последовательного титрования на среде для ЭК с 10% содержанием ЭТС. В качестве начальной концентрации использовали неразведенный препарат.
При разведении хлоргексидин-содержащего препарата в среде для культивирования EA.hy926 в соотношении 1:1 наблюдалось образование преципитата, которое можно объяснить взаимодействием хлоргексидина с ЭДТА [24]. Образуемый осадок искажал результаты оптических плотностей, вследствие чего данное разведение было исключено из анализа.
Определение цитотоксической активности хлоргексидин-содержащего препарата в отношении ЭК линии EA.hy926.
Клетки линии EA.hy926 вносили в лунки 96-луночного плоскодонного планшета (Falcon, США) в концентрации 35000 клеток в 100 мкл полной культуральной среды для эндотелиальных клеток с добавлением 10% ЭТС. Затем клетки культивировали в течение 24 часов в инкубаторе при 5% CO2 и 37°С. После этого клеткам заменяли культуральную среду на разведения препарата. В качестве контроля использовали культуральную среду с добавлением 10% ЭТС без добавления препарата. Клетки линии EA.Hy926 культивировали в течение 24 часов при 37˚С во влажной атмосфере с 5% содержанием СО2. Затем клетки линии EA.Hy926 окрашивали 0,2% раствором кристаллического фиолетового (Sigma, США), содержащего 5% метанола, для чего в каждую лунку вносили краситель в объеме 100 мкл на лунку и инкубировали 10 минут. После окраски производили 6-кратную отмывку лунок дистиллированной водой. Планшет высушивали, проводили экстракцию красителя 50%-ным раствором уксусной кислоты. Учет оптической плотности проводили на микропланшетном ридере Labsystems (Финляндия) при длине волны 540 нм. Результаты выражали в единицах оптической плотности. О снижении жизнеспособности клеток судили по изменению оптической плотности пробы по сравнению с клетками, которые инкубировали со средой DMEM/F12 c добавлением 10% ЭТС без добавления препарата. Эксперименты по определению цитотоксической активности препарата проводили четырежды. Каждое разведение было проанализирована в трех повторах.
Оценка влияния хлоргексидин-содержащего препарата на пролиферативную активность ЭК линии EA.hy926
На основании результатов по оценке цитотоксической активности были выбраны разведения для дальнейшего исследования влияния препарата на пролиферативную активность ЭК линии EA.hy926.
Накануне эксперимента ЭК вносили в лунки 96-луночного плоскодонного планшета (2500 клеток на лунку в 100 мкл среды, 10% ЭТС), культивировали 24 часа. После этого клеткам заменяли среду на разведения препарата, приготовленные на среде для ЭК, 2,5% ЭТС, культивировали 72 часа. В качестве контроля использовали среду с 2,5% ЭТС. В качестве положительного контроля использовали среду с 10% ЭТС, в качестве отрицательного контроля использовали бессывороточную среду. Затем окрашивали ЭК 0,2% раствором кристаллического фиолетового, содержащего 5% метанола, для чего в каждую лунку вносили краситель в объеме 100 мкл на лунку и инкубировали 10 мин. После окраски лунки отмывали шестикратно дистиллированной водой. Планшет высушивали и экстрагировали краситель 50% раствором уксусной кислоты. Учёт оптической плотности проводили на микропланшетном ридере (Labsystems, Финляндия) при длине волны 540 нм (отсекающая 630 нм). Полученные оптические плотности переводили в количество клеток при помощи кривой титрования и выражали результаты в количестве клеток. Об изменении уровня пролиферации судили по изменению оптической плотности пробы и количеству клеток по сравнению с инкубацией в культуральной среде для ЭК с добавлением 2,5% ЭТС. Эксперименты по определению влияния препарата на пролиферативную активность ЭК проводили трижды. Каждое разведение препарата было проанализировано в шести повторах.
Оценка влияния хлоргексидин-содержащего препарата на миграционную активность ЭК линии EA.hy926
На основании результатов по оценке цитотоксической активности были выбраны разведения для дальнейшего исследования влияния препарата на миграционную активность ЭК линии EA.hy926.
