Труды Кубанского государственного аграрного университета


<<<  Назад

2021 год, № 91

УДК: 615.03
ГРНТИ: 76.31.39, 76.31.31

ЦИТОТОКСИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЭКСТРАКТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ ИНТАКТНОГО РАСТЕНИЯ И КАЛЛУСНОЙ КЛЕТОЧНОЙ КУЛЬТУРЫ PODOPHYLLUM PELTATUM, В ОТНОШЕНИИ ЛЕЙКЕМИЧЕСКИХ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА

Растения рода Podophyllum используются в традиционной медицине Северной Америки, Китая, Тибета, Индии. В научной медицине обнаружен и активно применяется ряд биологических эффектов экстрактов, фракций и моносоединений этих растений: противовирусный (в том числе и для лечения COVID-19), противобактериальный, антиоксидантный, противогрибковый, антималярийный, противоопухолевый, инсектицидный, противовоспалительный, радиопротективный и некоторые другие эффекты. Определена противоопухолевая активность соединений, содержащихся в растениях рода Podophyllum (прежде всего, фенольных соединений и алкалоидов) при раке толстой кишки, шейки матки, груди, легких (в том числе мелкоклеточном), яичников, простаты, промиелоцитарном лейкозе, гепатоциркулярной карциноме, генитальных и аногенитальных кондиломах. Эти соединения являются вторичными метаболитами растений. Их пытаются получить не только из растительного, но и из биотехнологического сырья (каллусные и суспензионные культуры, культуры бородатых корней). В ФГБНУ ВИЛАР из трех частей интактного растения Podophyllum peltatum (корня, почки и плода) получили каллусную клеточную культуру. В условиях in vitro в резазурин-тесте обнаружили выраженную цитотоксическую активность экстракта корневищ с корнями, листьев и каллусной клеточной культуры P. peltatum в отношении лейкемических клеток человека линии К562. При инкубации опухолевых клеток с экстрактами четырех разных концентраций в течение 72 ч жизнеспособность опухолевых клеток подавлялась на 61,0-69,0%, экстракта листьев - на 45,0-76,0%, экстракта каллусных клеток, полученных из плода, почки и корня - на 46,0-48,0%. Наибольшим цитотоксическим действием обладали экстракты из корневищ с корнями. Экстракты из нативного сырья показали более высокую цитотоксическую активность, чем экстракты из каллусных культур. Причем каллусные культуры проявляли цитотоксическую активность в отношении лейкемических клеток только при максимальной концентрации экстракта, а экстракты из нативного сырья - во всем изучаемом диапазоне концентраций.
Ключевые слова: Podophyllum peltatum, цитотоксическая активность, лейкемические клетки, K562, резазурин-тест, Alamar Blue, фенольные соединения, подофиллотоксин.
DOI: 10.21515/1999-1703-91-147-151

Литература:

