[go: up one dir, main page]

RU2781306C1 - Method for determining the wound-healing activity of samples of products of supercritical extraction of plant raw materials for use as wound-healing drugs in vitro - Google Patents

Method for determining the wound-healing activity of samples of products of supercritical extraction of plant raw materials for use as wound-healing drugs in vitro Download PDF

Info

Publication number
RU2781306C1
RU2781306C1 RU2021138886A RU2021138886A RU2781306C1 RU 2781306 C1 RU2781306 C1 RU 2781306C1 RU 2021138886 A RU2021138886 A RU 2021138886A RU 2021138886 A RU2021138886 A RU 2021138886A RU 2781306 C1 RU2781306 C1 RU 2781306C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
samples
wound
well
vitro
supercritical extraction
Prior art date
Application number
RU2021138886A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Александрович Федоришин
Ирина Александровна Курзина
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2781306C1 publication Critical patent/RU2781306C1/en

Links

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to biotechnology, pharmacology. A method is proposed for determining the wound-healing activity of samples of supercritical extraction of plant raw materials in vitro, including the cultivation of mouse fibroblast cells of the NIH/3T3 line on a modified F-12 medium, after achieving 70% confluence at the bottom of the well of a 24-well tablet, a scratch in the form of a cross is applied to 100 mcl using a sterile dispenser tip, and the solution of the samples in the nutrient medium is added to each well in a semi-maximal effective concentration previously calculated using a tetrazolium test, after incubation for 48 hours using an inverted microscope, the scratch area is calculated in comparison with the control: a nutrient medium without adding samples.
EFFECT: invention provides an expansion of the arsenal of methods for testing the wound-healing activity of products of supercritical extraction of plant raw materials without the use of laboratory animals.
1 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к фармакологии, а именно к способам качественного и количественного определения цитотоксичности и ранозаживляющей активности продуктов сверхкритической экстракции растительного сырья in vitro. Изобретение заключается в разработке способа быстрой оценки цитотоксичности и ранозаживляющей активности сверхкритических растительных экстрактов in vitro без использования лабораторных животных.The invention relates to pharmacology, and in particular to methods for the qualitative and quantitative determination of cytotoxicity and wound healing activity of products of supercritical extraction of plant materials in vitro. The invention consists in developing a method for rapid assessment of cytotoxicity and wound healing activity of supercritical plant extracts in vitro without the use of laboratory animals.

В настоящее время в связи с общим увеличением продолжительности жизни людей на земле особо актуальным направлением исследований является создание и изучение препаратов, сохраняющих качество жизни людей старше 35 лет. Например, к подобным средствам относятся антибиотики и препараты, позволяющие бороться с явлениями мультирезистентности (бактерий или опухолевых клеток). Всеми этими характеристиками обладают природные вещества, выделяемые из натурального сырья. Например, терпеновые гликозиды и флавоноиды очень эффективны при борьбе с мультирезистентностью бактерий и грибковых инфекций к антибиотикам. Многие природные полисахариды обладают противомикробными и противовирусными свойствами (при этом не являясь антибиотиками). Гликозаминогликаны являются очень эффективными пробиотиками, и их употребление зачастую более эффективно, чем использование антибиотиков [1]. Сульфатированные полисахариды способствуют разжижению крови человека, что в целом очень положительно влияет на здоровье.Currently, in connection with the general increase in the life expectancy of people on earth, a particularly relevant area of research is the creation and study of drugs that preserve the quality of life of people over 35 years old. For example, such drugs include antibiotics and drugs that allow you to deal with the phenomena of multi-resistance (bacteria or tumor cells). All these characteristics are possessed by natural substances isolated from natural raw materials. For example, terpene glycosides and flavonoids are very effective in combating multidrug resistance of bacteria and fungal infections to antibiotics. Many natural polysaccharides have antimicrobial and antiviral properties (while not being antibiotics). Glycosaminoglycans are very effective probiotics, and their use is often more effective than the use of antibiotics [1]. Sulfated polysaccharides contribute to the thinning of human blood, which in general has a very positive effect on health.

Однако следует отметить, что экстрагирование подобных соединений связано с множеством нерешенных технических проблем. Например, при классических методах экстракции выход готового продукта может быть недостаточным. В связи с этим более перспективно применять для данных целей методы сверхкритической флюидной экстракции. Отрасль сверхкритической экстракции сейчас быстро развивается и представляет большой интерес, поскольку отличается наиболее высокими выходами готовых экстрактов и щадящим режимом экстракции. Новые подходы в этом направлении могут дать конкурентные преимущества при выделении новых веществ и в разработках технологических процессов получения и исследования инновационных лекарственных препаратов и иных веществ подобного типа [2].However, it should be noted that the extraction of such compounds is associated with many unsolved technical problems. For example, with classical extraction methods, the yield of the finished product may be insufficient. In this regard, it is more promising to use supercritical fluid extraction methods for these purposes. The supercritical extraction industry is now developing rapidly and is of great interest, since it is distinguished by the highest yields of finished extracts and a gentle extraction regime. New approaches in this direction can give competitive advantages in the isolation of new substances and in the development of technological processes for the production and research of innovative drugs and other substances of this type [2].

В сибирском федеральном округе произрастает уникальная флора, большое количество редких растений и эндемиков региона. Применение технологий экстракции сверхкритическим флюидом позволит, выделить и изучить минорные соединения, которые не позволяли обнаружить прежние методологии извлечения.The Siberian Federal District has a unique flora, a large number of rare plants and endemics of the region. The use of supercritical fluid extraction technologies will allow the isolation and study of minor compounds that were not possible to detect with previous extraction methodologies.

