CC BY
28. Bruna Carolina Ulsenheimer, Seroepidemiology of leptospirosis in horses from Santaren, para 2023 / Bruna Carolina Ulsenheimer, Clarissa Luciano Barbosa, Emily Oberbeck, Rebeca Larisa Castro Silva, Isadora Carolina Freitas de Souza, Ana Eucares von Laer, Alexander Alberto Tonin // Cienc. Animation. Brass., V24. e-74800E. DOI: 10.1590/1809-6891v24e-74800E.
9. Elena Vera, The prevalence of leptospira in Bardigiano horses in Northern Italy / Elena Vera, Simone Taddei, Sandro Cavirani, Jennifer Schiavi, Mario Angelone, Clotilde S.Cabassi, Emiliana Schiano and Fausto Quintavalla // Animals 2020. 10. 23. D01:10.3390/ani10010023
10. Vollanke B., Gerhards H., Ackerman K. Infectious uveitis in horses and new data on its pathogenesis associated with leptospiral biofilm / Microorganisms 2022.10.387. https://doi.org/10.3390 / microorganisms 10020387
УДК 619: 616.993.192
МОДИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ПУТЬ ПОИСКА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ И ВЕТЕРИНАРИИ
Зубенко Александр Александрович, д.б.н., главный научный сотрудник, ORCID: 0000-0001-7943-7667, SPIN-код: 7776-8122,
AuthorID: 180846, e-mail: [email protected] Фетисов Леонид Николаевич, к.в.н., ведущий научный сотрудник, ORCID: 0000-0002-2618-1079, SPIN-код: 8809-2266, AuthorID: 508873,
e-mail: fetisoff.leonid2018@yandex. ru Святогорова Александра Евгеньевна, к.с.-х.н., ученый секретарь, старший научный сотрудник, ORCID: 0000-0003-4233-1740, SPIN-код: 2369-0027, AuthorID: 719399, e-mail: [email protected]
Стрельников Богдан Андреевич - лаборант-исследователь,
bogdan. bogdan. 7474@mail. ru Северо - Кавказский зональный научно-исследовательский ветеринарный институт - филиал федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный Ростовский аграрный научный центр», Новочеркасск, Россия
Аннотация. Синтезировано свыше 50 соединений в ряду производных алкалоидов пеганина и глауцина. Девять соединений в ряду пеганина обладают значительной антипротозойной и антибактериальной активностью. Так, соединение вазицина R=H и R=S-алкил обладает антипротозойной активностью, превышающей активность толразурила в 4 раза, проявляя при этом значительную антибактериальную активность. Что касается фунгистатической активности, то большинство из них неактивны и лишь одно соединение из этого ряда проявило слабую активность. Представляется весьма перспективным дальнейший поиск антипротозойных соединений в ряду пеганина. В ряду глауцина одно соединение с четвертичным атомом азота равно по активности нитрофурановому препарату фуразолидону, антипротозойная активность этого же соединения превышает активность толтразурила в 4 раза.
Ключевые слова: пеганин, вазицин, глауцин, модификация алкалоидов, антибактериальная, антипротозойная, фунгистатическая активность
MODIFICATION OF NATURAL COMPOUNDS AS A PROMISING WAY TO FIND MEDICINES FOR MEDICINE AND
VETERINARY MEDICINE
Zubenko Alexander Alexandrovich, Doctor of Biological Sciences, Chief Researcher, ORCID: 0000-0001-7943-7667, SPIN code: 7776-8122, AuthorlD: 180846, e-mail: [email protected] Fetisov Leonid Nikolaevich, Candidate of Veterinary Sciences,Leading Researcher, ORCID: 0000-0002-2618-1079, SPIN code: 8809-2266, AuthorlD: 508873, e-mail: fetisoff.leonid2018@yandex. ru Svyatogorova Alexandra Evgenievna, Candidate of Agricultural Sciences, Academic Secretary, Senior Researcher, ORCID:
0000-0003-4233-1740, SPIN code: 2369-0027, AuthorID: 719399, e-mail: sviatogorova. a@yandex. ru Strelnikov Bogdan Andreevich, laboratory researcher. bogdan. bogdan. 7474@mail. ru North - Caucasus Zonal Scientific Research Veterinary Institute -Branch of the Federal State Budget Scientific Institution «Federal Rostov Agricultural Research Centre», Novocherkassk, Russia
Annotation. Over 50 compounds have been synthesized in a number of derivatives of the alkaloids peganine and glaucine. Nine compounds in the peganine series have significant antiprotozoal and antibacterial activity. Thus, the compound of vasicin R=H and R=S-alkyl has antiprotozoal activity exceeding the activity of tolrazuril by 4 times, while showing significant antibacterial activity. As for the fungistatic activity, most of them are inactive and only one compound from this series showed weak activity. It seems very promising to further search for antiprotozoal compounds in the peganine series. In the glaucin series, one compound with a quaternary nitrogen atom is equal in activity to the nitrofuran drug furazolidone, the antiprotozoal activity of the same compound exceeds the activity of toltrazuril by 4 times.
