Obiekt
Tytuł: Kultury in vitro Schisandra henryi C.B. Clarke jako potencjalne źródło bioaktywnych lignanów oraz związków polifenolowych
Abstrakt:
Obiektem niniejszej pracy doktorskiej był endemiczny dla prowincji Yunnan (Chiny), znany z potencjalnego działania leczniczego z tradycyjnej medycyny chińskiej (TCM), gatunek pnącza - Schisandra henryi C.B. Clarke. S. henryi należy do rodzaju Schisandra (rodzina Schisandraceae), podobnie jak uznany gatunek farmakopealny – Schisandra chinensis Turcz. Baill. (cytryniec chiński). Ekstrakty z owoców S. chinensis wykazują m.in. działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne, przeciwnowotworowe, hepatoprotekcyjne oraz neuroptotekcyjne. Gatunki rodzaju Schisandra wyróżniają się specyficznym składem chemicznym, w którym dominują lignany dibenzocyklooktadienowe. W ramach niniejszej pracy przeprowadzono interdyscyplinarne badania z zakresu biotechnologii roślin, fitochemii i aktywności biologicznej dla gatunku S. henryi. Głównym celem prac była inicjacja i kultywacja różnych typów kultur in vitro oraz optymalizacja warunków prowadzenia hodowli pod kątem doboru jakościowego i ilościowego regulatorów wzrostu i rozwoju roślin (PGRs) w podłożu wg. Murashige-Skoog (MS) oraz czasu trwania cykli hodowlanych w celu uzyskania wysokiej endogennej produkcji metabolitów wtórnych (lignanów, związków triterpenoidowych i związków polifenolowych), oraz badania aktywności biologicznej ekstraktów uzyskanych z biomasy kultur in vitro S. henryi. W ramach przeprowadzonych badań zoptymalizowano prowadzenie hodowli ; kultur mikropędowych – agarowych, wytrząsanych i namnażanych w systemach okresowo-zalewowych (TIS) - bioreaktorach PlantForm, oraz kultur niezróżnicowanych – kalusowych i zawiesinowych. Jakościowy i ilościowy dobór PGRs w podłożu hodowlanym (MS) i czas trwania hodowli wpływały na wygląd biomasy oraz produkcję metabolitów. Analiza jakościowa metodą UHPLC-DAD-MS/MS metanolowych ekstraktów z biomasy kultur mikropędowych potwierdziła obecność związków z trzech grup lignanów: lignanów dibenzocyklooktadienowych (schisandryny, gomisyny G, schisanteryny A i B, deoksyschisandryny i schisandryny C) oraz lignanów dibenzylobutanowych (hernycyny B) i lignanów aryltetralinowych (wulignanu A1 i A2, epiwulignanu A1, ensycyny, epiensycyny i dimetylowulignanu A1), ponadto zidentyfikowano dwa związki triterpenoidowe - kwas kadsurowy i kwas schisanhenrynowy. Analiza związków polifenolowych metodą UHPLC-DAD-ESI-MS3 wykazała, w ekstraktach z kultur in vitro, obecność m.in. kwasów fenolowych i ich pochodnych (kwasu neochlorogenowego, O-heksozydu kwasu protokatechowego, kwasu kumaroilochinowego i jego izomerów), flawan-3-oli (katechiny) i pochodnych procyjanidyn (izomerów trimeru procyjanidyny typu C, izomerów dimeru procyjanidyn typu A i B, izomerów tetrameru i pentameru procyjanidyny). Jako optymalne warunki prowadzenia kultur in vitro S. henryi, sprzyjające produkcji lignanów (maks. 543,99 mg/100g ; s.m. (suchej masy)) wytypowano kultury mikropędowe hodowane w bioreaktorach PlantForm na podłożu MS zawierającym 2 mg/L IBA (kwas 3-indolilomasłowego) i 0,5 mg/L BA (6-benzyloadeniny). Jako optymalne warunki prowadzenia kultur in vitro S. henryi, sprzyjające produkcji związków polifenolowych (maks. 112,56 mg/100g s.m.) wytypowano kultury mikropędowe agarowe hodowane na podłożu MS zawierającym 2 mg/L IBA i 0,5 mg/L BA. Spośród lignanów w kulturach in vitro dominowały schisanteryna A i schisanteryna B (odpowiednio 73,16 mg/100g s.m. i 390,16 mg/100g s.m.), podobnie jak w liściach rośliny macierzystej (odpowiednio 61,65 mg/100g s.m. i 361,24 mg/100g s.m.). Profil fitochemiczny ekstraktów z kultur in vitro częściowo różnił się od profilu ekstraktu z liści rośliny macierzystej. W ekstraktach z kultur in vitro stwierdzono obecność schisandryny (0,35 mg/100 g s.m.), której nie wykryto w ekstraktach z liści. Podobnie w ekstraktach z liści stwierdzono obecność rubrifloryny A (0,02 mg/100g s.m.), której nie stwierdzono w ekstraktach z mikropędów. Analiza ilościowa