Накануне эксперимента ЭК вносили в лунки 96-луночного плоскодонного планшета (35000 клеток на лунку в 100 мкл среды с 10% ЭТС), культивировали 24 часа. Затем монослой нарушали, соскабливая часть клеток. Для этого посередине лунки наконечником для пипетки на 200 мкл проводили вертикальную ровную черту от края до края лунки. Ширину полученной линии разрушенного монослоя фотографировали. После этого клеткам заменяли среду на разведения препарата, приготовленные на среде 2,5% ЭТС, культивировали 24 часа. В качестве контроля использовали среду без препарата, 2,5% ЭТС. В качестве положительного контроля использовали культивирование в присутствии среды с добавлением 10% ЭТС, а в качестве отрицательного контроля использовали культивирование в бессывороточной среде. Затем ЭК инкубировали 10 минут в 100 мкл 0,2% раствора кристаллического фиолетового, содержащего 5% метанола. После этого планшет шестикратно отмывали дистиллированной водой и высушивали. В каждой лунке фотографировали два-три поля зрения (Рис.1). Анализ полученных данных проводили с помощью компьютерной программы MarkMigration (Россия) [5]. Программа предназначена для автоматического анализа изображений клеточных структур, полученных в ходе эксперимента по исследованию миграционной активности клеток. Она производит последовательную обработку ряда фотографий клеточных структур. Для каждого из обрабатываемых изображений программа позволяет автоматически учитывать остаточную площадь линии разрушенного монослоя после миграции и определяет число клеток, расположенных внутри данной области. Детектирование клеток производится на основе фильтрации изображений по пороговому значению цвета клеточного ядра.
На каждой фотографии программа размечала две параллельные линии разрушенного монослоя (мкм2) и выделяла количество клеток, мигрировавших в зону линии разрушенного монослоя. Об изменении миграционной активности клеток судили по изменению площади разрушенного монослоя и численности клеток после миграции в лунке в пределах линий по сравнению с контролем. При культивировании ЭК в присутствии 10% ЭТС (положительный контроль) наблюдали стимуляцию миграционной активности ЭК по сравнению с культивированием при 2,5% ЭТС по двум параметрам – изменению числа клеток и свободной от клеток площади.
Эксперименты по определению миграционной активности ЭК в присутствии разведений препарата были проведены трижды. Каждое разведение препарата было проанализировано в трех повторах.
Рис. 1. Ширина зоны десквамированного монослоя клеток линии EA.hy926 после инкубации в присутствии среды DMEM/F12 (окрашивание кристаллическим фиолетовым). Увеличение 200х. 1 – начальная ширина десквамированного монослоя; 2 – ширина десквамированного монослоя после 24-часовой инкубации. А – до инкубации, Б – после 24-часовой инкубации в присутствии среды с содержанием ЭТС 2,5%; В – после 24-часовой инкубации в присутствии среды 10% ЭТС (положительный контроль).
Статистическая обработка
Статистическая обработка результатов проводили в программе GraphPad Prism 8.0.1. с использованием непараметрических U-критерия Манна-Уитни. Результаты выражали в виде графиков типа Box Plot, изображающих медиану, третий (верхний бокс) и второй (нижний бокс) квартили; планки погрешностей показывают первый (нижняя) и четвертый (верхняя) квартили.
Результаты
Оценка цитотоксического эффекта хлоргексидин-содержащего препарата в отношении эндотелиальных клеток линии EA.hy926
В связи с выпадением осадка при использовании данного метода анализа цитотоксичности, исследование трехкомпонентного препарата возможно начиная со следующих разведений - неразведенный препарат (0), 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64, 1:128, 1:256 (Рис.2). Невозможность использования препарата в разведении до 1:256 продемонстрировано на рис.2. Выпадение осадка при разведении 1:1, вероятно, объясняется наличием наночастиц в растворе, что не позволяет анализировать отмеченное разведение. Наличие наночастиц в водном растворе, показано в научно – исследовательской работе Галынкина В.А., Еникеева А.Х. и др. [2, 3]
Хлоргексидин-содержащий препарат в разведениях 1:1024, 1:2048, 1:4096, 1:32535, 1:65536 оказывал стимулирующее действие на жизнеспособность клеток.
