Скрининг противомикробной и антиоксидантной активности шляпочных грибов, произрастающих в Ленинградской области

Введение. Возникновение новых штаммов микроорганизмов, обладающих множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ) в отношении применяемых противомикробных лекарственных препаратов, является одной из актуальных проблем современной медицины. Для предотвращения наращивания смертей, связанных с МЛУ, процесс поиска новых антибиотиков и их внедрение в медицинскую практику должны идти непрерывно. Инфекционные заболевания также сопровождаются повреждением клеток и развитием свободнорадикальных процессов окисления, соответственно, поиск новых антиоксидантов – важная задача. С учетом мощного биосинтетического потенциала базидиомицетов данная группа грибов имеет все перспективы стать новым источником биологически активных веществ в целом, а также антибиотиков и антиоксидантов в частности. Шляпочные грибы, представленные преимущественно базидиомицетами, насчитывают около 14 000 видов и являются доступным источником сырья для поиска перспективных антимикробных соединений и антиоксидантов.

Цель. Изучение антиоксидантной и противомикробной активности суммарных экстрактов, полученных из шляпочных грибов, в отношении Escherichia coli, Staphylococcus aureus и Candida albicans и оценка пригодности шляпочных грибов для использования в качестве природного источника веществ с противомикробной и антиоксидантной активностью.

Материалы и методы. Противогрибковую и антибактериальную активность экстрактов определяли микрометодом двукратных серийных разведений в жидкой питательной среде в 96-луночных планшетах в двух повторах. Изучение данного вида биологической активности осуществляли в отношении референтных (типовых) штаммов Staphylococcus aureus ATCC 6538-P, Escherichia coli ATCC 25922, Candida albicans NCTC 885-653. Для исследований антиоксидантной активности с помощью DPPH использовали спиртовые извлечения из плодовых тел грибов, полученные методом мацерации 96%-м этанолом при соотношении сырья и экстрагента 1 к 8 в течение суток, водный раствор аскорбиновой кислоты (витамина С) и этанольный раствор тролокса.

Результаты и обсуждение. В отношении представителя грамположительной флоры S. aureus исследуемые экстракты шляпочных грибов проявили низкую активность, в среднем порядка 2500 или 5000 мкг/мл. В отношении представителя грамотрицательной флоры E. coli 8 % исследуемых экстрактов шляпочных грибов проявили среднюю активность порядка 1250 мкг/мл. Наибольшее количество экстрактов шляпочных грибов – 19 % от всех исследуемых видов проявили активность в отношении дрожжевого микромицета C. albicans. Наиболее высокая активность против C. albicans наблюдалась у экстрактов грибов Cantharellula umbonata с МИК 625 мкг/мл, Cortinarius olivaceofuscus с МИК 625 мкг/мл и Hypomyces chrysospermus с МИК 312 мкг/мл. В ходе скрининга антиоксидантной активности исследуемые извлечения разделили на три группы: с высокой (более 50 % ППР), средней (от 15 до 50 % ППР) и низкой (менее 15 %) антиоксидантной активностью. Было показано, что сумма фенольных соединений значимо коррелирует с уровнем антиоксидантной активности во всех трех группах, но в группах со средней и низкой антиоксидантной активностью присутствуют также другие, нефенольные группы веществ, вносящие значимый вклад в общую антиоксидантную активность.

Заключение. Шляпочные грибы представляют собой перспективный источник биологически активных веществ с противогрибковой и антиоксидантной активностью.

1. Van Boeckel T. P., Gandra S., Ashok A., Caudron Q., Grenfell B. T., Levin S. A., Laxminarayan R. Global antibiotic consumption 2000 to 2010: an analysis of national pharmaceutical sales data. The Lancet Infectious Diseases. 2014;14(8):742–750.

2. Remesh A., Gayathri A., Singh R., Retnavally K. G. The Knowledge, Attitude and the Perception of Prescribers on the Rational Use of Antibiotics and the Need for an Antibiotic Policy – A Cross Sectional Survey in a Tertiary Care Hospital. Journal of Clinical and Diagnostic Research. 2013;7(4):675–679.

3. Baran A., Kwiatkowska A., Potocki L. Antibiotics and Bacterial Resistance-A Short Story of an Endless Arms Race. International Journal of Molecular Sciences. 2023;24(6):5777.

4. Terreni M., Taccani M., Pregnolato M. New Antibiotics for Multidrug-Resistant Bacterial Strains: Latest Research Developments and Future Perspectives. Molecules. 2021;26(9):2671.

5. Ахмедов О. Р., Шомуротов Ш. А., Тураев А. С., Сидоренко А. В. Зависимость антимикробных эффектов гуанидинсодержащих производных пектина от некоторых структурных характеристик. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(2):38–45.

