Пробиовит

Целью КЭ «Пробиовит» является разработка простой и удобной, при осуществлении ее на борту космического корабля, технологии получения активного лечебно- профилактического пробиотического продукта, обладающего иммунномодулирующими свойствами.

На сегодняшний день известно, что длительное нахождение человека в условиях космического полета может являться важнейшим фактором, провоцирующим возникновение хронических рецидивирующих инфекций, аллергических заболеваний, функциональных кишечных расстройств и т.д. Причем доказано, что зачастую причиной подобных состояний является изменение количественного и качественного состава эндогенной (собственной) микрофлоры организма человека. Для профилактики и лечения подобного рода заболеваний космонавтов предпринимаются попытки использовать пробиотики – препараты, предназначенные для коррекции микробиоценозов.

При этом необходимо учитывать, что пробиотики являются особой категорией лечебно-профилактических препаратов. Действующим началом пробиотиков являются жизнеспособные  клетки микроорганизмов либо в физиологически активном состоянии (жидком) или анабиотическом (сублимированном) виде. Однако, на сегодняшний день твердо доказанным является положение о том, что клетки микроорганизмов, находящиеся в метаболически активном состоянии (в виде кисломолочного продукта ), обладают более высоким пробиотическим потенциалом.  

В связи с этим на повестку дня был поставлен вопрос об изучении возможности получения пробиотического препарата, содержащего физиологически активные клетки (первую очередь это относится к штаммам из рода ацидофильных лактобацилл) непосредственно в условиях космического полета силами экипажа РС МКС, а также рассмотрение влияния факторов космического полета (ФКП) на пробиотические свойства препарата , выращенного на борту МКС.

В рамках выполнения КЭ « Биоэмульсия » в период с 2007 г. по 2012 г. было показана принципиальная возможность получения на борту МКС кисломолочного продукта, обладающего необходимыми пробиотическими свойствами: биологической активностью, антагонизмом к условно патогенным и патогенным микроорганизмам, способностью к кислотообразованию и антибиотикоустойчивостью.

Эксперименты проводились с использованием аппаратуры «Биоэмульсия» и «Рекомб-К».   Использование в КЭ вышеуказанной аппаратуры предполагает проведение всех операций по загрузке ее компонентами питательной среды и посевного материала в земных условиях, а все манипуляции на борту МКС проводятся без вскрытия аппаратуры.

 Отсутствует возможность осуществлять вскрытие аппаратуры в условиях микрогравитации, что исключает стадию выгрузки готового кисломолочного продукта на борту МКС и последующее использование его в качестве лечебно-профилактического напитка на борту пилотируемого космического корабля.

Предлагаемая технология получения активного лечебно- профилактического пробиотического продукта в условиях МКС должна исключать необходимость выполнения работ по периодическому вскрытию используемого оборудования для его зарядки питательными и посевными компонентами, что позволит в перспективе избежать возможность несанкционированного выхода входящих в состав продукта микроорганизмов ( штаммов Lactobacillusacidophilus ) и в то же время данная технология в случае ее осуществления на борту МКС не должна требовать от членов экипажа наличия специальных знаний в области практической микробиологии . 

Данные о возможности получения на борту МКС образцов кисломолочного пробиотического продукта по предлагаемой технологии.

1. Ильин В.К., Воложин А.И., Виха Г.В. //.Колонизационная резистентность организма в измененных условиях обитания. - Отв. ред. Гальченко В.Ф.; Ин-т Медико-биологических проблем. – М.: Hаука - 2005. – 276 с.

2. Плужников М.С., Петров Л.Н., Петров Н.Л. Теоретические основы для использования пробиотиков в лечении воспалительных заболеваний ЛОР. // FoliaOtorhinolaryngologica. – 2004. - V. 10 ( 3-4 ). - P. 41 – 47.

3. NATO ASI Series. Vol. H 98. Lactic Acid Bacteria: Current Advances in Metabolism, Genetics and Applications. – Edited by F. Bozoglu and B. Ray: Springer, Berlin, 1996. – P. 1 – 136.

4. S.C.Ng, A.L.Hart, M.A.Kamm. Mechanisms of Action of Probiotics: Recent Advances. // Inflamm. BowelDis., 2009, - V.15 ( 2 ), - P. 300 – 309.

5. Хорошилова Н.В. Иммуномоделирующее и лечебное действие пробиотиков. // Иммунология. – 2003. - № 6. – С. 352 – 356.

