Efficacy of solid dispersion of fenbendazole and ivermectin based on licorice extract for therapy of sheep with parasitic invasions

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. The zooparasitic complex of sheep in the Altai Mountains is characterized by diversity and is represented by almost all the main classes of pathogens of invasive diseases – nematodes, trematodes, cestodes and parasitic arthropods.

Purpose.  To develop and characterize the parasiticidal activity of a new complex therapeutic agent with a broad spectrum of action, allowing for minimization of the volume and frequency of drug use.

Materials and methods. Using the methods of mechanochemical modification of fenbendazole (FBZ) and ivermectin (IVM) substances with the help of licorice extract (LE), compositions in the form of solid dispersions with increased solubility were prepared. The compositions were studied against helminths of the gastrointestinal tract on spontaneously infested sheep. Experimental and control groups of animals were formed, consisting of 7-20 heads. Feeding was carried out with samples of compositions with different doses of substances.

Results. Parasitic activity was characterized by ovoscopic examinations of fecal samples of experimental and control animals. It was established that the parasitic agent in the form of a solid dispersion obtained from fenbendazole and ivermectin with licorice extract, in a dose of FBZ (3 mg / kg of animal weight), IVM (0.2 mg / kg of animal weight) showed 100% effectiveness in strongylosis of the gastrointestinal tract and respiratory system, as well as in monieziasis and dicrocoeliasis of sheep. The insecticidal effectiveness of the drug in melofagosis was 89.5%.

Conclusion. By means of mechanochemical modification of the substances of FBZ and IVM in the presence of licorice extract, a complex therapeutic drug was obtained that has increased solubility and a wide spectrum of parasiticidal activity, allowing to minimize the volume and frequency of drug application.

About the authors

Victor A. Marchenko

Gorno-Altay Research Institute of Agriculture (branch) of National Research Tomsk State University

Author for correspondence.
Email: oestrus@mail.ru

Doctor of Biology, Professor, Head of the Laboratory of Agrobiotechnology

 

Russian Federation, 2, Katunskaya Str., Maima village, Altai Republic, 649100, Russian Federation

Salavat S. Khalikov

A.N. Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds of Russian Academy of Sciences

Email: khalikov_ss@ineos.ac.ru

Doctor of Engineering Sciences, Leading Researcher of the Laboratory of Physiologically Active Organofluorine Compounds

 

Russian Federation, 28 Bldg. 1, Vavilov Str., Moscow, 119334, Russian Federation

Yuri A. Vasilenko

Agricultural College, Gorno-Altaisk State University

Email: uravas78@mail.ru

Assistant

 

Russian Federation, 1, Lenkina Str., Gorno-Altaisk, 649000, Russian Federation

Elena A. Efremova

Federal Budgetary Scientific Institution "Siberian Federal Scientific Center for Agrobiotechnology of the Russian Academy of Sciences"

Email: alfa_parazit@mail.ru

PhD in Veterinary Sciences, Associate Professor, Leading Researcher

 

Russian Federation, Krasnoobsk, Novosibirsk Region, 630501, Russian Federation

Marat S. Khalikov

A.N. Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds of Russian Academy of Sciences

Email: marat1988@ineos.ac.ru

Researcher of the Laboratory of Physiologically Active Organofluorine Compounds

 

Russian Federation, 28 Bldg. 1, Vavilov Str., Moscow, 119334, Russian Federation

Mikhail M. lyin

A.N. Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds of the Russian Academy of Sciences

Email: kotosok@yandex.ru

PhD in Chemistry, research associate at the Laboratory of Stereochemistry of Sorption Processes

 

Russian Federation, 28 Bldg. 1, Vavilov Str., Moscow, 119334, Russian Federation

Sazmand Alireza

Bu-Ali Sina University

Email: alireza.sazmand@basu.ac.ir

DVM, Dr. Medical Veterinary, Assistant Professor of Parasitology and Parasitic Diseases

 