При инкубации клеток с неразведенным препаратом изменение их жизнеспособности по сравнению с контролем визуально не выявлялось. В случае культивирования клеток в среде с разведением препарата 1:16 и 1:32 количество клеток в лунке значительно снижалось. При разведении препарата в среде для культивирования EA.hy926 в соотношении 1:1 наблюдалось образование преципитата, который затруднял визуальную оценку клеток, а также искажал интерпретацию полученных данных об оптических плотностях, вследствие чего данное разведение было исключено из анализа.
На основании экспериментов по оценке цитотоксического эффекта хлоргексидин-содержащего препарата на ЭК были выбраны разведения для изучения влияния препарата на пролиферативную и миграционную активность EA.hy926.
Рис. 2. Оценка цитотоксического эффекта хлоргексидин-содержащего препарата в отношении эндотелиальных клеток линии EA.hy926. По оси абсцисс обозначены разведения препарата. К-ль 10% ЭТС – культивирование эндотелиальных клеток в среде с содержанием ЭТС 10% (контроль). Достоверность различий: * - p <0.05; ** - p <0.01; *** - p <0.001 - отличие от контроля; # - p <0.05; ## - p <0.01; ### - p <0.001 - отличие от культивирования с большим разведением препарата.
Оценка влияния хлоргексидин-содержащего препарата на пролиферативную активность клеток линии EA.hy926
Хлоргексидин-содержащий препарат оказывает ингибирующее воздействие на пролиферацию эндотелиальных клеток в разведениях 1:128, 1:192, 1:256, 1:384, 1:512, 1:768, 1:1024, 1:1536.
Рис 3. Оценка влияния хлоргексидин-содержащего препарата на пролиферативную активность эндотелиальных клеток линии EA.hy926. По оси абсцисс обозначены разведения препарата. К-ль 2,5% ЭТС – культивирование эндотелиальных клеток в среде с содержанием ЭТС 2,5% (базовая пролиферация); к-ль 10% ЭТС – культивирование эндотелиальных клеток в среде с содержанием ЭТС 10% (положительный контроль); к-ль 0% ЭТС – культивирование эндотелиальных клеток в бессывороточной среде (отрицательный контроль). Достоверность различий: * - p <0.05; ** - p <0.01; *** - p <0.001 - отличие от контроля; ## - p <0.01; ### - p <0.001 - отличие от культивирования с большим разведением препарата.
.
Оценка влияния хлоргексидин-содержащего препарата на миграционную активность клеток линии EA.hy926
Об изменении миграционной активности клеток судили по изменению площади разрушенного монослоя и численности клеток после миграции в лунке в пределах линий по сравнению с контролем.
Показано, что препарат в разведениях 1:128, 1:192, 1:384, 1:768 способствовал снижению количества мигрировавших клеток (Рис. 4). Было обнаружено, что разведения препарата 1:512, 1:1024, 1:1536, 1:2048, 1:3072, 1:4096, 1:6144, 1:8192, 1:12288 способствовали уменьшению остаточной площади десквамированного монослоя (Рис. 5).
Рис. 4. Оценка влияния хлоргексидин-содержащего препарата на количество мигрировавших клеток линии EA.hy926 в зону десквамированного монослоя после инкубации. По оси абсцисс обозначены разведения препарата. К-ль 2,5% ЭТС – культивирование эндотелиальных клеток в среде с содержанием ЭТС 2,5% (базовый уровень); к-ль 10% ЭТС – культивирование эндотелиальных клеток в среде с содержанием ЭТС 10% (положительный контроль); к-ль 0%ЭТС – культивирование эндотелиальных клеток в бессывороточной среде (отрицательный контроль). Достоверность различий: * - p <0.05; *** - p <0.001 - отличие от контроля.
