1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Прикладная биохимия и микробиология
  4. T. 56, № 5, 2020

Прикладная биохимия и микробиология, 2020, T. 56, № 5, стр. 409-418

Перспективы создания препаратов против гриппа на основе лекарственных грибов (обзор)

Т. В. Теплякова 1, *, Т. Н. Ильичева 1, 2, Н. А. Маркович 1, **

1 Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии “Вектор” Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
630559 Кольцово, Новосибирской области, Россия

2 Новосибирский государственный университет
630090 Новосибирск, Россия

* E-mail: teplyakova@vector.nsc.ru
** E-mail: namark@yandex.ru

Поступила в редакцию 12.12.2019
После доработки 15.04.2020
Принята к публикации 22.04.2020

Полный текст (PDF)

Аннотация

Рассмотрены российские и международные публикации, посвященные противовирусной активности лекарственных грибов в отношении гриппа, исследуемых на культуре клеток, моделях животных, наличию ингибиторов сиалидазы (нейраминидазы) и РНК-полимеразы вируса гриппа. Описана активность против гриппа как водных экстрактов высших грибов, так и присутствующих в них полисахаридов, пептидогликанов, белков, меланина, полифенолов и терпеноидов. Отмечена необходимость дальнейших исследований механизмов противовирусного действия этих компонентов лекарственных грибов, как растущих в природных условиях, так и культивируемых твердофазным или глубинным способами в лабораторных и заводских условиях, для создания лекарственных препаратов на их основе.

Ключевые слова: лекарственные грибы, Basidiomycota, вирус гриппа, нейраминидаза, сиалидаза, РНК-полимераза, ингибирование, полисахариды, меланин, терпеноиды, полифенолы, культивирование

Наиболее эффективными подходами к профилактике и борьбе с гриппом являются вакцинация и противовирусная терапия. В настоящее время грипп можно эффективно лечить с помощью противовирусных препаратов, действие которых направлено против белков вируса гриппа (ВГ) или на повышение защитных сил организма [1].

В течение сезона гриппа 2018–2019 гг. в США были рекомендованы к применению против ВГ типов A и B три ингибитора вирусной нейраминидазы (NA): пероральный осельтамивир фосфат (Tamiflu®), аэрозольный препарат занамивир (Relenza®) и внутривенный перамивир (Rapivab®). Четвертый препарат, пероральный балоксавир (Xofluza®) – ингибитор кэп-зависимой эндонуклеазы, который препятствует транскрипции вирусной РНК и блокирует репликацию вируса (https://www.cdc.gov/flu/professionals/antivirals/summary-clinicians.htm). В России в дополнение к ингибиторам NA широкое распространение получил арбидол.

Поскольку устойчивость к существующим противогриппозным препаратам растет, необходимым становится поиск новых ингибиторов, действующих на другие белки и ферменты, присутствующие в ВГ. В связи с этим рассматриваются новые противовирусные стратегии, которые направленны на гемагглютинин [2], РНК-полимеразу [3–5], NA [6, 7], нуклеопротеин [8] и неструктурный белок 1 [9, 10]. Перспективны также средства против гриппа, которые регулируют клеточный метаболизм, а также сигнальные пути и противовирусный ответ хозяина [11]. Однако не рекомендуется применение ингибиторов ионного канала M2, амантадина и римантадина, поскольку ВГ типа A обладает к ним лекарственной устойчивостью, а на ВГ типа B они не действуют [12].

Разработка противовирусных препаратов значительно отстает от срока разработки антибиотиков. Основная причина заключается в том, что вирусы используют большинство метаболических процессов и клеточных структур инфицированной клетки-хозяина для репликации, следовательно, затруднено нацеливание на вирус без вреда организму-хозяину (Drugs.com, Medicinenet.com).

К перспективным источникам получения лекарственных препаратов относятся высшие грибы. Класс высших грибов включает свыше 15 тыс. видов, из которых более 200 видов используют в традиционной медицине Китая, Кореи, Японии и других юго-восточных стран [13].

