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
УДК:546.72+546.47+546.23):616-008.9-022.6]-036
Дефіцит макро- та мікроелементів, як і порушення їх оптимального співвідношення, становлять серйозну загрозу для здоров’я. Неправильне харчування, також може призвести до поглиблення порушень метаболічних процесів, які відбуваються як на рівні окремих клітин, так і на рівні організму загалом. Усі ці метаболічні порушення сприяють розвитку різних патологічних станів, зокрема, вірусних інфекцій. Макро- та мікроелементи відіграють визначальну роль у багатьох метаболічних процесах, які впливають на перебіг вірусних захворювань. Серед них ключове значення має окисне фосфорилювання, яке змінюється у пацієнта із системним запаленням, і захист від медіаторів, зокрема оксидантів. Мікроелементи потрібні для прямої антиоксидантної активності, а також функціонують як кофактори для різноманітних антиоксидантних ферментів. Імунна функція також залежить від достатнього рівня вітамінів і мікроелементів. Відновлення дефіцитів мікроелементів до рекомендованих рівнів сприяє збільшенню стійкіскості опірності до інфекції та швидшому одужанню після інфікування. Для забезпечення оптимального функціонування організму лише збалансованого харчування недостатньо, тому важливо враховувати конкретні вікові потреби та вводити необхідні мікроелементи за додатко- вої потреби. У цій статті ми розглядаємо важливість оптимального спів- відношення окремих макро- та мікроелементів для ефективної боротьби із вірусними інфекціями.
Ключові слова: ферум, цинк, селен, імунна система, активні форми кисню.
Abstract. The deficiency of macro- and microelements and the disturbance of their balance are widely recognized issues in healthcare, with poor nutrition
exacerbating disruptions in metabolic processes at both the cellular and organ- ismal levels. All these metabolic circumstances and disruptions in metabolic processes contribute to the development of various pathological conditions, including viral infections. Macro- and microelements play a crucial role in many metabolic processes that affect the course of infectious diseases. These processes include oxidative phosphorylation, which is altered in patients with systemic inflammation and protection against mediators, including oxidants. Microelements are necessary for direct antioxidant activity and also function as cofactors for various antioxidant enzymes. Immune function also depends on an adequate level of vitamins and microelements. It can be enhanced by restoring microelement deficiencies to recommended levels, thereby increasing resistance to infection and promoting faster recovery after infection. Balanced nutrition alone is insufficient, hence the need for the supplementation of microelements tailored to specific age-related requirements. In this article, we explore the importance of the optimal balance of individual macro- and microelements for effectively combating viral infections.
Key words: iron, zinc, selenium, immune system, reactive oxygen species
The global tendency of the contemporary scientific studies is using alternative biologic models as substitutes of experimental animals. HET-CAM (The Hen's Egg Test on the Chorioallantoie Membrane Assay) is an alternative to in vivo tests involving experimental animals. This test is actively used in different biomedical studies. The aim of our work was to study the irritating potential of adhesives used in shoe making industry in experimental setting using the alternative HET-CAM method. Polyurethane, polychloroprene, rubber and styrene-butadiene adhesives that are widely used in shoe-making industry were studied . HET-CAM test was used for the evaluation of the irritating action of the aforementioned adhesives. All adhesives were applied directly onto the chorioallantoic membrane of chick embryos with reactions and changes (hemorrhages, vascular lysis and coagulation) observed and registered in 30, 120 and 300 seconds after the application of the adhesive. Irritating potential of the adhesives was evaluated according to a calculated irritating index. The most pronounced signs of irritating action were caused by polyurethane adhesives, namely hemorrhages and coagulation (30 sec) – two-component adhesive and hemorrhages (30 sec) and coagulation (120-300 sec) – one-component adhesive. Vascular reactions from application of styrene-butadiene adhesives manifested predominantly with lysis and hemorrhages (30 sec), in some samples these reactions were observed at a later time-point (120-300 sec). Irritating action of rubber adhesives manifested mostly with hemorrhages (30 sec), one observation showed lysis (120 sec). Polychloroprene adhesive caused hemorrhages (30-120 sec) and also lysis (30 sec) in one of the samples. According to the irritating index, polyurethane (one- and two-component) and styrene-butadiene adhesives were estimated to be strong irritants, while rubber and polychloroprene ones cause
moderate irritating action. НЕТ-САМ test can be used as a component in the evaluation of evidence of irritating action of shoe adhesives.