Растительное сырье является богатым источником витаминов, незаменимых аминокислот и полиненасыщенных жирных кислот. Также в России, как и в Европе, активно развивается пришедшее с Азии направление функционального питания, как части персонализированной медицины. Этот тренд постепенно вытесняет использование биологически активных добавок. Производство функционального питания позволяет сократить время между разработкой и выходом товара на рынок, упрощает оформление экспорта продукции, а главное способствует развитию культуры питания населения. Кроме того, комплексное потребление полезной пищи обладает синергетическим эффектом и зачастую более эффективно, чем употребление активных ингредиентов по отдельности.Vegetable raw materials are a rich source of vitamins, essential amino acids and polyunsaturated fatty acids. Also in Russia, as well as in Europe, the direction of functional nutrition, which came from Asia, is actively developing as part of personalized medicine. This trend is gradually replacing the use of dietary supplements. The production of functional food allows to reduce the time between the development and entry of goods to the market, simplifies the registration of product exports, and most importantly, contributes to the development of a food culture of the population. In addition, the complex consumption of wholesome foods has a synergistic effect and is often more effective than the consumption of active ingredients separately.

Использование продуктов сверхкритической экстракции растительного сырья позволит решить целый ряд экологических проблем, вызванных массовым использованием химических средств защиты растений. Это обусловливает высокую актуальность поиска альтернативных средств повышения резистентности растений к неблагоприятным факторам (включая возбудителей болезней растений), основанных на действии тритерпеновых кислот в составе экстрактов из хвои, флавоноидов ели, а также брассиностероидов. Дешевыми источниками таких соединений могут оказаться растительные экстракты, полученные с применением сверхкритических флюидных технологий. Поэтому изучение биологически активных соединений растений является важной и актуальной задачей. Решение этой задачи важно для фундаментальной науки и для разработки рецептур высококачественных натуральных продуктов функционального питания.The use of products of supercritical extraction of plant raw materials will solve a number of environmental problems caused by the massive use of chemical plant protection products. This determines the high relevance of the search for alternative means of increasing plant resistance to adverse factors (including plant pathogens) based on the action of triterpene acids in extracts from needles, spruce flavonoids, and brassinosteroids. Cheap sources of such compounds can be plant extracts obtained using supercritical fluid technologies. Therefore, the study of biologically active compounds of plants is an important and urgent task. The solution of this problem is important for fundamental science and for the development of formulations of high-quality natural functional food products.

Исходя из вышеизложенного, изучение и разработка способов оценки активности вторичных метаболитов и растительных полисахаридов является очень важным для развития современной медицины и борьбы с социально значимыми и алиментарно-зависимыми заболеваниями, что доказывается наличие соответствующих патентов [3; 4].Based on the foregoing, the study and development of methods for assessing the activity of secondary metabolites and plant polysaccharides is very important for the development of modern medicine and the fight against socially significant and alimentary-dependent diseases, which is proved by the availability of relevant patents [3; four].

При получении новых соединений методом сверхкритической экстракции из растительного сырья возникает проблема оценки их биологической активности. Следует отметить, что в настоящее время нет патентов непосредственно на способы исследования биосовместимости подобных веществ и оценки их влияния на биологические процессы, в частности, на деление клеток. Нашей задачей являлась разработка способа изучения ранозаживляющей активности и цитотоксичности продуктов сверхкритической экстракции растительного сырья in vitro.When new compounds are obtained by supercritical extraction from plant materials, the problem of assessing their biological activity arises. It should be noted that at present there are no patents directly on methods for studying the biocompatibility of such substances and evaluating their effect on biological processes, in particular, on cell division. Our task was to develop a method for studying the wound healing activity and cytotoxicity of the products of supercritical extraction of plant materials in vitro.

Однако тестирование образцов подобного рода сопряжено с множеством трудностей методического характера. Обычно для исследований ранозаживляющей активности и цитотоксичности прототипов функциональных материалов биомедицинского назначения применяют различные клеточные линии с разными свойствами. However, testing samples of this kind is associated with many methodological difficulties. Usually, various cell lines with different properties are used to study the wound healing activity and cytotoxicity of prototypes of functional materials for biomedical purposes.

Прототипом разработанного способа оценки цитотоксичности является стандартный метод, описанный в ГОСТ Р ИСО 10993-5-2009 [5]. Однако стандартный метод имеет множество вариаций, и одной из главных трудностей являются расхождение критически важных экспериментальных параметров в уже имеющихся методиках. Такими параметрами являются типы клеточных линий, методы пробоподготовки и инкубирования. Стандартная методика является универсальной и не учитывает важных параметров, необходимых для исследования цитотоксичности и ранозаживляющей активности образцов. При этом каждый исследователь предлагает свои варианты методики, что приводит к расхождению результатов исследований, усложнению повторяемости экспериментов и затруднению мета-анализов. В связи с этим представляется особо актуальным разработка способа для проведения экспериментов по тестированию цитотоксичности растительных экстрактов. The prototype of the developed method for assessing cytotoxicity is the standard method described in GOST R ISO 10993-5-2009 [5]. However, the standard method has many variations, and one of the main difficulties is the discrepancy between critical experimental parameters in existing methods. Such parameters are types of cell lines, methods of sample preparation and incubation. The standard method is universal and does not take into account the important parameters necessary for the study of cytotoxicity and wound healing activity of the samples. At the same time, each researcher offers his own variants of the methodology, which leads to divergence of research results, complicating the reproducibility of experiments and making meta-analyses difficult. In this regard, it seems particularly relevant to develop a method for conducting experiments on testing the cytotoxicity of plant extracts.

