Научные отчеты

КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Была исследована противогрибковая активность нафтохинона бета-лапахона против Cryptococcus neoformans «in vivo». Иммунитет мышей подавляли путем ежедневного введения дексаметазона (0,5 мг) внутрибрюшинно в течение 3 дней, процедуру повторили через 4 дня, а затем, через 1 неделю животных заразили дрожжеподобным грибком C. neoformans (106 КОЕ/мл). Через семь дней после заражения мышей разделили на группы и ежедневно лечили бета-лапахоном (10 мг/кг, внутривенно) в течение 7 дней (N = 6) и 14 дней (N = 10). Амфотерицин B (0,5 мг/кг) использовали в качестве препарата для сравнения, контрольная группа получала фосфатно-солевой буфер. Лечение бета-лапахоном очистило селезенку и печень, а нагрузка на легкие и головной мозг снизилась примерно в 104 раза через 14 дней после заражения, по сравнению с группой контроля (P <0,05). Этот результат был аналогичен результату в группе, получавшей амфотерицин B. Исследование показало перспективность использования бета-лапахона для лечения диссеминированного криптококкоза. (2)

Длительно незаживающие раны представляют большую проблему для диабетиков.

Бета-лапахон – натуральное вещество, полученное из коры муравьиного дерева, хорошо известно благодаря своим противоопухолевым и противовоспалительным свойствам. 

В данном исследовании изучался эффект применения бета-лапахона на процессы заживления ран. В эксперименте «in vitro» обнаружено, что бета-лапахон усиливает пролиферацию некоторых видов клеток, ускоряет миграцию 3T3 фибробластов мышей и клеток человеческого эндотелия EAhy926 и ускоряет заживление ран «in vitro». Применение мази, содержащей бета-лапахон, для лечения ран мышей, страдающих диабетом, показало, что заживление проходило быстрее, чем у мышей, получавших плацебо.

Результаты исследования позволяют предположить, что бета-лапахон может использоваться для ускорения заживления ран. (3)

Антитромбоцитарная и антипролиферативная активность экстракта внутреннего слоя коры муравьиного дерева (Tabebuia impetiginosa) изучалась «in vitro» при использовании тромбоцитов кролика и культивированных клеток гладких мышц аорты крыс.

В ходе эксперимента установлено, что фракции, полученные из коры Tabebuia impetiginosa (н-гексановая, хлороформная, этилацетатная) в значительной мере (зависящей от дозировки) подавляют агрегацию тромбоцитов, вызванную коллагеном и арахидоновой кислотой. Фракции, особенно хлороформная фракция, ингибировали пролиферацию клеток и синтез ДНК, индуцированные фактором роста тромбоцитов. (4)

Способность экстракта внутреннего слоя коры муравьиного дерева Tabebuia impetiginosa подавлять размножение Helicobacter pylori изучалась с использованием диско-диффузионного метода и оценки минимальной ингибирующей концентрации (MIC) биопроб. Активность экстракта сравнивалась с коммерчески доступными препаратами – амоксицилином, метронидазолом и тетрациклином. Биологически активный компонент коры муравьиного дерева – лапахол оказал ингибирующее действие на Helicobacter pylori при концентрации 0.01 мг/диск.

При оценке минимальной ингибирующей концентрации биопроб, 2-(гидроксиметил) антрахинон (2 мкг/мл), антрахинон-2-карбоновая кислота (8 мкг/мл) и лапахол (4 мкг/мл) проявили большую активность по отношению к Helicobacter pylori, чем метронидазол (32 мкг/мл), но были менее эффективны, чем амоксициллин 0.063 мкг/мл) и тетрациклин (0.5 мкг/мл). Результаты исследования свидетельствуют о том, что экстракт внутреннего слоя коры Tabebuia impetiginosa потенциально может использоваться для эрадикации Helicobacter pylori, необходимы дальнейшие исследования. (5)

Летучие вещества коры муравьиного дерева (Tabebuia impetiginosa) были изолированы, используя паровую дистилляцию при пониженном давлении с последующей жидкостно-жидкостной экстракцией. Экстракт анализировался с помощью газовой хроматографии и масс-спектрометрии.

