pharmjournalРазработка и регистрация лекарственных средствDrug development & registration2305-20662658-5049LLC «CPHA»10.33380/2305-2066-2022-11-2-59-64pharmjournal-1217Research ArticleПОИСК И РАЗРАБОТКА НОВЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВRESEARCH AND DEVELOPMENT OF NEW DRUG PRODUCTSВлияние способа экстракции водорастворимых полисахаридов растений рода Saussurea на активность NO-синтазы перитонеальных макрофагов мышейEffect of Water-soluble Polysaccharides Plant Extraction of the Saussurea Genus on the Activity of Mice Peritoneal Macrophage NO-synthasehttps://orcid.org/0000-0002-3337-1516ЛигачёваА. А.LigachevaA. A.

634028, г. Томск, пр. Ленина, д. 3

Tomsk NRMC, 3, Lenin Av., Tomsk, 634028

vittelli@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3234-6845ГулинаЕ. И.GulinaE. I.

634050, г. Томск, Московский тракт, д. 2

2, Moskovsky tract, Tomsk, 634050

https://orcid.org/0000-0002-7248-3262ШабановаЮ. В.ShabanovaI. V.

634050, г. Томск, Московский тракт, д. 2; 634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 30

2, Moskovsky tract, Tomsk, 634050; 30, Lenin Av., Tomsk, 634050

https://orcid.org/0000-0002-5367-715XТрофимоваЕ. С.TrofimovaE. S.

634028, г. Томск, пр. Ленина, д. 3

Tomsk NRMC, 3, Lenin Av., Tomsk, 634028

https://orcid.org/0000-0001-5505-7141КривощековС. В.KrivoshchekovS. V.

634050, г. Томск, Московский тракт, д. 2

2, Moskovsky tract, Tomsk, 634050

https://orcid.org/0000-0002-1481-0421ГуркинН. В.GurkinN. V.

634050, г. Томск, Московский тракт, д. 2

2, Moskovsky tract, Tomsk, 634050

https://orcid.org/0000-0002-8955-7280ШуруповаМ. Н.ShurupovaM. N.

634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 36

36, Lenin Av., Tomsk, 634050

https://orcid.org/0000-0002-6178-5329ШерстобоевЕ. Ю.SherstoboevE. Yu.

634028, г. Томск, пр. Ленина, д. 3

Tomsk NRMC, 3, Lenin Av., Tomsk, 634028

https://orcid.org/0000-0001-7862-4778ДанилецМ. Г.DaniletsM. G.

634028, г. Томск, пр. Ленина, д. 3

Tomsk NRMC, 3, Lenin Av., Tomsk, 634028

https://orcid.org/0000-0002-2153-7945БелоусовМ. В.BelousovM. V.

634050, г. Томск, Московский тракт, д. 2;  634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 30

2, Moskovsky tract, Tomsk, 634050; 30, Lenin Av., Tomsk, 634050

НИИФиРМ им. Е. Д. Гольдберга Томского НИМЦGoldberg Research Institute of Pharmacology and Regenerative MedicineФГБOУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет»Siberian State Medical UniversityФГБOУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет»; ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»Siberian State Medical University; National Research Tomsk Polytechnic UniversityФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»National Research Tomsk State University2022280520221125964Copyright © Лигачёва А.А., Гулина Е.И., Шабанова Ю.В., Трофимова Е.С., Кривощеков С.В., Гуркин Н.В., Шурупова М.Н., Шерстобоев Е.Ю., Данилец М.Г., Белоусов М.В., 20222022Лигачёва А.А., Гулина Е.И., Шабанова Ю.В., Трофимова Е.С., Кривощеков С.В., Гуркин Н.В., Шурупова М.Н., Шерстобоев Е.Ю., Данилец М.Г., Белоусов М.В.Ligacheva A.A., Gulina E.I., Shabanova I.V., Trofimova E.S., Krivoshchekov S.V., Gurkin N.V., Shurupova M.N., Sherstoboev E.Y., Danilets M.G., Belousov M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmjournal.ru/jour/article/view/1217Введение

Введение. Со времен открытия молекулы оксида азота многочисленными исследованиями доказано, что он является одним из самых универсальных, многофункциональных медиаторов биологических реакций организма и участвует в формировании врожденного и специфического иммунитета, воспалительного процесса, защите от инфекционных патогенов. Знание эффектов NO важно не только для понимания формирования иммунного ответа, но и для разработки новых инструментов исследования и лечения различных заболеваний. Известно, что полисахариды высших растений широко применяются для активации про- и противовоспалительных реакций. Ранее проведенные исследования показали перспективность более детального изучения иммуномодулирующих свойств растительных полисахаридов рода Saussurea DC, возможных механизмов их иммуностимулирующего и противовоспалительного действия в зависимости от происхождения и экстракции.