6. Саенко А., Демыгина Е. Влияние малых доз радиации на устойчивость биологических систем. // В мире науки. – 2006. - № 4. – С. 78 – 81.

7. Барабой В.А. Популярная радиобиология. – Киев: Наукова думка, 1988. - С. 189.

8. Паркер Ю. Как защитить космических путешественников. // В мире науки,   2006, - 6.- С. 15 – 20.

9. Воробьева Л.И., Абилев С.К. Антимутагенные свойства бактерий ( обзор ). // Прикладная биохимия и микробиология. – 2002. – Т. 38. - № 2. – С. 115 – 127.

10. Bodana A.R., Rao D.R. Antimutagenic Activity of Milk Fermented by Streptococcus thermophilus and Lactobacillus bulgaricus. // J. Dairy Sci. – 1990. – V. 73. – P. 3379 – 3384.

11. Nadathur S.R., Gould S.J., Bakalinsky A.T. Antimutagenicity of Fermented Milk. // J. Dairy Sci. – 1994. – V. 77. - P. 3287 – 3295.

12. Matar Ch., Nadathur S.S. Antimutagenic Effects of Milk Fermented by Lactobacillus helveticus L 89 and a Protease-Deficient Derivative. // J. Dairy Sci. – 1997. – V. 80. – P. 1965 – 1970.

13. Hosoda M., Hashimoto H. Antimutagenicity of Milk Cultured with Lactic Acid Bacteria Against N-Methyl-N-Nitro-N-Nitrosoguanidine. // J. Dairy Sci. – 1992. – V. 75. – P. 976 – 981.

14. Воробьев А.А., Гершанович М.Л., Петров Л.Н. Предпосылки и перспективы применения пробиотиков в комплексной терапии онкологических больных. // Вопросы онкологии. – 2004. – Т.50. - № 3. – С. 361 – 364.

15. Гершанович М.Л., Петров Л.Н., Добрица В.П. Способ лечения MALT – лимфом желудка. – Патент РФ № 2269353, заявка № 2004117585 от 10 июня 2004 г., зарегистрировано 10 февраля 2006 г. 

16. Мельникова И.Ю., Волова Л.Г., Аверкина Е.А., Солдаткин Э.В., Петров Л.Н. Опыт применения препарата « Витафлор » у детей с заболеваниями ЖКТ. // Русский журнал ВИЧ/СПИД и родственные проблемы. – 1999. – Т. 3. - № 1. – С. 118.

17. Мельникова И.Ю., Рябчук В.Н., Петров Л.Н., Вербицкая Н.Б. Теоретические предпосылки и практика клинического применения пробиотика « Витафлор » в педиатрии. Методическое пособие для врачей. – СПб. - 2004. – С. 37.

18. Мельникова И.Ю., Н.А., Петров Л.Н., Вербицкая Н.Б., Добролеж О.В., Кобатов А.И., Добрица В.П. Способ лечения воспалительных заболеваний желудочно-кишечного тракта, ассоциированных с Helicobacter pylori. Патент РФ № 2278682, заявка № 2004112589 от 27.04.04, зарегистрировано 27.06.06.

19. Яременко А.И., Виноградов С.Ю., Артеменко К.Л., Комарова Т.А., Ионье С.Я. Первый опыт применения пробиотика «Витафлор» в стоматологической практике // Пародонтология. – 2004. - № 2 ( 31 ). – С. 63 – 66.

20. Михайлова Л.Е., Кохреидзе Н.А., Шамардина Н.М., Петров Л.Н. Опыт использования препарата « Витафлор » в лечении вульвовагинитов у детей. // Русский журнал ВИЧ/СПИД и родственные проблемы. – 1999. – Т. 3. - № 1. – С. 118 – 119.

21. Рябчук Ф.Н., Петров Л.Н., Вербицкая Н.Б. Место пробиотика « Витафлор » в системном подходе к лечению рецидивирующих заболеваний у детей. – Сб. материалов международной конференции. – М., - 2-4 июня 2004. – С. 76.

22. Гершанович М.Л., Петров Л.Н., Добрица В.П., Калиновский В.П., Никитина М.В. Способ лечения МАLТ-лимфомы желудка путем эрадикации Helicobacter pylori Витафлором. // Вопросы онкологии- Tом 52 - № 6.

23. Кобатов А.И., Вербицкая Н.Б., Добролеж О.В., Петров Л.Н. Пробиотик «Витафлор» как возможное средство защиты космонавтов от негативных последствий воздействия ионизирующего излучения. // Медицина экстремальных ситуаций, 2007, № 2 ( 20 ), с. 72-79.

