Problems of VirologyProblems of VirologyВопросы вирусологии0507-40882411-2097Central Research Institute for Epidemiology66710.36233/0507-4088-148ORIGINAL RESEARCHESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯResearch ArticleAntiviral and virucidal activity of sodium deoxyribonucleate and its complex with iron against viruses of different kingdoms and familiesПротивовирусная и вирулицидная активность дезоксирибонуклеата натрия и его комплекса с железом в отношении вирусов разных царств и семействhttps://orcid.org/0000-0001-5757-5671NosikDmitry N.НосикДмитрий Николаевич
Russian Federation

Professor, Head of the Laboratory of Antiviral and disinfectants

доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией противовирусных и дезинфекционных средств

dnnosik@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2702-8578KalninaLyudmila B.КалнинаЛюдмила Борисовна
Russian Federation

candidate biological sciences, Leading Researcher of the Laboratory antiviral and disinfectants

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории противовирусных и дезинфекционных средств

klb3@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9351-6433LobachOlga A.ЛобачОльга Александровна
Russian Federation

candidate biological sciences, Senior Researcher of the Laboratory antiviral and disinfectants

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории противовирусных и дезинфекционных средств

victoriola@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5379-2406ChataevaMarina S.ЧатаеваМарина Семеновна
Russian Federation

researcher of the laboratory antiviral and disinfectants

научный сотрудник лаборатории противовирусных и дезинфекционных средств

mschat@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1551-718XBerezhnayaElena V.БережнаяЕлена Викторовна
Russian Federation

junior researcher of the laboratory antiviral and disinfectants

младший научный сотрудник лаборатории противовирусных и дезинфекционных средств

elvenel@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9295-8379BochkovaMarina S.БочковаМарина Сергеевна
Russian Federation

candidate biological sciences, Leading Researcher of the Laboratory antiviral and disinfectants

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории противовирусных и дезинфекционных средств

bochkovams1@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3693-6081KiselevaIrina A.КиселеваИрина Алексеевна
Russian Federation

candidate biological sciences, Leading Researcher of the Laboratory antiviral and disinfectants

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории противовирусных и дезинфекционных средств

iakiseleva@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3709-770XSelimovaLyudmila M.СелимоваЛюдмила Мидатовна
Russian Federation

doctor Biological Sciences, Associate Professor, Leading Researcher of the Laboratory antiviral and disinfectants

доктор биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории противовирусных и дезинфекционных средств

lselim@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1943-6536NosikNikolai N.НосикНиколай Николаевич
Russian Federation

Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Laboratory of Virus Ontogeny

доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией онтогенеза вирусов

nosiknn@yandex.ruD.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Reseach Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. GamaleyaИнститут вирусологии имени Д.И. Ивановского ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России0712202267650651526122022Copyright ©; 2022, Nosik D.N., Kalnina L.B., Lobach O.A., Chataeva M.S., Berezhnaya E.V., Bochkova M.S., Kiseleva I.A., Selimova L.M., Nosik N.N.Copyright ©; 2022, Носик Д.Н., Калнина Л.Б., Лобач О.А., Чатаева М.С., Бережная Е.В., Бочкова М.С., Киселева И.А., Селимова Л.М., Носик Н.Н.2022Nosik D.N., Kalnina L.B., Lobach O.A., Chataeva M.S., Berezhnaya E.V., Bochkova M.S., Kiseleva I.A., Selimova L.M., Nosik N.N.Носик Д.Н., Калнина Л.Б., Лобач О.А., Чатаева М.С., Бережная Е.В., Бочкова М.С., Киселева И.А., Селимова Л.М., Носик Н.Н.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://virusjour.crie.ru/jour/article/view/667

Introduction. The urgent problem of modern medicine is the fight against acute respiratory viral infections (ARVI). To combat ARVI, drugs of wide antiviral potency are needed, as well as immunomodulating drugs. Such antiviral and immunomodulatory effects has sodium deoxyribonucleate (DNA-Na) and its complex with iron (DNA-Na-Fe) developed on the basis of double-stranded DNA of natural origin.

Aim of the study: To assess antiviral and virucidal activity of DNA-Na and DNA-Na-Fe against viruses of different kingdoms and families.

Materials and methods. Antiviral and virucidal activity of DNA-Na and DNA-Na-Fe was assessed in cell cultures infected with viruses.

Results and discussion. DNA-Na and DNA-Na-Fe had antiviral activity against adenovirus at concentrations of 250–1000 mcg/ml. Antiviral effect of both drugs was not detected in case of poliovirus. DNA-Na and DNA-Na-Fe had antiviral activity against coronavirus in all administration schemes. EC50 for DNA-Na ~ 2500 mcg/ml, for DNA-Na-Fe ~ 1000 mcg/ml. In cells treated with DNA-Na-Fe, secretion of following pro–inflammatory cytokines was detected: Interleukin (IL) 1β, IL-2, IL-6, IL-18, interferon-α (IFN-α), IFN-γ, as well as anti-inflammatory cytokines: IL-4, IL-10, antagonist of IL-1 receptor. Evidently, DNA-Na and DNA-Na-Fe have antiviral effect, but mechanism of action does not seem to be associated with specific effect on viral replication. Presence of virucidal activity of drugs against representatives of Coronaviridae, Adenoviridae, Picornaviridae, Retroviridae, Herpesviridae in vitro test in range of 1.0–3.0 lg TCID50 was identified.

