CC BY
0
Вестник Пермского университета. Серия Биология. 2023. Вып. 3. С. 250-258. Bulletin of Perm University. Biology. 2023. Iss. 3. P. 250-258.
МИКРОБИОЛОГИЯ
Научная статья УДК 579.61
doi: 10.17072/1994-9952-2023-3-250-258
Антибактериальная активность экстрактов из цветков космеи дваждыперистой (Cosmos bipinnatus Сav.) в отношении некоторых клинических изолятов
Е. А. Юртаеваш, Е. В. Утяганова1, Е. О. Куличенко1, Э. Т. Оганесян1, А. М. Темирбулатова1
1 Пятигорский медико-фармацевтический институт - филиал ВолгГМУ, Пятигорск, Россия Автор, ответственный за переписку: Екатерина Алексеевна Юртаева, tyrkova.katerina@yandex.ru
Аннотация. Цель исследования - изучение антибактериальной активности спиртовых и водных экстрактов из цветков двух сортов космеи дваждыперистой (Cosmos bipinnatus Cav.) - 'Rosea' и 'Dazzler' в отношении клинических штаммов S. aureus II, S. pneumonia UEV-1, E. coli 89, K. pneumoniae SES 11/02. Проведенные исследования показали, что изучаемые экстракты, как в отношении грамположительных, так и грамотрицательных штаммов, проявляют бактериостатическую активность. В отношении S. aureus при концентрации 0.08 мкг/мл выявлена бактериостатическая активность экстрактов № 5, 11, 12. Экстракт № 6 показал антимикробное действие только при высоких концентрациях 0.96-0.8 мкг/мл. Активность в отношении S. pneumoniae проявил экстракт № 6 в диапазоне концентраций 0.96-0.32 мкг/мл; он уступал в антибактериальном действии препарату сравнения в высоких дозировках. Высокая бактерио-статическая активность выявлена у экстракта № 12 в отношении E. coli, где степень подавления роста относительно контроля составляла 70%, что соответствовало минимальной изученной концентрации (0.02 мкг/мл). Препарат сравнения уступал в действии экстракту № 12 и демонстрировал сравнимый эффект при концентрации 128 мкг/мл. В отношении K. pneumoniae наилучший результат показал экстракт № 12: при наименьшей концентрации 0.02 мкг/мл он демонстрировал процент подавления роста 60%, что сопоставимо с препаратом сравнения цефтриаксон в концентрации 32 мкг/мл. Лидером явился водный экстракт № 12, полученный из цветков космеи дваждыперистой сорта 'Dazzler', проявивший бактериостатическую активность в отношении грамположительных и грамотрицательных тест-культур. Наиболее интенсивное действие исследованные экстракты показали в отношении грамотрицательной флоры.
Ключевые слова: космея дваждыперистая, условно-патогенная микрофлора, антибактериальная активность, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumonia, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae
Для цитирования: Антибактериальная активность извлечений из цветков космеи дваждыперистой (Cosmos bipinnatus Cav.) в отношении некоторых клинических изолятов / Е. А. Юртаева, Е. В. Утяганова, Е. О. Куличенко, Э. Т. Оганесян, А. М. Темирбулатова // Вестник Пермского университета. Сер. Биология. 2023. Вып. 3. С. 250-258. http://dx.doi.org/10.17072/1994-9952-2023-3-250-258.
MICROBIOLOGY
Original article
Antibacterial activity of extracts from the flowers of the double-feathered cosmea (Cosmos bipinnatus Cav.) in relation to some
clinical isolates
E. A. Yurtayeva1H, E. V. Utyaganova1, E. O. Kulichenko1, E. T. Oganesyan1, A. M. Temirbulatova1
1 Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute is a branch of the Volgograd State Medical University, Pyatigorsk, Russia Corresponding author: Ekaterina A. Yurtayeva, tyrkova.katerina@yandex.ru
Abstract. The article is devoted to study the antibacterial activity of alcoholic and aqueous extracts from the flowers of two varieties of double-feathered cosmea (Cosmos bipinnatus Cav.) - 'Rosea' and 'Dazzler' in relation to clinical strains of S. aureus II, S. pneumonia UEV-1, E. coli 89, K. rpeimopiae SES 11/02. The conducted studies have shown that the studied extracts, both with respect to gram-positive and gram-negative strains, exhibit bacteriostatic activity. High bacteriostatic activity of extracts No. 5, 11, 12 was detected with respect to S. aureus at a concentration of 0.08 mcg/ml. Extract No. 6 showed antimicrobial action only at high concentrations of
250_
© Юртаева Е.А., Утяганова Е.В, Куличенко Е.О., Оганесян Э.Т., Темирбулатова А.М., 2023
0.96-0.8 mcg/ml. The activity against S. pneumoniae was shown by extract No. 6 in the concentration range of 0.96-0.32 mcg/ml, it was inferior in antibacterial effect to the comparison drug in high dosages. High bacteriostatic activity was detected in extract No. 12, with respect to E. coli, where the degree of growth suppression relative to the control was 70%, which corresponded to the minimum studied concentration (0.02 mcg/ml). The comparison drug was inferior in action to extract No. 12 and demonstrated a comparable effect at a concentration of 128 mcg/ml. In relation to K. pneumoniae, extract No. 12 showed the best result at the lowest concentration of 0.02 mcg/ml, it showed a growth suppression percentage of 60%, which is comparable to the comparison drug ceftriaxone at a concentration of 32 mcg/ml. The leader was an aqueous extract No. 12 obtained from the flowers of the double-feathered cosmea of the Dazzler variety, which showed bacteriostatic activity against grampositive and gram-negative test cultures. The most intense effect of the studied extracts was shown in relation to gram-negative flora.
