Введение к работе
Актуальность темы исследования
Во всем мире возрастает интерес к разработке лекарственных препаратов на основе природных соединений. В медицине становятся приоритетными направления по изучению природных источников лекарственных препаратов (Борщевская М.И., Васильева С.М., 1999; Толстикова Т.Г. и др., 2010).
Одними из перспективных источников получения лекарственных препаратов являются высшие грибы. Класс Agaricomycetes из отдела Basidiomycota (базидиальные грибы) включает свыше 15 тыс. видов, более 100 видов используются в традиционной медицине Китая, Кореи, Японии и других странах, в том числе и в России (Белова Н.В., 2004). В Японии из плодовых тел дикорастущих и культивируемых грибов выпускают препараты, содержащие полисахариды и их комплексы с белками, которые широко используются при лечении онкологических заболеваний. Наиболее известные из них: лентинан (из шиитаке Lentinula edodes (Berk.) Pegler, полисахаридпептид (PSP) и полисахарид Крестин (PSK) (из траметеса разноцветного Trametes versicolor (L.) Lloyd), ганодеран (из трутовика лакированного (рейши) Ganoderma lucidum (Curtis) P. Karst.), плевран (из вешенки устричной (обыкновенной) Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm.), грифолан (из грифолы курчавой Grifola frondosa (Dicks.) Gray) (Wasser S.P., 2002; Moradali M. et al., 2007). Известны и другие соединения грибов, определяющие их фармакологический потенциал.
В России широко используется гриб чага Inonotus obliquus (Ach. ex Pers.) Pilat, включенный в 1959 г в Фармакопею СССР и препараты на его основе «Бефунгин», «Чаги настой», а также новые препараты на его основе «Чаговит» и «Чагалюкс» (Шашкина М.Я. и др., 2008). Грибы помогают преодолеть негативное последствие химиотерапии рака, снижают содержание сахара и холестерина в крови, оказывают общий иммуномодулирующий эффект, восстанавливают гормональный баланс, улучшают состояние нервной системы.
Известны противовирусные свойства грибов. Многие исследователи отмечают связь противоопухолевой и противовирусной активностей экстрактов и соединений из грибов. Так, полисахарид лентинан из Lentinula edodes, который был открыт как противоопухолевый препарат, проявляет антивирусную активность в отношении вирусов везикулярного стоматита, энцефалита, вируса Абельсона, аденовируса 12 типа, вируса гриппа типа А, вируса иммунодефицита человека (Tochikura S., 1988). У известных противоопухолевых полисахаридов PSK и PSP, выделенных из Trametes versicolor, in vitro обнаружены противовирусные свойства в отношении ВИЧ и цитомегаловируса (Collins R. A., Ng T. B., 1997; M. Moradali et al., 2007).
Поиск и выделение новых видов и штаммов лекарственных грибов из природных местообитаний в культуру открывает перспективы пополнения коллекций активными продуцентами для развития медицинской биотехнологии и разработки новых фармакологических препаратов против заболеваний, в том числе и вызываемых патогенными вирусами.
Юг Западной Сибири (Новосибирская область, Томская область, Алтайский край, Горный Алтай) представляет собой уникальный регион России с высокой концентрацией биоразнообразия и природных ресурсов. Лесные экосистемы на юге Западной Сибири богаты грибами, в том числе и лекарственными видами (Горбунова И.А. и др., 2005). Это позволяет заниматься поиском перспективных штаммов грибов для изучения и разработки новых биологически активных препаратов.
Выделение базидиальных грибов в культуру и сохранение их в коллекции имеют большое значение также в связи с Международной Конвенцией о сохранении биологического разнообразия.
Цель и задачи исследования
Цель исследования - выделение в культуру штаммов базидиальных грибов, произрастающих на юге Западной Сибири, перспективных для разработки биологически активных препаратов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи.
-
Отбор базидиальных грибов из природных местообитаний юга Западной Сибири, выделение в чистую культуру и изучение их морфолого - культуральных и микроморфологических особенностей.
-
Подбор условий культивирования для кандидатных штаммов базидиальных грибов с целью получения биомассы мицелия.
-
Получение водных экстрактов, полисахаридных фракций и меланина из плодовых тел и культивируемого мицелия грибов и оценка их противовирусной активности в отношении ряда вирусов, патогенных для человека.
-
Характеризация перспективных штаммов базидиальных грибов для разработки противовирусных препаратов.