Keywords: peganin, vasicin, glaucin, modification of alkaloids, antibacterial, antiprotozoal, fungistatic activity
Введение. Модификация природных соединений, в том числе алкалоидов, является одним из перспективных направлений поиска лекарственных средств. Исследованиям в этой области посвящены многочисленные научные работы.
Авторы работы [1] отмечают, что устойчивость к антибиотикам стала серьезной и широко распространенной проблемой. Одной из стратегий, позволяющих избежать этого, является использование альтернативных лекарственных средств из растений, которые эффективны против бактерий, устойчивых к антибиотикам, безопасны и имеют низкую стоимость. Одной из задач авторов исследования являлось изучение потенциальных антибактериальных свойств традиционных растений. Они использовали восемь растений, которые потенциально могут быть использованы в качестве антибактериальных средств против резистентных бактерий. Было обнаружено, что антибактериальная активность в отношении каждого вида бактерий различна. Показано, что несколько экстрактов растений активны в отношении метициллинрезистентного стафилококка.
В работе [2] был выделен новый тритерпеноидный сапонин. Оценка антибактериальной активности соединений проводилась методом диффузии в агар. В качестве тест-микроорганизмов использовали кишечную палочку, сальмонеллу брюшного тифа (Enterobacteriaceae), золотистый стафилококк и холерный вибрион. При максимальной концентрации 25 мг/мл одно из соединений оказало действие на синегнойную палочку и золотистый стафилококк (зоны задержки 15,6 ± 2 мм и 12,2 ± 2 мм, соответственно). Активность соединений в отношении Salmonella typhi и E. coli составляла (зоны ингибирования) 20,1 ± 2 мм и 15,40 ± 2 мм, соответственно.
Saoussen Hammami et all (2010) выделили из морских организмов перспективные противогрибковые препараты [3]. Авторы отмечают, что морские губки известны как богатые источники новых микроорганизмов, обладающих широким спектром биологической активности. Продолжая поиск новых биологически активных соединений из растений и морских организмов, собранных на побережье Туниса, авторы выделили экстракты из четырех морских организмов и определили фунгистатическую активность в отношении пяти патогенных грибов. Зоны задержки роста грибов составляли от 13 до 25 мм.
Авторы работы [4] отмечают вызывающий тревогу рост лекарственной устойчивости, а также нехватку эффективных противомалярийных препаратов, подчеркивают важность поиска новых противомалярийных химических веществ. Это исследование было предпринято для оценки эффективности экстактов коры стебля Terminalia macroptera, чтобы обосновать ее использование в качестве противомалярийного средства для местного населения. Водный и этанольный экстракты T. macroptera были активны в отношении двух штаммов малярийного плазмодия. При этом было отмечено, что экстракты показали низкую цитотоксическую активность для эритроцитов (гемолиз не отмечали).
Márcio Carocho et all (2014) в своей статье приводят информацию о том, что каштаны - одна из самых важных сельскохозяйственных культур в северо-восточной части Португалии, приносящая миллионы евро годового дохода. Существует множество старинных утверждений о пользе для здоровья употребления цветов каштана в виде настоев, которые остаются недоказанными. В этой статье авторы подтверждают эффективность препаратов на основе каштана и сообщают о противоопухолевом и антимикробном потенциале цветков каштана двух сортов, Джудии и Лонгала, полученных в виде настоев и отваров. Что касается
антибактериальной активности экстрактов, то оказалось, что отвары более эффективны при более низких минимальных концентрациях ингибирования, в то время как настои обладают лучшей противогрибковой активностью. Хорошая общая антимикробная активность может оправдать включение цветов в пищевую цепочку в качестве природного антимикробного средства [5].