Основные летучие вещества Tabebuia impetiginosa – 4-метоксибензалдегид (52.84 мкг/мл), 4-метоксифенол (38.91 мкг/мл), 5-аллил-1,2,3- триметоксибензол (элемицин; 34.15 мкг/мл), 1-метокси-4-(1E)-1-пропенилбензол (транс-анетол; 33.75 мкг/мл), 4-метоксибензол алкоголь (30.29 мкг/мл).

Антиоксидантная активность этих веществ определялась двумя способами. Экстракт коры муравьиного дерева оказал мощное подавляющее воздействие на образование диеновых гидропероксидов (из метиллинолеата) при концентрации 1000 мкг/мл. Экстракт также подавлял оксидацию гексанала в течение 40 дней, при концентрации 5 мкг/мл.

Антиоксидантная активность летучих вещества коры муравьиного дерева сопоставима с активностью хорошо известных антиоксидантов – альфа-токоферола и бутилгидрокситолуола. (6)

В исследовании бразильских ученых изучалась противоопухолевая активность двух синтезированных нафтохинонов (2-butanoylamine-1,4-naphthoquinone и 2-propanoylamine-1,4-naphthoquinone – производных 2-amine-1,4-naphthoquinone). Эксперимент проводился на мышах, страдающих саркомой. Кроме того, проводился гематологический и биохимический анализ, а также гистопатологический и морфологический анализы, с целью изучения токсикологического аспекта лечения нафтохинонами.

Оба вида нафтохинонов показали мощную противоопухолевую активность. Степень ингибирования была 33.48% и 42.35% для 2-butanoylamine-1,4-naphthoquinone и 37.65 и 55.24% для 2-propanoylamine-1,4-naphthoquinone при дозе 25 и 50 мг/кг/день. Гистопатологический анализ показал очень слабую токсичность нафтохинонов. Эксперимент подтвердил противоопухолевую эффективность нафтохинонов. (7)

Метастазирование является главной причиной смерти онкологических больных. Бразильские ученые провели эксперимент с целью определить, насколько эффективно применение лапахола пациентами, страдающими онкозаболеваниями.

Исследовались молекулярные и морфологические изменения в организме больных, вызванные применением лапахола. Клетки HeLa обрабатывались лапахолом различной концентрации, после чего изучались молекулярные изменения в белковом профиле, морфологии и агрессивности раковых клеток. При концентрации 400 мкг/мл жизнеспособность клеток не изменялась, но лапахол стимулировал изменения в белковом профиле и снижал агрессивность клеток HeLa.

Эксперимент показал, что лапахол обладает потенциалом в борьбе с метастазами. (8)

В эксперименте проводился синтез и оценка некоторых нафтохинонов. С помощью стандартного анализа определяли противогрибковую, антибактериальную, противовирусную и противоопухолевую активность этих веществ. Результаты показали, что нафтохиноны проявили противовирусную активность «in vitro» против вируса гриппа-A и вируса простого герпеса, а также противогрибковое действие, и противоопухолевую активность против лимфолейкоза P 388. (9)

Бета-лапахон является полусинтетическим аналогом лапахола, полученного из коры деревьев семейств Bigoniaceae и Verbenaceae, которые встречаются во многих районах Бразилии. Бета-лапахон показал активность «in vitro» против взрослых червей Shcistosoma mansoni, а также проявил противопаразитарное свойство в эксперименте «in vitro», а также «in vivo» на мышах. Бета-лапахон в концентрации 100 мкМ вызывал гибель всех взрослых шистосом. (10)

Была исследована активность калиевой соли лапахола против переносчицы шистосомоза - улитки Biomphalaria glabrata и ее яиц. Полученные значения IC50 (2,70 и 1,43 частей на миллион, соответственно) указывают на высокую активность калиевой соли лапахола. Производные лапахола также были протестированы против Trypanosoma cruzi. Лапахол проявил также трипаноцидную активность, убивая 95,7% паразитов при концентрации 42 мкг / мл. (11)

Инфекционные заболевания - проблема здравоохранения во всем мире. Растет количество исследований в области использования растительных средств для лечения этих заболеваний. В исследовании проведен систематический обзор литературы для оценки антибактериального, противогрибкового, противовирусного и противопаразитарного действия, присущего растениям рода Tabebuia (Bignoniaceae).