Техническим результатом является возможность быстрой оценки цитотоксичности и ранозаживляющей активности сверхкритических растительных экстрактов in vitro без использования лабораторных животных.The technical result is the ability to quickly assess the cytotoxicity and wound healing activity of supercritical plant extracts in vitro without the use of laboratory animals.

Поставленная задача решается тем, что способ качественного и количественного определения цитотоксичности и ранозаживляющей активности продуктов сверхкритической экстракции растительного сырья для использования в качестве ранозаживляющих препаратов in vitro, включающий подготовку образцов, культивирование клеточной линии и непосредственного проведение тетразолиевого теста, отличается от прототипа тем, что на первом этапе в заявленном способе оценивают общую цитотоксичность образцов и отбирают наименее токсичные из них при помощи тетразолиевого теста, после чего на втором этапе оценивают ранозаживляющую активность методом заживления царапин. The problem is solved by the fact that the method of qualitative and quantitative determination of cytotoxicity and wound healing activity of products of supercritical extraction of plant materials for use as wound healing drugs in vitro, including sample preparation, cell line cultivation and direct tetrazolium test, differs from the prototype in that on the first stage in the claimed method assess the overall cytotoxicity of the samples and select the least toxic of them using tetrazolium test, then at the second stage evaluate the wound healing activity by the method of scratch healing.

Для оценки общей цитотоксичности используют фибробласты мыши линии NIH/3T3.NIH/3T3 mouse fibroblasts are used to assess overall cytotoxicity.

Для культивирования клеточной линии используют модифицированную среду F-12, содержащую инактивированную эмбриональную телячью сыворотку, L-глутамин, раствор гентамицина и смесь пенициллин-стрептомицина.For cell line cultivation, a modified F-12 medium containing inactivated fetal calf serum, L-glutamine, gentamicin solution and a mixture of penicillin-streptomycin is used.

Для оценки ранозаживляющей активности после достижения 70 % конфлюэнтности на дне лунки 24-луночного планшета с помощью стерильного наконечника дозатора на 100 мкл наносят царапину в виде креста, затем в каждую лунку добавляют раствор образцов в полной питательной среде в предварительно рассчитанной с помощью тетразолиевого теста полумаксимальной эффективной концентрации, в качестве контроля используют полную питательную среду без добавления образцов, после инкубации с помощью инвертированного микроскопа рассчитывают площадь царапины по сравнению с контролем.To assess wound healing activity, after reaching 70% confluence at the bottom of the well of a 24-well plate, a scratch in the form of a cross is applied using a sterile 100 μl dispenser tip, then a solution of samples in a complete nutrient medium is added to each well in a half-maximal effective concentration, as a control, use a complete nutrient medium without adding samples, after incubation using an inverted microscope, the scratch area is calculated compared to the control.

Разработанный способ включает в себя:The developed method includes:

1. Подбор клеточных линий, имеющих медицинское значение и удовлетворительно реагирующего на воздействие образцов.1. Selection of cell lines that have medical significance and respond satisfactorily to exposure to samples.

2. Тип и состав питательной среды, наиболее подходящей для роста клеточной культуры. 2. Type and composition of the nutrient medium most suitable for cell culture growth.

3. Параметры пробоподготовки, наиболее подходящие для образцов растительных экстрактов. 3. Sample preparation parameters most suitable for samples of plant extracts.

4. Параметры культивирования, наиболее подходящие для данной клеточной линии.4. Culture parameters most suitable for a given cell line.

Заявленный способ оценки цитотоксичности и ранозаживляющей активности растительных экстрактов in vitro реализован в процессе научного исследования, посвященного тестированию данных образцов. Следует отметить, что оценка цитотоксичности и ранозаживляющей активности растительных экстрактов in vitro проводится в два этапа. На первом этапе оценивается общая цитотоксичность представленных на исследование препаратов и отбор наименее токсичных, на втором - их ранозаживляющая активность. Реализация данного способа состояла в следующем. The claimed method for assessing the cytotoxicity and wound healing activity of plant extracts in vitro was implemented in the course of a scientific study devoted to testing these samples. It should be noted that the assessment of cytotoxicity and wound healing activity of plant extracts in vitro is carried out in two stages. At the first stage, the overall cytotoxicity of the preparations submitted for the study and the selection of the least toxic ones are evaluated, at the second - their wound healing activity. The implementation of this method was as follows.