Ряд авторов не ограничиваются изучением нативных препаратов на основе природных соединений и проводят их химическую модификацию. Так предметом изучения для российских авторов стал алкалоид анабазин [6]. Химио- и региоселективное добавление анабазина к 3-(1-гидроксициклогексил)-2-пропиненитрилу в этаноле приводит к 52%-ному выходу моноаддукта, (7)-3-(1-гидроксициклогексила)-3-[2-(3-
пиридинил)пиперидино]-2-пропеннитрил: в этом случае в реакции участвует только пиперидиновое кольцо анабазина. В ацетонитриле как пиперидиновое, так и пиридиновое кольца участвуют в процессе, образуя диаддукт, (7)-3-{2-[3-[(7)-цианометилиден]-2-спироциклогексил-
8aH[1,3] оксазоло[3,2-а]пиридин-8(2Н)-ил]пиперидино }-3-(1 гидроксициклогексил)-2-пропеннитрил с выходом 68%. К сожалению, в данной работе не сообщается о возможных изменениях в спектре биологической активности продуктов реакции в сравнении с исходным анабазином [6].
В работе Jean Emmanuel Mbosso Teinkela et all (2016) проведено выделение и идентификация соединений, обладающих антипролиферативной активностью, из древесины фикуса эластичного (Ficus elastica Roxb). Авторы использовали метаноловые экстракты древесины фикуса эластичного Roxb. Надземные корни (Moraceae) были исследованы на противоопухолевую активность. Выделенные соединения были оценены на предмет их антипролиферативного действия на шесть линий раковых клеток человека (глиобластома U373n и Hs683, карцинома
MCF7 и A549 NSCLC, меланома B16F10 и SK-MEL-28). Результаты исследования показали, что древесина воздушных корней F. elastica может быть потенциальным источником для выявления новых соединений, обладающих мощной антипролиферативной активностью [7].
H.D. Reuter (1991) представил обзор, в котором описаны возможности и ограничения терапии европейскими нативными препаратами в современной клинической медицине. Автор отмечает, что необходимо проводить четкое различие между ее возможностями и ограничениями на научной основе. На научной основе фитопрепараты используются для лечения различных заболеваний как в клинике, так и в медицинской практике. Клиническое применение фитопрепаратов ограничено видами острых и тяжелых заболеваний, лечение которых преимущественно проводится в стационаре. Эти заболевания требуют немедленного лечения сильнодействующими лекарственными препаратами. Для врачей общей практики показания к применению фитофармпрепаратов в принципе такие же, как и в стационаре. Относительно более частое использование фитофармпрепаратов практикующими врачами связано с тем фактом, что они в основном имеют дело с легкими нарушениями здоровья [8].
Цель настоящей работы представить результаты наших исследований по модификации природных соединений в ряду алкалоидов.
Материалы и методы.
В данной работе мы описываем новые производные хиназолиновых и апорфиновых алкалоидов и их биологическую активность. Интересными как в химическом, так и в практическом отношении алкалоидами являются хиназолиновые соединения пеганин, пеганол, дезоксипеганин, пеганидин, изопеганидин, дезоксипеганидин, пегамин, выделенные из растения Peganum harmala, а также апорфиновые алкалоиды глауцин, дегидроглауцин и другие. На схеме изображены структуры алкалоидов, которые подвергались модификации. Это хиназолиновый алкалоид вазицин
(рис. 1) и апорфиновый алкалоид глауцин 2 (рис. 2). Радикалы R расположены в местах в структуре алкалоида, в которые вводились различные заместители. В общей сложности нами было синтезировано свыше 50 соединений.
Я1=Н, С1, О-СНЗ, О-Я, S-R,SO2-R. R=H,NO2,NH2,CH2-N-CO-R.
Рис. 1. Вазицин
К
Я=Н,СН2ОН,СО-Я,СШ. Я1=Н,СН2-Я.
Рис. 2. Дегидроглауцин
Все синтезированные соединения испытаны на биоцидные виды активности. Исследования проводились по следующим методикам:
Биологическое исследование синтезированных производных алкалоидов проводили на примере изучения антибактериальной, протистоцидной и фунгистатической активности. Определение бактериостатической активности проводили методом двухкратных
серийных разведений. В качестве тест-культур для проверки антимикробной активности препаратов использовали референтные штаммы бактерий Staphylococcus aureus ВКМВ - 128 и Escherichia coli ВКМ В- 820. В качестве препаратов сравнения использовали ципрофлоксацин (антибиотик) и фуразолидон (нитрофуран). Активность соединений оценивали по величине минимальной подавляющей концентрации (МПК) в мкг/мл.
Для предварительной оценки антибактериальной активности соединений использовали также метод диффузии в агар, в этом случае активность оценивали по величине зоны задержки роста культуры в мм, а также в процентах (%) от величины активности препаратов сравнения (ципрофлоксацин, фуразолидон).