6. Hyde K. D. The numbers of fungi. Fungal Diversity. 2022;114:1.

7. Debeljak P., Baltar F. Fungal Diversity and Community Composition across Ecosystems. Journal of Fungi. 2023;9:510.

8. Avalos J., Limón M. C. Fungal Secondary Metabolism. Encyclopedia. 2022;2:1–13.

9. Ponkratova A. O., Whaley A. K., Balabas O. A., Smirnov S. N., Proksch P., Luzhanin V. G. A new bibenzyl and 9,10-dihydrophenanthrene derivative from aerial parts of crowberry (Empetrum nigrum L.). Phytochemistry letters. 2021;42:15–17.

10. Ponkratova A. O., Whaley A. K., Orlova A. A., Smirnov S. N., Serebryakov E. B., Proksch P., Luzhanin V. G. A new dimethoxy dihydrochalcone isolated from the shoots of Empetrum nigrum L. Natural Products Research. 2021:1–6.

11. Лужанин В. Г., Уэйли А. К., Понкратова А. О., Гришукова Е. А., Сулоев И. С., Смирнов С. Н., Серебряков Е. Б. Выделение индивидуальных соединений из надземной части стальника полевого (Ononis arvensis L.) и золотарника канадского (Solidago canadensis L.). Разработка и регистрация лекарственных средств. 2021;10(1):83–89.

12. Уэйли А. К., Понкратова А. О., Орлова А. А., Серебряков Е. Б., Смирнов С. Н., Прокш П., Ионов Н. С., Поройков В. В., Лужанин В. Г. Фитохимический анализ вторичных метаболитов полифенольной природы в листьях морошки обыкновенной (Rubus chamaemorus L.). Химико-фармацевтический журнал. 2021;55(3):22–27.

13. Понкратова А. О., Уэйли А. К., Орлова А. А., Смирнов С. Н., Серебряков С. Н., Лужанин В. Г. Выделение и установление структуры трех димерных проантоцианидинов типа А из надземной части Empetrum nigrum L. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2021;10(2):80–86.

14. Крипак Е. М., Понкратова А. О., Уэйли А. К., Жохова Е. В. Фитохимическое изучение травы вербейника обыкновенного (Lysimachia vulgaris L.): выделение и установление структуры вторичных метаболитов. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(4):170–176.

15. Стругар Й., Орлова А. А., Понкратова А. О., Уэйли А. К., Повыдыш М. Н. Выделение индивидуальных соединений из травы сабельника болотного (Comarum palustre L.) и установление их структуры спектроскопическими методами. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(4):177–184.

16. Богоутдинова А. М., Уэйли А. К., Понкратова А. О., Орлова А. А., Гончаров М. Ю., Шпакова В. С., Фарманова Н. Т., Нуруллаева Д. Х., Шарипов А. Т., Гамбарян С. П., Повыдыш М. Н. Выделения формононетин-7-О-β-D-глюкопиранозида из травы стальника полевого (Ononis arvensis L.) и оценка его влияния на индуцированную активацию тромбоцитов. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2021;10(4):14–19.

17. Лёзина А. В., Уэйли А. К., Уэйли А. О., Тернинко И. И. Индивидуальные соединения корневищ и корней родиолы четырехлепестной (Rhodoila quadrifida): выделение и установление структуры. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(4):185–193.

18. Whaley A. K., Ebrahim W., El-Neketi M., Ancheeva E. New acetylated flavone C-glycosides from Iris lactea. Tetrahedron Letters. 2017;58(22):2171–2173.

19. Гуленков А. С., Мизина П. Г., Бахрушина Е. О., Бардаков А. И., Нюдочкин А. В. Фармацевтико-технологическое исследование адсорбированного жидкого растительного экстракта антимикробного действия. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(2):94–101.

20. Бомбела Т. В., Кроткова О. А., Галишевская Е. Е., Анисимова А. Г., Ягонцева Т. А., Агафонцева А. В., Новикова В. В., Уэйли А. К., Понкратова А. О., Лужанин В. Г. Компонентный состав и противомикробная активность фракций из надземной части льнянки обыкновенной (Linaria vulgaris Mill.). Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(4):48–56

21. Лужанин В. Г., Уэйли А. К., Понкратова А. О., Новикова В. В., Безверхняя Е. А. Противомикробная активность соединений полифенольной природы. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(2):65–72.

22. Demain A., Martens E. Production of valuable compounds by molds and yeasts. The Journal of Antibiotics. 2017;70:347–360.

23. Alves M. J., Ferreira I. C., Dias J., Teixeira V., Martins A., Pintado M. A review on antimicrobial activity of mushroom (Basidiomycetes) extracts and isolated compounds. Planta Medica. 2012;78(16):1707–1718.

24. Миронов А. Н. Руководство по проведению доклинических лекарственных средств. Часть первая. М.: Гриф и К; 2012. 944 с.

25. Новикова В. В., Якимова Е. В., Горбушина А. Д. Исследование новых продуктов органического синтеза на противогрибковую активность в отношении дрожжевых грибов: обоснование выбора условий испытаний. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2022;3:105–112.

26. Dornberger K., Ihn W., Ritzau M., Gräfe U., Schlegel B., Fleck W. F., Metzger J. W. Chrysospermins, new peptaibol antibiotics from Apiocrea chrysosperma Ap101. The Japanese Journal of Antibiotics. 1995;48(9):977–989.