Дослідження антимутагенних властивостей Arctostaphylos uva-ursiL. Spreng. В бактеріальній тест-системі на доклінічному етапі Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

© Фрич Н. I.

УДК 582. 688 + 575. 224. 4 + 58. 085 Фрич Н. I.

ДОСЛ1ДЖЕННЯ АНТИМУТАГЕННИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ARCTOSTAPHYLOS UVA-URSIL. SPRENG. В БАКТЕР1АЛЬН1Й ТЕСТ-СИСТЕМ1

НА ДОКЛ1Н1ЧНОМУ ЕТАП1

ДВНЗ «1вано-Франк1вський нацюнальний медичний ушверситет»

(м. 1вано-Франк1вськ)

Дана робота е фрагментом НДР «Комплексне оцЫювання генетичних наслщюв мутагенного за-бруднення довюлля i способи íx попередження», № держ. реестраци 0104U002434.

Вступ. Oцiнка можливого небажаного впливу на органiзм людини та вивчення генотоксичних власти-востей - важливий аспект дослiдження лiкувальниx засобiв на доклiнiчному етапi.

Мучниця звичайна (Arctostaphylos uva-ursi L. Spreng.) використовуеться достатньо широко в якост л^вальних засобiв народною медициною [4,5], але назрта необxiднiсть створення на íí осно-вi нових офiцинальниx препара^в. Застосування нових теxнологiй екстрагування вимагае переоцiнки токсичностi, i зокрема генотоксичност^ одержаних комплексiв бiологiчно активних сполук. Важливе значення для практичноí медицини мае також створення нових лкувально-профтактичних засобiв з генопротекторними властивостями, якi б мали здат-нiсть пiдвищувати стабiльнiсть геному клггин в умо-вах наростаючого мутагенного тиску iз сторони не-сприятливих еколопчних факторiв (xiмiчнi мутагени i канцерогени, радiацiя, ультрафiолетове i мiкроxви-льове випромiнювання).

Враховуючи особливостi фiтоxiмiчного складу, такi властивостi можуть бути притаманними лкар-ськiй сировинi мучниц звичайноí.

Мета роботи - дослщити антимутагеннi влас-тивостi екстрактiв мучниц звичайноí за допомогою бактерiальноí тест-системи.

Об'ект i методи дослщження. Для доотджен-ня використано офiцинальну сировину - листки мучниц звичайноí (Folia Uvae-ursi) (ЗАТ «Лiктрави», м. Житомир, Украша).

1з висушеноí i подрiбненоí сировини виготовляли водно-етанольнi екстракти (стввщношення сиро-вина-екстрагент 1:10). Екстрагування виконували за юмнатно'| температури згiдно з вимогами Держав-ноí фармакопеí. Для дослав використовували 90, 70 та 40 % екстракти у розведенн 1:128. Екстракти доотджували у стандартному натвктькюному тестi Еймса згiдно з методичними розробками [6].

Тест-об'ектом слугували пстидинзалежы штами Salmonella typhimurium ТА98 (рееструе мутацií зсуву рамки зчитування) i ТА100 (рееструе мутацп замши

пар основ). Bd дослiди супроводжувалися негатив-ним (вода) та позитивним ^хромат калiю, як мо-дельний мутаген) контролями. Пщготовку поживних середовищ та тест-штамiв до проведення дослг джень здiйснювали згiдно з методичними рекомен-дацiями [7].

Для вивчення впливу водно-етанольних екс-трактiв на спонтанний мутагенез у тест штамiв S. typhimurium вносили 0,1 мл дослщжуваного екстра-кту до натврщкого агару одночасно iз 0,1 мл сус-пензií кJliтин тест-штаму. Натврщкий агар виливали в чашку Петрi на шар мiнiмального агару без псти-дину. Для вивчення впливу на Ыдукований мутагенез разом iз суспензieю тест-штаму та дослiджуваним екстрактом вносили 0,1 мл розчину бixромату калiю (K2Cr2O7) в концентрацií 2 мг/мл. Через 48 годин культивування за температури 37 °С пщраховували юльюсть колонiй His+-ревертанпв. Наявнiсть влас-ноí мутагенноí активной екстрактiв визначали за вiдмiнностями мiж кiлькiстю колонieутворюючиx одиниць (КУО) ревертанпв у дослiдi та негативному контроль Антимутагенний ефект визначали за вщ-сотком пригнiчення числа ревертантiв, Ыдукованих модельним мутагеном в присутностi до^джувано-го екстракту, у порiвняннi з юльюстю ревертантiв, iн-дукованих самим бixроматом.