Для исследования цитотоксичности образцов использовались клетки линии NIH/3T3. Эта линия представляет собой делящиеся фибробласты мыши. Фибробласты секретируют белки коллагена, которые используются для поддержания структурной основы многих тканей. Дермальные фибробласты производят компоненты соединительной ткани и внеклеточного матрикса, которые влияют на регенерацию эпидермиса и способствуют заживлению ран. Поэтому клетки этой линии часто используют для биотестирования ранозаживляющих препаратов. В данном исследовании цитотоксичность образца изучалась методом МТТ-теста. Это метод определения жизнеспособности клеточных культур. Его действие основано на способности живых клеток превращать растворимый желтый бромид 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-тетразолия (МТТ) в нерастворимые пурпурно-синие внутриклеточные кристаллы МТТ-формазана (МТТ-ф). Нежизнеспособные клетки такой способностью не обладают. Интенсивность превращения МТТ в МТТ-ф отражает общий уровень дегидрогеназной активности исследуемых клеток и модулируется активностью сопряженных ферментных систем, например, дыхательной цепи переноса электронов и т.д. Микротетразолиевый тест широко используется в оценке воздействия на клетки токсикантов, фармакологических препаратов, неблагоприятных факторов окружающей среды, позволяя оценить токсичность исследуемых препаратов in vitro [6].The NIH/3T3 cell line was used to study the cytotoxicity of the samples. This line represents dividing mouse fibroblasts. Fibroblasts secrete collagen proteins that are used to maintain the structural basis of many tissues. Dermal fibroblasts produce connective tissue and extracellular matrix components that influence epidermal regeneration and promote wound healing. Therefore, cells of this line are often used for biotesting of wound healing drugs. In this study, the cytotoxicity of the sample was studied by the MTT test. This is a method for determining the viability of cell cultures. Its action is based on the ability of living cells to convert soluble yellow 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-tetrazolium bromide (MTT) into insoluble purple-blue intracellular crystals of MTT-formazan (MTT-f). Non-viable cells do not have this ability. The intensity of MTT conversion to MTT-f reflects the general level of dehydrogenase activity of the studied cells and is modulated by the activity of coupled enzyme systems, for example, the respiratory electron transport chain, etc. The microtetrazolium test is widely used in assessing the effects of toxicants, pharmacological preparations, and adverse environmental factors on cells, making it possible to assess the toxicity of the studied preparations in vitro [6].

Подготовка питательной среды:Culture medium preparation:

Для культивирования использовалась модифицированная питательная среда F-12. Модификация питательной среды состояла в добавлении к 450 мл готовой среды 50 мл предварительно инактивированной эмбриональной телячьей сыворотки, 300 мг L-глутамина, 50000 ЕД смеси пенициллин-стрептомицина, а также раствора гентамицина в соотношении 1 мкл/1 мл готовой среды. Такой состав питательной среды обеспечивает стабильный рост клеточной линии и предотвращает контаминацию культуры. Инактивация эмбриональной телячьей сыворотки осуществлялась выдерживанием ее на водяной бане при 57°C в течение 20 мин с последующим фильтрованием через бактериальный фильтр мембранного типа с диаметром пор 0,22 мкм.For cultivation, a modified nutrient medium F-12 was used. The modification of the nutrient medium consisted in adding to 450 ml of the prepared medium 50 ml of previously inactivated fetal calf serum, 300 mg of L-glutamine, 50,000 IU of a mixture of penicillin-streptomycin, and a solution of gentamicin in a ratio of 1 μl/1 ml of the prepared medium. This composition of the nutrient medium ensures stable growth of the cell line and prevents contamination of the culture. Inactivation of fetal calf serum was carried out by keeping it in a water bath at 57°C for 20 min, followed by filtration through a membrane-type bacterial filter with a pore diameter of 0.22 μm.

Подготовка клеточной линии:Cell line preparation:

1. Клетки размораживали, поместив ампулы в водяную баню при 37°C на 1-2 мин. После этого пипетировали все содержимое ампулы в стерильную пробирку емкостью 15 мл. Затем медленно добавили 1 мл подогретой до 37°C предварительно подготовленной питательной среды. 1. Cells were thawed by placing the ampoules in a water bath at 37°C for 1–2 min. After that, the entire contents of the ampoule were pipetted into a sterile tube with a capacity of 15 ml. Then 1 ml of pre-prepared nutrient medium warmed up to 37°C was slowly added.

2. Ресуспендировали осадок клеток в полной питательной среде для достижения концентрации клеток 5×103 клеток/см2. После этого клетки поместили в культуральные сосуды площадью 75 см2 с 15 мл среды по 500 тыс. клеток в каждый.2. Resuspend the cell pellet in complete nutrient medium to achieve a cell concentration of 5×10 3 cells/cm 2 . After that, the cells were placed in culture vessels with an area of 75 cm 2 with 15 ml of medium, 500 thousand cells each.

3. Инкубировали клетки в инкубаторе с влажностью 37°C, 5% CO2. Когда клетки прикрепились ко дну сосуда (в течение 48 часов), слили супернатант и заменили его свежей, предварительно нагретой (37°C) средой. При этом выполнили не менее двух пассажей перед использованием клеток в тестах.3. Cells were incubated in an incubator with humidity 37°C, 5% CO 2 . When the cells adhered to the bottom of the vessel (within 48 hours), the supernatant was discarded and replaced with fresh, prewarmed (37°C) medium. At the same time, at least two passages were performed before using the cells in the tests.

4. Клетки культивировали с инкубаторе до достижения конфлюэнтности 60-70%. При этом не допускали полной конфлюэнтности клеток.4. Cells were cultured in an incubator until a confluence of 60-70% was reached. At the same time, complete confluence of cells was not allowed.

5. Среду аспирировали из культуральных сосудов и промывали клетки теплым раствором 1X PBS.5. The medium was aspirated from the culture vessels and the cells were washed with warm 1X PBS.