Протистоцидную активность изучали по нашей методике (2012) in vitro методом серийных разведений испытуемых соединений в концентрациях от 500 до 0,24 мкг/мл при постоянной нагрузке простейшими вида Colpoda steinii (30 мкл трехсуточной культуры простейших, содержащей не менее 30 особей в одном поле зрения микроскопа при увеличении 15х10). Препарат сравнения толтразурил. Критерием действия испытуемого вещества принимали минимальную концентрацию, при которой погибали все простейшие [1]. Активность выражали в мкг/мл.
Фунгистатическую активность изучали методом диффузии в агар в отношении Penicillium italicum ВКМ F - 1279. Препарат сравнения фундазол. Активность оценивали по величине зоны задержки роста тест культуры, выражали в мм.
Результаты исследований.
Синтезировано свыше 50 соединений в ряду производных алкалоидов пеганина и глауцина. Девять соединений в ряду пеганина обладают значительной антипротозойной и антибактериальной активностью. Так,
соединение вазицина R=H и R=S-алкил обладает антипротозойной активностью, превышающей активность толразурила в 4 раза, проявляя при этом значительную антибактериальную активность. Что касается фунгистатической активности, то большинство из них неактивны и лишь одно соединение из этого ряда проявило слабую активность. Представляется весьма перспективным дальнейший поиск антипротозойных соединений в ряду пеганина.
В ряду глауцина одно соединение с четвертичным атомом азота не уступает по активности фуразолидону с зоной задержки 18-20 мм, аналогичной таковой у фуразолидона, причём антипротозойная активность этого же соединения превышает активность толтразурила в 4 раза.
Литература
1. Фетисов Л.Н. Изыскание новых протистоцидных средств //Фетисов Л.Н., Зубенко А.А., Бодряков А.Н. // «Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии». Материалы международного симпозиума «Проблемы общей и частной паразитологии».-Санкт-Петербург.-2012-.С.70-73.
2. Pratiwi Wikaningtyas .The antibacterial activity of selected plants towards resistant bacteria isolated from clinical specimens / Pratiwi Wikaningtyas, Elin Yulinah Sukandar // Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 1, January 2016 Volume 6, Issue, Pages 16-19, https://doi.org/10.1016/j.apjtb.2015.08.003
3._Dabolé Bernard, Yaya Hassana, Moussa Djaouda, Matcheme Mathieu, Wakayansam Bouba Romeo, Koubala Benoît, Atia Tul Wahab/ Antibacterial effects of a new triterpenoid saponin from roots of Gardenia ternifolia Schumach. & Thonn (Rubiaceae) // Results in Chemistry, Volume 4, January 2022, 100366 https : //doi. org/10.1016/j. rechem.2022.100366
4. Saoussen Hammami, Afifa Bergaoui, Naima Boughalleb, Anis Romdhane, Ines Khoja, Monia Ben Halima Kamel, Zine Mighri / Antifungal effects of secondary metabolites isolated from marine organisms collected from the Tunisian coast // Comptes Rendus Chimie, Volume 13, Issue 11, November 2010, Pages 1397-1400 https://doi.org/10.1016Zj.crci.2010.04.022
5. N.N.A. Sidiki, N.A.C. Nadia, Y. Cedric, M.A. Azizi, T.D.A. Kevin, G.N. Guy-Armand, T.N.J. Sandra, V.K. Payne / In vitro Antiplasmodial, Antioxidant, and Cytotoxicity Activity of Terminalia macroptera Traditionally Used in Cameroon Against Malaria// Journal of Herbal Medicine, Volume 41, September 2023, 100723 https://doi.org/10.1016/j.hermed.2023.100723
6. Marcio Carocho, Ricardo C. Calhelha, Maria-Joâo R.P. Queiroz, Albino Bento, Patricia Morales, Marina Sokovic, Isabel C.F.R. Ferreira / Infusions and decoctions of Castanea sativa flowers as effective antitumor and antimicrobial matrices// Industrial Crops and Products, Volume 62, December 2014, Pages 4246 https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.08.016
7. Boris A. Trofimov, Ludmila V. Andriyankova, Rustem T. Tlegenov, Anastasiya G. Mal'kina, Andrei V. Afonin, Lubov N. Il'icheva, Lina P. Nikitina / Reaction of anabasine with 3-(1-hydroxycyclohexyl)-2-propynenitrile: a new route to functionalised anabasine alkaloids// Mendeleev Communications, Volume 15, Issue 1, 2005, Pages 33-35 https://doi.org/10.1070/MC2005v015n01ABEH001904
8. Jean Emmanuel Mbosso Teinkela, Xavier Siwe Noundou, Edwige Laure Nguemfo, Franck Meyer, Alfred Djoukoue, Pierre Van Antwerpen, Silvère Ngouela, Etienne Tsamo, Emmanuel Albert Mpondo Mpondo, Juliette Cathérine Vardamides, Guy Anathole Blaise Azebaze, René Wintjens / Identification of compounds with anti-proliferative activity from the wood of Ficus elastica Roxb. ex Hornem. aerial roots // Fitoterapia, Volume 112, July 2016, Pages 65-73 https://doi.org/10.1016/j.fitote.2016.05.002
9. H.D. Reuter / What are the possibilities and limits of therapy with European native drugs in modern clinical medicine?// Journal of Ethnopharmacology Volume 32, Issues 1-3, April 1991, Pages 187-193, Journal of Ethnopharmacology https://doi.org/10.1016/0378-8741(91)90116-U
References
1. Fetisov L.N. The search for new prothystocidal agents //Fetisov L.N., Zubenko A.A., Bodryakov A.N. // "Issues of regulatory regulation in veterinary medicine". Proceedings of the international symposium "Problems of general and private parasitology".-St. Petersburg.-2012-.pp.70-73.
