jsmsJournal of Siberian Medical SciencesJournal of Siberian Medical Sciences2542-1174Federal state budgetary educational institution of higher education "Novosibirsk state medical university" of Ministry of Health of the Russian Federation (FSBEI HE NSMU MOH Russia)10.31549/2542-1174-2022-6-1-93-105jsms-796Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHЭкспериментальная оценка лечебных свойств мази на основе меланинов из природного сырья и глубинной культуры чагиExperimental evaluation of therapeutic properties of ointment based on melanins from natural raw material and a submerged culture of chaga (Inonotus оbliquus)СтавскийЕ. А.StavskyE. A.

д-р мед. наук, доцент, заведующий кафедрой нормальной физиологии и основ безопасности жизнедеятельности 

630091, г. Новосибирск, Красный просп., 52

 Dr. Sci. (Med.), Associate Professor, Head, Department of Normal Physiologyand Fundamentals of Life Safety

 52, Krasny prosp., Novosibirsk, 630091, Russia 

stavskiyngmu@mail.ruТепляковаТ. В.TeplyakovaT. V.

 д-р биол. наук, профессор, заведующий лабораторией микологии 

 Новосибирская область, пос. Кольцово 

Dr. Sci. (Biol.), Professor, Head, Laboratory of Mycology

Novosibirsk Region, Koltsovo village 

АндрееваИ. С.AndreevaI. S.

канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник отдела биофизики и экологических исследований

 Новосибирская область, пос. Кольцово 

 Cand. Sci. (Biol.), Leading Researcher, Department of Biophysics and EcologicalResearch

Novosibirsk Region, Koltsovo village 

ДавыдоваЕ. С.DavydovaE. S.

 студентка 6-го курса  

630091, г. Новосибирск, Красный просп., 52

 6th-year Student

52, Krasny prosp., Novosibirsk, 630091, Russia 

СтавскаяА. А.StavskayaA. A.

 студентка 4-го курса  

630091, г. Новосибирск, Красный просп., 52

 4th-year Student 

 52, Krasny prosp., Novosibirsk, 630091, Russia 

ПотешкинаА. Л.PoteshkinaA. L.

 старший лаборант лаборатории микологии 

 Новосибирская область, пос. Кольцово 

Senior Laboratory Assistant, Laboratory of Mycology

Novosibirsk Region, Koltsovo village

ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияNovosibirsk State Medical UniversityRussian FederationФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» РоспотребнадзораРоссияState Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”Russian Federation2022290320220193105Copyright © Ставский Е.А., Теплякова Т.В., Андреева И.С., Давыдова Е.С., Ставская А.А., Потешкина А.Л., 20222022Ставский Е.А., Теплякова Т.В., Андреева И.С., Давыдова Е.С., Ставская А.А., Потешкина А.Л.Stavsky E.A., Teplyakova T.V., Andreeva I.S., Davydova E.S., Stavskaya A.A., Poteshkina A.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://jsms.elpub.ru/jour/article/view/796

Введение.. В связи с приобретением устойчивости к антибиотикам гноеродной микробиоты обострилась проблема местного (медикаментозного) лечения ран.Цель. Экспериментальная оценка антибиотических свойств меланина из природного сырья и глубинной культуры чаги (Inonotus obliquus) in vitro и лечебных свойств мазей, приготовленных на основе указанных меланинов, in vivo.Материалы и методы. Меланины получали методом щелочного гидролиза. Антибиотическую активность меланинов определяли при совместном культивировании в жидкой среде исследуемых образцов с шестью культурами тест-штаммов грамотрицательных и грамположительных бактерий и двух дрожжевых грибов. Мази на основе меланина из природного сырья и глубинной культуры чаги штамма Inonotus obliquus F-1244 получали с использованием двух составов мазевых основ. Ранозаживляющую эффективность мазей оценивали на трех группах мышей. Контрольными являлись группы мышей, ничем не леченных и леченных мазью сравнения Левомикон-ТФФ. Лечение мышей продолжали до момента заживления у них резаных кожных ран. Ежедневно у мышей во всех группах оценивали площади ран, двигательную активность, аппетит, динамику и характер заживления ран, а также через каждые трое суток изменение у них массы тела.Результаты. Меланины из природного сырья и глубинной культуры чаги полностью подавляли размножение грамположительной спорообразующей бактерии Bacillus cereus в совместной культуре. Меланин из природного сырья чаги в среднем на порядок подавлял рост золотистого стафилококка штамма Staphylococcus aureus АТСС 6538. Меланин из глубинной культуры чаги полностью подавлял рост клинического изолята высокопатогенного штамма Candida sp. Ft-5 от умершего больного с генерализованной кандидозной инфекцией и в среднем на два порядка активнее ингибировал рост коллекционного штамма дрожжей Candida albicans 620. Было установлено, что мази на основе меланина из природного сырья и глубинной культуры чаги, а также мазь, содержащая пятикратно увеличенную концентрацию меланина из природной чаги, не обладают токсичностью для экспериментальных животных. Мази, содержащие по 0.4 мг меланина из природного сырья и глубинной культуры чаги на 0.2 г одноразовой дозы мази, обладали одинаковой ранозаживляющей эффективностью, при этом не только не уступали по этому показателю комбинированному противомикробному препарату сравнения Левомикон-ТФФ, но и продемонстрировали тенденцию более ускоренного заживления ран (на 15–18-е сутки наблюдения) по сравнению с процессом регенерации ран у группы животных, леченных препаратом сравнения. Был продемонстрирован более ускоренный эффект заживления ран у экспериментальных животных (уже на 12-е сутки наблюдения), леченных с пятикратно увеличенным содержанием меланина из природного сырья чаги, по сравнению с мышами, леченными препаратом сравнения.Заключение. Мази, содержащие меланин чаги (Inonotus obliquus), обладают противовоспалительными, регенеративными свойствами и могут рассматриваться в качестве перспективных для местного лечения ран.

