Диссертация

Цель и задачи исследования. Цель данного исследования состояла в установлении биохимических механизмов биологической активности полисахаридных комплексов, полученных из клубненосных растений, и определении физико-химических характеристик, влияющих на результаты их возможного биомедицинского применения. В рамках этой цели решались следующие задачи: 1. Выделить, очистить и установить ключевые физико-химические характеристики полисахаридных комплексов из Helianthus tuberosus L. (HTLP) и Solanum tuberosum L. (STP) необходимые для реализации их биологической активности; 2. Оценить адъювантную и противовоспалительную активность полисахаридных комплексов; 3. Изучить специфическую противоопухолевую активность HTLP в моделях карциносаркомы Уокера и карциномы легких Льюиса, противолучевую активность HTLP в моделях рентгеновского и протонного облучения; 4. Исследовать специфическую противоязвенную активность STP в моделях язвенного дефекта Окабэ и Селье, противовирусную активность STP на модели искусственного заражения SARS-CoV-2; 5. Изучить механизм биологической активности STP и HTLP на цитокиновом и геномном уровне; 6. Оценить параметры биобезопасности изучаемых веществ с использованием моделей: RAW 264.7 виталити-тест, МТТ-тест, анафилактогенная и аллергезирующая активность, острая и субхроническая токсичность, мутагенность, эмбриотоксичность и терратогенность. Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются полисахаридные комплексы из Helianthus tuberosus L. и Solanum tuberosum L. Предметом исследования являются биохимические механизмы биологической активности и физико-химические характеристики полисахаридных комплексов из Helianthus tuberosus L. и Solanum tuberosum L. Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные являются основой для создания технологий производства и биомедицинского применения полисахаридных комплексов HTLP и STP из растительного сырья. Выявленные механизмы биологической активности HTLP и STP открывают возможность для совершенствования моделей реализации внутриклеточного сигналинга в ответ на взаимодействие специфических рецепторов с углеводными лигандами. Полученные вещества применялись в создании ряда биологически активных добавок и биомедицинских средств. Разработанные методы использовались для выделения полисахаридных комплексов из растительного сырья и наработки их в количествах, достаточных для доклинических исследований, и в перспективе могут быть масштабированы для широкого медицинского применения. Разработанные методы оценки биологической активности и определения физико-химических свойств могут быть использованы для создания методов контроля качества биотехнологических средств из растительного сырья. Созданные подходы повышают доступность важных для биомедицинской промышленности средств. На основании полученных данных были созданы и зарегистрированы три биологически активные добавки. Установленные механизмы биологической активности HTLP и STP необходимы для совершенствования моделей реализации внутриклеточного сигналинга в ответ на взаимодействие специфических рецепторов с углеводными лигандами. Методология и методы исследования. В работе были использованы различные методики: 1. Хроматографические: ГЖХ, ВЭЖХ, анионообменная хроматография, ГПХ; 2. Спектроскопические: инфракрасная спектроскопия, ультрафиолетовая спектроскопия, рамановская спектроскопия, круговой дихроизм; электрофоретические; 3. Атомно-силовая микроскопия; 4. Изменение биологической активности после обработки ферментами; 5. Тесты на биологическую активность: метод Ерне; противовоспалительные модели (карманной гранулемы, формалинового и каррагинанового отека,); противоязвенные модели (Селье и Окабэ); противовирусная в модели SARS-CoV-2 (штаммы «Дубровка» и «Омикрон»); противоопухолевая (ингибирование роста опухоли и антиметастатическая активность) на мышиных моделях легочной карциномы Льюиса и карциносаркомы Уокера; радиозащитная в моделях абсолютной выживаемости, колониестимуляции и микроядерном тесте при протонном и рентгеновском облучении; иммуномодулирующая на примере уровней продукции TNF-α, IL-1β, IL-4, IL-6, IFN-γ и стимуляции активности натуральных киллеров; тест на цитотоксичность в различных моделях (RAW 264.7 виталити-тест, МТТ-тест, анафилактогенная и аллергезирующая активность, острая и субхроническая токсичность, мутагенность, эмбриотоксичность и терратогенность); трансфецирование упаковочными плазмидами GAG, REV, VSVG и конечными вирусными стоками с олигонуклеотидами комплементарными к генам рецепторов CLEC7A, TLR-6, CR3; обработка антителами к рецепторам CLEC7A, TLR-6, CR3; оценка экспрессии генов (GAPDH, TNF, IL1B, IL-6, NFKB1, IL-10, NRF2, BAX, BCL2, IL12B, IL23, CD40, CD80, CD274, CSF-1) в макрофагоподобной культуре клеток THP-1 методом ПЦР РВ.