Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время во всем мире уделяется большое внимание скринингу фармакологически активных соединений, перспективных для лечения хронических воспалительных заболеваний, к которым относят ревматический артрит, атеросклероз и другие болезни. Развитие атеросклероза сопровождается выраженной гиперлипидемией. Широко исследуется влияние антиоксидантов на стабилизацию клинических проявлений атеросклероза и гиперлипедемии (Ланкин В.З., 2004; Kataoka C., 2004; Lusis A.J., 2004). В связи с тем, что атеросклероз развивается как сложное заболевание, связанное с нарушением многих функций метаболизма, предполагается, что для его терапии могут представлять интерес лекарственные средства с комплексным лечебным эффектом. Поэтому актуальным является скрининг природных соединений комплексного действия, нормализующих уровень липидов в организме и снижающих образование высокореактивных свободных радикалов кислорода.
В последнее время к факторам риска развития атеросклероза причисляют инфекционные болезни (Ramos P., 1998; Lee A.C., 2002; Kuo Ch.Ch., 2008). Большинство возбудителей инфекционных заболеваний способны образовывать биопленки – ассоциации микроорганизмов с высокой устойчивостью к антибактериальным препаратам и к воздействию защитных иммунных механизмов макроорганизма (Costerton J.W., 1999; Lewis K., 2001). В составе поверхностной оболочки биопленок выявлено наличие полисахаридов, внеклеточной ДНК и липидов. Показано, что обработка ДНКазой разрушала сформированные биопленки или приводила к уменьшению ее массы в момент образования (Тец Г.В., 2007; Мошкевич И.Р., 2007). Поэтому представляет интерес изучение воздействия различных гиполипидемических соединений на формирование микробных биопленок.
Таким образом, поиск новых соединений комплексного действия, проявляющих гиполипидемические, антибактериальные и антиоксидантные свойства, а также способных ингибировать образование микробных биоплёнок является актуальным микробиологическим направлением современной биотехнологии. Такие соединения перспективны для разработки лекарственных препаратов, используемых в терапии заболеваний как инфекционной, так и патофизиологической природы.
Цель и задачи исследования.
Цель настоящей работы заключалась в отборе штаммов микромицетов, продуцирующих соединения с сочетанной гиполипидемической, антибактериальной и антиоксидантной активностью, выделение активных субстанций, изучение их физико-химических свойств и биологической активности.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
-
Отобрать штаммы-продуценты с сочетанной гиполипидемической, антибактериальной и антиоксидантной активностью и изучить их морфологические свойства.
-
Наработать комплексные препараты, продуцируемые микромицетами №161, №162, №164, №7 и №169.
-
Разработать схемы выделения фракций и оценить их биологические свойства.
-
Изучить антибактериальную активность комплексных гиполипидемических препаратов и их отдельных фракций.
-
Определить антиоксидантную активность комплексных гиполипидемических соединений и их отдельных фракций.
-
Оценить ингибирующую активность природных гиполипидемических соединений на уровень образования биопленки штаммом Pseudomonas aeruginosa.
-
Наработать чистые фракции препаратов и изучить их биологические свойства
-
Изучить физико-химические свойства и установить структуру выделенных соединений.
Научная новизна результатов.
Отобраны и охарактеризованы продуценты биологически активных соединений, сочетающих гиполипидемическую, антибактериальную и антиоксидантную активности.
Разработаны методы выделения и наработаны природные гиполипидемические соединения из культур микромицетов Beauveria sp. №161, Beauveria bassiana №162, Beauveria sp. №164, Beauveria felina № 7 и Lecanicilium lecanii №169.
Впервые выявлена антиоксидантная активность природных гиполипидемических соединений, продуцируемых культурами рода Beauveria и микромицетом L. lecanii №169.
Впервые показана способность природных гиполипидемических соединений ингибировать формирование биоплёнок у P. aeruginosa АТСС 27853 и усиливать антимикробное действие гентамицина.
Впервые определено, что культура L. lecanii №169 является продуцентом комплекса депсипептидов (баверилидов и бавериолидов), а копрофильный гриб B. felina № 7 – продуцентом деструксина B и псевдодеструксина С.
Научно-практическая значимость работы.
В результате исследований охарактеризованы микромицеты Beauveria sp. №161, B. bassiana №162, Beauveria sp. №164, B. felina № 7 и L. lecanii №169, являющиеся продуцентами соединений с сочетанной гиполипидемической, антибактериальной и антиоксидантной активностью. Выделены биологически активные соединения, относящиеся к классу циклодепсипептидов, изучены их физико-химические свойства. Показано, что выделенные соединения обладают широким спектром биологического действия и перспективны для создания препаратов с различной фармакологической активностью.
Положения, выносимые на защиту.
-
Отобранные штаммы микромицетов Beauveria bassiana №162, Beauveria felina №7 и Lecanicilium lecanii №169 продуцируют вещества с гиполипидемической, антимикробной и антиоксидантной активностью.
-
Установлены структуры соединений, определяющих гиполипидемическую, антимикробную и антиоксидантную активности:
Beauveria bassiana №162 – продуцент баверицина
Beauveria felina №7 – продуцент деструксинов
Lecanicilium lecanii №169 – продуцент баверилидов и бавериолидов.
-
Деструксин В и псевдодеструксин С активно ингибируют формирование биоплёнок у Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 и усиливает антибиотическую активность гентамицина в отношении биоплёнок и планктонной культуры.
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 140 страницах, состоит из введения, обзора литературы, 8 глав собственного исследования, заключения, выводов, списка литературы, включающего 150 работ отечественных и зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 16 таблицами и 37 рисунками.
Апробация работы.
Апробация диссертации состоялась на совместной научной конференции отдела микробиологии НИИВС им. И.И. Мечникова РАМН и сектора коллекции культур ОАО «Государственного научного центра по антибиотикам» 5 ноября 2009 года. Материалы диссертации представлены на IV Международном конгрессе «Биотехнология – состояние и перспективы развития» (Москва, 12-16 марта 2007); на V Всероссийском конгрессе по медицинской микологии (Москва, 28-30 марта 2007 года); на Всероссийской научно-практической конференции «Вакцинология 2008. Совершенствование иммунобиологических средств профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней» (Москва, 11-12 ноября 2008); на V съезде общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова (Москва, 2-4 декабря 2008).