Цель

Цель. Изучить влияние водорастворимых полисахаридов (ВРПС), выделенных из надземной части соссюреи иволистной (S. salicifolia (L.) DC.), соссюреи спорной (S. controversa DC.), соссюреи Фролова (S. frolovii Ledeb.) при различных условиях экстракции, на активность ферментаNO-синтазы и пролиферацию перитонеальных макрофагов.

Материалы и методы

Материалы и методы. Использовались химические методы выделения водорастворимых полисахаридов, культуральные и биохимические методы оценки биологической активности.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Водорастворимые полисахариды (ВРПС), выделенные различным способом из надземной части соссюреи иволистной (S. salicifolia (L.) DC.), соссюреи спорной (S. controversa DС.), соссюреи Фролова (S. frolovii Ledeb.), обладают способностью усиливать продукцию нитритов антигенпрезентирующими клетками на уровне стандартного активатора макрофагов липолисахарида. NO-стимулирующие свойства ВРПС, полученных из S. controversa и S. frolovii экстрагентом в кислой среде, свободны от примеси эндотоксина. В результате экстракции образцов ВРПС с использованием нейтрального и щелочного экстрагента из всех изученных растений, а также кислого экстрагента из соссюреи спорной, примесь эндотоксина в образцах обнаруживалась. Все исследуемые образцы, в независимости от условий экстракции не обладали цитотоксическими свойствами.

Заключение

Заключение. Экспериментально показано, что способ экстракции водорастворимых полисахаридов не влияет на цитотоксические свойства, но влияет на наличие/отсутствие примеси эндотокисна в образцах. Установлено, что образцы ВРПС, выделенные из растений рода Соссюреи при помощи кислого экстрагента, не обладают цитотоксическими свойствами и не содержат примеси эндотоксина, а также способствуют значительному усилению продукции оксида азота макрофагами и могут быть использованы для детального изучения иммуномодулирующих свойств и дальнейшей разработки на их основе новых приемов лечения различных заболеваний, требующих коррекции и регуляции функциональной активности иммунных клеток, включая макрофаги.

Introduction

Introduction. The nitric oxide molecule is one of the most versatile, multifunctional mediators of biological reactions in the body. NO participates in the formation of innate and specific immunity, the inflammatory process and protection against infectious pathogens. It is known that polysaccharides of higher plants are widely used to activate pro- and anti-inflammatory reactions. Previous studies have shown the promise of a more detailed research in the immunomodulatory properties of plant polysaccharides of the genus Saussurea DC, the mechanisms of their immunostimulating and anti-inflammatory action depending on the origin and conditions of extraction.

Aim

Aim. The aim of present research was to evaluate the dependence of the affection of the extraction parameters of water-soluble polysaccharides (WSPS) from the aerial parts of S. salicifolia (L.) DC., S. controversa DС., S. frolovii Lebeb. on NO synthase activity and peritoneal macrophages proliferation.

Materials and methods

Materials and methods. Chemical methods for the isolation of water-soluble polysaccharides, cultural and biochemical methods for assessing biological activity were used.

Results and discussion

Results and discussion. Water-soluble polysaccharides (WSPS) from plants S. salicifolia (L.) DC., S. controversa DС., S. frolovii Ledeb. obtained with different extraction parameters have the ability to enhance production of nitrites antigen-presenting cells in the same way as standard macrophage activator liposaccharide. Polysaccharides from S. controversa and S. frolovii at acidic extractant are free of endotoxin impurities. All water-soluble polysaccharide samples obtained using neutral and alkaline extractants contain endotoxin impurities. Samples from the S. controversa contained this impurity after extraction in an acidic extractant. Polysaccharide samples are not cytotoxic.

Conclusion

Conclusion. It was stated that water-soluble polysaccharides from plants of the Saussurea genus using an acidic extractant do not possess cytotoxic properties, do not contain endotoxin impurities and significantly enhance the production of nitric oxide by macrophages. These samples used in a detailed study of the immunomodulatory properties and further development on their basis of new treatment methods various diseases that require correction and regulation of the functional activity of immune cells, including macrophages.