Рис. 5. Оценка влияния хлоргексидин-содержащего препарата на остаточную площадь десквамированного монослоя после инкубации. По оси абсцисс обозначены разведения препарата. К-ль 2,5% ЭТС – культивирование эндотелиальных клеток в среде с содержанием ЭТС 2,5% (базовый уровень); к-ль 10% ЭТС – культивирование эндотелиальных клеток в среде с содержанием ЭТС 10% (положительный контроль); к-ль 0%ЭТС – культивирование эндотелиальных клеток в бессывороточной среде (отрицательный контроль). Достоверность различий: * - p <0.05; ** - p <0.01; *** - p <0.001 - отличие от контроля; ## - p <0.01 - отличие от культивирования с большим разведением препарата.
Обсуждение
В работе изучали биологический эффект хлоргексидин-содержащего препарата, представляющего собой комплекс хлоргексидина, ЭДТА и ионов цинка, в отношении ЭК линии EA.hy926. Оценивали цитотоксичность препарата, а также влияние разных разведений препарата на пролиферацию и миграцию эндотелиоцитов. В ходе оценки цитотоксического эффекта были отобраны минимальная токсическая доза и субтоксические дозы разведенного препарата.
Обнаружено, что разведения препарата 1:1024, 1:2048, 1:4096 и 1:32768, 1:65536 увеличивали жизнеспособность ЭК. Было показано, что в связи с выпадением осадка исследование трехкомпонентного препарата возможно только начиная со следующих разведений – неразведенный препарат (0), 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64, 1:128, 1:256 (Рис.2). Невозможность использования препарата в разведении до 1:256 продемонстрировано на рис.2. Выпадение осадка в разведении 1:1, вероятно, объясняется наличием наночастиц в растворе, что не позволяет анализировать отмеченное разведение. На основании полученных результатов для изучения антипролиферативной и антимиграцинной активности были отобраны разведения, не оказавшие негативного влияния на жизнеспособность ЭК в ходе оценки цитотоксического эффекта, а также промежуточные между ними разведения препарата для расширения спектра анализируемых разведений. Так, были выбраны разведения 1:128, 1:192, 1:256, 1:384, 1:512, 1:768, 1:1024, 1:1536, 1:2048, 1:3072, 1:4096, 1:6144, 1:8192, 1:12288. Разведения 1:1024, 1:2048, 1:4096 представляли наибольший интерес в силу их стимулирующего воздействия на жизнеспособность ЭК в ходе оценки цитотоксического эффекта.
Препарат оказывал дозозависимое ингибирующее воздействие на пролиферацию ЭК в разведениях 1:128, 1:192, 1:256, 1:384, 1:512, 1:768, 1:1024, 1:1536. Начиная с разведения 1:2048 препарат не оказывал влияние на пролиферацию клеток. Результаты отрицательного воздействия разведений ниже минимальной токсической дозы на пролиферативную активность ЭК показывают, что такие разведения имеют ингибирующее действие, зависящее от времени воздействия на клетки. Вероятно, разведения препарата, которые не оказали токсического эффекта в течение одних суток культивирования с клетками, могли подавлять жизнеспособность и влиять на функциональную активность эндотелия при более длительном воздействии – культивировании в течение трех суток. Разведения 1:2048, 1:4096, которые способствовали жизнеспособности ЭК в ходе оценки цитотоксичности препарата, не оказали влияния на пролиферацию эндотелия. В литературе имеются данные, что ХГ в концентрации от 0,01% до 0,12% способствовал образованию апоптотических ядер в остеобластах. Методом MTS было продемонстрировано, что ХГ способен снижать жизнеспособность остеобластов, эндотелиоцитов, фибробластов [15]. Таким образом, входящий в состав препарата хлоргексидин может быть причиной обнаруженного нами цитотоксического и антипролиферативного эффекта.