Научная новизна и практическая значимость работы
Впервые выделены в чистую культуру 82 штамма 44 видов базидиальных грибов, произрастающих на юге Западной Сибири.
Изучены микроморфологические особенности базидиальных грибов в культуре, разработаны методики контроля и очистки культур базидиомицетов от микофильных грибов.
Впервые проведен скрининг водных экстрактов, суммарных полисахаридов и меланина на противовирусную активность в отношении ряда вирусов, патогенных для человека. Выявлены штаммы грибов, проявляющие противовирусную активность в клеточных культурах в отношении вирусов: простого герпеса 2 типа, лихорадки Западного Нила, гриппа, иммунодефицита человека 1 типа, осповакцины, натуральной оспы, оспы обезьян.
Представлены характеристики 10 кандидатных штаммов базидиальных грибов, депонированных в Коллекции бактерий, бактериофагов и грибов ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор», с указанием их места выделения, систематического положения, лекарственных свойств, культурально-морфологических особенностей, противовирусной активности.
Положения, выносимые на защиту
Выделены в чистую культуру 82 штамма 44 видов базидиальных грибов, произрастающих на юге Западной Сибири.
В колониях 24-х видов грибов, выделенных в культуру, обнаружены микофильные грибы, контроль на наличие которых гарантирует выделение целевых видов.
Определены 10 кандидатных штаммов базидиомицетов - продуцентов биологически активных препаратов в отношении вирусов: гриппа (ВГ), иммунодефицита человека 1 типа (ВИЧ-1), простого герпеса 2 типа (ВПГ-2), лихорадки Западного Нила (ВЛЗН), осповакцины (ВОВ), натуральной оспы (ВНО), оспы обезьян (ВОО).
Трутовик скошенный (чага) Inonotus obliquus Т-9 имеет широкий спектр противовирусной активности. Меланин, полученный из природного сырья и из культивированного мицелия чаги, обладает при низкой токсичности вируснейтрализующей способностью в отношении ВИЧ-1, ВПГ-2, ВГ, ВОВ, ВОО.
Апробация работы
Результаты работы были представлены на 6 международных и 6 российских научных конференциях: Пятый съезд Общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова (Москва, 2008); Всероссийская научно- практическая конференция «Макромицеты бореальной зоны» (Красноярск,
-
-
; Научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора «Биологическая безопасность в современном мире» (Оболенск, 2009); Четвертая Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Фундаментальные аспекты компенсаторно - приспособительных процессов» (Новосибирск, 2009); VII Международная научно-практическая конференция «Пища. Экология. Качество» (Краснообск,
-
; IX Международная научно-практическая конференция «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» (Барнаул, 2010); XII Международная научно-практическая конференция «Наука и современность - 2011» (Новосибирск, 2011); 6-я Международная конференция по лекарственным грибам. The 6th International Medicinal Mushroom Conference (Zagreb, Croatia,
-
; Международная конференция «Биология - наука XXI века» (Москва,
-
; Международная конференция «Фундаментальные и прикладные исследования. Образование, экономика и право» (Италия (Рим, Флоренция), 2012); Третий Съезд микологов России (Москва, 2012); VIII Международная конференция «Проблемы лесной фитопатологии и микологии» (Ульяновск, 2012).
По материалам диссертации опубликованы 8 статей в журналах списка, рекомендованного ВАК, получено 4 патента на изобретения.
Объём и структура диссертации
Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста, содержит 67 рисунков, 16 таблиц, 4 приложения (на 26 страницах). Состоит из введения, обзора литературы, главы «Материалы и методы», 3 -х глав собственных исследований, выводов, списка литературы и приложений. Список цитированной литературы включает в себя 200 источников, из них иностранных - 81.
Вклад автора в диссертационную работу
Автор принимал личное участие на всех этапах исследований: отборе базидиальных грибов в природе, выделении их в культуру, идентификации, очистке от микромицетов-контаминантов и микофильных грибов, поддержании культур в коллекции. При участии автора проводилось планирование экспериментов, получение на питательных средах биомассы и плодовых тел грибов, приготовление образцов из биомассы грибов (экстрактов, суммарных полисахаридов, меланина) для оценки их на противовирусную активность, анализ результатов скрининга, математическая обработка результатов, фотографирование объектов исследования.
Похожие диссертации на Штаммы базидиальных грибов юга Западной Сибири - перспективные продуценты биологически активных препаратов
-