związków polifenolowych w ekstraktach z różnych typów kultur in vitro S. henryi metodami UHPLC-DAD-ESI-MS3 i HPLC-DAD wykazała największą produkcję tych związków w agarowych kulturach mikropędowych (kwasu neochlorogenowego – maks. 210,13 mg/100g s.m., katechiny – maks. 112,56 mg/100g s.m.) oraz w kulturach mikropędowych hodowa ; nych w bioreaktorach PlantForm (katechiny – maks. 124,25 mg/100g s.m.). W ramach pracy po raz pierwszy wykonano badania aktywności biologicznej ekstraktów z prowadzonych kultur in vitro oraz z liści rośliny macierzystej S. henryi. Oznaczenia potencjału antyoksydacyjnego (testy DPPH, FRAP i FIC (zdolności chelatującej)) i aktywności przeciwzapalnej ekstraktów (testy inhibicji 15-LOX (15-lipooksygenazy), COX-1 i 2 (cyklooksygenazy-1 i 2), sPLA2 (sekrecyjnej fosfolipazy A2), wykazały wyższe wyniki dla ekstraktów z kultur mikropędowych hodowanych w bioreaktorach PlantForm niż dla ekstraktów z liści. Oznaczono aktywność antyproliferacyjną (wobec linii: gruczolakoraka szyjki macicy HeLa, gruczolakoraka okrężnicy HT-29, gruczolakoraka piersi MCF-7 i limfoblastów podobnych do limfocytów T Jurkat) oraz oceniono aktywność cytotoksyczną (wobec linii normalnych komórek ludzkich HEK-293) ekstraktów z kultur mikropędowych hodowanych w bioreaktorach PlantForm oraz z liści rośliny macierzystej. Stwierdzono silniejsze działanie antyproliferacyjne, w szczególności przeciwko linii komórkowej HT-29 dla ekstraktów z liści. Przeprowadzono badania dotyczące aktywności przeciwdrobnoustrojowej - przeciwbakteryjnej (wobec bakterii Gram dodatnich: Staphylococcus aureus ATCC 25923, S. aureus ATCC 43300, S. epidermidis ATCC 12228 i bakterii Gram ujemnych: Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ; ATCC 9027, Helicobacter pylori ATCC 43504) oraz przeciwgrzybiczej (wobec szczepów: Candida albicans ATCC 10231, C. parapsilosis ATCC 22019, C. glabrata ATCC 90030 i Aspergilus niger ATCC 16404). Stwierdzono, zbliżoną aktywność przeciwdrobnoustrojową ekstraktów z biomasy kultur in vitro i liści S. henryi. Najsilniejsze działanie przeciwbakteryjne stwierdzono wobec szczepu H. pylori, a działanie grzybobójcze przeciwko C. albicans i C. parapsilosis. Rezultaty prac eksperymentalnych przeprowadzonych w ramach pracy doktorskiej zostały opublikowane w trzech publikacjach eksperymentalnych w czasopismach o zasięgu międzynarodowym. Wyniki zaprezentowano na konferencjach zagranicznych w formie posterów (3x), oraz na konferencjach krajowych w formie wystąpień ustnych (4x) i posterowych (8x). Ponadto, w celu usystematyzowania i poszerzenia wiedzy dotyczącej aplikacji leczniczych, dietetycznych i kosmetycznych mało znanego gatunku - S. henryi oraz związków z grupy lignanów, a także w celu zaprezentowania wyników badań własnych, opublikowane zostały dwie anglojęzyczne i jedna krajowa publikacja przeglądowa. Podsumowując, w ramach niniejszej pracy doktorskiej udowodniono, że kultury S. henryi mogą być potencjalnym, bogatym źródłem pozyskiwania biologicznie aktywnych metabolitów. Na uwagę zasługuje nowatorski zakres badań dotyczących kultur in vitro gatunku S. henryi oraz badania przeprowadzo ; ne dla ekstraktów z liści rośliny macierzystej. Uzyskane wyniki mają nie tylko charakter poznawczy, ale również aplikacyjny.
Miejsce wydania:
Stopień studiów:
Instytucja nadająca tytuł:
Rada Dyscypliny Nauki farmaceutyczne
Promotor:
Data wydania:
Identyfikator:
Sygnatura:
Język:
Prawa dostępu:
Kolekcje, do których przypisany jest obiekt:
Data ostatniej modyfikacji:
27 lut 2025
Data dodania obiektu:
27 lut 2025
Liczba wyświetleń treści obiektu:
0
Liczba wyświetleń treści obiektu w formacie PDF
0
Wszystkie dostępne wersje tego obiektu:
http://dl.cm-uj.krakow.pl:8080/publication/5227
Wyświetl opis w formacie RDF:
Wyświetl opis w formacie OAI-PMH:
| Nazwa wydania | Data |
|---|---|
| ZB-142193 | 27 lut 2025 |
Obiekty
Podobne
Jafernik, Karolina Anna
Jafernik, Karolina Anna
Sołtys, Agnieszka Beata
Lipkowska, Anna
Grzywacz-Kisielewska, Agata
Jarosz, Magdalena
Chłosta, Sławomir
Ślusarczyk, Marietta Teresa
