Search academic texts

Registration Number

0821U101035, PhD dissertation

Title

The influence of biologically active substances in complexes with fragments of chitosan derivatives and polyvinylpyrrolidone on the viability of prokaryotic and eukaryotic cells.

Author

Manko Nazar Olegovych,

popup.head Stojka Rostyslav Stepanovych
popup.head Stojka Rostyslav Stepanovych
popup.opponent Iskra Ruslana Yaroslavivna
popup.opponent Ostash Bohdan Omelianovych
popup.review Stasyk Oleh Volodymyrovych
popup.review Barska Maryna Leonidivna

Status

Доктор філософії, 091, Біологія. Біологія

Date

13-05-2021

Description

Дисертація присвячена дослідженню в галузі використання полімерів та їх похідних в медицині та біотехнології. Метою даної роботи було охарактеризувати фізико-хімічні і біологічні властивості фрагментів хітозану і його комплексів із різними біологічно активними речовинами, а також визначити вплив комплексу модифікованого полівінлпіролідону зі специфічними пептидами на мікроорганізми, нормальні та пухлинні лінії клітин ссавців. У дисертаційній роботі розроблено оригінальну методику отримання хітозану із хітину тіл бджіл та панцирів крабів, описані умови його стерилізації та зберігання. Встановлено значну гетерогеність отримуваних зразків хітозану з різних джерел, включаючи промислові зразки. Здійснене вивчення протимікробних властивостей хітозану відносно таких штамів мікроорганізмів як S. aureus, P. aeruginosa, E. coli, C. albicans. Продемонстровано високу перспективність хітозану як протигрибкового препарату, у т.ч. проти штамів C. albicans із мультирезистентністю до антибіотиків. Встановлено, що зменшення молекулярної маси хітозану спричиняє підвищення його розчинності, але в той же час призводить до зниження його цитотоксичної дії на дріжджі Candida albicans, і, навпаки, фракції хітозану з більшою молекулярною масою володіють вищою протигрибковою активністю. У роботі розроблено методику розчинення хітозану з використанням гліколевої кислоти, що дозволило отримувати розчинні зразки хітозану з високою молекулярною масою при нейтральному рН. Розроблено оригінальну методику отримання хітозан-меланінового комплексу із підмору бджіл. Вивчено активність даного комплексу щодо штамів С. albicans ATCC 885-655, і клінічного ізоляту С. аlbicans N12, з мультирезистентністю до протигрибкових препаратів. Продемонстровано вищу активність хітозан-меланінового комплексу відносно штаму N12 з мультирезистентністю порівняно з такою активністю хітозану. Виявлено загибель дріжджових клітин С. albicans N12 при контакті з молекулами хітозану. Показано низьку токсичність цього комплексу, а також хітозану щодо клітин ссавців за дози 0,2 мг/мл, у тому числі, щодо нормальних лімфоцитів периферичної крові людини, що свідчить про його біо-сумісність. Розроблено оригінальну методику отримання хітину із плодових тіл базидіальних грибів, як ще одного перспективного джерела для отримання хітозану в промислових масштабах. Проведене спектральне дослідження хітозану, отриманого з грибів. Створено комплекс хітозану краба з етакридину лактатом й обгрунтовано використання хітозану як носія медикаментозних препаратів. Встановлено вивільнення етакридину лактату з його комплексу з хітозаном, що забезпечило пролонгацію перебування етакридину лактату в крові піддослідних щурів у порівнянні з вільним етакридину лактатом. Отримані результати свідчать про можливість пролонгації дії медикаментозних препаратів у кровоносному руслі за допомогою їх кон’югування з хітозаном. Здійснено ковалентне кон’югування мономерної форми трипептиду Сер-Про-Цис з похідними полівінлпіролідону, що дозволило створити кон’югати з різною біологічною активністю. Проведено скринінгове дослідження даних кон’югатів і вибрано модифікацію з найвищою цитотоксичною активністю in vitro щодо злоякісних клітин ліній MCF7 і HCT116 за дози кон’югату, який складався з полімеру (1,66 мг\мл) і ковалентно зв’язаного пептиду (0,13 мг\мл). Встановлено інгібування росту злоякісної лімфоми NK/Ly мишей пухлиноносіїв лінії C57/Black за кумулятивної дози 30 мг/кг протягом введення кон’югату in vivo. Разом з тим, дана комплексна сполука має відносно малу токсичність щодо псевдонормальних клітин лінії HEK293 ембріона нирки людини й активованих нормальних лімфоцитів периферичної крові людини. Встановлено, кон'югат P4P із флуоресцентною міткою FITC у діапазоні 2-6 год проникає в клітини лінії MCF7 карциноми молочної залози людини і накопичується у везикулах клітин, але не потрапляє в їхнє ядро. Доведено утворення активних форм кисню (за допомогою барвника DCFDA, що виявляє пероксид водню) за дії комплексу P4P на клітини лінії MCF7 карциноми молочної залози людини. Розроблено оригінальний підхід для отримання білків-мішеней дії різних чинників з використанням магнітних частинок. За допомогою MALDI-TOFF мас-спектрометрії вперше ідентифіковано внутрішньоклітинні білки, які взаємодіють з комплексом P4P в клітинах мишачої лімфоми NK/Ly і можуть слугувати його молекулярними мішенями. Серед ідентифікованих білків знаходяться структурні білки клітин (актин, кератин цитоскелету, цитоплазматичний бета-актин, міозин) і сироватковий альбумін.