Keywords: double-feathered cosmea, conditionally pathogenic microflora, antibacterial activity, Staphylococcus au-reus, Streptococcus pneumonia, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae
For citacion: Yurtayeva E. A., Utyaganova E. V., Kulichenko E. O., Oganesyan E. T., Temirbulatova A. M. [Antibacterial activity of extracts from the flowers of the double-feathered cosmea (Cosmos bipinnatus Cav.) in relation to some clinical isolates]. Bulletin of the Perm University. Biology. Iss. 3 (2023): рр. 250-258. (In Russ.). http://dx.doi.org/10.17072/1994-9952-2023-3-250-258.
Введение
Распространение устойчивости к антибиотикам среди микроорганизмов и ограниченность арсенала лекарственных средств для лечения различных видов инфекций - важная проблема общественного здравоохранения. Одним из путей, позволяющих решить данную проблему, является поиск и разработка новых противомикробных субстанций различного происхождения с новыми механизмами действия.
В настоящее время огромный интерес вызывает растительное сырье. Растительные лекарственные объекты все чаще оказываются перспективными источниками для производства лекарственных средств, благодаря меньшим побочным эффектам по сравнению с синтетическими веществами [Сибирцев, Нечи-поренко, 2021]. Стоит отметить, что из почти 300 тысяч видов растений на Земле только около 10% были исследованы на разные виды биологической активности, что указывает на огромный потенциал ранее не изученных растений.
Данные литературы свидетельствуют о широком спектре биологического действия [Menut et al, 2000; Saleem et al., 2019] Cosmos bipinnatus Cav. Помимо эфирных масел, в литературных источниках описано наличие в космее дваждыперистой других классов соединений, потенциально обладающих антимикробной активностью (флавоноиды, фенолокислоты, дубильные вещества и др.). Однако не описано экспериментальных исследований антимикробной активности суммарных водных и водно-спиртовых экстрактов космеи дваждыперистой [Menut et al., 2000; Olajuyigbe, Ashafa, 2014; Malaka et al., 2015; Saleem et al., 2019].
Известно, что эфирное масло космеи дваждыперистой оказывает значительный ингибирующий эффект в отношении грамотрицательных и грамположительных культур. Минимальная ингибирующая концентрация для грамположительных штаммов колеблется от 0.16 до 0.31 мг/мл, тогда как показатель для грамотрицательных бактерий находится в интервале от 0.31 до 0.63 мг/мл. Эфирное масло Cosmos bipinnatus Cav. преимущественно состоит из монотерпенов (69.62%) и сесквитерпенов (22.73%) [Botsaris, 2007; Kaisoon, Konczak, Siriamornpun, 2012].
Цель исследования - изучение активности экстрактов из цветков Cosmos bipinnatus Cav. сортов 'Rosea' и 'Dazzler' в отношении некоторых, клинически выделенных, представителей условно-патогенной флоры.
Материалы и методы исследований
Учитывая перспективность Cosmos bipinnatus Cav., мы получили экстракты из цветков сортов 'Rosea' и 'Dazzler' (экстрагент - спирт этиловый 70%, лабораторные шифры - соответственно экстракт № 5 и экстракт № 6); водные экстракты из цветков сортов 'Rosea' (шифр - экстракт № 11) и 'Dazzler' (шифр -экстракт № 12).