Найдены этноботанические и экспериментальные (in vitro) доказательства, подтверждающие эффективность использования Tabebuia для лечения инфекционных заболеваний. Кроме того, изолированы соединения, благодаря которым оказывается антибактериальное воздействие, и выяснена их структура, особую роль среди них играют нафтохиноны, такие как лапахол. Натуральные вещества, полученные из растений вида Табебуя, могут быть альтернативным сырьем для разработки новых противоинфекционных препаратов. (13)

β-лапахон представляет собой природный нафтохинон, выделенный из дерева лапачо (Tabebuia sp.). Это растение применялось для лечения ревматоидного артрита, инфекций и опухолевых заболеваний. Цель исследования - определить, оказывает ли β-лапахон противовоспалительное действие при нейровоспалительных заболеваниях «in vitro» и «in vivo».

Воздействие β-лапахона на экспрессию индуцибельной синтазы оксида азота iNOS, цитокинов и матриксных металлопротеиназ (MMП) было исследовано в стимулированных липополисахаридом микроглиальных клетках BV2 и первичной микроглии крыс с помощью иммуноферментного анализа, цепной реакции полимеразы с обратной транскрипцией и анализа вестерн-блоттинга. Микроглиальная активация и уровни экспрессии провоспалительных молекул измеряли в головном мозге мышей, которым вводили липополисахариды, с помощью иммуногистохимии и анализа ОТ-ПЦР. Подробный молекулярный механизм, лежащий в основе противовоспалительного эффекта β-лапахона, был изучен с помощью анализа сдвига электрофоретической подвижности, анализа репортерного гена, вестерн-блоттинга и анализа ОТ-ПЦР. 

β-лапахон подавлял экспрессию iNOS, провоспалительных цитокинов и MMП (MMП-3, MMП-8, MMП-9) на уровнях информационной РНК и белка в стимулированной липополисахаридами микроглии. С другой стороны, β-лапахон активировал экспрессию противовоспалительных молекул, таких как интерлейкин-10, гемоксигеназа-1 и тканевый ингибитор металлопротеиназы-2. Противовоспалительный эффект β-лапахона был подтвержден на модели системного воспаления, индуцированного липополисахаридами у мышей. β-лапахон ингибировал микроглиальную активацию и экспрессию iNOS, провоспалительных цитокинов и MMП в мозге мышей, инъецированных липополисахаридами.

Мощные противовоспалительные и антиоксидантные свойства β-лапахона могут быть полезны для профилактики различных нейровоспалительных заболеваний. (14)

В исследовании идентифицировано шесть фенилпропаноидных гликозидов из водного экстракта коры муравьиного дерева. Фенилпропаноидные гликозиды проявляли сильную антиоксидантную активность и умеренную ингибирующую активность в отношении энзима CYP3A4. Установлено, что оксидативный стресс связан с широким спектром заболеваний человека, включая онкозаболевания, нейродегенеративные заболевания, диабет, воспалительные заболевания суставов, сердечно-сосудистые заболевания, а также со старением организма, поэтому присутствие мощных антиоксидантов - фенилпропаноидных гликозидов в экстракта коры муравьиного дерева может объяснить широкий спектр биологической активности экстракта коры муравьиного дерева и его использование в народной медицине для лечения множества заболеваний на протяжении тысячелетий. (15)

