Цитостатический эффект извлечений из борщевика Сосновского

Введение. Поиск новых противоопухолевых агентов среди растений местной флоры является одним из вариантов расширения существующего перечня химиотерапевтических лекарственных средств. Перспективным источником таких агентов может являться инвазивный и сорный вид для территории Республики Беларусь и Российской Федерации – борщевик Сосновского. Данный вид содержит кумарины, для которых установлены противоопухолевые свойства, поэтому борщевик Сосновского может считаться перспективным сырьевым источником данных биологически активных веществ.

Цель. Изучить цитостатический эффект извлечений из травы, соцветий и корней борщевика Сосновского на культурах опухолевых клеток in vitro.

Материалы и методы. Объект исследования – воздушно-сухие трава и соцветия, заготовленные в период цветения, и корни, собранные в период отмирания надземной части, борщевика Сосновского. Получали водно-спиртовые извлечения, из которых отгоняли растворитель, полученный сухой остаток растворяли в фосфатно-солевом буфере с рН 7,4. Идентификацию и количественное определение кумаринов проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Противоопухолевый (цитостатический) эффект in vitro изучали на следующих культурах клеток: карциномы легкого А549, аденокарциномы предстательной железы РС-3, меланомы кожи MeWo, аденокарциномы шейки матки Hela и иммортализованных фибробластов крайней плоти BjhTERT. Оценку жизнеспособности клеток выполняли в условиях МТТ-теста на планшетном спектрофотометре. Контроль метаболической активности осуществляли при помощи 4,5-диметилтиазолли-2-ил-2,5-дифенилтетразолия бромида. Формировали отрицательный контроль (буфер), контроль роста клеток, положительный контроль (доксорубицин) и исследуемые пробы.

Результаты и обсуждение. Извлечения из травы борщевика Сосновского проявляли статистически значимый цитостатический эффект в отношении линий опухолевых клеток А549, РС-3, Hela и MeWo; из корней и соцветий – в отношении линий клеток Hela и MeWo. Цитостатический эффект зависел от концентрации кумаринов в пересчете на ксантотоксин. Извлечения из травы оказывают цитостатическое действие на нормальные клетки BjhTERT; корни и соцветия значимо не влияют на их рост. Цитостатический эффект извлечений из травы борщевика Сосновского в отношении клеток линий А549 и РС-3 превосходил, в отношении клеток линий MeWo и BjhTERT сопоставим с доксорубицином. При сравнении полуэффективных концентраций выявлено, что все изученные извлечения вызывают подавление роста в более низких концентрациях, то есть имеют более высокую активность по сравнению с доксорубицином. Извлечения из травы сильнее подавляют рост клеток линии А549; из корней и соцветий – Hela.

Заключение. Трава, корни и соцветия борщевика Сосновского обладают выраженным цитостатическим эффектом in vitro, что делает целесообразным дальнейшее изучение данного растения в рамках выделения кумаринов и установления механизмов влияния на рост опухолевых клеток в сравнении с нормальными.

1. Волкова Т. О., Багина У. С. Множественная лекарственная устойчивость опухолевых клеток к химиотерапевтическим препаратам. Экологические аспекты. Принципы экологии. 2012;2(2):4–21. DOI: 10.15393/j1.art.2012.921.

2. Shah U., Shah R., Acharya S., Acharya N. Novel anticancer agents from plant sources. Chinese Journal of Natural Medicines. 2013;11(1):16–23. DOI: 10.1016/S1875-5364(13)60002-3.

3. Zlatnik E. Yu., Sagakyants A. B. Nepomnyashchaya E. M., Zakharova N. A., Ulianova Yu. V. Possibilities of using secondary plant metabolites as antitumor agents Kazan Medical Journal. 2024;105(5):813–824. DOI: 10.17816/KMJ634368.

4. Siddiqui A. J., Jahan S., Singh R., Saxena J., Ashraf S. A., Khan A., Choudhary R. K., Balakrishnan S., Badraoui R., Bardakci F., Adnan M. Plants in anticancer drug discovery: from molecular mechanism to chemoprevention. BioMed Research International. 2022;2022(1):542548. DOI: 10.1155/2022/5425485.

5. Pan L., Chai H.-B., Kinghorn A. D. Discovery of new anticancer agents from higher plants. Frontiers in Bioscience. 2012;4(1):142–156. DOI: 10.2741/257.