В качестве тест-культур использовали клинические штаммы: Klebsiella pneumoniae SES 11/02 и Escherichia coli 89 (выделены из кишечника), Staphylococcus aureus II и Streptococcus pneumoniae UEV-1 (выделены из трофических язв больных). Идентификацию микроорганизмов проводили с помощью стрипов для биохимической идентификации микроорганизмов API 20E, API Staph, API 20 Strep (bioMerieux, Франция) с помощью программно-аппаратного комплекса BIOMIC V3 (Giles Scientific, США). Клинические штаммы любезно предоставлены авторам сотрудниками «СЭС» г. Астрахани и
ФГБУ «Научно-исследовательский институт по изучению лепры» Минздрава России (с 01.04.2022 реорганизован в форме присоединения к ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России).
Для культивирования штаммов, выделенных из клинического материала, использовали набор коммерческих реагентов для бактериологических исследований (питательные среды): питательный бульон для культивирования микроорганизмов сухой (ГРМ-бульон) производства ФБУН «Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии», Оболенск (ФБУН ГНЦ ПМБ), РУ № ФСР 2007/00002; питательная среда для выделения стафилококков сухая «Стафилококкагар» (ФБУН ГНЦ ПМБ), РУ № ФСР 2011/10007; набор реагентов для бактериологических исследований «Питательная среда для выделения энтеробактерий сухая (агар Эндо-ГРМ)» (ФБУН ГНЦ ПМБ), РУ № ФСР 2007/00375; питательная среда для выделения возбудителей гнойных бактериальных менингитов сухая (ГБМ-агар) (ФБУН ГНЦ ПМБ). Питательные среды готовили в соответствии с инструкцией производителя.
Оборудование, использованное в работе: бокс микробиологической безопасности (БМБ-11-"Ламинар-С"-1,2, РФ), центрифуга (СМ-6М, Франция), термостат (Memmert, Германия), денситометр (DEN-1 Biosan РФ), счётчик колоний лабораторный (СКМ-1, Россия), чашки Петри, пробирки, бактериологические петли, механические дозаторы, наконечники для дозаторов.
С целью выбора адекватного препарата сравнения определяли чувствительность тест-штаммов к ряду антибиотиков, применяемых в клинической практике. Для приготовления взвеси бактериальных клеток использовали суточные тест-культуры. Для этого готовили суспензию, содержащую 1.5 х108 КОЕ/мл. Около 3-4 мл взвеси выливали на поверхность плотной среды АГВ (ООО «НИЦФ», Санкт-Петербург, РФ) в чашки Петри. Чашки подсушивали при комнатной температуре в течение 40 мин. и накладывали диски с антибиотиками. Далее чашки Петри помещали в термостат и инкубировали при +37°С в течение 24 ч. Учет результатов вели по диаметру зон задержки роста культуры в соответствии со стандартами производителя дисков (ООО «НИЦФ» Санкт-Петербург, РФ) [ГФ XIV, 2018].
Для исследования антибактериальной активности извлечений готовили серии разведений. Были сформированы ряды с концентрациями изучаемых экстрактов: 0.96 мкг/мл, 0.8 мкг/мл, 0.64 мкг/мл, 0.32 мкг/мл, 0.16 мкг/мл, 0.08 мкг/мл. 0.04 мкг/мл, 0.02 мкг/мл. Препараты сравнения в концентрации: 128 мкг/мл, 64 мкг/мл, 32 мкг/мл, 16 мкг/мл, 8 мкг/мл, 4 мкг/мл, 2 мкг/мл, 1 мкг/мл. Контролем служили пробирки с мясо-пептонным бульоном без возбудителя (контроль стерильности среды), с мясо-пептонным бульоном и исследуемым штаммом (положительный контроль). Взвесь бактерий каждого штамма была приготовлена из суточных культур. Использовали 0.2 мкл суспензии бактерий (0.5 по McFarland), которые добавляли в каждую пробирку с разведением исследуемого экстракта, препарата сравнения, пробирки с контролем роста. Далее посевы инкубировали в термостате при температуре +37°С, проводили визуальную оценку: наличие мутности, пленки, взвесей, изменение цвета среды и др. Далее пробирки центрифугировали при 1 500 об/мин в течение 10 мин., удаляли надосадочную жидкость, а осадок промывали стерильным физиологическим раствором. Из каждой пробирки высевали по 0.02 мкл осадка на чашки Петри, содержащие соответствующую тест-культуре питательную среду. Инкубацию проводили в течение суток при температуре +37°С, после чего подсчитывали выросшие колонии на лабораторном счётчике колоний, что позволяло сделать выводы об изменении жизнеспособности культуры под действием экстрактов [Навашин, Фомин, 1974]. Каждый высев осуществляли не менее чем в шести повторностях. Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью программы «BioStat-2009» (Analist Soft Ins., США).
Результаты исследования и их обсуждение
На первом этапе исследований была изучена чувствительность тест-культур к наиболее часто применяемым антибиотикам.