Известно, что бета-лапахон, хиноновое соединение, полученное из коры муравьиного дерева, обладает противовоспалительным и противоопухолевым действием. В исследовании изучалось противодействие бета-лапахона метастазированию, с использованием клеточных линий гепатокарциномы человека HepG2 и Hep3B. Бета-лапахон дозозависимо ингибировал жизнеспособность и миграцию как клеток HepG2, так и Hep3B. Данные ОТ-ПЦР (полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией) и вестерн-блоттинга показали, что бета-лапахон резко увеличивает уровни белка, а также экспрессию гена-1 раннего ответа на рост и тромбоспондина-1 на ранней стадии, а затем уменьшает их зависимым от времени образом. 

Кроме того, в клетках HepG2 и Hep3B, обработанных бета-лапахоном, наблюдались понижающая регуляция экспрессии Snail и повышающая регуляция экспрессии E-кадгерина, что связано со сниженной инвазивной способностью, которая измерялась с помощью анализа инвазии матригеля. Результаты исследования убедительно свидетельствуют о том, что бета-лапахон способен подавлять прогрессирование и метастазирование клеток гепатомы. Это происходит, по крайней мере частично, вследствие подавления инвазивной способности клеток путем повышающей регуляции экспрессии гена раннего ответа, тромбоспондина-1 и E-кадгерина. (16)

Воспаление играет важную роль в патогенезе хронических заболеваний. Воспалительные заболевания требуют огромных затрат от систем здравоохранения. Кроме того, существуют некоторые побочные эффекты применения классических препаратов для лечения воспалительных заболеваний. Фитохимические соединения открыли важные перспективы в борьбе с болезнями. β-лапахон является производным природного вещества лапахола из муравьиного дерева, и его противовоспалительный эффект описан в результатах нескольких исследований. Обобщены данные исследований “in vitro” и “in vivo”, подтверждающие противовоспалительное действие β-лапахона, и потенциальные механизмы его действия. (17)

В исследовании изучалось ингибирующее действия шестнадцати производных, синтезированных из нафтохинона лапахола, на активацию раннего антигена вируса Эпштейна-Барра, вызванную 12-O-тетрадеканоилфорбол-13-ацетатом. Производные лапахола проявили разнообразную ингибирующую активность от очень высокой до умеренной, что позволяет предположить взаимосвязь между их структурой и активностью. Десять из этих производных описаны впервые, их структура детально определена спектроскопическими методами. (18)

Внутренний слой коры муравьиного дерева, которое встречается в тропических лесах на северо-востоке Бразилии, используется в традиционной медицине для лечения различных болезней уже более 1500 лет. В исследовании на животных изучались обезболивающее и противовоспалительное свойства этанолового экстракта коры муравьиного дерева. В эксперименте «in vivo» использование 200 мг/кг экстракта коры вызывало значительный обезболивающий эффект и увеличивало болевой порог у животных примерно на 30% по сравнению с контрольной группой. Применение 200 мг/кг экстракта коры при отеке лапы у животных вызванном тетрадеканоилфорбол-ацетатом, арахидоновой кислотой и каррагенаном, оказало противовоспалительное действие и подавляло воспаление на 30-50% по сравнению с контрольной группой. При 100 мг/кг экстракт также уменьшал боль и воспаление во всех тестируемых моделях, но степень ингибирования не была статистически значимой. Результаты показали, что этаноловый экстракт внутреннего слоя коры Tabebuia avellanedae (Tabebuia impetiginosa) потенциально может использоваться как вспомогательное или лечебное средство при боли и воспалении, включая остеоартрит. (20)

