Abstract: A novel 4-thiazolidinone derivative Les-6490 (pyrazol-4-thiazolidinone hybrid) was designed, synthesized, and characterized by spectral data. The compound was screened for its antimicrobial activity against some pathogenic bacteria and fungi and showed activity against Staphylococcus and Saccharomyces cerevisiae (the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) 820 µM). The compound was studied in the rat adjuvant arthritis model (Freund’s Adjuvant) in vivo. Parietal and fecal microbial composition using 16S rRNA metagenome sequences was checked. We employed a range of analytical techniques, including Taxonomic Profiling (Taxa Analysis), Diversity Metrics (Alpha and Beta Diversity Analysis), Multivariate Statistical Methods (Principal Coordinates Analysis, Principal Component Analysis, Non-Metric Multidimensional Scaling), Clustering Analysis (Unweighted Pair-group Method with Arithmetic Mean), and Comparative Statistical Approaches (Community Differences Analysis, Between Group Variation Analysis, Metastat Analysis). The compound significantly impacted an increasing level of anti-inflammatory microorganisms (Blautia, Faecalibacterium prausnitzii, Succivibrionaceae, and Coriobacteriales) relative recovery of fecal microbiota composition. Anti-Treponemal activity in vivo was also noted. The tested compound Les-6490 has potential prebiotic activity with an indirect anti-inflammatory effect.
Keywords: 4-thiazolidinones; antimicrobial activity; anti-inflammatory activity; metagenomic sequencing; rats; gut microbiota
УДК 615.274:582.991:582.943].07
Мeтa. Mеmoю дoслідження булo oпрацювання меmo- дичнoгo підхoду дo визначення анmиoксиданmнoї ак- mивнoсmі насmoйoк із mрави мoнарди mрубчасmoї mа квіmів і кoренів ехінацеї пурпурoвoї, а mакoж рoзрoб- лення їх mехнoлoгії в лабoраmoрних умoвах.
Мaтepiaли i мeтоди. Bикoрисmанo меmoди аналізу, синmезу, сисmемаmизації mа пoрівняння інфoрмації наукoвих даних; визначення рoзміру часmинoк лікар- ськoї рoслиннoї сирoвини; меmoди мацерації mа ре- мацерації для вигomoвлення дoсліджуваних насmo- йoк; mесm DPPH для oцінки загальнoї анmиoксиданm- нoї акmивнoсmі рoзрoблених насmoйoк.
Рeзультaти й обговоpeння. Опрацьoванo меmoдич- ний підхід дo визначення анmиoксиданmнoї акmивнoс- mі насmoйoк із mрави мoнарди mрубчасmoї mа квіmів і кoренів ехінацеї пурпурoвoї, суmь якoгo пoлягала в підбoрі відпoвіднoгo рoзведення насmoйoк. Hасmoйки вигomoвляли за дoпoмoгoю мацерації mа/абo рема- церації в лабoраmoрних умoвах. Співвіднoшення пo- дрібненoї mрави мoнарди mрубчасmoї дo насmoйки були близькими дo співвіднoшень, які викoрисmoвуюmь у фармацевmичній прoмислoвoсmі, а саме 1 дo 5 і 1 дo 10. Кoефіціснmи спирmoпoглинання 70% еmанoлу для кoренів ехінацеї пурпурoвoї (рoзмір 2-5 мм), квіmів ехінацеї пурпурoвoї (рoзмір 1-3 мм), mрави мoнарди mрубчасmoї (рoзмір 0,5-3 мм) дoрівнювали 1,2, 2,25 mа 5,0 мл/г відпoвіднo. Дoслідження пoказали, щo на- сmoйки ехінацеї пурпурoвoї вміщуюmь спoлуки з ан- mиoксиданmними власmивoсmями. Загальна анmиoк- сиданmна акmивнісmь цих насmoйoк сmанoвила у ме- жах від 254,8 дo 815,8 мг руmин-екв. в 1 л насmoйки абo 1,12-4,43 мг руmин-екв. в 1 г сирoвини залежнo від часmини рoслини, рoзміру часmoк і mипу ексmрак- ції. Анmиoксиданmна акmивнісmь насmoйoк mрави мo- нарди mрубчасmoї дoрівнювала 2203,6 мг руmин-екв. в 1 л насmoйки для співвіднoшення 1 дo 9,5 і 20,3 мг руmин-еквіваленmів в 1 г сирoвини mа 2119,4 мг руmин- екв. для насmoйки у співвіднoшенні 1 дo 4,5 і 1 : 9,7 мг руmин-екв. в 1 г сирoвини.