В качестве препарата сравнения выбраны: азитромицин для S. aureus и S. pneumoniae; цефтриаксон для E. coli и K. pneumoniae, так как все используемые тест-штаммы обладали чувствительностью к данным препаратам.
После подбора препаратов сравнения сформированы ряды разведений и проведен посев культур на жидкие питательные среды. Через сутки инкубации провели визуальную оценку характеристик среды в каждой пробирке, при этом отмечали степень прозрачности среды, наличие или отсутствие взвеси, осадка, пленки на поверхности - любой показатель, свидетельствующий о степени или отсутствии роста тест-культуры (табл. 1).
Как видно из данных табл. 1, в пробирках с экстрактами № 5, 6, 11 в диапазоне концентраций 0.960.16 мкг/мл, и в пробирках с препаратом сравнения в концентрациях 128-8 мкг/мл отмечалась меньшая мутность среды. Экстракт № 12 визуально активности не показал.
В отношении штамма S. pneumoniae UEV-1 экстракт № 12 визуально активности, как и в первом слу-
чае, не проявлял. В пробирках с экстрактом № 6 прозрачность среды наблюдалась при концентрациях 0.96-0.32 мкг/мл, что сопоставимо с препаратом сравнения в концентрациях 128-32 мкг/мл (табл. 2).
Таблица 1
Результаты посевов в мясо-пептонном бульоне S. aureus II [Results of sowing in meat-peptone broth S. aureus II]
Извлечения Концентрация извлечений, мкг/мл
0.96 0.8 0.64 0.32 0.16 0.08 0.04 0.02
Экстракт № 5 ++ ++ ++ + + + + + ++ + + + + ++
Экстракт № 6 ++ ++ ++ + + + + + ++ + ++ + + +
Экстракт № 11 ++ ++ ++ + + + + + ++ + ++ + + +
Экстракт № 12 + + + + + + + + + + + + + + + + ++ + + + + ++
Азитромицин Концент рация препарата сравнения, мкг/мл
128 64 32 16 8 4 2 1
+ + + + + + + + + + + ++ + + + + ++
Контроль + + +
Примечание. В табл. 1-4 «-» - полная прозрачность среды (отсутствие роста); «+» - слабый рост; «++» - умеренный рост; «+++» - интенсивный рост.
Таблица 2
Результаты посевов в мясо-пептонном бульоне S. pneumoniae UEV-1 [Results of sowing in S. pneumoniae UEV-1 meat-peptone broth]
Извлечения Концентрация извлечений, мкг/мл
0.96 0.8 0.64 0.32 0.16 0.08 0.04 0.02
Экстракт № 5 ++ ++ ++ ++ + + + + + + + +
Экстракт № 6 + + + + + + + + + + + + +
Экстракт № 11 ++ + + ++ ++ + + + + + + + ++
Экстракт № 12 + + + + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ + +
Концентрация препарата сравнения, мкг/мл
Азитромицин 128 64 32 16 8 4 2 1
+ + + + + + + + + + + + ++
Контроль + + +
При визуальной оценке результатов посева в жидкую питательную среду E.coli 89 выявлена активность экстракта № 12 при всех концентрациях, кроме 0.02 мкг/мл, тогда, как в отношении грамположи-тельной флоры внешних признаков активности не наблюдали. Экстракты № 5, 6, 11 были активны в диапазоне концентраций 0.96-0.16 мкг/мл, что соответствовало активности цефтриаксона при 128-16 мкг/мл (табл. 3).
Таблица 3
Результаты посевов в мясо-пептонном бульоне E. coli 89 [Results of sowing in meat-peptone broth E. coli 89]
Извлечения Концентрация извлечений, мкг/мл
0.96 0.8 0.64 0.32 0.16 0.08 0.04 0.02
Экстракт № 5 ++ ++ ++ ++ ++ +++ +++ +++
Экстракт № 6 ++ ++ ++ ++ ++ +++ +++ +++
Экстракт № 11 ++ ++ ++ ++ ++ +++ +++ +++
Экстракт № 12 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ +++
Концентрация препарата сравнения, мкг/мл
Цефтриаксон 128 64 32 16 8 4 2 1
++ ++ ++ ++ +++ +++ +++ +++
Контроль +++
Скрининг в отношении K. pneumoniae SES 11/02 показал наличие бактериостатической активности всех экстрактов в диапазоне концентраций 0.96-0.08 мкг/мл. В сравнении с экстрактами препарат сравнения цефтириаксон проявил меньшую активность. Угнетение роста культуры до «умеренного» наблюдали лишь при его высоком содержании в пробирках (табл. 4).