Key words: shoe adhesives, irritating action, the hen's egg test on the chorioallantoie membrane assay, in vitro method
Глобальною тенденцією сучасних досліджень є використання альтернативних біологічних моделей на заміну чи обмеження експериментів на
тваринах. HET-CAM (The Hen's Egg Test on the Chorioallantoie Membrane Assay) тест служить альтернативою тестів in vivo на експериментальних тваринах та активно використовується в різних галузях біомедичних досліджень. Метою роботи було дослідити в експериментальних умовах подразнювальний потенціал взуттєвих адгезивів з використанням альтернативного методу HET-CAM. Досліджували поліуретанові, поліхлоропренові,
каучукові та стирол-бутадієнові адгезиви, які використовуються в технології виготовлення взуття. Для оцінки подразнювальної дії клейових сполук використано метод HET-CAM. Клей у нативному вигляді наносили безпосередньо на поверхню хоріоалантоїсної оболонки курячих ембріонів та спостерігали за змінами та реакціями: виникненнями геморагій, лізисом судин та коагуляцією. Ці ефекти відстежували через 30, 120 та 300 с від часу нанесення клею на хоріоалантоїсну оболонку. За розрахованим індексом подразнення оцінювали іритативну активність адгезивів. Найбільші прояви подразнювальної дії зафіксовані при нанесенні поліуретанових адгезивів, а саме: геморагії та коагуляція (30 с) – двокомпонентний адгезив; геморагії (30 с) і коагуляція (120-300 с) –однокомпонентний адгезив. Судинні реакції від нанесення стирол-бутадієнових клеїв проявилися переважно лізисом, геморагіями (30с), в окремих зразках ці зміни проявилися пізніше (120-300 с), коагуляцією в трьох пробах (30 с або 300 с). Подразнювальний потенціал каучукового клею проявляється переважно геморагіями (30 с), в одній пробі також і лізисом (120 с); поліхлоропренового клею – переважно геморагіями (30-120 с) та лізисом (30 с) одного зразка. За значенням індексу подразнення поліуретанові (одно- і двокомпонентні), стирол-бутадієнові адгезиви оцінено як сильні подразники, каучуковий та поліхлоропреновий – помірної подразнювальної дії. НЕТ-САМтест може використовуватися як складова оцінки доказовості подразнювальної дії взуттєвих адгезивів.
Ключові слова: взуттєві адгезиви, подразнювальний ефект, тест на хоріоалантоїсній оболонці курячого яйця, метод in vitro
UDC 616-057:613.63/.65:547
Introduction. The situation of recent years during the SARS-CoV-2 pandemic has aggravated the problem of an insufficient number of approved hygienic standards of active substances included in disinfectants. This, in turn, has become a deterrent to the introduction of such agents into practice. For the proper organization of chemical safety of the workforce new methods of substantiating hygienic standards need to be developed. One of the ways to overcome the outlined higher problem, which will significantly speed up the resolution of the situation, is the introduction of read-across as an express method of substantiating the maximum permissible concentrations for a group (cluster) of compounds.
The purpose of the research is to substantiate the possibilities of developing group regulations for this cluster of compounds in the air of the working area based on data about the physicochemical and toxicological characteristics of dialkyldimethylammonium chloride С8-С10 homologues.
Results. Similar chemical structure of dialkyldimethylammonium chloride C8-C10 homologues determines their similarity in terms of physicochemical and toxicological properties. All substances are solids in their aggregate state, dissolve well in water, have the ability to penetrate biological membranes and disrupt their integrity. According to parameters of acute oral toxicity, dialkyldimethylammonium chloride C8-C10 homologues belong to moderately hazardous substances – hazard class 3, do not cause systemic toxicity; the main negative manifestation of their influence is an irritating effect which further provokes signs of general toxicity. The substances do not have carcinogenic, mutagenic effects, they do not affect reproductive function. The most studied representative of the cluster is didecyldimethylammonium chloride (DC10DAC), which is accepted as a standard (analogue) for all dialkyldimethylammonium chloride C8-C10 homologues. In Ukraine a temporary hygienic standard for didecyldimethylammonium chloride in the air of the working area (approximately safe exposure level, ASEL) has been approved at the level of 0.2 mg/m3, where the limiting criteria for harmfulness are pronounced irritating effect on the skin and mucous membranes of the eyes and an acute inhalation effect. The calculation standard for quaternary ammonium compounds proposed by Dotson G.S. et al. is 0.1 mg/m3. Both standards belong to the II class of safety.
Conclusions. The read-across method allows for accepting didecyldimethylammonium chloride (DC10DAC) as a standard (analogue) for all dialkyldimethylammonium chloride C8-C10 homologues. The hygienic regulation of the permissible content of didecyldimethylammonium chloride obtained on the basis of additional experimental studies as a result of the application of the cluster approach will be legitimate for dioctyldimethylammonium chloride (DC8DAC); octyldecyldimethylammonium chloride (DC8-10DAC), didecyldimethylammonium chloride (DC10DAC) and their mixtures with different percentage ratios.
Keywords: dialkyldimethylammonium chloride C8-C10 homologues, dialkyl(C8-C10)dimethylammonium chloride, dioctyldimethylammonium chloride, didecyldimethylammonium chloride, read-across, hygienic standard, cluster approach, group hygienic regulation.