Водный экстракт коры муравьиного дерева, полученный из Tabebuia avellanedae (Tabebuia impetiginosa) используется в качестве народного средства для лечения различных воспалительных заболеваний. Хотя ранее было установлено, что экстракт проявляет противовоспалительную активность, его воздействие «in vivo» на мукозный иммунный ответ оставались неясными. В исследовании изучалось противовоспалительное действие экстракта коры муравьиного дерева на клетки врожденного иммунитета, такие как дендритные клетки и макрофаги, а также на дифференцировку Т-хелперных клеток. Кроме того, исследователи определяли, может ли пероральное введение экстракта коры муравьиного дерева модулировать воспалительные реакции слизистой оболочки при лечении колита, вызванного декстрансульфатом натрия. Обнаружено, что экстракт коры муравьиного дерева может активировать дендритные клетки для выработки иммуносупрессивного интерлейкина-10 и поляризовать макрофаги в направлении противовоспалительного фенотипа в мезентериальных лимфатических узлах. Такие изменения привели к значительному увеличению количества противовоспалительных клеток Th2 и Foxp3 + Treg и резкому снижению количества провоспалительных клеток Th1 и Th17 в мезентериальных лимфатических узлах. После лечения колита с помощью экстракта коры муравьиного дерева значительно уменьшались клинические симптомы, включая потерю массы тела и воспаление ткани толстой кишки, что происходило за счет активации иммунных ответов Т-хелперов типа II.

Данные, полученные в результате исследования, позволяют предположить, что экстракт коры муравьиного дерева является отличным натуральным средством, обладающим лечебным действием при воспалительных заболеваниях кишечника, таких как колит. (21)

Литература

1. Duke JA. CRC Handbook of Medicinal Herbs. Boca Raton, FL: CRC Press, 1985, 470-1.

2. C.S. Medeiros, N.T. Pontes-Filho, C.A. Camara, J.V. Lima-Filho, P.C. Oliveira, S.A. Lemos, A.F.G. Leal, J.O.C. Brandão and R.P. Neves. Antifungal activity of the naphthoquinone beta- lapachone against disseminated infection with Cryptococcus neoformans var. neoformans in dexamethasone-immunosuppressed Swiss mice/ Braz J Med Biol Res, April 2010, Volume 43(4) 345-349

3. Kung HN, Yang MJ, Chang CF, Chau YP, Lu KS. In vitro and in vivo wound healing-promoting activities of beta-lapachone. Am J Physiol Cell Physiol. 2008 Oct;295(4):C931-43. Epub 2008 Jul 23.

4. Son DJ, Lim Y, Park YH, Chang SK, Yun YP, Hong JT, Takeoka GR, Lee KG, Lee SE, Kim MR, Kim JH, Park BS. Inhibitory effects of Tabebuia impetiginosa inner bark extract on platelet aggregation and vascular smooth muscle cell proliferation through suppressions of arachidonic acid liberation and ERK1/2 MAPK activation. J Ethnopharmacol. 2006 Nov 3;108(1):148-51.

5. Park BS, Lee HK, Lee SE, Piao XL, Takeoka GR, Wong RY, Ahn YJ, Kim JH. Antibacterial activity of Tabebuia impetiginosa Martius ex DC (Taheebo) against Helicobacter pylori. J Ethnopharmacol. 2006 Apr 21;105(1-2):255-62. Epub 2005 Dec 15.

6. Park BS, Lee KG, Shibamoto T, Lee SE, Takeoka GR. Antioxidant activity and characterization of volatile constituents of Taheebo (Tabebuia impetiginosa Martius ex DC). J Agric Food Chem. 2003 Jan 1;51(1):295-300.

7. Bezerra DP, Alves AP, de Alencar NM, Mesquita Rde O, Lima MW, Pessoa C, de Moraes MO, Lopes JN, Lopes NP, Costa-Lotufo LV. Antitumor activity of two derivatives from 2-acylamine-1, 4-naphthoquinone in mice bearing S180 tumor. J Exp Ther Oncol. 2008;7(2):113-21.

8. Balassiano IT, De Paulo SA, Henriques Silva N, Cabral MC, da Gloria da Costa Carvalho M. Demonstration of the lapachol as a potential drug for reducing cancer metastasis. Oncol Rep. 2005 Feb;13(2):329-33.

