Новые подходы к созданию противоопухолевых препаратов на основе клеточных культур кирказона маньчжурского

Информация о достижении

Новые подходы к созданию противоопухолевых препаратов на основе клеточных культур кирказона маньчжурского

Кирказон маньчжурский наряду с ценными лекарственными соединениями, содержит токсичные вещества, аристолохиевые кислоты, что делает его применение опасным для человека. С помощью методов генетической инженерии нам удалось модифицировать профиль вторичных метаболитов в клеточных культурах кирказона, что привело к уменьшению содержания токсичных соединений и увеличению концентрации полезных. Экстракты таких культур проявили избирательную цитотоксичность в отношении клеток опухоли головного мозга, толстого кишечника и шейки матки. Кроме того, модификация метаболического профиля улучшила способность культур синтезировать наночастицы серебра. Биогенные наночастицы, полученные на основе клеточных культур кирказона, также демонстрировали цитотоксическую активность, отличную от эффекта самого экстракта. Результаты перспективны для дальнейшего исследования и разработки противоопухолевых средств.

Характеристика наночастиц серебра, полученных с использованием клеточных культур кирказона маньчжурского. Морфологию оценивали с помощью сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии (СЭМ и ТЭМ, соответственно). Размеры и заряд частиц определяли с помощью анализа траектории движения наночастиц.

ВЭЖХ-УФ анализ основных вторичных метаболитов из (A) контрольной клеточной линии A1, (Б) rolC-трансгенной клеточной линии AC, (В) rolB-трансгенной клеточной линии AB и (Г) стеблей кирказона маньчжурского. Идентифицированные соединения: О-глюкозид аристолохиевой кислоты IIIa (1), магнофлорин (2), О-глюкозид аристолохиевой кислоты IVa/IVb (3), аристолохиевая кислота IIIa (4), аристолохиевая кислота IVa/IVb (5), аристолохиевые кислоты II ( 6), аристолоховые кислоты I (7). Также показаны хроматограммы стандартных образцов и химические структуры идентифицированных веществ (Д, Е).

Цитотоксическая активность экстрактов из клеточных культур (A1, AC и AB) и стебля (Ст.) кирказона маньчжурского в отношении клеток опухоли головного мозга (U-87 MG), толстого кишечника (RKO), шейки матки (HeLa) и трижды негативного рака молочной железы (MDA-MB-231).

(А) Внешний вид клеточных культур кирказона маньчжурского. А1 — контрольная каллусная линия; AC – корневая культура, трансформированная геном rolC; АВ – корневая культура, трансформированная геном rolB. (Б) ПЦР анализ генов nptII, rolC, rolB и актина (Act) на основе ДНК из клеточных культур. М – ДНК-маркеры (100 п.н. + 1,5 т.п.н.); ОК – отрицательный контроль (смесь без добавления ДНК). (В) Сырая и сухая биомасса 4-х недельных клеточных культур кирказона маньчжурского.

Публикации


2023 - Biosynthesis of functional silver nanoparticles using callus and hairy root cultures of Aristolochia manshuriensis Yugay Y.A., Sorokina M.R., Grigorchuk V.P., Rusapetova T.V., Silant’ev V.E., Egorova A.E., Adedibu P.A., Kudinova O.D., Vasyutkina E.A., Ivanov V.V., Karabtsov A.A., Mashtalyar D.V., Degtyarenko A.I., Grishchenko O.V., Kumeiko V.V., Bulgakov V.P., Shkryl Y.N. Journal of Functional Biomaterials 2023; 14(9): 451 DOI: 10.3390/jfb14090451
2023 - Enhanced Production of Nitrogenated Metabolites with Anticancer Potential in Aristolochia manshuriensis Hairy Root Cultures Shkryl Y.N., Tchernoded G.K., Yugay Y.A., Grigorchuk V.P., Sorokina M.R., Gorpenchenko T.Y., Kudinova O.D., Degtyarenko A.I., Onishchenko M.S., Shved N.A., Kumeiko V.V., Bulgakov V.P. International Journal of Molecular Sciences 2023; 24(14): 11240 DOI: 10.3390/ijms241411240