растения рода Saussureaводорастворимые полисахаридыоксид азотаперитонеальные макрофагиполимиксин Бplants of the Genus Saussureawater-soluble polysaccharidesnitric oxideperitoneal macrophagespolymyxin BReferencesAkinrinmade O. A., Chetty S., Daramola A. K., Islam M-u., Thepen T., Barth S. CD64: An attractive immunotherapeutic target for M1-type macrophage mediated chronic inflammatory diseases. Biomedicines. 2017;5(3):56. DOI: 10.3390/biomedicines5030056.Akinrinmade O. A., Chetty S., Daramola A. K., Islam M-u., Thepen T., Barth S. CD64: An attractive immunotherapeutic target for M1-type macrophage mediated chronic inflammatory diseases. Biomedicines. 2017;5(3):56. DOI: 10.3390/biomedicines5030056.Bogdan C., Röllinghoff M., Diefenbach A. The role of nitric oxide in innate immunity. Immunological Reviews. 2000;173:17–26. DOI: 10.1034/j.1600-065x.2000.917307.Bogdan C., Röllinghoff M., Diefenbach A. The role of nitric oxide in innate immunity. Immunological Reviews. 2000;173:17–26. DOI: 10.1034/j.1600-065x.2000.917307.Funes S. C., Rios M., Escobar-Vera J., Kalergis A. M. Implications of macrophage polarization in autoimmunity. Immunology. 2018;154(2):186–195. DOI: 10.1111/imm.12910.Funes S. C., Rios M., Escobar-Vera J., Kalergis A. M. Implications of macrophage polarization in autoimmunity. Immunology. 2018;154(2):186–195. DOI: 10.1111/imm.12910.García-Ortiz A., Serrador J. M. Nitric Oxide Signaling in T CellMediated Immunity. Trends in Molecular Medicine. 2018;24(4):412–427. DOI: 10.1016/j.molmed.2018.02.002.García-Ortiz A., Serrador J. M. Nitric Oxide Signaling in T CellMediated Immunity. Trends in Molecular Medicine. 2018;24(4):412–427. DOI: 10.1016/j.molmed.2018.02.002.Kumar S., Singh R. K., Bhardwaj T. R. Therapeutic role of nitric oxide as emerging molecule. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2017;85:182–201. DOI: 10.1016/j.biopha.2016.11.125Kumar S., Singh R. K., Bhardwaj T. R. Therapeutic role of nitric oxide as emerging molecule. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2017;85:182–201. DOI: 10.1016/j.biopha.2016.11.125.Lind M., Hayes A., Caprnda M., Petrovic D., Rodrigo L., Kruzliak P., Zulli A. Inducible nitric oxide synthase: Good or bad? Biomedicine & Pharmacotherapy. 2017;93:370–375. DOI: 10.1016/j.biopha.2017.06.036.Lind M., Hayes A., Caprnda M., Petrovic D., Rodrigo L., Kruzliak P., Zulli A. Inducible nitric oxide synthase: Good or bad? Biomedicine & Pharmacotherapy. 2017;93:370–375. DOI: 10.1016/j.biopha.2017.06.036.Moncada S., Higgs E. A. The discovery of nitric oxide and its role in vascular biology. British Journal of Pharmacology. 2006;147(1):193–201. DOI: 10.1038/sj.bjp.0706458-2.Moncada S., Higgs E. A. The discovery of nitric oxide and its role in vascular biology. British Journal of Pharmacology. 2006;147(1):193–201. DOI: 10.1038/sj.bjp.0706458-2.Moreira Lopes T. C., Mosser D. M., Gonçalves R. Macrophage polarization in intestinal inflammation and gut homeostasis. Inflammation Research. 2020;69:1163–1172. DOI: 10.1007/s00011-020-01398-y.Moreira Lopes T. C., Mosser D. M., Gonçalves R. Macrophage polarization in intestinal inflammation and gut homeostasis. Inflammation Research. 2020;69:1163–1172. DOI: 10.1007/s00011-020-01398-y.Schepetkin I. A., Quinn M. T. Botanical polysaccharides: macrophage immunomodulation and therapeutic potential. International Immunopharmacology. 2006;6:317–333. DOI: 10.1016/j.intimp.2005.10.005.Schepetkin I. A., Quinn M. T. Botanical polysaccharides: macrophage immunomodulation and therapeutic potential. International Immunopharmacology. 2006;6:317–333. DOI: 10.1016/j.intimp.2005.10.005.Thiriot J. D., Martinez-Martinez Y. B., Endsley J. J., Torres A. G. Hacking the host: exploitation of macrophage polarization by intracellular bacterial pathogens. Pathogens and Disease. 2020;78(1). DOI: 10.1093/femspd/ftaa009.Thiriot J. D., Martinez-Martinez Y. B., Endsley J. J., Torres A. G. Hacking the host: exploitation of macrophage polarization by intracellular bacterial pathogens. Pathogens and Disease. 2020;78(1). DOI: 10.1093/femspd/ftaa009.Thwe P. M., Amiel E. The role of nitric oxide in metabolic regulation of Dendritic cell immune function. Cancer Letters. 2018;412:236–242. DOI: 10.1016/j.canlet.2017.10.032.Thwe P. M., Amiel E. The role of nitric oxide in metabolic regulation of Dendritic cell immune function. Cancer Letters. 2018;412:236–242. DOI: 10.1016/j.canlet.2017.10.032.Решетов Я. Е., Белоусов М. В., Авдеева Е. Ю., Шурупова М. Н. Сравнительное исследование элементного состава и биологически активных веществ растений рода Saussurea DC. флоры Восточной Сибири. Химия растительного сырья. 2018;4:205–214. DOI: 10.14258/jcprm.2018043710.Reshetov Y. E., Belousov M. V., Avdeeva E. Yu., Shurupova M. N. Comparative study of the elemental composition and biologically active substances of plants of the genus Saussurea DС. flora of Eastern Siberia. Khimiya rastitel'nogo syr'ya. 2018;4:205–214. (In Russ.) DOI: 10.14258/jcprm.2018043710.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.