6. Добавили 5 мл раствора трипсин-ЭДТА и инкубировали при 37°C в течение 2 минут. Чтобы избежать комкования, не встряхивали клетки, ударяя по колбе или тряся ее, пока они не отделятся. Как только клетки отделились от подложки, перенесли суспензию клеток в сосуд с 6-8 мл полной питательной среды, чтобы инактивировать трипсин.6. Added 5 ml trypsin-EDTA solution and incubated at 37°C for 2 minutes. To avoid clumping, the cells were not shaken by hitting or shaking the flask until they separated. Once the cells detached from the substrate, the cell suspension was transferred to a vessel with 6-8 ml of complete growth medium to inactivate trypsin.

7. Центрифугировали клетки при 1200 об/мин в течение 3 минут (4°C) и ресуспендировали клетки в соответствующих объемах среды. Добавили соответствующие аликвоты клеточной суспензии в культуральные сосуды (примерно 5×103 клеток/см2). Меняли среду примерно каждые 3 дня.7. Cells were centrifuged at 1200 rpm for 3 minutes (4°C) and cells were resuspended in appropriate volumes of medium. Appropriate aliquots of the cell suspension were added to the culture flasks (approximately 5×10 3 cells/cm 2 ). The medium was changed approximately every 3 days.

8. Питательную среду меняли на свежую за день до пересева в 24-луночные планшеты. Затем в день посева в планшет подготовили клеточную суспензию в полной питательной среде. В каждую лунку внесли 100 тыс. клеток в полной среде.8. The culture medium was changed to fresh one the day before subculture in 24-well plates. Then, on the day of seeding, a cell suspension was prepared in the plate in complete nutrient medium. 100,000 cells in complete medium were added to each well.

9. Инкубировали клетки в течение 24 часов ± 2 часа (37 °C ± 1 °C, влажность 90% ± 10%, 5,0% ± 1,0% CO2/воздух), чтобы клетки образовали менее половины (< 50%) конфлюэнтного монослоя. Этот инкубационный период обеспечивает восстановление клеток, их прилипание и переход к экспоненциальной фазе роста.9. Cells were incubated for 24 hours ± 2 hours (37 °C ± 1 °C, humidity 90% ± 10%, 5.0% ± 1.0% CO 2 / air) so that the cells formed less than half (< 50 %) confluent monolayer. This incubation period ensures cell recovery, adherence and transition to the exponential growth phase.

Подготовка раствора МТТ:Preparation of MTT solution:

Порошок МТТ растворяли в 1Х PBS до концентрации 5 мг/мл, аликвотировали и хранили при -20°C в качестве рабочего раствора.MTT powder was dissolved in 1X PBS to a concentration of 5 mg/ml, aliquoted and stored at -20°C as a working solution.

Проведение эксперимента по оценке цитотоксичности in vitro:Conducting an in vitro cytotoxicity experiment:

1. Аккуратно аспирировали всю среду из планшета. Затем в каждую лунку внесли 1 мл раствора соответствующего образца в полной питательной среде. Концентрация образцов подбиралась экспериментально и составляла 10; 1; 0,1 и 0,01 мг/мл. Значение концентрации могло сдвигаться в ту или иную сторону в зависимости от обнаруженной активности каждого конкретного вещества. В качестве контроля использовался рост клеток в полной питательной среде без добавления образцов.1. Gently aspirate all medium from the plate. Then, 1 ml of a solution of the corresponding sample in a complete nutrient medium was added to each well. The concentration of the samples was selected experimentally and amounted to 10; one; 0.1 and 0.01 mg/ml. The concentration value could shift in one direction or another depending on the detected activity of each specific substance. As a control, cell growth in a complete nutrient medium without the addition of samples was used.

2. Поместили планшет с клетками в инкубатор на 48 часов.2. Place the cell plate in the incubator for 48 hours.

3. Аспирировали всю среду из планшета и промыли каждую лунку один раз 500 мкл PBS.3. Aspirate all media from the plate and wash each well once with 500 µl PBS.

4. Аспирировали раствор PBS и добавили 500 мкл раствора МТТ в каждую лунку, затем поместили планшеты в инкубатор на 4 часа (37°C ± 1°C, влажность 90% ± 10%, 5,0% ± 1,0% CO2/воздух).4. Aspirate the PBS solution and add 500 µl of MTT solution to each well, then place the plates in the incubator for 4 hours (37°C ± 1°C, 90% ± 10% humidity, 5.0% ± 1.0% CO 2 /air).

5. Удалили раствор МТТ осторожным отсасыванием.5. Remove the MTT solution by gentle aspiration.

6. Добавили 500 мкл ДМСО в каждую лунку и поместили планшет на шейкер при 500 об/мин на 10 мин для растворения кристаллов формазана.6. Add 500 µl of DMSO to each well and place the plate on a shaker at 500 rpm for 10 minutes to dissolve the formazan crystals.

7. Переместили 100 мкл раствора ДМСО из каждой лунки в 5 лунок 96-луночного планшета.7. Transfer 100 µl of DMSO solution from each well to 5 wells of a 96-well plate.

8. Измерили поглощение на длине волны 620 нм с помощью ИФА-ридера Tecan Infinite F50. Чем меньше значение поглощения по сравнению с контролем, тем меньшее количество клеток выжило после контакта с соответствующим образцом, следовательно, цитотоксичность образца больше. На основании данных поглощения строился калибровочный график и рассчитывалась полумаксимальная эффективная концентрация для каждого образца (EC50).8. Measured absorbance at 620 nm using a Tecan Infinite F50 ELISA reader. The lower the absorbance value compared to the control, the fewer cells survived after contact with the corresponding sample, therefore, the cytotoxicity of the sample is greater. Based on the absorbance data, a calibration plot was built and the half maximum effective concentration for each sample (EC 50 ) was calculated.