 

 

Introduction

Introduction. Due to the acquisition of antibiotic resistance by pyogenic microbiota, the problem of topical (drug) treatment of wounds has worsened.Aim.. Experimental evaluation of the antibiotic properties of melanin from natural raw material and a submerged culture of chaga (Inonotus obliquus) in vitro and the therapeutic properties of ointments prepared on the basis of these melanins in vivo.Materials and Methods. Melanins were obtained by alkaline hydrolysis. The antibiotic activity of melanins was determined by co-cultivation in a liquid medium of the studied samples with six cultures of test strains of gram-negative and gram-positive bacteria and two of yeast fungi. Ointments based on melanin from natural raw material and the submerged culture of chaga (Inonotus obliquus F-1244 strain) were obtained using two compositions of ointment base. The wound-healing efficacy of ointments was evaluated on three groups of mice. The control groups were mice untreated and treated with a comparison drug (Levomikon-TFF). The treatment of mice was continued until their incised skin wounds healed. Wound areas, motor activity, appetite, dynamics and character of wound healing were assessed daily in mice of all groups, as well as changes in their body weight every three days.Results. Melanins from natural raw materials and the submerged culture of chaga completely suppressed the growth of gram-positive spore-forming Bacillus cereus bacterium in a co-culture. Melanin from natural raw material of chaga on average suppressed the growth of the Staphylococcus aureus ATCC 6538 strain by an order of magnitude. Melanin from the submerged chaga culture completely suppressed the growth of a clinical isolate of the highly pathogenic Candida sp. Ft-5 strain from a deceased patient with generalized candida infection and, on average, inhibited the growth of the collection strain of yeast Candida albicans 620 by two orders of magnitude more intensively. It was found that ointments based on melanin from natural raw materials and the submerged culture of chaga, as well as ointment containing a fivefold increased concentration of melanin from natural chaga, do not have toxicity to experimental animals. Ointments containing 0.4 mg of melanin from natural raw material and the submerged chaga culture per 0.2 g of a single dose of ointment had the same wound healing efficacy, while not only were not inferior in this indicator to the combined antimicrobial comparison drug Levomikon-TFF, but also showed a tendency to more accelerated wound healing (on the 15–18th day of observation) compared with the process of wound regeneration in the group of animals treated with the drug of comparison. A more accelerated wound healing effect was demonstrated in experimental animals (already on the 12th day of observation) treated with a fivefold increased content of melanin from natural raw material of chaga, compared with mice treated with the comparison drug.Conclusion. Ointments containing melanin of chaga (Inonotus obliquus) have anti-inflammatory, regenerative properties and can be considered promising for topical treatment of wounds.