24. Кобатов А.И., Вербицкая Н.Б., Добролеж О.В., Петров Л.Н. Оптимизация процесса культивирования пробиотических бактерий L.acidophilus в условиях космического полета. – Медицина экстремальных ситуаций, 2010, № 4 ( 34 ), с. 77-86.

- Поиск и отработка оптимального соотношения компонентов сухой смеси: питательная среда – посевной материал для приготовление кисломолочного продукта на борту МКС.:    

- Отработка условий доставки и режимов реализации КЭ в условиях космического полета.    

- Исследование влияния факторов космического полета на характеристики пробиотического кисломолочного продукта, полученного на борту МКС из сухой 2-х компонентной смеси : посевного материала и питательной среды .    

Технически проведение эксперимента может быть реализовано следующим образом:    

1) При проведении эксперимента на борту РС МКС должна использоваться укладка «Пробовит». Укладка «Пробиовит» представляет собой конструкцию, состоящую из контейнера и помещенных в него емкостей:    

-ёмкости с сухим полупродуктом, состоящим из посевного материала (пробиотика «Витафлор») и питательной среды;

-ёмкости для воды.    

Контейнер должен обеспечивать также возможность обратного возврата емкости с готовым кисломолочным продуктом, полученным на борту МКС, для определения в нем пробиотических свойств.    

Для выполнения эксперимента на РС МКС необходимо использовать термостат, обеспечивающий температуру + 37⁰ С для проведения культивирования и термостат, обеспечивающий температуру +4⁰ С для хранения полученного продукта, а также перчаточный бокс для заполнения водой емкости с посевным материалом.    

Для проведения каждого сеанса КЭ на станцию оставляется:    

- укладка «Пробиовит», содержащая емкость с полупродуктом: посевной материал (штаммы Lactobacillus) плюс питательная среда (сублимационно высушенное и измельченное питьевое молоко) и емкость для воды; габаритные размеры 240х80х80 мм, масса не более 0,5 кг.    

После проведения каждого сеанса КЭ на Землю возвращается:    

- укладка «Пробиовит», содержащая емкость с полученным на борту МКС кисломолочным пробиотическим продуктом.   

3) Порядок проведения КЭ:    

На Земле готовятся:    

- посевной материал (сублимационно сформированные пористые таблетки пробиотика «Витафлор», включающего в себя 2 симбиотических штамма клеток (Lactobacillus acidophilus),    

- питательная среда для получения на борту МКС кисломолочного продукта (сублимационно высушенное питьевое молоко с последующим его измельчением для получения сухого порошка),    

- формируется емкость (пакет, укомплектованный питательной средой и посевным материалом в оптимальном соотношении) и укладывается в укладку для последующей отправки на борт МКС: транспортировка укладки на МКС при температуре окружающей .    

В ходе эксперимента член экипажа обеспечивает размещение укладки в установленном месте. Проведение активной части КЭ желательно осуществлять не раньше, чем за 5-10 дней до спуска на Землю. До этого момента допускается хранение укладки «Пробиовит» с сухим полупродуктом на борту МКС при температуре окружающей среды.    

В ходе эксперимента член экипажа обеспечивает заполнение емкости с сухим полупродуктом требуемым количеством питьевой воды из емкости для воды; перемешивает полученную смесь многократным встряхиванием емкости; размещение емкости с полученной смесью в укладке; перенос укладки в бортовой термостат, установленный на температуру +37 ⁰ С на 24 часа; извлечение укладки с готовым кисломолочным продуктом из термостата и помещение его в бортовой холодильник до момента его возвращения на Землю    

Аналогичная операция осуществляется параллельно на Земле.     

Для обеспечения проведения эксперимента должны быть изготовлены:

- опытный образец укладки «Пробиовит»;

- два летных образца укладки«Пробиовит» (основной и ЗИП).      

- тренажерный макет.        

4. Реализация эксперимента осуществляется по согласованной с РКК ЭНЕРГИЯ программе космического эксперимента, по методике и бортовой документации, выпускаемой РКК Энергия.

Специальных требований к орбите станции и к ее ориентации не предъявляются    

6. Для обработки данных, полученных при проведении эксперимента на РС МКС, специализированное программное обеспечение не требуется.  

7. Экипаж станции должен быть обучен методике проведения эксперимента.