Проведение эксперимента по оценке ранозаживляющей активности in vitro:Conducting an experiment to assess wound healing activity in vitro:

На втором этапе исследования проводилось изучение ранозаживляющей активности образцов, показавших наименьшую цитотоксичность. Для этого использовался метод царапин. At the second stage of the study, the wound healing activity of the samples that showed the least cytotoxicity was studied. For this, the scratch method was used.

Подготовка питательных сред и клеточной линии в данном методе осуществлялась аналогично предыдущему. Отличие заключалось в том, что после достижения 70% конфлюэнтности на дне лунки 24-луночного планшета с помощью стерильного наконечника пипетки на 100 мкл создавалась царапина в виде креста. Затем клетки промывали 1Х раствором PBS PBS для удаления дебриса. После этого в каждую лунку добавлялся раствор образцов в полной питательной среде в концентрации EC50. В качестве контроля использовалась полная питательная среда без добавления образцов. Инкубация осуществлялась в течение 48 часов (37°C ± 1°C, влажность 90% ± 10%, 5,0% ± 1,0% CO2/воздух). После инкубации с помощью инвертированного микроскопа в режиме фазового контраста считывалась площадь царапины по сравнению с контролем. Полученные фотографии обрабатывались с использованием программного продукта ImageJ.The preparation of nutrient media and cell lines in this method was carried out similarly to the previous one. The difference was that after reaching 70% confluence, a cross-scratch was created at the bottom of the well of a 24-well plate using a sterile 100 µl pipette tip. Cells were then washed with 1X PBS/PBS to remove debris. After that, a solution of samples in complete nutrient medium at a concentration of EC 50 was added to each well. A complete culture medium without the addition of samples was used as a control. Incubation was carried out for 48 hours (37°C ± 1°C, humidity 90% ± 10%, 5.0% ± 1.0% CO 2 /air). After incubation using an inverted microscope in phase contrast mode, the area of the scratch was read in comparison with the control. The resulting photographs were processed using the ImageJ software product.

Пример конкретного осуществления изобретения.An example of a specific implementation of the invention.

С помощью разработанного способа изучена цитотоксичность и ранозаживляющая активность прототипа лекарственной формы, представляющего собой тонкие гидрофильные пленки, изготовленные методом заливки в формы с последующим испарением растворителя. Компонентами прототипа лекарственной формы являлись бетулин, мирамистин и инертные вспомогательные вещества. Бетулин (3β, 28-дигидрокси-20 (29) - лупен или луп-20 (29) - ен-3β, 28-диол) - это природный пентациклический тритерпеноид лупанового ряда. Это вещество содержится в березовой коре, коре орешника, календуле и других лекарственных растениях. В качестве положительного контроля использовался образец того же состава, но без добавления мирамистина. В качестве отрицательного контроля использовалась стандартная для данной клеточной линии полная питательная среда. Для эксперимента использовались растворы образца в полной питательной среде с концентрациями 7 мг/мл; 0,7 мг/мл; 0,07 мг/мл; 0,007 мг/мл; 0,0007 мг/мл; 0,00007 мг/мл и 0,000007 мг/мл. Продолжительность инкубации клеток с образцом составляла 48, 72 и 120 ч. Using the developed method, the cytotoxicity and wound-healing activity of the prototype dosage form, which is a thin hydrophilic film made by pouring into molds with subsequent evaporation of the solvent, was studied. The components of the prototype dosage form were betulin, miramistin and inert excipients. Betulin (3β, 28-dihydroxy-20 (29) - lupene or loop-20 (29) - en-3β, 28-diol) is a natural pentacyclic triterpenoid of the lupan series. This substance is found in birch bark, hazel bark, calendula and other medicinal plants. A sample of the same composition, but without the addition of miramistin, was used as a positive control. A complete nutrient medium standard for this cell line was used as a negative control. For the experiment, sample solutions were used in a complete nutrient medium with concentrations of 7 mg/ml; 0.7 mg/ml; 0.07 mg/ml; 0.007 mg/ml; 0.0007 mg/ml; 0.00007 mg/ml and 0.000007 mg/ml. The duration of cell incubation with the sample was 48, 72, and 120 h.

В результате проведенного эксперимента выявлено, что представленный на исследование образец прототипа лекарственной формы обладает цитотоксичностью. Установлено, что уровень его цитотоксичности выше такового у полной питательной среды (р < 0,05). Эффект наблюдался только при концентрации образца 7 мг/мл. Если принять количество живых клеток в образце отрицательного контроля за 100%, то образец снизил их количество на 50%. As a result of the experiment, it was revealed that the sample of the dosage form prototype presented for the study has cytotoxicity. It was found that the level of its cytotoxicity is higher than that of the complete nutrient medium (p < 0.05). The effect was observed only at a sample concentration of 7 mg/mL. If we take the number of live cells in the negative control sample as 100%, then the sample reduced their number by 50%.