Статистичну обробку даних здмснено за допомогою програм MS Office E x cel 2003. Наявнють статистично значущих вiдмiнностей мiж кiлькiстю КУО ревертантiв у досл^ та позитивному контролi оцiнено за t-критерieм Стьюдента (р = 0,05) [2,3,5].

Результати дослiджень та Yx обговорення. Першу серiю дослiдiв виконано з метою виявлення можливого мутагенного ефекту водно-етанольн их екстрак^в мучницi звичайно'| (90, 70 та 40 %), а також екстрагенпв (розчинiв етанолу вщповщних концен-трацiй). Результати доотджень показали, що ета-нол та дослщжуваы екстракти не iндукували генних мутацм у тестованих штамiв Salmonella typhimurium ТА98 i ТА100 (рис.).

Пщтвердженням цього е кiлькiсть колонм, яка у дослiдниx варiантаx була наближеною або дорiвню-вала таюй у контролi (дистильована вода), який вщ-повiдав спонтанному фону мутагенезу. Разом з тим вщсутнють достовiрного зменшення спонтанного

Рис. Вплив водно-етанольних екстракпв мучниц звичайно'Г у розведенш 1:128 на спонтанний фон мутацш у тест-штам1в Salmonella typhimurium

ТА98 i ТА100.

Таблиця

Вплив водно-етанольних екстракпв мучницi звичайноГ у розведенш 1:128 на шдукований бiхроматом калiю мутагенез у тест-штамiв S. typhimurium ТА 98 i ТА100

№ п/п Екстракти Вм1ст етано-лу, % Ктьюсть ревертан™, шт Пригш-чення мутагенезу, % Ктьюсть ревертант1в, шт При-гшчення мутаген езу, %

ТА98 ТА100

1 Контроль (K,Cr,O7) 3800,67 ± 132,0 4895,23 ± 173,4

90 2392,3 ± 283,0* 37 3009,33 ± 156,5* 39

2 Мучниця звичайна 70 3335,3 ± 99,0* 12 3711,33 ± 127,4* 24

40 3188,3 ± 58,0* 16 3049,33 ± 233,4* 38

Примпжа: * - гальк^ть мутацм достов1рно в1др1зняеться в1д позитивного контролю у тест-штам1в S. typhimurium ТА98 i ТА100, р < 0,001-0,05.

фону дала пщстави говорити про нездатнють досл^ джуваних екстракпв усувати колонiI-ревертанти, якi утворилися в результат впливу спонтанного фону [3].

Для дослщження антимутагенних властивостей Arctostaphylos uvaursi L. Spreng. в якост Ыдуктора мутацiй в тестi Еймса вибрано бiхромат калiю. Вста-новлено, що в концентрацiI 2 мг/мл вш володie вира-женою мутагенною активнютю вiдносно Salmonella typhimurium ТА98 i ТА100, про що свщчило збтьшен-ня частоти появи His + -ревертантiв (мутацiя зсуву рамки зчитування та мутацiя типу замiни пар основ) вщповщно у 130 i 31 рази вiдносно спонтанного фону (табл.).

Перевiренi нами екстракти достовiрно посла-блювали iндукований бiхроматом калю мутагенез у S. typhimurium ТА98, але з рiзною ефективнютю (табл.).

Л1тература

1. Богдан Ю. М. Мутагенна i протекторна активнiсть у бактерiальнiй та рослиннiй системах : автореф. дис. на здобуття наукового ступеня канд. бюл. наук: спец. 03.00.07 <^кробюлопя» / 1нститут млкробюлогп i вiрусологii iм. Д. К. Забо-лотного HAH Укра'ни. / Ю. М. Богдан - К., 2010. - 24 с.

Так, 70 та 40 % екстракти муч-ниц звичайно' зменшили кiлькiсть реверсм на 12 i 16 %. Найбтьш виражений позитивний результат одержано при використанн 90 % водно-етанольного екстра-кту мучницi звичайно'. Oстаннiй знижував число мутацiй, Ыдуко-ваних бiхроматом калiю на 37 % (р < 0,001 - 0,05).

Тест iз S. typhimurium ТА100 дозволив вивчити вплив препа-ра^в на мутагенез, в основi якого лежить замша пар основ нуклео-тидiв. В результатi експеримен^в встановлено, що екстракти мучни-ц звичайно' виявили iстотно силь-н0ий генопротекторний ефект на цей рiзновид мутагенезу, шду-кованого бiхроматом калю. 90 % водно-етанолы-ii екстракти мучни-цi звичайно', як i в попередньому дослд зi штамом S. typhimurium ТА98, проявили виразну антиму-тагенну дю (ступiнь пригнiчення мутагенезу, шдукованого бiхро-матом калiю, становив 39 %). При експозицп кл™н S. typhimurium ТА100 iз 70 % екстрактом мучницi кiлькiсть His+-ревертантiв знижу-валась вiдповiдно на 24 %. Виражений антимутагенний ефект у цм тест-системi проявив також 40 % водно-етанольний екстракт муч-ницi звичайно', бiологiчно активы речовини яко' зменшили геноток-сичну дю бiхромату калiю на 38 %.