Iran, Islamic Republic of, Hamadan, Iran

References

  1. Arkhipov, I. A. (2009). Anthelmintics: pharmacology and application. Moscow: RASKHN. 406 p. ISBN: 978-5-85941-305-8. EDN: https://elibrary.ru/qltshx
  2. Arkhipov, I. A., Varlamova, A. I., Khalikov, S. S., Sadov, K. M., & Dushkin, A. V. (2020). Effect of mechanochemical technology on anthelmintic efficacy of supramolecular complexes of fenbendazole with licorice extract. Russian Journal of Parasitology, (1), 70-74. https://doi.org/10.31016/1998-8435-2020-14-1-70-74. EDN: https://elibrary.ru/dkqink
  3. Varlamova, A. I., Limova, Yu. V., Sadov, K. M., Sadova, A. K., Belova, E. E., Radionov, A. V., Khalikov, S. S., Chistyachenko, Yu. S., Dushkin, A. V., Skira, V. N., & Arkhipov, I. A. (2016). Efficacy of fenbendazole supramolecular complex against ovine nematodes. Russian Journal of Parasitology, (1), 76-81. EDN: https://elibrary.ru/vqvdsp
  4. Varlamova, A. I., Arkhipov, I. A., Sadov, K. M., & Khalikov, S. S. (2020). Efficacy of fenbendazole supramolecular complex against nematodes during commission production testing. Russian Journal of Parasitology, (2), 93-97. https://doi.org/10.31016/1998-8435-2020-14-2-93-97. EDN: https://elibrary.ru/tupdvs
  5. Varlamova, A. I., Movsesyan, S. O., Arkhipov, I. A., Khalikov, S. S., Arisov, M. V., Kochetkov, P. P., Abramov, A. E., Ilyin, I. I., & Lokshin, B. V. (2020). Biological activity and pharmacokinetic features of fenbendazole based on supramolecular targeted delivery system with licorice extract and sodium dioctyl sulfosuccinate. Biology Bulletin, (6), 565-574. https://doi.org/10.31857/S0002332920060132. EDN: https://elibrary.ru/gbpkfa
  6. Kalashnikov, A. P., Fisin, V. F., Shcheglova, V. V., & Kleymenova, N. I. (2003). Norms and rations for feeding farm animals. Moscow: Kolos. 456 p. ISBN: 5-94587-093-5. EDN: https://elibrary.ru/pxqmhl
  7. Kondrakhin, I. P. (Ed.). (2004). Methods of veterinary clinical laboratory diagnostics: reference book. Moscow: Kolos. 519 p.
  8. Kotelnikov, G. A. (1984). Helminthological studies of animals and environment. Moscow: Kolos. 208 p.
  9. Marchenko, V. A., Efremova, E. A., Saitov, V. R., & Ayrapetyan, A. R. (2015). Parasite complex of beef cattle breeds in farms of Altai Republic. Veterinary Doctor, (4), 50-55. EDN: https://elibrary.ru/sfkonm
  10. Marchenko, V. A., & Efremova, E. A. (2019). Epizootic situation of helminthosis in farm animals in Altai Republic. In Theory and Practice of Parasitic Disease Control (pp. 341-346). Moscow. https://doi.org/10.31016/978-5-9902340-8-6.2019.20.341-346
  11. Musaev, M. B., Zaschepkina, V. V., Vatsaev, Sh. V., Dzhamalova, A. Z., Ilyin, M. M., & Khalikov, S. S. (2020). Efficacy of supramolecular complex of ivermectin in production conditions for gastrointestinal nematodes in herd-kept horses. Russian Journal of Parasitology, (3), 104-108. https://doi.org/10.31016/1998-8435-2020-14-3-104-108. EDN: https://elibrary.ru/ulcmeo
  12. Tolstikov, G. A., Baltina, L. A., Shul’ts, E. E., & Pokrovsky, A. G. (1997). Glycyrrhizic acid (review). Bioorganic Chemistry, (9), 691-709. EDN: https://elibrary.ru/pattkv
  13. Tolstikov, G. A., Baltina, L. A., Grankina, V. P., Kondratenko, R. M., & Tolstikova, T. G. (2007). Licorice. Biodiversity, chemistry, medical applications. Novosibirsk: Geo. 238 p.
  14. Khabriev, R. U. (2005). Guide to experimental (preclinical) study of new pharmacological substances. Moscow: Medicine. 514 p. ISBN: 5-225-04219-8. EDN: https://elibrary.ru/qciiob
