Введение к работе
Актуальность темы. Одним из перспективных направлений борьбы со злокачественными новообразованиями является химиопрофилактика биологически активными и химическими соединениями. К настоящему времени накопились значительные сведения о биологически активных соединениях базидиомицетов, обладающих иммуномодулирующим действием, активизирующим звено неспецифической противоопухолевой защиты и повышающим продукцию интерферона в крови. (Ikekawa Т., 2005, TakeharaM. 2007)
Проведенный анализ профилактики раковых заболеваний (Заикина Н.А. и др., 2007; Oi V. at all, 1999) установил, что некоторые базидиомицеты, и в том числе Lentinus edodes (Шиитаке) и Fallus impudicus (Веселка обыкновенная), обладают защитными свойствами, снижающими частоту и риск появления злокачественных неоплазий.
Базидиомицеты являются перспективным источником получения профилактических и лечебных средств, оказывающих общеукрепляющее и тонизирующее действие на организм. (Цивилева О.М. и др., 2001)
В медицине используются экстракты базидиомицета Phallus impudicus, содержащего большое количество биологически активных веществ. Действующие вещества Phallus impudicus способствуют понижению давления, выведению холестерина; их применяют для лечения незаживающих язв, заболеваний желудочно-кишечного тракта, воспалений почек и печени. Метаболиты Phallus impudicus оказывают противоопухолевое и антимикробное действие. Противоопухолевое действие базидиомицета Phallus impudicus обусловлено продуцированием полисахарида-глюкоманнана и некоторых других биологически активных веществ, вызывающих активацию цитотоксических лимфоцитов, усиление выработки перфоринов, что и приводит к уничтожению опухолевых клеток (апоптозу) (Никитина В.Е., 2008). Антимикробная активность метаболитов штамма Phallus impudicus определена способностью выработки антибиотических веществ (грибных
4 фитонцидов), которые в том числе инактивируют вирусы герпеса, гриппа и гепатита. (Денисова Н.П,. 1998)
Благодаря развитию биотехнологии стало возможным искусственное выращивание базидиомицетов методом глубинного культивирования в жидких питательных средах в аппаратах-ферментерах, обеспечивающее получение значительных количеств мицелия грибов и позволяющее выделять биологически активные метаболиты, применяемые для конструирования биопрепаратов с противоопухолевой активностью.
Целью работы являлась разработка технологии получения биологически активной субстанции из базидиомицета Phallus impudicus и на её основе создать биопрепараты, обладающие противоопухолевой и антиоксидантной активностью.
Задачи исследования.
1. Обосновать выбор штамма базидиомицета Phallus impudicus в
качестве продуцента биологически активной базидиомицетной
субстанции (БС) для конструирования биопрепаратов с
противоопухолевыми свойствами.
2. Определить питательную потребность штамма базидиомицета
Phallus impudicus и оптимизировать питательную среду для его
глубинного культивирования.
Определить основные технологические параметры глубинного культивирования базидиомицета Phallus impudicus для максимального накопления БС.
Приготовить лабораторные образцы БС по разработанной технологии.
Приготовить 5 производственных серий БС и оценить ее противоопухолевые и антиоксидантные свойства на лабораторных животных.
6. Рассчитать экономическую эффективность технологии глубинного
культивирования базидиомицета Phallus impudicus.
Разработать биологически активную добавку к пище «Веселка» на основе БС.
Разработать проект нормативной документации на лекарственное средство для животных: Базидиомицетная субстанция «ВЕСЕЛКА-2» и методы контроля ее качества.
Научная новизна.
Впервые разработаны технологические параметры и условия глубинного культивирования Phallus impudicus на новой питательной среде и получена базидиомицетная субстанция для конструирования биопрепаратов с противоопухолевыми и антиоксидантными свойствами на модели аденокарциномы Эрлиха (далее АКЭ).
Впервые установлено, что БС Phallus impudicus обладает выраженным противоопухолевым действием, стимулируя функциональную активность иммунокомпетентных клеток.
Впервые установлено наличие прямой связи между скоростью роста АКЭ и интенсивностью эндогенного образования оксида азота.
Определена антирадикальная активность БС в условиях in vitro в модельной системе гемоглобин-люминол-пероксид водорода.
Установлена возможность конструирования биопрепаратов с неспецифической противоопухолевой и антиоксидантной защитой для людей и животных на основе биологически активной субстанции БС, полученной из культуры музейного штамма Phallus impudicus Linnaeus, 1753: Persoon 1801 штамм 0781.
Практическая значимость работы.
Определена питательная потребность культуры Phallus impudicus и разработана пропись жидкой оптимизированной глюкозопептонной питательной среды (ГПС) для ее глубинного культивирования в биореакторах.
На базе ООО «Шиитаке» (г. Санкт-Петербург) создана технологическая линия по производству субстанции БС из Phallus
impudicus глубинным методом культивирования в промышленных маштабах.
Для применения в ветеринарии предложена отечественная субстанция БС из Phallus impudicus для конструирования биопрепарата с противоопухолевыми и антиоксидантными свойствами.
Разработана биологически активная добавка к пище «Веселка» на основе разработанной субстанции Phallus impudicus (ТУ 9164-005-58301249-04, ТИ 10-005-58301249-04, СГР№ 77.99.23.3.У.18).
Разработан проект нормативной документации на субстанцию БС и методы контроля ее качества для внедрения в ветеринарную практику: стандарт предприятия (СТО 58301249-001-2010), инструкция по применению, регламент производства.
Результаты исследований по оптимизации питательных сред и выбора технологических параметров и условий глубинного культивирования базидиомицетов используются в учебном процессе по дисциплине «Биотехнология» в ФГОУ ВПО МГАВМиБ имени К.И. Скрябина.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на Международной научно-практической конференции «Здоровое развитие ради будущих поколений» (Киев, 2009) и Международной научной конференции "Актуальные проблемы альгологии, микологии и гидроботаники" (Ташкент, 2009).
Личный вклад соискателя. Автор организовал и непосредственно
осуществил исследования по выбору штамма и обоснованию
использования штамма Phallus impudicus, оптимизации питательной
среды, разработке компонентного состава питательных сред, отработке
режимов и параметров глубинного способа выращивания штамма Phallus
impudicus, оценке качества препарата, установлению
противоопухолевых, иммунокомпетентных и антиоксидантных свойств, анализу и теоретическому обобщению полученных данных, подготовке нормативной документации.
В работе использованы материалы, полученные лично автором, а также в соавторстве с Дерягиной В.П. (Институт онкогенеза РАН, г. Москва), Заикиной Н.А. и Галынкиным В.А. (ФГОУ СПбХФА, г. Санкт-Петербург), Коваленко А.Е. (Ботанический институт им. Комарова, г. Санкт-Петербург), которым выражаю благодарность за помощь и поддержку.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 научных работ, все в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на 108 страницах машинописного текста и включают введение, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение полученных результатов, выводы, данные о практическом использовании научных результатов, рекомендации по использованию научных выводов, список использованной литературы (135 источников, из которых 90 отечественных и 45 иностранных). Работа содержит 18 таблиц, 11 рисунков, 12 страниц приложений.