Таким чином, результати до^джень свщчать, що виявлений нами пригычуючий вплив доотджу-ваних водно-етанольних екстракпв мучниц звичайно' на появу шдукованих бiхроматом калiю His + -ре-вертантiв S. typhimurium ТА 98 i ТА100 може бути пояснений ii ДНК-протекторною здатнiстю.

Висновки.

1. Водно-етанольн екстракти мучницi звичайно' володють здатнiстю пригнiчувати шдукований бiхроматом калiю мутагенез S. typhimurium ТА 98 i ТА100.

2. Генопротекторн властивостi мучницi звичайно' вщносно хiмiчно iндукованих мутацiй, пов'язаних iз замiною пар основ нуклеотидiв, проявляються у бiльшiй мiрi, ыж вiдносно мутацiй iз зсувом рамки зчитування.

Перспективи подальших дослщжень поляга-ють у вивченн антимутагенних властивостей препа-ратiв на основi мучницi звичайно' на тест-системах з використанням мутагеыв рiзноi природи.

2. ВащенкоЛ. М. До мехашзму антимутагенноУ дм лтосахарид1в Pseudomonassyringae/Л. М. Ващенко// М1кробюлопчний журнал. - 2005. - Т. 67, № 2. - С. 30 - 37.

3. Дуган А. М. Критерии учета мутагенных эффектов в тесте Эймса / А. М. Дуган, В. С. Журков, С. К. Абилев // Цитология и генетика. - 1999. - Т. 24, № 6. - С. 3 - 10.

4. Исследование фенольних соединений листьев голубики, брусники, толокнянки, черники и зимолюбки, произрастающих в республике Саха (Якутия) / Л. П. Охрименко, Г. И. Калинкина, Е. А. Лукша [и др.] // Химия растительного сырья. - 2009. - № 3. - С. 109 - 115.

5. Китанов Г. М. Содержание арбутина в Arctostaphulos uva-ursiL. Spreng. из разных районов народной республики Болгарии / Г. М. Китанов, Е. М. Генова, В. М. Руменин // Растительные ресурсы. - 1986. - № 3. - С. 425 - 431.

6. Тест-система оценки мутагенной активности, загрязнителей среды на Salmonella : Методические указания. / Л. М. Фонштейн, Л. М. Калинина, Г. Н. Полухина [и др.] - М., 1977. - 52с.

7. Фонштейн Л. М. Методические рекомендации по применению теста Еймса Salmonella/ микросомы / Л. М. Фонштейн - М., 1983. - 25 с.

УДК 582. 688 + 575. 224. 4 + 58. 085

ДОСЛI ДЖЕН НЯ АНТИ МУТАГЕН НИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ARCTOSTAPHYLOS UVA-URSI L. SPRENG. В БАКТЕР1АЛЬН1Й ТЕСТ-СИСТЕМ1 НА ДОКЛ1Н1ЧНОМУ ЕТАП1

Фрич Н. I.

Резюме. У статт наведен! результати вивчення антимутагенно! активност 90, 70 та 40 % екстракпв мучниц! звичайно! в бактер1альнм тест-систем! Salmonella typhimurium. Модельним мутагеном для штам1в Salmonella typhimurium ТА98 i ТА100 слугував б!хромат калю. Встановлено, що найвищу антимутагенну ак-тивнють на шдукований б!хроматом калю мутагенез у кгмтинах S. typhimurium ТА98 проявили 90 % екстракти мучниц! звичайно!. В експеримент! 3i штамом ТА 100 найкращ! результати дали 90 та 40 % екстракти мучниц! звичайно! (39 ! 38 % пригычення мутагенност! в!дпов!дно).

Таким чином, водно-етанольн! екстракти мучниц! звичайно! володють здатн!стю пригн!чувати шдукова-ний б!хроматом кал!ю мутагенез S. typhimurium ТА 98! ТА100. Генопротекторн! властивост! мучниц! звичайно! в!дносно х!м!чно Ыдукованих мутац!й, пов'язаних !з зам!ною пар основ нуклеотид!в, проявляються у бтыхмй м!р!, н!ж в!дносно мутац!й !з зсувом рамки зчитування.

Ключов1 слова: антимутагенна активнють, тест Еймса, тест-штами Salmonella typhimurium ТА98 ! ТА100.