Conclusion. Presence of simultaneous antiviral and virucidal activity of DNA-Na and DNA-Na-Fe against adeno- and coronaviruses shows their prospects for prevention and treatment of ARVI.

Введение. Актуальнейшей проблемой современной медицины является борьба с острыми респираторными вирусными инфекциями (ОРВИ), для которой необходимы лекарства широкого противовирусного спектра действия, а также средства, повышающие защитные функции иммунного ответа. Подобным эффектом обладают дезоксирибонуклеат натрия (ДНК-Na) и его комплекс с железом (ДНК-Na-Fe), созданные на основе двухнитевой ДНК природного происхождения.

Цель исследования – изучение противовирусной и вирулицидной активности ДНК-Na и ДНК-Na-Fe в отношении вирусов разных царств и семейств.

Материалы и методы. На модели культур клеток, инфицированных вирусами, изучена противовирусная и вирулицидная активность ДНК-Na и ДНК-Na-Fe.

Результаты и обсуждение. Показано, что ДНК-Na и ДНК-Na-Fe обладали противовирусной активностью в отношении аденовируса в концентрациях 250–1000 мкг/мл при профилактической и лечебной схеме введения препаратов. Противовирусный эффект не был обнаружен в случае вируса полиомиелита ни при какой схеме введения обоих препаратов. ДНК-Na и ДНК-Na-Fe обладали противовирусной активностью в отношении коронавируса при всех схемах введения. ЭК50 для ДНК-Na – ~ 2500 мкг/мл, для ДНК-Na-Fe – ~ 1000 мкг/мл. В клетках, обработанных ДНК-Na-Fe, обнаружена секреция цитокинов: провоспалительных – ИЛ-1β, ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-18, ИФН-α, ИФН-γ и противовоспалительных – ИЛ-4, ИЛ-10, антагониста рецептора ИЛ-1. Очевидно, что ДНК-Na и ДНК-Na-Fe обладают противовирусным эффектом, однако механизм действия, по-видимому, не связан со специфическим воздействием на репликацию вирусов. Установлено наличие вирулицидной активности препаратов в отношении представителей семейств Coronaviridaе, Adenoviridae, Picornaviridae, Retroviridae, Herpesviridae в суспензионном тесте in vitro при концентрации 1000 мкг/мл в пределах 1,0–3,0 lg ТЦИД50.

Заключение. Наличие у ДНК-Na и ДНК-Na-Fe одновременно противовирусной и вирулицидной активности в отношении адено- и коронавирусов позволяет рассчитывать на их перспективность в профилактике и лечении ОРВИ.