  1. Ardalani, H. Podophyllotoxin: a novel potential natural anticancer agent / H. Ardalani, A. Avan, M. Ghayour-Mobarhan // Avicenna Journal of Phytomedicine. - 2017. - No. 7 (4). - Р. 285-294.
  2. Kumar, P. Expression analysis of biosynthetic pathway genes vis-à-vis podophyllotoxin content in Podophyllum hexandrum Royle / P. Kumar, T. Pal, N. Sharma, V. Kumar, H. Sood, R. S. Chauhan // Protoplasma. - 2015. - No. 252 (5). - P. 1253-1262.
  3. Kumar, P. Comparative whole-transcriptome analysis in Podophyllum species identifies key transcription factors contributing to biosynthesis of podophyllotoxin in P. hexandrum / P. Kumar, V. Jaiswal, T. Pal, J. Singh, R. S. Chauhan // Protoplasma. - 2017. - No. 254 (1). - Р. 217-228.
  4. Zhao, W. Challenges and potential for improving the druggability of podophyllotoxin-derived drugs in cancer chemotherapy / W. Zhao, Y. Cong, H.-M. Li, Sh. Li, Y. Shen, Q. Qi, Y. Zhang, Y.-Zh. Li, Y.-J. Tang // Natural P roduct Reports. - 2021. - No. 38 (3). - Р. 470-488.
  5. Chen, H. The Effect of h-53-R249S on the Supression of Hepatocellular Carcinoma Cells Survival Induced by Podophyllum Derivatives / H. Chen, M. Zhang, Z. Wang, L. Li, Q. Li, H. Wang // Anti-Сancer Agentsin Medicinal Chemistry. - 2020. - No. 20 (7). - Р. 865-874.
  6. Mazzio, E. High throughput screening of natural products for anti-mitotic effects in MDA-MB-231 human breast carcinoma cells / E. Mazzio, R. Badisa, N.Mack, S. Deiab, K. F. Soliman, // Phytoterapy Research. - 2014. - No. 28(6). - Р. 856-867.
  7. Hu, Sh. Anticancer effect of deoxypodophyllotoxin induces apoptosis of human prostate cancer cells / Sh. Hu, Q. Zhou, W.-R. Wu, Yi-X. Duan, Z.-Y. Gao, Y.-W. Li, Q. Lu // Oncology Letters. - 2016. - No. 12(4). - Р. 2918-2923.
  8. Avula, Bh. Rapid analysis of lignans from leaves of Podophyllum peltatum L. samples using UPLC-UV-MS / Bh. Avula, Y.-H. Wang, R. M. Moraes, I. A. Khan // Biomedical Chromatography. - 2011. - No. 25 (11). -Р. 1230-1236.
  9. Butt, T. I. Ethnopharmacology, phytochemistry and cytotoxicity of emerging biotechnological tool: Mayapple (Podophyllum hexandrum L.: Berberidaceae) / T. I. Butt, M. Sh. Amjad // Journal of Coastal Life Medicine. - 2015. - No. 3 (8). - Р. 652-657.
  10. Marques, J. V. A multi-omics strategy resolves the elusive nature of alkaloids in Podophyllum species / J. V. Marques, D. S. Dalisay, H. Yang, Ch. Lee, L. B. Davin, N. G. Lewis // Molecular BioSystems. - 2014. - No. 10 (11). - Р. 2838-49.
  11. Rajesh, M. An efficient in vitro system for somatic embryogenesis and podophyllotoxin production in Podophyllum hexandrum Royle / M. Rajesh, G. Sivanandhan, M. Jeyaraj, R. Chackravarthy, M. Manickavasagam, N. Selvaraj, A. Ganapathi // Protoplasma. - 2014. - No. 251 (5). - Р. 1231-43.
  12. Kumari, A. Biotechnological interventions for harnessing podophyllotoxin from plant and fungal species: current status, challenges, and opportunities for its commercialization / A. Kumari, Dh. Singh, S. Kumari // Critical Reviews in Biotechnology. - 2017. - No. 37(6). - Р. 739-753.
  13. Lau, W. Six enzymes from mayapple that complete the biosynthetic pathway to the etoposide aglycone / W. Lau, E. S. Sattely // Science. - 2015. - No. 349 (6253). - Р. 1224-1228.
  14. Bai, J.-K. Novel biotransformation process of podophyllotoxin to 4β-sulfur-substituted podophyllum derivates with anti-tumor activity by Penicillium purpurogenum Y.J. Tang / J.-K. Bai, W. Zhao, H.-M. Li, Y.-J. Tang // Current Medicinal Chemistry. -2012. - No. 19 (6). - Р. 927-936.
  15. Yousefzadi, M. Optimization of podophyllotoxin extraction method from Linum album cell cultures / M. Yousefzadi, M. Sharifi, N. A. Chashmi, M. Behmanesh, A. Ghasempour // Pharmaceutical Biology. - 2010. - No. 48 (12). - Р. 1421-1425.
  16. Engström, M. T. Rapid Fingerprint Analysis of Plant Extracts for Ellagitannins, Gallic Acid, and Quinic Acid Derivatives and Quercetin-, Kaempferol- and Myricetin-Based Flavonol Glycosides by UPLC-QqQ-MS/MS / M. T. Engström, M. Pälijärvi, J.-P. Salminen // Journal of agricultural and food chemistry. -2015. - No. 63 (16). - Р. 4068-4079.
  17. Иксанова, А. Г. Методы исследования цитотоксичности при скрининге лекарственных препаратов / А. Г. Иксанова, О. В. Бондарь, К. В. Балакин. - Казань: Казанский университет, 2016. - 40 с.

Авторы:

  1. Китаева Мария Петровна, аспирант, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений».
  2. Федотчева Татьяна Александровна, д-р мед. наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений».
  3. Семейкин Александр Владимирович, канд. мед. наук, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Российский научно-исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова.