ПРОТИЗАПАЛЬНІ Й ПРОТИМІКРОБНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОХІДНОГО 4-ТІАЗОЛІДИНОНУ ТА НЕСТЕРОЇДНОГО ПРОТИЗАПАЛЬНОГО ПРЕПАРАТУ ТА ЇХНІЙ ВПЛИВ НА МІКРОЕКОЛОГІЧНИЙ ТА БІОХІМІЧНИЙ СТАТУС ЛАБОРАТОРНИХ ТВАРИН

АНОТАЦІЯ
Руминська Т.М. Протизапальні й протимікробні властивості похідного 4- тіазолідинону та нестероїдного протизапального препарату та їхній вплив на мікроекологічний та біохімічний статус лабораторних тварин. — Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 091 Біологія (09-Біологія). — Інститут біології тварин НААН, Львів, 2024.
У представленій дисертаційній роботі вперше досліджувалась новосинтезована похідна 4-тіазолідинону (5Z)-5-[(1,3-Дифенілпіразол-4-іл) метилен]тіазолідин-2,4-діон — сполука Les-6490. Досліджено її токсичні,
протизапальні та антимікробні властивості, а також проведено порівняльне дослідження впливу сполуки Les-6490 та протизапального препарату — німесуліду на альтерацію кишкового мікробіому та окремих представників кишкової мікробіоти.
Вивчення антибактеріальної та протигрибкової дії сполук проводилось методом дифузії в агар та методом серійних розведень in vitro. Експерименти in vivo виконували на лабораторних щурах, які були розділені на наступні групи: контрольна група; група з місцевим запальним процесом у тканинах стопи, індукованим ад’ювантом Фрейнда; групи здорових тварин та тварин із запаленням, у яких досліджували дію сполуки Les-6490 та німесуліду. У роботі застосовано мікробіологічні, гематологічні та біохімічні методи. Проведено аналіз складу бактеріальних геномів кишкового каналу щурів за допомогою секвенування 16s рРНК з наступним генеруванням операційних таксономічних одиниць та ідентифікацією одержаних таксонів різних рівнів —
від Filum (тип) до Species (вид). Отримані результати свідчать про те, що досліджувана речовина може
бути віднесена до малотоксичних препаратів, ЛД50 сполуки для мишей становить 910,0 ±57,0 мг/кг (4 клас токсичності), і є придатною для використання у біологічних експериментах.
Встановлено, що сполука Les-6490 проявила протизапальні властивості, затримуючи розвиток клінічних і біометричних проявів запального процесу у стопі та зменшуючи нейтрофільний лейкоцитоз. При цьому спостерігалися ефекти, що перевищували протизапальний вплив препарату порівняння - німесуліду.
У ході експерименту не виявлено впливу сполуки Les-6490 на основні біохімічні показники крові та рівень трансаміназ, що свідчить про відсутність токсичного впливу на функцію печінки в умовах проведення досліджень. Встановлено, що при запальному процесі на тлі введення досліджуваної сполуки Les-6490 у щурів не виявляються зміни вмісту загального протеїну, концентрації сечовини та креатиніну порівняно з контролем, проте спостерігається зниження вмісту альбуміну. Поза тим препарат порівняння (німесулід) викликав зниження кількісного рівня загального протеїну, альбуміну та сечовини. При дослідженні рівня холестеролу та тригліцеридів виявлено зниження вмісту показників ліпідного обміну у всіх групах тварин у порівнянні з контролем. Особливо виражене зниження цих показників зафіксовано в крові тварин дослідних груп, що одержували сполуку Les-6490 на тлі індукованого запалення. Експериментально підтверджено також зниження кількості неорганічних фосфатів та кальцій-іонів на тлі запального процесу. Встановлено коригуючий вплив досліджуваних речовин на показники порушень мінерального обміну, проте більш виражений ефект спостерігався при дії на тварин сполуки Les-6490. За результатами скринінга 22 похідних 4-тіазолідинонів, встановлено, що сполука Les- 6490 проявила найбільш виражені антимікробні властивості. Для
вивчення антимікробної дії в якості тест-мікроорганізмів використано музейні штами та клінічні ізоляти грамнегативних бактерій родини Enterobacteriaceae: Proteus vulgaris №152, Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145, Klebsiella pneumoniae 189, Raoultella terrigena ATCC 33257, а також представник родини
Vibrionaceae, роду Aeromonas — Aeromonas hydrophila N196.
Вивчено дію сполуки Les-6490 на грампозитивні мікроорганізми — Streptococcus agalactiae ATCC 13813, Staphylococcus еpidermidis ATCC 12228, Staphylococcus aureus ATCC 25923 (резистентний до пеніцилінів), Staphylococcus aureus N23, Lactobacillus fermentum (пробіотичний штам). Протигрибкові ж властивості сполуки Les-6490 досліджено на штамах одноклітинних грибів Candida albicans ATCC 885-653, Candida albicans N67, Saccharomyces cerevisiae N62. Виявлено помірну та вибіркову антимікробну дію сполуки Les-6490 на стафілококи, при цьому не спостерігалось впливу на лактобактерії та γ- протеобактерії. Протигрибкова дія проявлялась на рівні мінімальної інгібуючої концентрації контрольного препарату — клотримазолу, а саме до Saccharomyces cerevisiae N62. При дослідженні впливу сполуки Les-6490 на біоплівкові форми клінічних штамів S. aureus subsp. та L. fermentum статистично значущих змін оптичної щільності не помічено. Проведене бактеріологічне дослідження показало зміни стану мікробіому кишкового біотопу щурів під впливом досліджуваних речовин. Виявлено зниження кількості протеобактерій та лактобактерій при використанні німесуліду, а також збільшення кількості Bifidobacterium при використанні сполуки Les-6490, що вказує на потенційну здатність Les-6490 відновлювати баланс кишкової мікробіоти. При аналізі метагеномних даних кишкового каналу щурів, в групі тварин, котра отримувала сполуку Les-6490, виявлено високий вміст бактерій роду Helicobacter. Важливо зазначити, що в групах, які також отримували сполуку Les-6490, не виявлено прокаріотів роду Treponema. Це може свідчити про протитрепонемну дію цієї сполуки. Слід також зауважити, що сполука суттєво вплинула на підвищення рівня протизапальних мікроорганізмів, таких як Blautia, Faecalibacterium prausnitzii, Succivibrionaceae та Coriobacteriales.
За генотипом у дослідженні ідентифіковано окремі види — F.prausnitzii, L. johnsonii, L. reuteri. Вказані таксони населяють кишковий канал людини й тварин, проявляють протизапальну дію, продукують такі важливі метаболіти як коротколанцюгові жирні кислоти (бутират), а також їх використовують як пробіотичні препарати. Метагеномним аналізом із застосуванням статистичних методів мікробіологічної екогеноміки — визначення кривої біорізноманіття, індексів оцінки охоплення на основі чисельності (АСЕ– Abundance-based coverage estimators), графіків «цілого дерева» — встановлено зростання альфа- різноманіття більш за дії сполуки Les-6490, ніж при застосуванні препарату порівняння німесуліду. Виявлено наростання бета-різноманіття мікробіомів у групах тварин, що одержували сполуку Les-6490 на основі методів аналізу головних компонентів з кластерним перетворенням, несиметричного багатовимірного шкалювання,
процедури перестановки з кількома відповідями. На основі результатів досліджень із застосуванням t-тестового аналізу таксонів різних рівнів, а також методів метагеноміки, виявлено статистично значущу різницю (p<0,05) вмісту бактерій з протизапальними властивостями родів Collinsella та родини Lachnospiraceaeє у групах тварин, що одержували сполуку Les-6490. При вивченні складу парієтального мікробіому в групах тварин, що одержували сполуку Les-6490 виявлено високий показник операційно
таксономічних одиниць, які відповідали геному мікроорганізмів родів Streptococcus, Prevotella, Veillonella, Helicobacter, котрі в інших групах відсутні. Однак, на відміну від транзиторних мікробіомів, не спостерігалася присутність біфідобактерій. Встановлено, що досліджувана сполука призводить до збільшення мікробного різноманіття, що може пояснити її протизапальну дію та позитивний вплив на відновлення мікробіоти кишечника.  Отримані результати вказують на доцільність подальшого дослідження сполуки Les-6490, з метою розширеного вивчення її протизапальних властивостей, впливу на мікрофлору кишкового каналу та можливості використання для корекції змін мікробіому при запальних процесах.
Ключові слова: антимікробна активність, біоплівка, запалення, НП, токсичність, біохімічні параметри, мета-аналіз, мікробіота, 4-тіазолідинони, ліпідний обмін, білковий обмін, лабораторні тварини, мікробіом, секвенування, лейкоцитарний профіль.