высшие базидиомицетыгриб чага (Inonotus obliquus)мазьмазевая основасоставпрописьповерхностная кожная ранаhigher basidiomyceteschaga mushroom (Inonotus obliquus)ointmentointment baseformulationprescriptionsuperficial woundReferencesТеплякова Т.В., Косогова Т.А. Высшие грибы Западной Сибири – перспективные объекты для биотехнологии лекарственных препаратов. Новосибирск, 2014. 298 с.Teplyakova T.V., Kosogova T.A. (2014). Higher fungi of Western Siberia are Promising Objects for the Biotechnology of Drugs. Novosibirsk. 298 p. (In Russ.)Сакович В.В., Жерносеков Д.Д. Базидиомицеты как источники биологически активных веществ // Вестн. Полесск. гос. ун-та. 2018;1:3–13.Sakovich V.V., Zhernossekov D.D. Basidiomycetes as sources of biologically active substances. Bull. of the Polessky State University. 2018;1:3–13. (In Russ.)Саерова К.В., Мухтарова А.Р. Извлечение биологически активных компонентов из водного экстракта чаги // Молодежь и наука: шаг к успеху: сб. статей 2-й Всерос. науч. конф. перспективных разработок молодых ученых: в 3 т. Курск, 2018. С. 254–257.Saerova K.V., Mukhtarova A.R. (2018). Extraction of biologically active components from an aqueous extract of chaga. In Youth and Science: a Step Towards Success: collection of articles of the 2nd All-Russia scientific conf. promising developments of young scientists: in 3 vol. (pp. 254–257). Kursk. (In Russ.)Сушинская Н.В., Курченко В.П., Горовой Л.Ф., Сенюк О.Ф. Получение и использование в медицине меланинов из трутовых грибов // Успехи медицинской микологии. 2005;6:255–259.Sushinskaya N.V., Kurchenko V.P., Gorovoy L.F., Senyuk O.F. Obtaining and using melanins from polypore fungi in medicine. Advances in Medical Mycology. 2005;6:255–259. (In Russ.)Кукулянская Т.А., Курченко Н.В., Курченко В.П., Бабицкая В.Г. Физико-химические свойства меланинов, образуемых чагой в природных условиях и при культивировании // Прикладная биохимия и микробиология. 2002;38(1):68–72.Kukulyanskaya T.A., Kurchenko N.V., Kurchenko V.P., Babitskaya V.G. Physicochemical properties of melanins produced by the sterile form of Innotus obliquus (“Chagi”) in natural and cultivated fingus. Applied Biochemistry and Microbiology. 2002;38(1):68–72. doi: 10.1023/A:1013204706055.Цветкова В.А., Пугач О.А., Андреева И.С., Ставский Е.А., Теплякова Т.В. Определение антибиотической активности грибов из коллекции ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора // Совр. проблемы фитотерапии и травничества: материалы 5-го междунар. съезда фитотерапевтов и травников (Москва, 19–20 января 2019 г.). М.: Русские, 2019. С. 390–394.Tsvetkova V.A., Pugach O.A., Andreeva I.S., Stavsky E.A., Teplyakova T.V. (2019). Determination of antibiotic activity of fungi from the collection of the Vector Research Center. In Modern Problems of Phytotherapy and Herbalism: materials of the 5th Int. Congress of Phytotherapists and Herbalists (Moscow, January 19–20, 2019) (pp. 390–394). Moscow. (In Russ.)Teplyakova T.V., Ilyicheva T.N., Andreeva I., Solovyanova N. The activity of components of true tinder mushroom, chaga Inonotus obliquus (Fr.) Pil. Against viruses, bacteria and fungi // 10th International Medicinal Mushroom Conference: аbstract (September 19–22, 2019, Nantong, China). P. 11.Teplyakova T.V., Ilyicheva T.N., Andreeva I., Solovyanova N. (2019). The activity of components of true tinder mushroom, chaga Inonotus obliquus (Fr.) Pil. against viruses, bacteria and fungi. In 10th International Medicinal Mushroom Conference: аbstract (September 19–22, 2019, Nantong, China (p. 11)).Противовирусное средство на основе меланина: Патент RU 2 480 227 C2 / Т.В. Теплякова, Л.И. Пучкова, Т.А. Косогова и др.; ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора. Опубл. 27.04.2013. Бюл. № 12. 11 с.Teplyakova T.V., Puchkova L.I., Kosogov T.A. et al. Melanin-based antiviral agent: Patent RU 2 480 227 C2. State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector.” Publ. 04/27/2013. Bull. No. 12. 11 p.Ильичева Т.Н., Ананько Г.Г., Косогова Т.А. и др. Противовирусная активность меланина из чаги (Inonotus obliquus), полученного на основе культивирования штамма F-1244, выделенного в чистую культуру // Химия растительного сырья. 2020;2:283–289. doi: 10.14258/jcprm.2020025167.Ilyicheva T.N., Ananko G.G., Kosogova T.A. et al. Antiviral activity of the melanin from birch fungus (Inonotus obliquus), obtained by cultivating F-1244 strain, isolating to pure culture. Chemistry of Plant Raw Materials. 