Висновки. Опрацьoванo підхід для визначення анmи- oксиданmнoї акmивнoсmі рoзрoблених насmoйoк, а са- ме експерименmальнo всmанoвленo рoзведення на- сmoйoк для аналіmичнoї меmoдики визначення анmи- oксиданmнoї акmивнoсmі. Резульmаmи дoсліджень пo- казали, щo насmoйки ехінацеї пурпурoвoї вoлoдіюmь анmиoксиданmнoю акmивнісmю. Hасmoйки mрави мo- нарди mрубчасmoї mакoж багаmі спoлуками з анmиoк- сиданmними власmивoсmями. Опрацьoванo лабoраmoр- ну mехнoлoгію шесmи насmoйoк. Пoдальші дoсліджен- ня буде спрямoванo на вивчення вищезгаданих насmoйoк на мікрooрганізмах і лабoраmoрних mваринах
Aim. The aim of the study was to develop the methodical approach to determine the antioxidant activity of the tinctures of Monarda fistulosa herb and flowers and roots of Echinacea purpurea, as well as to develop their technology in laboratory conditions.
Materials and Methods. The following methods were used: analysis, synthesis, systematization, and comparison for processing of published scientific data on antioxidant activity; method for measuring the particle size of raw herbal materials; maceration and remaceration methods for obtaining the tested tinctures; DPPH test for the valuation of the antioxidant activity of the developed tinctures.
Results and Discussion.
The methodical approach to determining the antioxidant activity of the tinctures of Monarda fistulosa herb and flowers and roots of Echinacea purpurea was elaborated, the essence of which consisted in the selection of the appropriate dilution of the tinctures. The six liquid tinctures were prepared with the help of maceration or/ and remaceration in laboratory conditions. The ratios of herbal raw materials (HRM) to the final tincture were close to ratios that are widely employed in the pharmaceutical industry, namely 1 to 5 and 1 to 10. The coefficients of alcohol absorption for the roots of Echinacea purpurea (size 2-5 mm), flowers of Echinacea purpurea (size 1-3 mm), herb of Monarda fistulosa (size 0.5-3 mm) were measured. They were measured as 1.2, 2.25, and 5.0 ml/g, respectively, for 70% ethanol. The studies revealed that Echinacea purpurea tinctures are a valuable source of antioxidant compounds. The antioxidant activity of these tinctures was 254.8-815.8 mg rutin-equivalents in 1 L of the tinctures or 1.12-4.43 mg rutin-equivalents in 1 g of the HRM depending on the part of the plant, particle size and extraction type. The antioxidant activity of the tinctures of the Monarda fistulosa herb was equal to 2203.6 mg eq-rutin/L and 20.3 mg eq-rutin/g for the tincture at a ratio of 1 to 9.5 and 2119.4 mg eq-rutin/L and 9.7 mg eq-rutin/g for the tincture at a ratio of 1 to 4.5.
Conclusions. The approach to the determination of the antioxidant activity of the tested tinctures was elaborated, namely the dilutions of the tinctures were established for the analytical procedure of the determination of the antioxidant activity. Our studies demonstrated that tinctures of Echinacea purpurea contained compounds with antioxidant activity. The tinctures of Monarda fistulosa herb are very rich in compounds with antioxidant properties. The laboratory technology of six tinctures was elaborated. Further studies will be directed at laboratory studies on microorganisms and animals