Лекарственные грибы в основном относят к отделу Basidiomycota, классу Agaricomycetes, порядкам Agaricales (Агариковые), Hymenochaetales (Гименохетовые), Phallales (Веселковые) и Polyporales (Полипоровые). В настоящем обзоре будет рассмотрена активность против ВГ 39 видов лекарственных грибов, как растущих в природных условиях, так и культивируемых твердофазным или глубинным способами. Ниже приведены род и вид согласно цитируемым в списке литературы работам: Agrocybe aegerita = Agrocybe cylindracea (DC.) Gillet (агроцибе (полевка) цилиндрическая); Auriporia aurea (Peck) Ryvarden (пория кокосовидная); Cordyceps militaris (Linn) Link (кордицепс военный); Cryptoporus volvatus (Peck) Shear; Daedaleopsis confragosa (Bolton) J. Schröt (дедалеопсис шершавый); Datronia mollis (Sommerf.) Donk (датрония мягкая); Flammulina velutipes (Curtis) Singer (зимний опенок); Fomes fomentarius (L.) Fr. (трутовик настоящий); Fomitopsis officinalis (Vill.) Bondartsev and Singer (трутовик лиственничный); Fomitopsis pinicola (Sw.) P. Karst. (трутовик окаймленный); Ganoderma applanatum (Pers.) Pat. (трутовик плоский); Ganoderma lucidum (Curt.: Fr) P. Karst. (трутовик лакированный (рейши)); Ganoderma pfeifferi Bres. (ганодерма Пфейффера); Glaziella splendens; Grifola frondosa (Dicks.) Gray (грифола курчавая); Inonotus hispidus (Bull.) P. Karst. (трутовик щетинистоволосый); Inonotus obliquus (Ach. ex Pers.) Pilát (трутовик скошенный, чага); Ischnoderma benzoinum (Wahlenb.) P. Karst. (трутовик смолистый); Kuehneromyces mutabilis (Schaeff.) Singer and A.H.Sm. (опенок летний); Laetiporus sulphureus (Bull.) Murrill (трутовик серно-желтый); Laricifomes officinalis (Batsch) Kotl. and Pouzar (трутовик лекарственный (лиственничная губка)); Lentinula edodes (Berk.) Pegler (шиитаке); Lenzites betulina (L.) Fr. (ленцитес березовый); Lyophyllum shimeji (Kawam.) Hongo (лиофиллюм симедзи); Phallus impudicus L. (веселка обыкновенная); Phellinus baumii Pilát; Phellinus igniarius (L.) Quél. (трутовик ложный); Phellinus linteus (Berkeley and M. A. Curtis) Teng (PL) (феллинус льняной); Phellinus robustus (P. Karst.) Bourdot and Galzin (трутовик ложный дубовый); Pleurotus eryngii (DC.) Gillet (вешенка королевская); Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm. (вешенка устричная (обыкновенная)); Pleurotus pulmonarius (Fr.) Quél. (вешенка легочная); Polyporus umbellatus (Pers.) Fries (трутовик зонтичный); Poria cocos (Schw.) Wolf (пория кокосовидная); Rozites caperata (Pers.: Fr.) P. Karst. (колпак кольчатый); Schizophyllum commune Fr. (щелелистник обыкновенный); Trametes gibbosa (Pers.) Fr. (траметес горбатый); Trametes pubescens (Schumach.) Pilát (траметес опушенный) и Trametes versicolor (L.) Lloyd. (траметес разноцветный).

Прямая противовирусная активность экстрактов высших грибов. Был проведен скрининг экстрактов из мицелия высших грибов на подавление ВГ на культуре клеток почки собаки Madin-Darby (MDCK) и лабораторных животных. Водные экстракты из культивируемого мицелия A. aurea, F. velutipes, F. fomentarius, G. lucidum, L. edodes, L. shimeji, P. eryngii, P. ostreatus, S. commune и T. versicolor ингибировали вирус A/H1N1 в клетках MDCK с различной эффективностью [14].

В ГНЦ ВБ “Вектор” Роспотребнадзора (Россия) изучали на клетках MDCK противовирусную активность водных экстрактов культивируемого мицелия 13 видов грибов и обнаружили, что D. confragosa, D. mollis, F. officinalis, I. benzoinum, L. officinalis, L. betulina, T. gibbosa и T. versicolor оказались перспективными для создания препаратов против ВГ субтипов A/H5N1 и A/H3N2 [15–18].

Более детальное изучение действия веселки обыкновенной Ph. impudicus по отношению к ВГ субтипа A/H5N1 показало, что водные экстракты из плодовых тел и культивированного мицелия подавляли репликацию вируса в клетках MDCK на 5.20 ± 1.50 и 4.45 ± 1.60 lg соответственно [19].

Наиболее активными в отношении ВГ птиц были образцы водных экстрактов из плодовых тел трутовика плоского G. applanatum, индекс нейтрализации (IN) в отношении субтипа H5N1 составил 5.00 ± 0.15 lg; трутовика серно-желтого L. sulphureus – A/H5N1 – 5.00 ± 1.67 lg и A/H3N2 – 6.16 ± 0.14 lg; склероция чаги I. obliquus – IN для субтипа H5N1 составил 4.7 ± 1.2 lg; вешенки легочной P. pulmonarius по отношению к H5N1 – 6.06 ± 0.18 lg и H3N2 – 5.73 ± 0.14 lg [20–22].