Напротив, образец положительного контроля в рабочей концентрации показал не только отсутствие какой-либо цитотоксичности, но и значительное усиление пролиферации фибробластов, что можно определить по увеличению оптической плотности на 90%. Это подтверждено статистически (р < 0,05). Следует отметить, что эффект так же наблюдался только при концентрации образца 7 мг/мл, тогда как при других концентрациях увеличение пролиферации не отличалось от контроля. On the contrary, the positive control sample at the working concentration showed not only the absence of any cytotoxicity, but also a significant increase in fibroblast proliferation, which can be determined by a 90% increase in optical density. This was confirmed statistically (p < 0.05). It should be noted that the effect was also observed only at a sample concentration of 7 mg/ml, while at other concentrations, the increase in proliferation did not differ from the control.

Также установлено, что наибольшие эффекты обоих образцов фиксировались при продолжительности инкубации 48 ч. При инкубации продолжительностью 72 ч во всех культурах обнаружено много погибших клеток, а при продолжительности инкубации в 120 ч все результаты не отличались от отрицательного контроля (р > 0,05). It was also found that the greatest effects of both samples were recorded at an incubation duration of 48 hours. At an incubation duration of 72 hours, many dead cells were found in all cultures, and at an incubation duration of 120 hours, all results did not differ from the negative control (p > 0.05).

В результате первого этапа эксперимента выявлено, что образец прототипа лекарственной формы обладает цитотоксичностью в отношении фибробластов. При этом образец аналогичного состава наоборот, ускоряет пролиферацию фибробластов.As a result of the first stage of the experiment, it was revealed that a sample of the prototype dosage form has cytotoxicity against fibroblasts. At the same time, a sample of a similar composition, on the contrary, accelerates the proliferation of fibroblasts.

На втором этапе исследования проводилось изучение ранозаживляющей активности образцов методом царапин. Для эксперимента использован раствор образцов с концентрацией 7 мг/мл. Продолжительность инкубации составляла при этом 48 часов. В качестве отрицательного контроля использовалась полная питательная среда без добавления образцов.At the second stage of the study, the wound healing activity of the samples was studied by the scratch method. For the experiment, a solution of samples with a concentration of 7 mg/ml was used. The duration of incubation was 48 hours. A complete culture medium was used as a negative control without the addition of samples.

В результате второго этапа эксперимента выявлено, что под действием образца положительного контроля площадь царапины уменьшилась на 62% по сравнению с отрицательным контролем (р < 0,05). Также установлено, что образец с добавлением мирамистина напротив, замедлил заживление царапины по сравнению с отрицательным контролем на 25% (р < 0,05). As a result of the second stage of the experiment, it was revealed that under the influence of the positive control sample, the scratch area decreased by 62% compared to the negative control (p < 0.05). It was also found that the sample with the addition of miramistin, on the contrary, slowed down the healing of the scratch compared to the negative control by 25% (p < 0.05).

ЛитератураLiterature

1. Кубин Н.Д., Волкова О.В., Шкарупа Д.Д. Неантибактериальные методы профилактики и лечения рецидивирующих инфекций нижних мочевых путей. // Вестник урологии. - 2021. - Т. 9. - № 3. - С. 92-106. 1. Kubin N.D., Volkova O.V., Shkarupa D.D. Non-antibacterial methods for the prevention and treatment of recurrent infections of the lower urinary tract. // Bulletin of Urology. - 2021. - T. 9. - No. 3. - S. 92-106.

2. Максудов Р.Н., Тремасов Е.Н., Егоров А.Г., Мазо А.Б. Сверхкритическая экстракция семян масличных культур // Вестник Казанского технологического университета. 2010. №2. 2. Maksudov R.N., Tremasov E.N., Egorov A.G., Mazo A.B. Supercritical extraction of oilseeds // Bulletin of the Kazan Technological University. 2010. №2.

3. Патент WO2017123110A1. 20.17.20217.3. Patent WO2017123110A1. 20.17.20217.

4. Патент WO2009031934A1. 12.03.2009.4. Patent WO2009031934A1. 03/12/2009.

5. ГОСТ Р ИСО 10993-5-2011 Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 5. Исследования на цитотоксичность: Методы. 01.01.2013. 5. GOST R ISO 10993-5-2011 Medical products. Evaluation of the biological effect of medical devices. Part 5. Cytotoxicity studies: Methods. 01/01/2013.

6. Tan J.M. [et al.]. Characterization of Betulinic Acid-Multiwalled Carbon Nanotubes Modified with Hydrophilic Biopolymer for Improved Biocompatibility on NIH/3T3 Cell Line. // Polymers (Basel). - 2021. - Vol. 13. - № 9. - P. 1362.6. Tan J.M. [et al.]. Characterization of Betulinic Acid-Multiwalled Carbon Nanotubes Modified with Hydrophilic Biopolymer for Improved Biocompatibility on NIH/3T3 Cell Line. // Polymers (Basel). - 2021. - Vol. 13. - No. 9. - P. 1362.