  15. Khalikov, S. S., Chistyachenko, Yu. S., Dushkin, A. V., Meteleva, E. S., Polyakov, N. E., Arkhipov, I. A., Varlamova, A. I., Glamazdin, I. I., & Danilevskaya, N. V. (2015). Development of highly effective anthelmintic drugs based on intermolecular complexes of active substances with water-soluble polymers, including polysaccharides. Chemistry for Sustainable Development, (5), 567-577. https://doi.org/10.15372/KhUR20150510. EDN: https://elibrary.ru/uyatxd
  16. Khalikov, S. S., Lokshin, B. V., & Ilyin, M. M. (2020). Preparation and properties of solid dispersions of medamin and albendazole substances with water-soluble polymers. Pharmaceutical Chemistry Journal, (8), 23-28. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2020-54-8-23-28. EDN: https://elibrary.ru/ppjvqw
  17. Shikhalieva, M. A., Bittirova, M. I., Mantaeva, S. Sh., Yusupova, Z. Kh., & Chilaev, S. Sh. (2014). Number and associations of parasites in cattle and goats in the North Caucasus region. Russian Journal of Parasitology, (4), 16-21. EDN: https://elibrary.ru/tbvxpf
  18. Chebyshev, N. V., Bogoyavlensky, E. A., & Grishina, E. A. (1998). Helminthiasis: organ-system processes in their pathogenesis. Moscow: Medicine. 236 p.
  19. Arkhipov, I. A., Sadov, K. M., Limova, Y. V., Sadova, A. K., Varlamova, A. I., Khalikov, S. S., Dushkin, A. V., & Chistyachenko, Y. S. (2017). The efficacy of the supramolecular complexes of niclosamide obtained by mechanochemical technology and targeted delivery against cestode infection of animals. Vet. Parasitology, 246, 25-29. https://doi.org/10.1016/j.vetpar.2017.08.019. EDN: https://elibrary.ru/psnscx
  20. Bossche, H., Rochette, F., & Horig, C. (1982). Anthelmintic efficacy of fenbendazole. Veterinary Record, (3), 876-877.
  21. Campbell, W. C., & Benz, G. W. (1984). Ivermectin: a review of efficacy and safety. J. Vet. Pharmacol. Ther., (1), 1-16. https://doi.org/10.1111/j.1365-2885.1984.tb00872.x
  22. Campbell, J. D., & Fairey, P. J. (1989). Informational and normative routes to conformity: The effect of faction size as a function of norm extremity and attention to the stimulus. Journal of Personality and Social Psychology, (3), 457-468. https://doi.org/10.1037/0022-3514.57.3.457. EDN: https://elibrary.ru/hiuynh
  23. Chauhan, S., Gulati, N., & Nagaich, U. (2018). Glycyrrhizic acid: extraction, screening and evaluation of anti-inflammatory property. Ars Pharm., 59, 61. https://doi.org/10.30827/ars.v59i2.7513
  24. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experimental and Other Scientific Purposes. (1986). Strasbourg.
  25. Kim, A. V., Shelepova, E. A., Selyutina, O. Yu., Meteleva, E. S., Dushkin, A. V., Medvedev, N. N., Polyakov, N. E., & Lyakhov, N. Z. (2019). Glycyrrhizin-Assisted Transport of Praziquantel Anthelmintic Drug through the Lipid Membrane: An Experiment and MD Simulation. Mol Pharmaceutics, (7), 3188-3198. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.117759. EDN: https://elibrary.ru/fgglvc
  26. Kong, R., Zhu, X., Meteleva, E. S., Polyakov, N. E., Khvostov, M. V., Baev, D. S., Tolstikova, T. G., Dushkin, A. V., & Su, W. (2018). Atorvastatin calcium inclusion complexation with polysaccharide arabinogalactan and saponin disodium glycyrrhizate for increasing of solubility and bioavailability. Drug Deliv. Transl. Res., 8, 1200-1213. https://doi.org/10.1007/s13346-018-0565-x. EDN: https://elibrary.ru/vbybor
  27. Marchenko, V. A., & Khalikov, S. S. (2020). Supramolecular complexes of drugs for parasitic sheep infestations. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 548, 082006.