Пересев культуры после инкубации с экстрактами на твердые питательные среды позволяет провести количественные исследования и сделать окончательные выводы о жизнеспособности тест-культур после воздействия исследуемых субстанций.
Результаты посевов в мясо-пептонном бульоне K. pneumoniae SES 11/02 [Results of sowing in meat-peptone broth K. pneumoniae SES 11/02]
Извлечения Концентрация извлечений, мкг/мл
0.96 0.8 0.64 0.32 0.16 0.08 0.04 0.02
Экстракт № 5 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++
Экстракт № 6 ++ ++ ++ ++ ++ ++ +++ +++
Экстракт № 11 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++
Экстракт № 12 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++
Концентрация препарата сравнения, мкг/мл
Цефтриаксон 128 64 32 16 8 4 2 1
++ ++ +++ +++ +++ +++ +++ +++
Контроль +++
Исследование жизнеспособности S. aureus И выявило высокую активность экстрактов № 5, 11 и 12 (в отличие от первого этапа). Их МПК50 отмечали при концентрации 0.08 мкг/мл. Экстракт № 6 обладал наименьшей активностью (табл. 5, рис. 1А).
Таблица 5
Активность исследуемых извлечений в отношении S. aureus II [Activity of the studied extracts in relation to S. aureus II]
Извлечения Концентрация извлечений, мкг/мл
0.96 0.8 0.64 0.32 0.16 0.08 0.04 0.02
Количество колоний
Экстракт № 5 341±2.40 359±1.87 370±1.60 402±1.97 424±2.35 490±2.66 509±3.21 525±2.86
Экстракт № 6 289±2.07 304±2.99 459±1.94 544±2.79 561±2.66 602±1.83 603±3.72 681±2.40
Экстракт № 11 380±2.50 390±2.48 399±2.52 410±5.85 434±2.66 480±2.66 489±1.72 499±2.59
Экстракт № 12 303±2.99 390±2.34 408±1.86 410±3.22 446±1.97 453±1.97 498±0.81 501±0.89
Азитромицин Концентрация препарата сравнения, мкг/мл
128 64 32 16 8 4 2 1
410±0.52 450±1,60 469±0,75 480±1,33 501±0,75 516±1,51 542±2,07 556±1,51
Контроль 987±1.33
А
В
Рис. 1. Активность исследуемых экстрактов в отношении S. aureus II (А) и S. pneumonia UEV-1 (В) [Activity of the studied extracts against S. aureus II (A) and S. pneumonia UEV-1 (B)]
В отношении S. pneumoniae UEV-1 менее активным оказались экстракты № 12 и 11; в диапазоне концентраций 0.96-0.32 мкг/мл процент подавления роста составлял 63-60%. Наибольшую активность показал экстракт № 6 при концентрации 0.16 мкг/мл, что сопоставимо с препаратом сравнения в концентрации 8 мкг/мл (табл. 6, рис. 1 В).
В отношении E.coli 89 очень высокую бактериостатическую активность показал экстракт № 12, где степень подавления роста относительно контроля составила 70%, что соответствует наименьшей иссле-
дованной концентрации 0.02 мкг/мл. Экстракты № 6 и 11 были относительно менее активны, но не уступали препарату сравнения (табл. 7, рис. 2 А).
Таблица 6
Активность исследуемых извлечений в отношении S. pneumoniae UEV-1 [Activity of the studied extracts against S. pneumoniae UEV-1]
Концентрация извлечений, мкг/мл
Извлечения 0.96 0.8 0.64 0.32 0.16 0.08 0.04 0.02
Количество колоний
Экстракт № 5 418±1.22 421±1.83 440±1.03 451±0.82 456±0.82 467±1.37 480±1.09 489±0.75
Экстракт № 6 190±1.26 223±1.03 240±1.37 329±0.75 310±2.14 404±1.83 410±1.09 432±1.63
Экстракт № 11 408±1.22 419± 1.17 450±1.22 445±1.47 480±2.42 498±1.33 501±1.03 535±0.63
Экстракт № 12 410±1.03 432±1.33 438±0.98 450±1.03 550±2.19 597±1.26 620±2.14 697±1.17
Концентрация препарата сравнения, мкг/мл
Азитромицин 128 64 32 16 8 4 2 1
42±1.63 86±1.03 101±0.89 201±0.82 397±1.63 426±1.21 462±1.33 477±0.75
Контроль 1189±1.51
Таблица 7
Активность исследуемых извлечений в отношении E. coli 89
[Activity of the studied extracts against E. coli 89]
Извлечения Концентрация извлечений, мкг/мл
0.96 0.8 0.64 0.32 0.16 0.08 0.04 0.02