9. Tandon VK, Singh RV, Yadav DB. Synthesis and evaluation of novel 1,4-naphthoquinone derivatives as antiviral, antifungal and anticancer agents. Bioorg Med Chem Lett. 2004 Jun 7;14(11):2901-4.

10. Aires Ade L, Ximenes EC, Silva RA et al. Ultrastructural analysis of β-lapachone-induced surface membrane damage in male adult Schistosoma mansoni BH strain worms. Exp. Parasitol. 142, 83–90 (2014).

11. A F Santos, P A Ferraz, F C de Abreu, E Chiari, M O Goulart, A E Sant'Ana.Molluscicidal and trypanocidal activities of lapachol derivatives. Planta Med. 2001 Feb;67(1):92-3.

12. Pinto CN, Dantas AP, De Moura KC, Emery FS, Polequevitch PF, Pinto MC, de Castro SL, Pinto AV. Chemical reactivity studies with naphthoquinones from Tabebuia with anti-trypanosomal efficacy. Arzneimittelforschung. 2000 Dec;50(12):1120-8.

13. Jiménez-González, F. J., Veloza, L. A., & Sepúlveda-Arias, J. C. (2013). Anti-infectious activity in plants of the genus Tabebuia. Universitas Scientiarum, 18(3), 257-267.

14. Eun-Jung Lee, Hyun-Myung Ko, Yeon-Hui Jeong, Eun-Mi Park and Hee-Sun Kim. β-Lapachone suppresses neuroinflammation by modulating the expression of cytokines and matrix metalloproteinases in activated microglia. Journal of Neuroinflammation (2015) 12:133

15. Suo, M., Ohta, T., Takano, F., & Jin, S. (2013). Bioactive phenylpropanoid glycosides from Tabebuia avellanedae. Molecules, 18(7), 7336-7345.

16. Sung Ok Kim, Jae Im Kwon, Yong Kee Jeong, Gi Young Kim, Nam Deuk Kim, Yung Hyun Choi. Induction of Egr-1 is associated with anti-metastatic and anti-invasive ability of beta-lapachone in human hepatocarcinoma cells. Biosci Biotechnol Biochem. 2007 Sep;71(9):2169-76.

17. Narmin Mokarizadeh, Pouran Karimi, Hamid Kazemzadeh, Nazila Fathi Maroufi, Saeed Sadigh-Eteghad, Saba Nikanfar, Nadereh Rashtchizadeh. An evaluation on potential anti-inflammatory effects of β-lapachone. Int Immunopharmacol. 2020 Jul 21; 87:106810.

18. Elisa Pérez Sacau, Ana Estévez-Braun, Angel G Ravelo, Esteban A Ferro, Harunkuni Tokuda, Teruo Mukainaka, Hoyoku Nishino. Inhibitory effects of lapachol derivatives on epstein-barr virus activation. Bioorg Med Chem. 2003 Feb 20;11(4):483-8.

19. J Koyama, I Morita, K Tagahara, K Hirai. Cyclopentene dialdehydes from Tabebuia impetiginosa. Phytochemistry. 2000 Apr; 53(8):869-72.

20. Mu Hong Lee, Hyun Mi Choi, Dae-Hyun Hahm, Erk Her, Hyung-In Yang, Myung Chul Yoo, Kyoung Soo KimAnalgesic and anti-inflammatory effects in animal models of an ethanolic extract of Taheebo, the inner bark of Tabebuia avellanedae. Mol Med Rep. 2012 Oct;6(4):791-6.

21. Hyun Jung Park, Sung Won Lee, Dong-Joo Kwon, Seong-Il Heo, Se-Ho Park, Sun Young Kim & Seokmann Hong. Oral administration of taheebo (Tabebuia avellanedae Lorentz ex Griseb.) water extract prevents DSS-induced colitis in mice by up-regulating type II T helper immune responses. BMC Complementary and Alternative Medicine volume 17, Article number: 448 (2017). Published: 06 September 2017