Оценка воздействия препарата на миграционную активность ЭК анализировалась по двум параметрам – по количеству мигрировавших клеток в зону десквамированного монослоя, а также по площади, свободной от клеток после инкубации. Показано, что препарат в разведениях 1:128, 1:192, 1:384, 1:768 способствовал снижению количества мигрировавших клеток. Также установлено, что разведения препарата 1:512, 1:1024, 1:1536, 1:2048, 1:3072, 1:4096, 1:6144, 1:8192, 1:12288 способствовали увеличению занимаемой клетками площади без увеличения их количества, приближаясь к эффекту среды с содержанием 10% ЭТС. Из полученных результатов следует, что начиная с разведения препарата 1:2048 наблюдается увеличение миграционной активности клеток за счет увеличения занимаемой ими площади, при этом количество мигрировавших ЭК и их пролиферативная активность остаются на базовом уровне. Таким образом, обработка ран и ожогов определенными концентрациями комплекса ХГ-ЭДТА-цинк может способствовать ускорению репарации тканей.
ЭК синтезируют и секретируют компоненты межклеточного матрикса, одновременно встраивая в него соединения, обеспечивающие миграцию, адгезию и пролиферацию эндотелиоцитов [20]. Можно предположить, что препарат не влияет на межклеточный матрикс, но способен негативно влиять на представленные в нем цитокины. Возможно, что отсутствие или недостаток стимулирующих пролиферацию соединений сильнее сказывалось на делении клеток, в то время как межклеточный матрикс, на который препарат не оказывает действие, поддерживал уровень миграции клеток на определенном уровне.
ХГ считается антисептиком с низкой цитотоксичностью, хотя существует ряд ограничений его использования. Например, при длительном применении в качестве ополаскивателя ХГ вызывает десквамацию эпителия, негативно воздействуют на естественную микробиоту полости рта. На клеточной линии эпителиальных клеток десны было показано, что ХГ может оказывать цитотоксический эффект, прямо зависящий от времени экспозиции, поэтому длительное использование ХГ в качестве ополаскивателя полости рта не рекомендуется [8]. Работы на других клеточных линиях показали, что 0,1% раствор ХГ после 24- и 48-часовой инкубации вызывал снижение пролиферативной активности фибробластов [29]. Цитотоксический потенциал ХГ реализуется в зависимости от концентрации через индукцию некроза, снижение митохондриальной активности и синтеза ДНК [16]. Из этого следует, что разработка новых препаратов, совмещающих бактерицидное действие хлоргексидина и обеспечивающих регенерирующих эффект, является актуальной. В ходе данной работы было показано, что определенные разведения хлоргексидин-содержащего препарата не оказывают влияния на пролиферацию ЭК, но при этом способствуют увеличению занимаемой клетками площади. При подобном «распластывании» эндотелиоциты формируют большее количество межклеточных контактов и контактов с субстратом, что приводит к стабилизации сосуда в ходе ангиогенеза и улучшению кровоснабжения тканей и ранозаживлению [25]. Таким образом, комплекс хлоргексидина, ЭДТА и ионов цинка можно рассматривать как современный аналог хлоргексидина биглюконата, используемого для ухода за ранами.
About the authors
Marina A. Pereviazkina
D. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology
Email: marinaperev17@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6976-7061
Scopus Author ID: 58861848300
ResearcherId: IQV-6734-2023
https://orcid.org/0000-0002-6976-7061
research assistant
Russian Federation, 3, Mendeleevskaya line, Saint Petersburg, 199034Maria S. Zementova
D. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology
Email: marizementova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5161-369X
Scopus Author ID: 58075571600
ResearcherId: 4093-2022
https://orcid.org/0000-0001-5161-369X
Junior Research Associate
Russian Federation, 3, Mendeleevskaya line, Saint Petersburg, 199034Elizaveta V. Tyshchuk
D. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology
Email: tyshhuk.elizaveta@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6051-9048
Scopus Author ID: 57375369600
ResearcherId: AEG-1570-2022
https://orcid.org/0000-0001-6051-9048
Junior Research Associate
Russian Federation, 3, Mendeleevskaya line, Saint Petersburg, 199034Polina V. Grebenkina
D. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology
Email: grebenkinap@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5229-9732
Scopus Author ID: 57226564715
ResearcherId: ABG-9278-2021
https://orcid.org/0000-0002-5229-9732
Junior Researcher, PhD Student
Russian Federation, 199034, Saint Petersburg, Mendeleyevskaya line, 3; 197101, Saint Petersburg, st. Mira, 14Darya A. Rakhmetova
D. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology
Email: rahmetova.dsha@gmail.com
ORCID iD: 0009-0009-9484-0943
ResearcherId: OKR-6516-2025
https://orcid.org/0009-0009-9484-0943
student
Russian Federation, 3, Mendeleevskaya line, Saint Petersburg, 199034Olesya N. Bespalova
D. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology
Email: bespalova.olesya.0308@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6542-5953
Scopus Author ID: 57189999252
ResearcherId: D-3880-2018
https://orcid.org/0000-0002-6542-5953
PhD, MD (Medicine), Deputy Director for Science
Russian Federation, 3, Mendeleevskaya line, Saint Petersburg, 199034Sergey A. Selkov
D. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology
Email: selkovsa@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1560-7529
Scopus Author ID: 6507854443
ResearcherId: G-2059-2014
https://orcid.org/0000-0003-1560-7529
PhD, MD (Medicine), professor, honoured science worker, principal researcher of Department of Immunology and Intercellular Interactions
Russian Federation, 199034, Saint Petersburg, Mendeleyevskaya line, 3Dmitriy I. Sokolov
D. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology
Author for correspondence.
Email: falcojugger@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5749-2531
Scopus Author ID: 14020604500
ResearcherId: E-9050-2014
https://orcid.org/0000-0002-5749-2531
DSc (Biology), Associate Professor, Head of Laboratory of Intercellular Interactions,
Russian Federation, 199034, Saint Petersburg, Mendeleyevskaya line, 3References
- Амчиславский Е.И, Соколов Д.И., Старикова Э.А, Фрейдлин И.С. Цитокиновый контроль процесса ангиогенеза // Медицинская иммунология, 2003, Т.5, №5-6, стр 493-506 Amtchislavski E.I., Sokolov D.I., Starickova E.A, Freidlin I.S.
- CYTOKINE CONTROL OF ANGIOGENESIS
- , (Med.Immunol., 2003, vol.5, № 5-6, рр 493-506) https://elibrary.ru/item.asp?id=11581867
- Галынкин В.А., Еникеев А.Х., Краснов К.А., Гладчук А.С., Герасимов В.Н., Хрусталев В.Н. Структура и механизм антимикробного действия комплексного соединения хлоргексидина нового представителя нанодезинфектантов. // Medline.ru. Российский биомедицинский журнал. 2024. Т. 25. № 2. С. 582-596 The structure and mechanism of antimicrobial action of the complex compound chlorhexidine, a new representative of nanodesinfectants,