Количество колоний
Экстракт № 5 312±1.83 333±1.38 329±0.75 348±0.98 367±0.98 378±1.09 394±1.17 458±1.38
Экстракт № 6 285±0.75 350±1.03 352±1.33 390±0.75 490±1.03 501±0.75 500±1.03 505±2.14
Экстракт № 11 398±0.82 419±1.03 435±0.75 458±0.82 486±0.75 490±1.03 509±0.75 519±0.63
Экстракт № 12 188±0.75 190±1.03 199±1.03 210±1.03 240±0.75 245±0.75 250±0.84 290±0.75
Цефтриаксон Концентрация препарата сравнения, мкг/мл
128 64 32 16 8 4 2 1
414±1.09 450±0.82 458±1.05 470±0.75 481±1.03 490±0.75 500±1.03 503±1.26
Контроль 890±0.82
0,96/128 D^/64 0,64/32 0,32/16 0,16/8 0,08/4 Концентрации, мкг/мл -ЭК5 -Ш-ЭКб -4-ЭК11 -М-ЭК12 -w-Цефтрнаксон
А
В
Рис. 2. Активность исследуемых экстрактов в отношении E.coli 89 (А) и K. pneumonia SES11/02 (В) [Activity of the studied extracts against E.coli 89 (А) и K. pneumonia SES 11/02 (В)]
Все исследуемые экстракты активно подавляли рост K. pneumoniae SES 11/02. Экстракт № 5 действовал менее активно: в диапазоне концентраций 0.96-0.64 мкг/мл процент подавления роста составлял от 63-60%. Экстракты № 6, 11, 12 были более активны: при минимальной концентрации (0.02 мкг/мл) подавляли рост тест-культуры на 60%.
Препарат сравнения существенно уступал исследуемым экстрактам (табл. 8, рис. 2 В).
Активность исследуемых извлечений в отношении K. pneumoniae SES 11/02 [Activity of the studied extracts in relation to K. pneumoniae SES 11/02]
Извлечения Концентрация извлечений, мкг/мл
0.96 0.8 0.64 0.32 0.16 0.08 0.04 0.02
Количество колоний
Экстракт № 5 410±0.84 431±1.75 444±1.03 461±0.75 479±1.05 480±1.03 507±0.98 532±0.98
Экстракт № 6 310±0.75 350±1.03 380±1.03 390±1.03 390±0.84 395±1.21 397±0.52 410±1.75
Экстракт № 11 309±1.03 330±1.94 339±1.05 360±1.03 381±0.75 390±0.82 398±0.75 420±0.75
Экстракт № 12 290±1.05 300±0.75 310±0.84 315±1.21 345±1.38 350±0.82 387±0.98 410±1.03
Цефтриаксон Концентрация препарата сравнения, мкг/мл
128 64 32 16 8 4 2 1
390±0.75 398±0.75 417±0.63 444±1.26 476±0.98 489±0.75 492±0.84 501±0.75
Контроль 1106±1.17
Заключение
В результате проведенных скрининговых исследований среди вновь полученных экстрактов из цветков космеи дваждыперистой (Cosmos bipinnatus Cav.) сортов 'Rosea' и 'Dazzler', выявлены экстракты, обладающие активностью в отношении условно-патогенной флоры. Установлено, что все изученные экстракты в разной степени обладают способностью подавлять рост тест-микроорганизмов.
Экстракт № 12 обладает бактериостатической активностью в отношении S. aureus в диапазоне концентраций 0.96-0.32 мкг/мл. В отношении E. coli при всех изученных концентрациях экстракта процент подавления роста был не ниже 67% при самой низкой концентрации (0.02 мкг/мл), а препарат сравнения демонстрировал действие лишь при высокой концентрации (128 мкг/мл).
В отношении K. pneumoniae экстракт № 12 уже при наименьшей концентрации (0.02 мкг/мл) подавлял рост культуры на 65%, а препарат сравнения лишь при концентрации 64 мкг/мл показал процент подавления роста на 65%.
Экстракт № 6 обладал бактериостатической активностью в отношении S. pneumoniae во всех изученных концентрациях (0.96-0.02 мкг/мл) и уступал по действию только препарату сравнения в диапазоне концентраций 128-8 мкг/мл.
Экстракты № 5 и 11 сопоставимы между собой по действию в отношении S.aureus и S. pneumoniae. При высоких концентрациях процент подавления роста находился на уровне 65%, а при низких - на уровне 50%.
В отношении E. coli экстракт № 5 демонстрировал бактериостатическое действие в диапазоне концентраций 0.96-0.32 мкг/мл, когда препарат сравнения уступал по действию и проявлял активность только в высокой дозе (128 мкг/мл) на уровне МПК55.