6. Wu Y., Xu J., Liu Y., Zeng Y., Wu G. A review on anti-tumor mechanisms of coumarins. Frontiers in Oncology. 2020;10:592853. DOI: 10.3389/fonc.2020.592853.

7. Koley M., Han J., Soloshonok V. A., Mojumder S., Javahershenas R., Makarem A. Latest developments in coumarin-based anticancer agents: mechanism of action and structure-activity relationship studies. RSC Medicinal Chemistry. 2024;15(1):10–54. DOI: 10.1039/d3md00511a.

8. Al-Warhi T., Sabt A., Elkaeed E. B., Eldehna W. M. Recent advancements of coumarin-based anticancer agents: An up-to-date review. Bioorganic Chemistry. 2020;103:104163. DOI: 10.1016/j.bioorg.2020.104163.

9. Bisi A., Cappadone C., Rampa A., Farruggia G., Sargenti A., Belluti F., Di Martino R. M. C., Malucelli E., Meluzzi A., Iotti S., Gobbi S. Coumarin derivatives as potential antitumor agents: Growth inhibition, apoptosis induction and multidrug resistance reverting activity. European Journal of Medicinal Chemistry. 2017;127:577–585. DOI: 10.1016/j.ejmech.2017.01.020.

10. Ламан Н. А., Усик А. В. Локализация и состав кумаринов в корнях борщевика сосновского (Heracleum Sosnowskyi Manden.). Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя біялагічных навук. 2020;65(1):71–75. DOI: 10.29235/1029-8940-2020-65-1-71-75.

11. Статкевич В. С., Лукашов Р. И. Хроматографический анализ кумаринов в органах растений борщевика Сосновского (Heracleum sosnowskyi Manden.). Ботаника (исследования): сборник научных трудов. 2023;52:282–293.

12. Агеев В. П., Шляпкина В. И., Куликов О. А., Заборовский А. В., Тарарина Л. А. Качественный и количественный анализ основных производных псоралена сока борщевика Сосновского. Фармация. 2022;71(3):10–17. DOI: 10.29296/25419218-2022-03-02.

13. Копылова Н. А., Ламан Н. А., Прохоров В. Н. Биологически активные соединения в экстрактах тканей борщевика Сосновского (Heracleum Sosnowskyi Manden.). Ботаника (исследования): Сборник научных трудов. 2014;43:250–259.

14. Bahadori M. B., Dinparast L., Zengin G. The Genus Heracleum: A Comprehensive Review on Its Phytochemistry, Pharmacology, and Ethnobotanical Values as a Useful Herb. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2016;15(6):1018–1039. DOI: 10.1111/1541-4337.12222.

15. Hosseinzadeh Z., Ramazani A., Razzaghi-Asl N. Plants of the Genus Heracleum as a Source of Coumarin and Furanocoumarin. Journal of Chemical Reviews. 2019;1(2):78–98.

16. Marshall M. E., Kervin K., Benefield C., Umerani A., Albainy-Jenei S., Zhao Q., Khazaeli M. B. Growth-Inhibitory Effects of Coumarin (1,2-Benzopyrone) and 7-Hydroxycoumarin on Human Malignant Cell Lines In Vitro. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology. 1994;120:S3–S10. DOI: 10.1007/BF01377114.

17. Seliger B., Pettersson H. 7-Hydroxycoumarin Inhibits Oncogene-Induced Transformation of Murine Fibroblasts. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology. 1994;120:S23–S27. DOI: 10.1007/BF01377119.

18. Stefanova T. H., Nikolova N. J., Toshkova R. A., Neychev H. O. Antitumor and Immunomodulatory Effect of Coumarin and 7-Hydroxycoumarin Against Sarcoma 180 in Mice. Journal of Experimental Therapeutics and Oncology. 2007;6(2):107–115.

19. Pesnya D. S., Romanovsky A. V., Serov D. A., Poddubnaya N Ya. Genotoxic Effects of Heracleum Sosnowskyi in the Allium Cepa Test. International Journal of Cytology, Cytosystematics and Cytogenetics. 2017;70:55–61.

20. Песня Д. С., Серов Д. А., Вакорин С. А., Прохорова И. М. Исследование токсического, митозмодифицирующего и мутагенного действия Борщевика Сосновского. Ярославский педагогический вестник. 2011;3(4):50–56.