  28. Marchenko, V. A., Khalikov, S. S., Efremova, E. A., & Ilyin, M. M. (2021). Efficiency of novel formulations of ivermectin and albendazole in parasitic infections of sheep in the Altai mountains of Russia. Iran J Parasitol, 16(2), 198-208. https://doi.org/10.18502/ijpa.v16i2.6268
  29. Meteleva, E. S., Chistyachenko, Yu. S., Suntsova, L. P., Tsyganov, M. A., Vishnivetskaya, G. B., Avgustinovich, D. F., Khvostov, M. V., Polyakov, N. E., Tolstikova, T. G., Mordvinov, V. A., Dushkin, A. V., & Lyakhov, N. Z. (2018). Physicochemical properties and anti-opisthorchosis effect of mechanochemically synthesized solid compositions of praziquantel with glycyrrhizic acid disodium salt. Doklady Biochemistry and Biophysics, 481(1), 228-231. https://doi.org/10.1134/S1607672918040142. EDN: https://elibrary.ru/vburuk
  30. Meteleva, E. S., Chistyachenko, Yu. S., Suntsova, L. P., Khvostov, M. V., Polyakov, N. E., Selyutina, O. Yu., Tolstikova, T. G., Frolova, T. S., Mordvinov, V. A., Dushkin, A. V., & Lyakhov, N. Z. (2019). Disodium salt of glycyrrhizic acid - a novel supramolecular delivery system for anthelmintic drug praziquantel. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 51, 66-77. https://doi.org/10.1016/j.jddst.2019.01.014
  31. Selyutina, O. Yu., Polyakov, N. E., Korneev, D. V., & Zaitsev, B. N. (2014). Influence of glycyrrhizin on permeability and elasticity of cell membrane: perspectives for drugs delivery. Drug Deliv, 21(3), 858-865. https://doi.org/10.3109/10717544.2014.919544
  32. Selyutina, O. Yu., Apanasenko, I. E., Kim, A. V., Shelepova, E. A., Khalikov, S. S., & Polyakov, N. E. (2016). Spectroscopic and molecular dynamics characterization of glycyrrhizin membrane-modifying activity. Colloids Surf B, 147, 459-466. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2016.08.037. EDN: https://elibrary.ru/uomhkc
  33. Selyutina, O. Yu., Apanasenko, I. E., Shilov, A. G., Khalikov, S. S., & Polyakov, N. E. (2017). Effect of natural polysaccharides and oligosaccharides on the cell membrane permeability. Rus Chem Bull, 66(1), 129-135. https://doi.org/10.1007/s11172-017-1710-2. EDN: https://elibrary.ru/xnebwq
  34. Takagi, T., Ramachandran, Ch., Bermejo, M., Yamashita, S., Yu, L. X., & Amidon, G. L. (2006). A provisional biopharmaceutical classification of the top 200 oral drug products in the United States, Great Britain, Spain and Japan. Molecular Pharmaceutics, 3(6), 631-646. https://doi.org/10.1021/mp0600182
  35. Wood, I., Amaral, N., Bairden, K., Duncan, J. L., Kassai, T., Malone, J. B., Pankavich, J. A., Reinecke, R. K., Slocombe, O., & Taylor, S. M. (1995). World Association for the Advancement of Veterinary Parasitology (WAAVP) second edition of guidelines for evaluating the effectiveness of anthelmintics in ruminants (bovine, ovine, caprine). Vet Parasitol, 60(3), 181-213. https://doi.org/10.1016/0304-4017(95)00806-2
  36. Zhang, Q., Polyakov, N. E., Chistyachenko, Yu. S., Khvostov, M. V., Frolova, T. S., Tolstikova, T. G., Dushkin, A. V., & Su, W. (2018). Preparation of curcumin self-micelle solid dispersion with enhanced bioavailability and cytotoxic activity by mechanochemistry. Drug Deliv, 25(2), 198-209. https://doi.org/10.1080/10717544.2017.1422298. EDN: https://elibrary.ru/ybhmqx
  37. Patent RU № 2815424 (2022). Marchenko V.A., Khalikov S.S., Efremova E.A., Vasilenko Yu.A., Kim A.S. Antiparasitic agent and method of its application for therapy of sheep with parasitic infestations. Published: 14.03.2024. Bull. № 8.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».