pharmjournalРазработка и регистрация лекарственных средствDrug development & registration2305-20662658-5049LLC «CPHA»10.33380/2305-2066-2024-13-1-1566pharmjournal-1744Research ArticleМЕТОДЫ АНАЛИЗА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВANALYTICAL METHODSВлияние выделенных из Rubus chamaemorus метаболитов на систему гемостаза в условиях in vitroThe Effect of Individual Compounds from Rubus chamaemoruson Hemostasis in vitrohttps://orcid.org/0000-0002-6312-2027ЛужанинB. Г.LuzhaninV. G.

614990, Пермский край, г. Пермь, ул. Полевая, д. 2

2, Polevaya str., Perm, Perm region, 614990

vladimir.luzhanin@pharminnotech.comhttps://orcid.org/0000-0001-9302-499XСамородовА. В.SamorodovA. V.

450008, Приволжский федеральный округ, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Ленина, д. 3

3, Lenina str., Ufa, Republic of Bashkortostan, Volga Federal District, 450008

https://orcid.org/0000-0002-4847-5924УэйлиA. К.WhaleyA. K.

197022, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 14, лит. А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

https://orcid.org/0000-0003-4879-9336УэйлиA. О.WhaleyA. O.

197022, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 14, лит. А;

194223, г. Санкт-Петербург, проспект Тореза, д. 44

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 19702244, Thorez Avenue, Saint-Petersburg, 194223

https://orcid.org/0009-0009-4570-2739ЯковлевГ. П.YakovlevG. P.

197022, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 14, лит. А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

https://orcid.org/0000-0002-4895-0203СамылинаИ. А.SamylinaI. A.

19435, г. Москва, ул. Большая Пироговская, д. 2, стр. 4

2/4, Bolshaya Pirogovskaya str., Moscow, 119435

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ПГФА Минздрава России)Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Perm State Pharmaceutical Academy” of the Ministry of Health of the Russian Federation (FSBEI HE PSPA MOH Russia)Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России)Bashkir State Medical University (BSMU)Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России)Saint-Petersburg State Chemical and Pharmaceutical UniversityФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России); Лаборатория «Клеточные механизмы гомеостаза крови», Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова Российской академии наук (ИЭФБ РАН)Saint-Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University; Laboratory "Cellular mechanisms of blood homeostasis", Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry of the Russian Academy of Sciences (IEPhB RAS)Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Первый Московский государственный медицинский университет имени И. М. Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет)I. M. Sechenov First MSMU of the Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University)202412022024131149158Copyright © Лужанин B.Г., Самородов А.В., Уэйли A.К., Уэйли A.О., Яковлев Г.П., Самылина И.А., 20242024Лужанин B.Г., Самородов А.В., Уэйли A.К., Уэйли A.О., Яковлев Г.П., Самылина И.А.Luzhanin V.G., Samorodov A.V., Whaley A.K., Whaley A.O., Yakovlev G.P., Samylina I.A.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/1744Введение

Введение. Одной из ключевых задач современной фармации является поиск новых перспективных соединений – потенциальных лекарственных кандидатов. Природные объекты, в особенности растительные, издавна являются богатыми источниками новых молекул и находят широкое применение в мировой пищевой и фармацевтической промышленности. Морошка обыкновенная (Rubus chamaemorus L.) представляет собой многолетнее травянистое растение из семейства розоцветных (Rosaceae). В плодах и листьях R. chamaemorus содержится большое разнообразие полифенольных вторичных метаболитов: гидролизуемые/конденсированные таннины и флавоноиды. Экстракты, в которых доминируют полифенолы, показывают значительную антипролиферативную активность и ингибирование клеточного роста, а также вызывают апоптоз клеток. Ранее в результате фитохимических исследований листьев R. chamaemorus нами были выделены и охарактеризованы пять полифенольных вторичных метаболитов, относящихся к классам таннинов и флавоноидов.

Цель

Цель. Скрининг ранее выделенных из R. chamaemorus индивидуальных компонентов в отношении системы гемостаза in vitro и установление наиболее перспективных соединений для последующей фармацевтической разработки.

Материалы и методы

Материалы и методы. Эксперименты в условиях in vitro выполнены на крови здоровых доноров-мужчин. Исследование влияния на агрегацию тромбоцитов проводили по методу Born на агрегометре «АТ-02» (ООО «НПФ «Медтех», Россия). Определение антикоагуляционной активности проводили общепризнанными клоттинговыми тестами на турбидиметрическом гемокоагулометре Solar CGL 2110 (ЗАО «СОЛАР», Россия). Цитофлуориметрический анализ проводили на приборе NovoCyte (Agilent Technologies, США).