В отношении штамма K. pneumoniae экстракт № 5 проявил сниженную активность на уровне 63-53% (в диапазоне 0.96-0.02 мкг/мл), однако мало отличающуюся от уровня препарата сравнения 65-55% (в диапазоне 128-1 мкг/мл).
Результаты исследования экстракта № 11 в отношении E. coli показали менее интенсивное воздействие при концентрации 0.96 мкг/мл, что соответствовало МПК55 и не отличалось от действия препарата сравнения цефтриаксон.
В отношении K. pneumoniae экстракт № 11 показал способность подавлять рост тест-культуры на 72% при концентрации 0.96 мкг/мл и на 62% - при низкой концентрации (0.02 мкг/мл), что соответствовало высокой дозировке препарата сравнения.
Таким образом, микробиологический скрининг вновь полученных экстрактов показал, что при исследованных дозировках экстракты проявляют бактериостатическую активность как в отношении грампо-ложительной, так и в отношении грамотрицательной флоры. Несомненным лидером является экстракт № 12 (водный экстракт из цветков сорта 'Dazzler'), проявивший активность в отношении почти всех изученных штаммов, в большинстве случаев превосходящую активность препаратов сравнения.
Кроме этого, необходимо отметить, что исследованные нами экстракты проявляли наиболее интенсивное действие в отношении грамотрицательных микроорганизмов.
Следует учесть, что исследовали активность экстрактов при очень низких концентрациях, тогда как для препарата сравнения был взят стандартный ряд разведений. Это позволяет предполагать, что извлечения из цветков Cosmos bipinnatus Cav. обладают выраженным бактериостатическим, а при более высоких концентрациях бактерицидным действием и являются перспективными для дальнейшей разработки.
Список источников
1. Государственная фармакопея Российской Федерации / МЗ РФ. 14 изд. М., 2018. Т. 1. 1814 с.
2. Навашин С.М., Фомин И.П. Справочник по антибиотикам. М.: Медицина, 1974. 415 с.
3. Сибирцев В.С., Нечипоренко У.Ю. Методика оптико-электрохимического микробиологического тестирования в применении к сравнительному анализу пребиотических и антимикробных свойств различных растительных экстрактов // Вестник Пермского университета. Сер. Биология. 2021. Вып. 1. С. 26-38. DOI: https://doi.org/10.17072/1994-9952-2021-1-26-38.
4. Botsaris A.S. Plants used traditionally to treat malaria in Brazil: the archives of Flora Medicinal // J. Eth-nobiol. Ethnomed. 2007. Vol. 3, номер статьи 18. DOI: 10.1186/1746-4269-3-18.
5. Kaisoon O., Konczak I., Siriamornpun S. Potential health enhancing properties of edible flowers from Thailand. // Food Research International. 2012. Vol. 46, № 2. P. 563-571. DOI:10.1016/j.foodres.2011.06.016.
6. Malaka R. et al. Green synthesis of silver nanoparticles using Cosmos sulphureus and evaluation of their antimicrobial and antioxidant properties. // Nano Biomed. Eng. 2015. Vol. 7, № 4. P. 160-168. DOI: 10.5101/nbe.v7i4.p160-168.
7. Menut C. et al. Aromatic plants of tropical Central Africa. XXXVII. Volatile components of Cosmos atrosanguineus Staff and Cosmos bipinnatus Cav. leaves from Cameroon // Journal Essential Oil-Bearing Plants. 2000. Vol. 3. P. 65-69.
8. Olajuyigbe O., Ashafa A. Chemical Composition and Antibacterial Activity of Essential Oil of Cosmos bipinnatus Cav. Leaves from South Africa // Iranian Journal of Pharmaceutical Research. 2014. Vol. 13, № 4. P. 1417-1423. PMID: 25587332; PMCID: PMC4232809.
9. Saleem M. et al. Chemical characterisation and hepatoprotective potential of Cosmos sulphureus Cav. and Cosmos bipinnatus Cav. // Natural Product Research. 2019. Vol. 33, iss. 6. P. 1-4. DOI: 10.1080/ 14786419.2017.1413557.
References
1. Gosudarstvennaja farmakopeja Rossijskoj Federacii [State Pharmacopoeia of the Russian Federation. XIV ed.]. Moscow, 2018, V. 1. 1814 p.
2. Navashin S.M., Fomin I.P. Spravocnik po antibiotikam [Handbook of antibiotics]. Moscow, Medicina Publ., 1974. 415p.
3. Sibirtsev V.S., Nechiporenko U.Yu. [The technique of optical-electrochemical microbiological testing as applied to the comparative analysis of the prebiotic and antimicrobial properties of various plant extracts]. Vest-nik Permskogo universiteta. Biologija. Iss. 1 (2021): pp. 26-38. (In Russ.). DOI: 10.17072/1994-9952-2021-126-38.