2020;2:283–289. doi: 10.14258/jcprm.2020025167. (In Russ.)Штамм базидиального гриба Inonotus obliquus – продуцент пигмента меланина, обладающего противовирусной и противоопухолевой активностью. Патент RU 2 716 590 С1 / Т.В. Теплякова, Т.А. Косогова, Т.Н. Ильичева и др.; ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотрбнадзора. Опубл. 12.03.2020. Бюл. № 8. 13 с.Teplyakova T.V., Kosogova T.A., Ilyichev T.N. et al. The strain of the basidiomycete Inonotus obliquus is a producer of the melanin pigment, which has antiviral and antitumor activity. Patent RU 2 716 590 C1. State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector.” Publ. 03/12/2020. Bull. No. 8. 13 p.Teplyakova T.V., Ilyicheva T.N., Kosogova T.A., Wasser S.P. Medicinal mushrooms against influenza viruses // Int. J. Med. Mushrooms. 2021;23(2):1–11. doi: 10.1615/IntJMedMushrooms.2020037460.Teplyakova T.V., Ilyicheva T.N., Kosogova T.A., Wasser S.P. Medicinal mushrooms against influenza viruses. Int. J. Med. Mushrooms. 2021;23(2):1–11. doi: 10.1615/IntJMedMushrooms.2020037460.Ингибитор репликации коронавируса SARSCoV-2 на основе водного экстракта гриба Inonotus obliquus: Патент RU 2 741 714 C1 / Т.В. Теплякова, О.В. Пьянков, М.О. Скарнович и др.; ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора. Опубл. 28.01.2021. Бюл. № 4. 12 с.Teplyakova T.V., Pyankov O.V., Skarnovich M.O. et al. SARS-CoV-2 coronavirus replication inhibitor based on an aqueous extract of fungus Inonotus obliquus: Patent RU 2 741 714 C1. State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector.” Publ. 01/28/2021. Bull. No. 4. 12 p.Радаева И.Ф., Костина Г.А. Гиалуроновая кислота: очистка, свойства, применение // Биотехнология. 1996;5:44–47.Radaeva I.F., Kostina G.A. Hyaluronic acid: purification, properties, application. Biotechnology. 1996;5:44–47. (In Russ.)Гончар A.M., Коган А.С., Салганик Р.И. Раневой процесс и иммобилизованные протеолитические ферменты. Новосибирск, 1986. 118 с.Gonchar A.M., Kogan A.S., Salganik R.I. (1986). Wound Process and Immobilized Proteolytic Enzymes. Novosibirsk. 118 p.Сандахчиев Л.С., Ставский Е.А., Зиновьев В.В. и др. Оценка воздействия мази, содержащей коллагеназу камчатского краба, на инфицированную рану в эксперименте // Бюл. эксперимент. биологии и медицины. 1997;124(10):421–424.Sandakhchiev L.S., Stavsky E.A., Zinoviev V.V. Evaluation of the impact of an ointment containing red king crab collagenase on an infected wound in the experiment. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 1997;124(10):421–424. (In Russ.)Сандахчиев Л.С., Ставский Е.А., Зиновьев В.В. и др. Экспериментальное изучение лечебных свойств и токсичности мази, содержащей коллагеназу камчатского краба // Вестн. РАМН. 1998;4:50–55.Sandakhchiev L.S., Stavsky E.A., Zinoviev V.V. Experimental study of therapeutic properties and toxicity of an ointment containing red king crab collagenase. Annals of Russ. Academy of Medical Sciences. 1998;4:50–55. (In Russ.)Безопасность работы с микроорганизмами I– II групп патогенности (опасности): Санитарные правила. СП 1.3.3118-13. М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2013. 145 с.Safety of Work with Microorganisms of I–II Groups of Pathogenicity (Danger): Sanitary Rules. SP 1.3.3118-13 (2013). Moscow: Ministry of Health of the Russian Federation. 145 p. (In Russ.)Вязовая Е.А., Ананько Г.Г., Теплякова Т.В. Оценка солнцезащитного потенциала грибного меланина, полученного из чаги (Inonotus obliquus) // Успехи медицинской микологии. 2018;19:265–272.Vyazovaya E.A., Ananko G.G., Teplyakova T.V. Evaluation of the sun protection potential of fungal melanin obtained from chaga (Inonotus obliquus). Advances in Medical Mycology. 2018;19:265–272. (In Russ.)Справочник Видаль. Лекарственные препараты в России. М.: Видаль Рус, 2019, 1200 с.The Vidal Handbook. Medicines in Russia (2019). Moscow: Vidal Rus. 1200 p. (In Russ.)Савченко Ю.П., Федосова С.Р. Методы определения размеров раневой поверхности // Вестн. Хирургии им. И.И. Грекова. 2007;166(1):102–105.Savchenko Yu.P., Fedosova S.R. Methods for determination of sizes of the wound surface. Grekov’s Bulletin of Surgery. 2007;166(1):102–105. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.