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Исследовано влияния выделенных соединений 1–5 на показатели активации, агрегации тромбоцитов и коагуляционный компонент гемостаза. В концентрации 1,0 мг/мл соединения 1–5 не влияли на показатель концентрации фибриногена и протромбиновое время. Соединения 1, 3 и 5 полностью подавляли активацию тромбоцитов в изученных концентрациях. Соединения 1 и 3 проявили антиагрегационную активность, не уступающую активности ацетилсалициловой кислоты, они содержатся во всех водных и спиртовых экстрактах листьев R. сhamaemorus, их количественное содержание варьируется в зависимости от условий экстракции.

Заключение

Заключение. В результате скрининга выделенных из листьев R. сhamaemorus индивидуальных соединений 1–5 были установлены их антиагрегационные и антикоагуляционные свойства. Соединения 1 (4-О-α-L-арабинофуранозилэллаговая кислота) и 3 (кверцетин-3-O-β-D-глюкуронид) проявили антиагрегационную активность, не уступающую активности ацетилсалициловой кислоты, и являются наиболее перспективными из изученного ряда соединений для последующей фармацевтической разработки новых антиагрегантов.

Introduction

Introduction. One of the key tasks of the pharmaceutical industry is the search for new promising compounds – potential drug candidates. Natural objects, especially plants, have long been rich sources of new molecules and are widely used in the global food and pharmaceutical industries. Cloudberry (Rubus chamaemorus L.) is a perennial herb from the Rosaceae family. The fruits and leaves of R. chamaemorus contain a wide variety of polyphenolic secondary metabolites – hydrolysable/condensed tannins and flavonoids. Extracts enriched by polyphenols showed significant antiproliferative activity and inhibition of cell growth, and also induce cell apoptosis. As a result of our previous phytochemical research of R. chamaemorus leaves, five polyphenolic secondary metabolites belonging to the classes of tannins and flavonoids were isolated and characterized.

Aim

Aim. Screening of previously isolated from R. chamaemorus individual compounds for the hemostasis system in vitro and identification of the most promising compounds for subsequent pharmaceutical development.

Materials and methods

Materials and methods. Experiments under in vitro conditions were performed on the blood of healthy male donors. The research of the effect on platelet aggregation was carried out according to the Born method on an AT-02 aggregometer (LLC "SPF "Medtech", Russia). Determination of anticoagulant activity was carried out by conventional clotting tests on a Solar CGL 2110 turbidimetric hemocoagulometer (CJSC "SOLAR", Russia). Cytofluorimetric analysis was performed on a NovoCyte instrument (Agilent Technologies, USA).

Result and discussion

Result and discussion. The influence of the isolated compounds 1–5 on the parameters of activation, platelet aggregation and the coagulation component of hemostasis was studied. At a concentration of 1.0 mg/ml, compounds 1–5 did not affect the fibrinogen concentration and prothrombin time. Compounds 1, 3 and 5 completely suppressed platelet activation at the studied concentrations. Compounds 1 and 3 showed antiaggregation activity comparible to the values of acetylsalicylic acid and are contained in all aqueous and alcoholic extracts of R. сhamaemorus leaves; their quantitative content varies depending on the extraction conditions.

Conclusion

Conclusion. Thus, as a result of the screening of individual compounds 1–5 isolated from the leaves of R. chamaemorus their antiaggregating and anticoagulation properties were established. Compounds 1 (4-O-α-L-arabinofuranosylellagic acid) and 3 (quercetin-3-O-β-D-glucuronide) showed antiaggregation activity comparible to that of acetylsalicylic acid, and are the most promising of the studied series of compounds for the subsequent pharmaceutical development of new antiplatelet agents.