- Galinkin V.A., Enikeev A.H..1, Krasnov K.A., Gladchuk A.S., Gerasimov V.N.,Khrustalev V.N. // Vol. 25, Art. 32 (pp. 582-596) https://www.medline.ru/public/art/tom25/art32.html
- Галынкин В. А., Еникеев А. Х., Подольская Е. П., Гладчук А. С., Виноградова Т. И., Заболотных Н. В., Догонадзе М. З., Краснов К. А. АНТИМИКРОБНАЯ И ВИРУЛИЦИДНАЯ АКТИВНОСТЬ ТРЕХКОМПОНЕНТНОГО КОМПЛЕКСА ХЛОРГЕКСИДИН-ЭДТА-ЦИНК // Медицина экстремальных ситуаций. 2022. №1. Galinkin V.A., Enikeev A.Kh., Podolskaya E.P., Gladchuk A.S., Vinogradova T.I., Zabolotnykh N.V., Dogonadze M.Z., Krasnov K.A.// ANTIMICROBIAL AND ANTIVIRAL ACTIVITY OF THREE-COMPONENT COMPLEX
- OF CHLORHEXIDINE-EDTA-ZINC 10.47183/mes.2022.002
- Зверьков А. В., Зузова А. П. Хлоргексидин: прошлое, настоящее и будущее одного из основных антисептиков // КМАХ. 2013. №4 A.V. Zverkov, A.P. Zouzova, Chlorhexidine: Past, Present, and Future of the Famous Antiseptic Agent https://cyberleninka.ru/article/n/hlorgeksidin-proshloe-nastoyaschee-i-buduschee-odnogo-iz-osnovnyh-antiseptikov
- Марков А.С. М.К.Л., Соколов Д.И., Сельков С.А., MARKMIGRATION. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, 2019: Россия. Номер свидетельства RU 2019612366 Markov A.S., M.K.L., Sokolov D.I., Selkov S.A., MARKMIGRATION. Certificate of state registration of a computer program, 2019: Russia. Certificate number RU 2019612366 https://www.elibrary.ru/item.asp?id=39310909
- ПОВЕЩЕНКО А.Ф., КОНЕНКОВ И. В., МЕХАНИЗМЫ И ФАКТОРЫ АНГИОГЕНЕЗА, УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК, 2010, том 41, № 2, с. 68–89 A.F. Poveshchenko, V.I. Konenkov, Mechanisms and Factors of Angiogenesis https://elibrary.ru/item.asp?id=13797889
- Abdel-Sayed P., Tornay D., Hirt-Burri N., de Buys Roessingh A., Raffoul W.,Applegate L.A. Implications of chlorhexidine use in burn units for wound healing. Burns, 2020, Vol.46, no 5, pp. 1150-1156. - 10.1016/j.burns.2019.12.008
- Babich H., Wurzburger B.J., Rubin Y.L., Sinensky M.C.,Blau L. An in vitro study on the cytotoxicity of chlorhexidine digluconate to human gingival cells. Cell Biol Toxicol, 1995, Vol.11, no 2, pp. 79-88. - 10.1007/BF00767493
- Bailey A.,Longson M. Virucidal activity of chlorhexidine on strains of Herpesvirus hominis, poliovirus, and adenovirus. J Clin Pathol, 1972, Vol.25, no 1, pp. 76-8. - 10.1136/jcp.25.1.76
- Best M., Sattar S.A., Springthorpe V.S.,Kennedy M.E. Efficacies of selected disinfectants against Mycobacterium tuberculosis. J Clin Microbiol, 1990, Vol.28, no 10, pp. 2234-9. - 10.1128/jcm.28.10.2234-2239.1990
- Cheung H.Y., Wong M.M., Cheung S.H., Liang L.Y., Lam Y.W.,Chiu S.K. Differential actions of chlorhexidine on the cell wall of Bacillus subtilis and Escherichia coli. PLoS One, 2012, Vol.7, no 5, pp. e36659. - 10.1371/journal.pone.0036659
- Darouiche R.O., Wall M.J., Jr., Itani K.M., Otterson M.F., Webb A.L., Carrick M.M., Miller H.J., Awad S.S., Crosby C.T., Mosier M.C., Alsharif A.,Berger D.H. Chlorhexidine-Alcohol versus Povidone-Iodine for Surgical-Site Antisepsis. N Engl J Med, 2010, Vol.362, no 1, pp. 18-26. - 10.1056/NEJMoa0810988
- Flávia Angélica Másquio Fiorentino M.A.C., Hérida Regina Nunes Salgado Analytical Methods for the Determination of Chlorhexidine: A Review. no. - 10.1080/10408340903232020
- Gendron R., Grenier D., Sorsa T.,Mayrand D. Inhibition of the activities of matrix metalloproteinases 2, 8, and 9 by chlorhexidine. Clin Diagn Lab Immunol, 1999, Vol.6, no 3, pp. 437-9. - 10.1128/CDLI.6.3.437-439.1999