УДК 582. 688 + 575. 224. 4 + 58. 085

ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИМУТАГЕННЫХ СВОЙСТВ ЭКСТРАКТОВ ARCTOSTAPHYLOS UVA-URSI L. SPRENG. В БАКТЕРИАЛЬНОЙ ТЕСТ-СИСТЕМЕ НА ДОКЛИНИЧЕСКОМ ЭТАПЕ

Фрич Н. И.

Резюме. В статье приведенные результаты изучения антимутагенной активности 90, 70 и 40 % экстрактов толокнянки обыкновенной в бактериальной тест-системе Salmonella typhimurium. Модельным мутагеном для штаммов Salmonella typhimurium ТА98 и ТА100 служил бихромат калия. Установлено, что наивысшую антимутагенную активность на индуцируемый бихроматом калия мутагенез в клетках S. typhimurium ТА98 проявили 90 % экстракты толокнянки обыкновенной. В эксперименте со штаммом ТА 100 наилучшие результаты дали 90 и 40 % экстракты толокнянки обыкновенной (39 и 38 % угнетение мутагенности соответственно).

Таким образом, водно-этанольние экстракты толокнянки обыкновенной владеют способностью подавлять индуцируемый бихроматом калия мутагенез S. typhimurium ТА 98 и ТА100. Генопротекторные свойства толокнянки обыкновенной относительно химически индуцируемых мутаций, связанных с заменой пар основ нуклеотидов, проявляются в большей мере, чем относительно мутаций со сдвигом рамки считывания.

Ключевые слова: антимутагенная активность, тест Эймса, тестовые штаммы Salmonella typhimurium ТА98иТА100.

UDC 582. 688 + 575. 224. 4 + 58. 085

Research of Antimutagenic Properties of Arctostaphylos Uva-UrsiL. Spreng. in Bacterial Теsт-System on the Preclinical Stage

Frych N.

Abstract. In this publication the results of the study of antimutagenic activity of 90, 70 and 40 % aqueous-eth-anolic e x tracts of Arctostaphylos uva-ursi in the bacterial test system Salmonella typhimurium have been studied. According to the aim antimutagenic properties of aqueous-ethanolic e x tracts of Arctostaphylos uva-ursi were set. Strains of Salmonella typhimurium TA98 (frameshift mutations) and TA100 (base-pair substitution) were the object of the study. Bichromate potassium was the model mutagen for Salmonella typhimurium TA98 and TA100. Distilled water was used as a control. The results of the first series of e x periments to identify the possible mutagenic effects of aqueous-ethanolic e x tracts of Arctostaphylos uva-ursi (90, 70 and 40 %) and e x tractants (ethanol solutions) showed that aqueous-ethanolic e x tracts not induced gene mutations in Salmonella typhimurium TA98 and TA100.

The results of invastigation of antimutagenic properties of Arctostaphylos uva-ursi L. Spreng. showed that bichromate potassium (in a concentration of 2 mg/ml) has pronounced the mutagenic activity on Salmonella typhimurium TA98 and TA100. The number of His-revertants in Salmonella typhimurium TA98 (frameshift mutations) increased in 130 times and in Salmonella typhimurium TA100 (base-pair substitution) increased in 31 times comparing with spontaneous background.

Aqueous-ethanolic e x tracts of Arctostaphylos uva-ursi L. Spreng. weakened significantly the mutagenesis in S. typhimurium TA98 induced by bichromate potassium. The best result was shown by 90 % aqueous-ethanolic e x tracts of Arctostaphylos uva-ursi. It reduced the number of mutations induced by potassium dichromate in 37 % (p < 0.001 - 0.05).

In the e x periment with S. typhimurium TA 100 90 % aqueous-ethanolic e x tracts of Arctostaphylos uva-ursi L. Spreng., as in the previous e x periment with S. typhimurium TA98, showed a marked antimutagenic effect (the degree of inhibition of mutagenesis induced by bichromate potassium was 39 %). 40 % aqueous-ethanolic e x tracts of Arctostaphylos uva-ursiL. Spreng. showed good results also (38 % inhibition of mutagenicity).

So, aqueous-ethanolic e x tracts of Arctostaphylos uva-ursi have the ability to inhibit mutagenesis in S. typhimurium TA 98 and TA100 induced by bichromate potassium. Genoprotective properties of Arctostaphylos uva-ursi relatively chemically induced mutations associated with the replacement of base pairs of nucleotides, appear relatively better than reading-frameshift mutations.

Keywords: antimutagenic activity, Ames test, test strains Salmonella typhimurium TA98 and TA100.

Рецензент - проф. Дев'ятк'на Т. О.

Стаття надшшла 4. 02. 2015 р.