4. Botsaris A.S. Plants used traditionally to treat malaria in Brazil: the archives of Flora Medicinal. J. Ethno-biol. Ethnomed. V. 3 (2007): 18. DOI: 10.1186/1746-4269-3-18.
5. Kaisoon O., Konczak I., Siriamornpun S. Potential health enhancing properties of edible flowers from Thailand. Food Research International. V. 46(2) (2012): pp. 563-571. DOI: 10.1016/J.foodres.2011.06.016.
6. Malaka R., Hema J.A., Muthukumarasamy N.P., Sambandam A., Subramanian S., Sevanan M. Green synthesis of silver nanoparticles using Cosmos sulphureus and evaluation of their antimicrobial and antioxidant properties. Nano Biomed. Eng. V. 7(4) (2015): pp. 160-168. DOI: 10.5101/nbe. v7i4.p160-168.
7. Menut C., Bessiere J.M., Zollo P.A., Kuiate J.R. Aromatic plants of tropical Central Africa. XXXVII. Volatile components of Cosmos atrosanguineus Staff and Cosmos bipinnatus Cav. leaves from Cameroon. Journal Essential Oil-Bearing Plants. V. 3 (2000): pp. 65-69.
8. Olajuyigbe O., Ashafa A. Chemical Composition and Antibacterial Activity of Essential Oil of Cosmos bipinnatus Cav. Leaves from South Africa. Iranian Journal of Pharmaceutical Research. V. 13(4) (2014): pp. 1417-1423. PMID: 25587332; PMCID: PMC4232809.
9. Saleem M., Ali H.A., Akhtar M.F., Saleem U., Saleem A., Irshad I. Chemical characterisation and hepatoprotective potential of Cosmos sulphureus Cav. and Cosmos bipinnatus Cav. Natural Product Research. V. 33, iss. 6 (2019): pp. 1-4. DOI: 10.1080/14786419.2017.1413557.
Статья поступила в редакцию 06.07.2023; одобрена после рецензирования 04.09.2023; принята к публикации 02.06.2023.
The article was submitted 06.07.2023; approved after reviewing 04.09.2023; accepted for publication 02.10.2023. Информация об авторах
Екатерина Алексеевна Юртаева - tyrkova.katerina@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-1639-1881, канд. фарм.
наук, доцент кафедры микробиологии и иммунологии; Евгения Васильевна Утяганова - uev-1@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-5608-1490, канд. фарм. наук, доцент кафедры микробиологии и иммунологии;
Евгения Олеговна Куличенко - evgenia.kuli4encko@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-0727-6689, старший преподаватель кафедры биологической химии;
Эдуард Тоникович Оганесян - edwardov@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-2756-9382, д-р фарм. наук, профессор, заведующий кафедрой органической химии;
Анна Михайловна Темирбулатова - anna_vladimir@inbox.ru, https://orcid.org/000-0002-9588-1706, канд. фарм. наук, доцент кафедры биологической химии.
Information about the authors
Ekaterina A. Yurtayeva - tyrkova.katerina@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-1639-1881, candidate of pharmaceutical sciences, associate professor of the Department of Microbiology and Immunology;
Evgeniya V. Utyaganova - uev-1@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-5608-1490, candidate of pharmaceutical sciences, associate professor of the Department of Microbiology and Immunology;
Evgeniya O. Kulichenko - evgenia.kuli4encko@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-0727-6689, senior lecturer of the Department of Biological Chemistry;
Eduard T. Oganesyan - edwardov@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-2756-9382, doctor of pharmaceutical sciences, professor, Head of the Department of Organic Chemistry;
Anna M. Temirbulatova - anna_vladimir@inbox.ru, https://orcid.org/000-0002-9588-1706, candidate of pharmaceutical sciences, associate professor of the Department of Biological Chemistry.
Вклад авторов:
Юртаева Е. А. - проведение экспериментов, обработка материалов, написание исходного текста; итоговые выводы.
Утяганова Е. В. - проведение экспериментов, оформление текста статьи, итоговые выводы.
Куличенко Е. О. - получение исследуемых экстрактов.
Оганесян Э. Т. - научное руководство; концепция исследования.
Темирбулатова А. М. - обзор литературы, написание исходного текста.
Contribution of the authors:
Yurtaeva E. A. - conducting experiments, processing materials, writing the source text; final conclusions.
Utyaganova E. V. - conducting experiments, finalizing the text of the article, final conclusions.
Kulichenko E. O. - obtaining the studied extracts.
Oganesyan E. T. - scientific guidance; research concept.
Temirbulatova A. M. - literature review, writing the source text.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interests.