2. Pratiwi Wikaningtyas .The antibacterial activity of selected plants towards resistant bacteria isolated from clinical specimens / Pratiwi Wikaningtyas, Elin Yulinah Sukandar // Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 1, January 2016 Volume 6, Issue, Pages 16-19, https://doi.org/10.1016/j.apjtb.2015.08.003
3. Dabolé Bernard, Yaya Hassana, Moussa Djaouda, Matcheme Mathieu, Wakayansam Bouba Romeo, Koubala Benoît, Atia Tul Wahab/ Antibacterial effects of a new triterpenoid saponin from roots of Gardenia ternifolia Schumach. & Thonn (Rubiaceae) // Results in Chemistry, Volume 4, January 2022, 100366 https://doi.org/10.1016Zj.rechem.2022.100366
4. Saoussen Hammami, Afifa Bergaoui, Naima Boughalleb, Anis Romdhane, Ines Khoja, Monia Ben Halima Kamel, Zine Mighri / Antifungal effects of secondary metabolites isolated from marine organisms collected from the Tunisian coast // Comptes Rendus Chimie, Volume 13, Issue 11, November 2010, Pages 1397-1400 https://doi.org/10.1016lj.crci.2010.04.022
5. N.N.A. Sidiki, N.A.C. Nadia, Y. Cedric, M.A. Azizi, T.D.A. Kevin, G.N. Guy-Armand, T.N.J. Sandra, V.K. Payne / In vitro Antiplasmodial, Antioxidant, and Cytotoxicity Activity of Terminalia macroptera Traditionally Used in Cameroon Against Malaria// Journal of Herbal Medicine, Volume 41, September 2023, 100723 https://doi.org/10.1016/j.hermed.2023.100723
6. Marcio Carocho, Ricardo C. Calhelha, Maria-Joâo R.P. Queiroz, Albino Bento, Patricia Morales, Marina Sokovic, Isabel C.F.R. Ferreira / Infusions and decoctions of Castanea sativa flowers as effective antitumor and antimicrobial matrices// Industrial Crops and Products, Volume 62, December 2014, Pages 4246 https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.08.016
7. Boris A. Trofimov, Ludmila V. Andriyankova, Rustem T. Tlegenov, Anastasiya G. Mal'kina, Andrei V. Afonin, Lubov N. Il'icheva, Lina P. Nikitina / Reaction of anabasine with 3-(1-hydroxycyclohexyl)-2-propynenitrile: a new route to functionalised anabasine alkaloids// Mendeleev Communications, Volume 15, Issue 1, 2005, Pages 33-35 https://doi.org/10.1070/MC2005v015n01ABEH001904
8. Jean Emmanuel Mbosso Teinkela, Xavier Siwe Noundou, Edwige Laure Nguemfo, Franck Meyer, Alfred Djoukoue, Pierre Van Antwerpen, Silvère Ngouela, Etienne Tsamo, Emmanuel Albert Mpondo Mpondo, Juliette Cathérine Vardamides, Guy Anathole Blaise Azebaze, René Wintjens / Identification of compounds with anti-proliferative activity from the wood of Ficus elastica Roxb. ex Hornem. aerial roots // Fitoterapia, Volume 112, July 2016, Pages 65-73 https://doi.org/10.1016/j.fitote.2016.05.002
9. H.D. Reuter / What are the possibilities and limits of therapy with European native drugs in modern clinical medicine?// Journal of Ethnopharmacology Volume 32, Issues 1-3, April 1991, Pages 187-193, Journal of Ethnopharmacology https://doi.org/10.1016/0378-8741(91)90116-U