antiviral activityvirucidal activitysodium deoxyribonucleateCoronaviridaеAdenoviridaePicornaviridaeRetroviridaeHerpesviridaeпротивовирусная активностьвирулицидная активностьдезоксирибонуклеат натрияCoronaviridaеAdenoviridaePicornaviridaeRetroviridaeHerpesviridaeГосударственный бюджетState budget financingL’vov D.K., ed. Guidance to Virology: Viruses and Viral Infections of Humans and Animals [Rukovodstvo po virusologii: Virusy i virusnye infektsii cheloveka i zhivotnykh]. Moscow: MIA; 2013. (in Russian)Львов Д.К., ред. Руководство по вирусологии: Вирусы и вирусные инфекции человека и животных. М.: МИА; 2013.Temporary guidelines. Prevention, diagnosis, and treatment of novel coronavirus infection (COVID-19). Version 15; 2022. Available at: https://static-0.minzdrav.gov.ru/system/attachments/attaches/000/059/392/original/ВМР_COVID-19_V15.pdf (in Russian)Временные методические рекомендации. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Версия 15; 2022. Available at: https://static-0.minzdrav.gov.ru/system/attachments/attaches/000/059/392/original/ВМР_COVID-19_V15.pdfNosik D.N., Kaplina E.N. Ferrovir. Experience of Application in Experimental and Medical Practice [Ferrovir. Opyt primeneniya v eksperimental’noy i lechebnoy praktike]. Moscow: Nauchnaya kniga; 2005. (in Russian)Носик Д.Н., Каплина Э.Н. Ферровир. Опыт применения в экспериментальной и лечебной практике. М.: Научная книга; 2005.Nosik D.N., Nosik N.N., Kaplina E.N., Kalnina L.B., Kiseleva I.A., Kondrashina N.G., et al. Activity of «Ferrovir» preparation towards RNA and DNA viruses. Voprosy virusologii. 2002; 47(3): 21–3. (in Russian)Носик Д.Н., Носик Н.Н., Каплина Э.Н., Калнина Л.Б., Киселева И.А., Кондрашина Н.Г. и др. Активность препарата «Ферровир» в отношении РНК- и ДНК-вирусов. Вопросы вирусологии. 2002; 47(3): 21–3.Besednova N.N., Makarenkova I.D., Fedyanina L.N., Avdeeva Zh.I., Kryzhanovskiy S.P., Kuznetsova T.A., et al. Prokaryotic and eukaryotic DNA in prevention and treatment of infectious diseases. Antibiotiki i khimioterapiya. 2018; 63(5-6): 52–67. (in Russian)Беседнова Н.Н., Макаренкова И.Д., Федянина Л.Н., Авдеева Ж.И., Крыжановский С.П., Кузнецова Т.А. и др. Дезоксирибонуклеиновая кислота про- и эукариот в профилактике и терапии инфекционных болезней. Антибиотики и химиотерапия. 2018; 63(5-6): 52–67.Mironov A.N., Bunatyan N.D. Guidelines for Conducting Preclinical Studies of Medicinal Products [Rukovodstvo po provedeniyu doklinicheskikh issledovaniy lekarstvennykh sredstv]. Moscow; 2012. (in Russian)Миронов А.Н., Бунатян Н.Д. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. М.; 2012.Mosmann T. Rapid Colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J. Immunol. Methods. 1983; 65(1-2): 55–63. https://doi.org/10.1016/0022-1759(83)90303-4Nosik D.N., Nosik N.N. Fight against viruses. Disinfection [Bor’ba s virusami. Dezinfektsiya]. Moscow: MIA; 2018. (In Russian)Носик Д.Н., Носик Н.Н. Борьба с вирусами. Дезинфекция. М.: МИА; 2018.Guidelines R 4.2.3676-20. Methods of laboratory research and testing of disinfectants to evaluate their effectiveness and security. Moscow; 2020. (in Russian)Р 4.2.3676-20. Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности. М.; 2020.Handbook of COVID-19 Prevention and Treatment. The First Affiliated Hospital, Zhejlang University School of Medicine; 2020. Available at: https://globalce.org/downloads/Handbook_of_COVID_19_Prevention_en_Mobile.pdfNosik D., Kaplina E., Nosik N., Kalnina L., Tsutsumi R., Miura Y., et al. A Fe3+/DNA Complex induces an anti-human immunodeficiency virus factor(s) in CD4+ lymphocyte cell lines. Acta Virol. 1999; 43(1): 25–30.Harandi A.M., Eriksson K., Holmgren J. A protective role of locally administered immunostimulatory CpG oligodeoxynucleotide in a mouse model of genital herpes infection. J. Virol. 2003; 77(2): 953–62. https://doi.org/10.1128/jvi.77.2.953-962.2003Iwasaki A., Medzhitov R. Toll-like receptor control of the adaptive immune responses. Nat. Immunol. J. 2004; 5(10): 987–95. https://doi.org/10.1038/ni1112Kumagai Y., Takeuchi O., Akira S. Pathogen recognition by innate receptors. J. Infect. Chemother. 2008; 14(2): 86–92. https://doi.org/10.1007/s10156-008-0596-1Sauter M.M., Gauger J.J., Brandt C.R. Oligonucleotides designed to inhibit TLR9 block Herpes simplex virus type 1 infection at multiple steps. Antiviral. Res. 2014; 109: 83–96. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2014.06.015Selimova L.M., Kalnina L.B., Kaplina E.N., Nosik D.N. The effect of Ferrovir on to expression of surface markers of activation by cells neoplastic line MT-4. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2017; 62(6): 355–9. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2017-62-6-355-359 (in Russian)Селимова Л.М., Калнина Л.Б., Каплина Э.Н., Носик Д.Н. Влияние ферровира на экспрессию поверхностных маркёров активации клетками неопластической линии МТ-4. Клиническая лабораторная диагностика. 2017; 62(6): 355–9. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2017-62-6-355-359Kalnina L.B., Selimova L.M., Kaplina E.N., Nosik D.N. Expression of integrins β1, α4 and cell adhesion molecule ICAM-1 in the presence of sodium deoxyribonucleate with Ferrum complex (DNA-NA-FE) by MT-4 cells transformed by human T-lymphotropic virus type 1 (Retroviridae: orthoretrovirinae: deltaretrovirus: human T-lymphotropic virus type 1). Voprosy virusologii. 2021; 66(3): 227–32. https://doi.org/10.36233/0507-4088-57 (in Russian)Калнина Л.Б., Селимова Л.М., Каплина Э.Н., Носик Д.Н. Экспрессия интегринов β1, α4 и молекулы клеточной адгезии ICAM-1 в присутствии дезоксирибонуклеата натрия с железом комплекса (ДНК-Na-Fe) клетками МТ-4, трансформированными Т-лимфотропным вирусом человека 1 типа (Retroviridae: Orthoretrovirinae: Deltaretrovirus: Human T-lymphotropic virus type 1). Вопросы вирусологии. 2021; 66(3): 227–32. https://doi.org/10.36233/0507-4088-57Shogan B., Kruse L., Mulamba G., Hu A., Coen D. Virucidal activity of a GT-Rich oligonucleotide against herpes simplex virus mediated by glycoprotein B. J. Virol. 2006; 80(10): 4740–7. https://doi.org/10.1128/jvi.80.10.4740-4747.2006