Rubus chamaemorusморошка обыкновеннаяполифенолысистема гомеостазаRubus chamaemoruscloudberrypolyphenolshomeostasis systemReferencesBernardini S., Tiezzi A., Laghezza Masci V., Ovidi E. Natural products for human health: an historical overview of the drug discovery approaches. Natural Product Research. 2018;32(16):1926–1950. DOI: 10.1080/14786419.2017.1356838.Bernardini S., Tiezzi A., Laghezza Masci V., Ovidi E. Natural products for human health: an historical overview of the drug discovery approaches. Natural Product Research. 2018;32(16):1926–1950. DOI: 10.1080/14786419.2017.1356838.Balandrin M. F., Klocke J. A., Wurtele E. S., Bollinger W. H. Natural plant chemicals: Sources of industrial and medicinal materials. Science. 1985;228(4704):1154–1160. DOI: 10.1126/science.3890182.Balandrin M. F., Klocke J. A., Wurtele E. S., Bollinger W. H. Natural plant chemicals: Sources of industrial and medicinal materials. Science. 1985;228(4704):1154–1160. DOI: 10.1126/science.3890182.Lahlou M. Screening of natural products for drug discovery. Expert Opinion on Drug Discovery. 2007;2(5):697–705. DOI: 10.1517/17460441.2.5.697.Lahlou M. Screening of natural products for drug discovery. Expert Opinion on Drug Discovery. 2007;2(5):697–705. DOI: 10.1517/17460441.2.5.697.Уэйли А. К., Понкратова А. О., Теслов Л. С., Лужанин В. Г. Обзор вторичных метаболитов морошки и их биологической активности. Медико-фармацевтический журнал «Пульс». 2020;22(7):50–59.Whaley A. K., Ponkratova A. O., Teslov L. S., Luzhanin V. G. Review of cloudberry secondary metabolites and their biological activity. Medical & pharmaceutical journal «Pulse». 2020;22(7):50–59. (In Russ.)Kähkönen M., Kylli P., Ollilainen V., Salminen J.-P., Heinonen M. Antioxidant activity of isolated ellagitannins from red raspberries and cloudberries. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2012;60(5):1167–1174. DOI: 10.1021/jf203431g.Kähkönen M., Kylli P., Ollilainen V., Salminen J.-P., Heinonen M. Antioxidant activity of isolated ellagitannins from red raspberries and cloudberries. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2012;60(5):1167–1174. DOI: 10.1021/jf203431g.Jaakkola M., Korpelainen V., Hoppula K., Virtanen V. Chemical composition of ripe fruits of Rubus chamaemorus L. grown in different habitats. Journal of the science of food and agriculture. 2012;92(6):1324–1330. DOI: 10.1002/jsfa.4705.Jaakkola M., Korpelainen V., Hoppula K., Virtanen V. Chemical composition of ripe fruits of Rubus chamaemorus L. grown in different habitats. Journal of the science of food and agriculture. 2012;92(6):1324–1330. DOI: 10.1002/jsfa.4705.Faleva A. V., Ul’yanovskii N. V., Onuchina A. A., Falev D. I., Kosyakov D. S. Comprehensive characterization of secondary metabolites in fruits and leaves of cloudberry (Rubus chamaemorus L.). Metabolites. 2023;13(5):598. DOI: 10.3390/metabo13050598.Faleva A. V., Ul’yanovskii N. V., Onuchina A. A., Falev D. I., Kosyakov D. S. Comprehensive characterization of secondary metabolites in fruits and leaves of cloudberry (Rubus chamaemorus L.). Metabolites. 2023;13(5):598. DOI: 10.3390/metabo13050598.Puupponen-Pimiä R., Nohynek L., Suvanto J., Salminen J.-P., Seppänen-Laakso T., Tähtiharju J., Honkapää K., Oksman-Caldentey K.-M. Natural antimicrobials from cloudberry (Rubus chamaemorus) seeds by sanding and hydrothermal extraction. ACS Food Science & Technology. 2021;1(5):917–927. DOI: 10.1021/acsfoodscitech.0c00109.Puupponen-Pimiä R., Nohynek L., Suvanto J., Salminen J.-P., Seppänen-Laakso T., Tähtiharju J., Honkapää K., Oksman-Caldentey K.-M. Natural antimicrobials from cloudberry (Rubus chamaemorus) seeds by sanding and hydrothermal extraction. ACS Food Science & Technology. 2021;1(5):917–927. DOI: 10.1021/acsfoodscitech.0c00109.Määttä-Riihinen K. R., Kamal-Eldin A., Törrönen A. R. Identification and quantification of phenolic compounds in berries of Fragaria and Rubus species (Family Rosaceae). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2004;52(20):6178–6187. DOI: 10.1021/jf049450r.Määttä-Riihinen K. R., Kamal-Eldin A., Törrönen A. R. Identification and quantification of phenolic compounds in berries of Fragaria and Rubus species (Family Rosaceae). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2004;52(20):6178–6187. DOI: 10.1021/jf049450r.Thiem B. Rubus chamaemorus L. – a boreal plant rich in biologically active metabolites: A review. Biological Letters. 2003;40(1):3–13.Thiem B. Rubus chamaemorus L. – a boreal plant rich in biologically active metabolites: A review. Biological Letters. 2003;40(1):3–13.Mcdougall G. J., Martinussen I., Junttila O., Verrall S., Stewart D. Assessing the influence of genotype and temperature on polyphenol composition in cloudberry (Rubus chamaemorus L.) using a novel mass spectrometric method. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2011;59(20):10860–10868. DOI: 10.1021/jf202083b.Mcdougall G. J., Martinussen I., Junttila O., Verrall S., Stewart D. Assessing the influence of genotype and temperature on polyphenol composition in cloudberry (Rubus chamaemorus L.) using a novel mass spectrometric method. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2011;59(20):10860–10868. DOI: 10.1021/jf202083b.Rocabado G. O., Bedoya L. M., Abad M. J., Bermejo P. Rubus – A review of its phytochemical and pharmacological profile. Natural Product Communications. 2008;3(3):423–436. DOI: 10.1177/1934578x0800300319.Rocabado G. O., Bedoya L. M., Abad M. J., Bermejo P. Rubus – A review of its phytochemical and pharmacological profile. Natural Product Communications. 2008;3(3):423–436. DOI: 10.1177/1934578x0800300319.Махлаюк В. П. Лекарственные растения в народной медицине. Саратов: Приволжское книжное издательство; 1991. 544 с.Mahlayuk V. P. Medicinal plants in folk medicine. Saratov: Privolzhskoe book publishing house; 1991. 544 p. (In Russ.)De Luca Luigi M., Norum Kaare R. Scurvy and Cloudberries: A chapter in the history of nutritional sciences. The journal of Nutrition. 2011;141(12):2101–2105.De Luca Luigi M., Norum Kaare R. Scurvy and Cloudberries: A chapter in the history of nutritional sciences. The journal of Nutrition. 2011;141(12):2101–2105.Afrin S., Giampieri F., Gasparrini M., Forbes-Hernandez T., Varela-Lopez A., Quiles J., Mezzetti B., Battino M. Chemopreventive and therapeutic effects of edible berries: A focus on colon cancer prevention and treatment. Molecules. 2016;21(2):169. DOI: 10.3390/molecules21020169.Afrin S., Giampieri F., Gasparrini M., Forbes-Hernandez T., Varela-Lopez A., Quiles J., Mezzetti B., Battino M. Chemopreventive and therapeutic effects of edible berries: A focus on colon cancer prevention and treatment. Molecules. 2016;21(2):169. DOI: 10.3390/molecules21020169.McDougall G. J., Ross H. A., Ikeji M., Stewart D. Berry extracts exert different antiproliferative effects against cervical and colon cancer cells grown in vitro. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2008;56(9):3016–3023. DOI: 10.1021/jf073469n.McDougall G. J., Ross H. A., Ikeji M., Stewart D. Berry extracts exert different antiproliferative effects against cervical and colon cancer cells grown in vitro. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2008;56(9):3016–3023. DOI: 10.1021/jf073469n.Barbui T., De Stefano V., Falanga A., Finazzi G., Martinelli I., Rodeghiero F., Vannucchi A. M., Barosi G. Addressing and proposing solutions for unmet clinical needs in the management of myeloproliferative neoplasm-associated thrombosis: A consensus-based position paper. Blood Cancer Journal. 2019;9(8):61. DOI: 10.1038/s41408-019-0225-5.Barbui T., De Stefano V., Falanga A., Finazzi G., Martinelli I., Rodeghiero F., Vannucchi A. M., Barosi G. Addressing and proposing solutions for unmet clinical needs in the management of myeloproliferative neoplasm-associated thrombosis: A consensus-based position paper. Blood Cancer Journal. 2019;9(8):61. DOI: 10.1038/s41408-019-0225-5.Whaley A. K., Ponkratova A. O., Orlova A. A., Serebryakov E. B., Smirnov S. N., Proksh P., Ionov N. S., Poroikov V. V., Luzhanin V. G. Phytochemical analysis of polyphenol secondary metabolites in cloudberry (Rubus chamaemorus L.) Leaves. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2021;55:253–258.Whaley A. K., Ponkratova A. O., Orlova A. A., Serebryakov E. B., Smirnov S. N., Proksh P., Ionov N. S., Poroikov V. V., Luzhanin V. G. Phytochemical analysis of polyphenol secondary metabolites in cloudberry (Rubus chamaemorus L.) Leaves. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2021;55:253–258.Миронов А. Н., Бунатян Н. Д. и др. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть 1. М.: Гриф и К; 2012. 944 с.Миронов А. Н., Бунатян Н. Д. и др. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть 1. М.: Гриф и К; 2012. 944 с.Born G. G. V. Aggregation of blood platelets by adenosine diphosphate and its reversal. Nature. 1962;194:927–929. DOI: 10.1038/194927b0.Born G. G. V. Aggregation of blood platelets by adenosine diphosphate and its reversal. Nature. 1962;194:927–929. DOI: 10.1038/194927b0.Hai Y., Zhang Y., Liang Y., Ma X., Qi X., Xiao J., Xue W., Luo Y., Yue T. Advance on the absorption, metabolism, and efficacy exertion of quercetin and its important derivatives. Food Frontiers. 2020;1:420–434. DOI: 10.1002/fft2.50.Hai Y., Zhang Y., Liang Y., Ma X., Qi X., Xiao J., Xue W., Luo Y., Yue T. Advance on the absorption, metabolism, and efficacy exertion of quercetin and its important derivatives. Food Frontiers. 2020;1:420–434. DOI: 10.1002/fft2.50.

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