Claims (1)

Способ определения ранозаживляющей активности образцов продуктов сверхкритической экстракции растительного сырья in vitro, включающий культивирование клеток фибробластов мыши линии NIH/3T3 на модифицированной среде F-12, содержащей инактивированную эмбриональную телячью сыворотку, L-глутамин, раствор гентамицина и смесь пенициллин-стрептомицина, после достижения 70% конфлюэнтности на дне лунки 24-луночного планшета с помощью стерильного наконечника дозатора на 100 мкл наносят царапину в виде креста, затем в каждую лунку добавляют раствор образцов в указанной питательной среде в предварительно рассчитанной с помощью тетразолиевого теста полумаксимальной эффективной концентрации, в качестве контроля используют питательную среду без добавления образцов; после инкубации в течение 48 ч с помощью инвертированного микроскопа рассчитывают площадь царапины по сравнению с контролем.A method for determining the wound healing activity of samples of products of supercritical extraction of plant materials in vitro, including the cultivation of mouse fibroblast cells of the NIH / 3T3 line on a modified F-12 medium containing inactivated fetal calf serum, L-glutamine, a solution of gentamicin and a mixture of penicillin-streptomycin, after reaching 70 % confluence at the bottom of the well of a 24-well plate is scratched in the form of a cross using a sterile 100 µl dispenser tip, then a solution of samples in the indicated nutrient medium is added to each well at a half-maximal effective concentration previously calculated using a tetrazolium test, nutrient is used as a control environment without adding samples; after incubation for 48 hours, using an inverted microscope, the scratch area is calculated in comparison with the control.
RU2021138886A 2021-12-27 Method for determining the wound-healing activity of samples of products of supercritical extraction of plant raw materials for use as wound-healing drugs in vitro RU2781306C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2781306C1 true RU2781306C1 (en) 2022-10-11

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2696849C1 (en) * 2018-07-05 2019-08-06 Общество С Ограниченной Ответственностью "Апто-Фарм" Aptamer cytotoxicity estimation method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2696849C1 (en) * 2018-07-05 2019-08-06 Общество С Ограниченной Ответственностью "Апто-Фарм" Aptamer cytotoxicity estimation method

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
описание: пример14. *
описание: с.3 строки 31-48. ГОСТ Р ISO 10993-5-2011. Изделие медицинское. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 5. Исследования на цитотоксичность. Методы.01.01.2013. *
СИНЕГУБ Н.О. и др. "Комплексный подход к оценке цитотоксичности рибосом-инактивированных белков на клеточной модели in vitro"; Медицина экспериментальных ситуаций, 2019, N 21(1), с.164 (правый столбец, 2 абзац, с.167. JULIA MEIHUA TAN et al., " Characterization of betulinic acid-multiwalled carbon nanotubes modified with hydrophilic biopolymer for improved biocompatibility on NIH/3T3 cell line///Polymers, 2021, N13, 1362. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lopez et al. Antiviral and antimicrobial activities of Colombian medicinal plants
Garba et al. Antimicrobial activities of total alkaloids extracted from some Nigerian medicinal plants
Arokiyaraj et al. Phytochemical screening, antibacterial and free radical scavenging effects of Artemisia nilagirica, Mimosa pudica and Clerodendrum siphonanthus–An in–vitro study
Li et al. Pearl extract enhances the migratory ability of fibroblasts in a wound healing model
Malini et al. Evaluation of bioactive potential in rambutan fruit (Nephelium lappaceum) samples using pathogens
Setyaningsih et al. In vitro evaluation of face mask containing extract and biomass of Spirulina platensis and its antibacterial activity
Husni et al. The effect of ethanol extract of moringa leaf (Moringa oleifera Lam) against the activity and capacity of phagocytosis of macrofag cells and the percentage of leukosit cells of white mice
RU2781306C1 (en) Method for determining the wound-healing activity of samples of products of supercritical extraction of plant raw materials for use as wound-healing drugs in vitro
CN102964405B (en) A kind of application with the Vaccarin promoting angiogenesis
Sundar et al. Antibacterial and antifungal activity of Carica papaya L seed extracts
CN103070983A (en) Composition based on main components of Pu&#39;er tea and application thereof
Silva et al. Antitumor and cytotoxic activity of Kielmeyeracoriacea mart. Zucc. And Pyrostegia venusta (Ker Gawl.) Miers extracts
Jinghua et al. Amelioration of oxidative stress through apoptosis-mediated pathway in colon cancer cells by hexane fraction of Moringa oleifera extract
CN110051659A (en) Mulberrin is preparing the application in osteosporosis resistant medicament
Chinasa et al. Antimicrobial potentials of carica papaya latex and seed extract
Anindita et al. Antibacterial Bioactivity Test of Bilimbi Fruit Ethanol Extract (Averrhoa bilimbi Linn). Against Propionibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus
Mahendranathan et al. Efficacy of different solvent extracts from the aerial parts of Costus speciosus (Koen.) for the potential antibacterial activity against selected human pathogenic bacteria
Favour et al. Evaluation of the antibacterial properties of the extracts and fractions of Ipomoea triloba l.(Convolvulaceae) on selected enteric diarrheagenic bacteria
CN116919974B (en) Use of Physagulin C in preparing medicine for treating hepatic fibrosis
Dhana Sekar et al. Wound healing potential of chloroform extract of leaf and fruit of Morinda pubescens–An in silico and in vitro approach
RU2604802C1 (en) Method of determining safety of food ingredients with help of cell test systems
Abhayarathna et al. In-vitro antibacterial activity of Boerhavia diffusa leaf extract against Staphylococcus aureus and Escherichia coli
Deutsch Antibacterial Effects of Taro (Colocasia esculenta) Leaf Extract on E. coli, S. agalactiae, and S. aureus Who Thrive On Wounds
Kolberg et al. Research possibility of using an enzymatic hydrolyzate of the lymphoid tissue of broiler chickens as an immunomodulator
Ashok et al. Evaluation on Antibacterial Activity and Hepatoprotectivity of Rauwolfia serpentina