- Giannelli M., Chellini F., Margheri M., Tonelli P.,Tani A. Effect of chlorhexidine digluconate on different cell types: a molecular and ultrastructural investigation. Toxicol In Vitro, 2008, Vol.22, no 2, pp. 308-17. - 10.1016/j.tiv.2007.09.012
- Hidalgo E.,Dominguez C. Mechanisms underlying chlorhexidine-induced cytotoxicity. Toxicol In Vitro, 2001, Vol.15, no 4-5, pp. 271-6. - 10.1016/s0887-2333(01)00020-0
- Hirose R., Bandou R., Ikegaya H., Watanabe N., Yoshida T., Daidoji T., Naito Y., Itoh Y.,Nakaya T. Disinfectant effectiveness against SARS-CoV-2 and influenza viruses present on human skin: model-based evaluation. Clin Microbiol Infect, 2021, Vol.27, no 7, pp. 1042 e1-1042 e4. - 10.1016/j.cmi.2021.04.009
- Kawana R., Kitamura T., Nakagomi O., Matsumoto I., Arita M., Yoshihara N., Yanagi K., Yamada A., Morita O., Yoshida Y., Furuya Y.,Chiba S. Inactivation of human viruses by povidone-iodine in comparison with other antiseptics. Dermatology, 1997, Vol.195 Suppl 2, no, pp. 29-35. - 10.1159/000246027
- Lambert R.J., Hanlon G.W.,Denyer S.P. The synergistic effect of EDTA/antimicrobial combinations on Pseudomonas aeruginosa. J Appl Microbiol, 2004, Vol.96, no 2, pp. 244-53. - 10.1046/j.1365-2672.2004.02135.x
- Loganadane L.D., Berge N., Legrand C.,Fauvel-Lafeve F. Endothelial cell proliferation regulated by cytokines modulates thrombospondin-1 secretion into the subendothelium. Cytokine, 1997, Vol.9, no 10, pp. 740-6. - 10.1006/cyto.1997.0229
- Montefiori D.C., Robinson W.E., Jr., Modliszewski A.,Mitchell W.M. Effective inactivation of human immunodeficiency virus with chlorhexidine antiseptics containing detergents and alcohol. J Hosp Infect, 1990, Vol.15, no 3, pp. 279-82 - 10.1016/0195-6701(90)90036-n
- Munoz-Price L.S., Hota B., Stemer A.,Weinstein R.A. Prevention of bloodstream infections by use of daily chlorhexidine baths for patients at a long-term acute care hospital. Infect Control Hosp Epidemiol, 2009, Vol.30, no 11, pp. 1031-5. - 10.1086/644751
- Poppolo Deus F.,Ouanounou A. Chlorhexidine in Dentistry: Pharmacology, Uses, and Adverse Effects. Int Dent J, 2022, Vol.72, no 3, pp. 269-277. - 10.1016/j.identj.2022.01.005
- Rasimick B.J., Nekich M., Hladek M.M., Musikant B.L.,Deutsch A.S. Interaction between chlorhexidine digluconate and EDTA. J Endod, 2008, Vol.34, no 12, pp. 1521-3. - 10.1016/j.joen.2008.08.039
- Reinhart-King C.A., Dembo M.,Hammer D.A. The dynamics and mechanics of endothelial cell spreading. Biophys J, 2005, Vol.89, no 1, pp. 676-89. - 10.1529/biophysj.104.054320
- Russell A.D. Chlorhexidine: antibacterial action and bacterial resistance. Infection, 1986, Vol.14, no 5, pp. 212-5. - 10.1007/BF01644264
- Senoo T., Obara Y.,Joyce N.C. EDTA: a promoter of proliferation in human corneal endothelium. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2000, Vol.41, no 10, pp. 2930-5. - https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10967047/
- Sivaranjani M., Liu F.,White A.P. Synergistic activity of tetrasodium EDTA, ethanol and chlorhexidine hydrochloride against planktonic and biofilm cells of clinically relevant pathogens. J Glob Antimicrob Resist, 2021, Vol.24, no, pp. 148-157. - 10.1016/j.jgar.2020.12.002
- Wyganowska-Swiatkowska M., Urbaniak P., Szkaradkiewicz A., Jankun J.,Kotwicka M. Effects of chlorhexidine, essential oils and herbal medicines (Salvia, Chamomile, Calendula) on human fibroblast in vitro. Cent Eur J Immunol, 2016, Vol.41, no 2, pp. 125-31. - 10.5114/ceji.2016.59739
Supplementary files