Водные экстракты из высших базидиомицетов G. applanatum, I. obliquus и L. sulphureus оказались малотоксичны для культуры клеток MDCK и лабораторных животных и подавляли размножение пандемического ВГ A/Moscow/226/2009(H1N1)pdm09 в культуре клеток MDCK сравнимо с эффектом референс-препарата Тамифлю® (2.6–3.2 и 2.9 lg соответственно). Через 4 сут после инфицирования мышей ВГ его концентрация в гомогенатах легких у животных, получавших экстракты высших базидиомицетов I. obliquus и L. sulphureus, была достоверно ниже контроля на 1.83 и 2.00 lg соответственно (суточная доза экстрактов составляла 273.0 и 129.0 мкг/г массы мыши соответственно). Для мышей, получавших Тамифлю®, снижение содержания вируса по сравнению с контролем составило 2.16 lg [23]. Экстракт C. volvatus подавлял репликацию ВГ типа A субтипов A/H1N1 и A/H3N2 in vivo и in vitro [24]. Противовирусную активность по отношению к ВГ типов A и B проявляли также экстракты плодовых тел и мицелия I. hispidus [25–27].

Водный экстракт Ph. igniarius был эффективен против ВГ типов A и B, включая пандемический A/H1N1 2009 года и A/H3N2 человека, A/H9N2 птиц, а также вирусы A/H1N1, устойчивые к осельтамивиру. Вирусологические анализы показали, что этот экстракт может влиять на одно или несколько ранних событий в цикле репликации ВГ, включая прикрепление вируса к клетке-мишени [28].

Введенный перорально водный экстракт культивируемого твердофазным способом мицелия L. edodes ингибирует такие этапы входа вируса, как прикрепление и раздевание до репликации и транскрипции вирусного генома у мышей [29].

Ингибиторы нейраминидазы вируса гриппа из лекарственных грибов. Одним из подходов, препятствующих распространению ВГ, является ингибирование вирусной нейраминидазы (NA, сиалидазы, КФ 3.2.1.18). Этот фермент расщепляет α-2 → 3-, α-2 → 6-, α-2 → 8-кетозидные связи концевой сиаловой кислоты с галактозой в олигосахаридах, гликопротеинах, гликолипидах. В результате вновь образованные вирусные частицы не прикрепляются к зараженной ранее клетке, а распространяются по межклеточному пространству к здоровым клеткам. Поэтому вирусные NA являются привлекательными терапевтическими мишенями для предотвращения дальнейшего распространения инфекции гриппа. По сравнению с блокаторами ионных каналов, которые были первыми одобренными противогриппозными препаратами, ингибиторы NA хорошо переносятся и активны как по отношению к ВГ типа A, так и ВГ типа B. Аминокислотные остатки, которые формируют активный центр фермента, высококонсервативны для всех известных субтипов NA [7].

Активность ингибиторов NA обнаружена также у ряда высших грибов. В работе [30] исследовали in vitro ингибирующую активность 31 тритерпеноида G. lucidum по отношению к NA и показали, что ганодеровые кислоты TR и T-Q эффективно подавляли активность NA у A/H1N1 и A/H5N1, взаимодействуя с аминокислотными остатками Arg292 или/и Glu119. Степень и характер ингибирования соединений, выделенных из G. lingzhi, G. splendens, Ph. baumii и Ph. igniarius, оценивали в отношении трех NA из следующих субтипов ВГ: рекомбинантного A/H1N1rv, A/H3N2 и A/H5N1 [30–33]. Соединения G. splendens, Ph. baumii и Ph. igniarius неконкурентно ингибировали NA ВГ типа A со значениями IC50 в диапазоне 0.7–~50.9 мкМ, тогда как ганодеровая кислота T-Q G. lingzhi ингибировала NA по смешанному типу, а препарат сравнения занамивир ингибировал NA конкурентно (табл. 1).

Таблица 1.  

Ингибирующее действие соединений из плодовых тел базидиомицетов G. lingzhi, G. splendens, Ph. baumii и Ph. igniarius на нейраминидазы трех субтипов вируса гриппа A [30–33]

Соединения IC50 (мкМ)* Тип ингибирования, вирус гриппа (Ki, мкМ) Ссылки
H1N1 H3N2 H5N1
Комазафилон D G. splendens 41.8 ± 0.6 30.9 ± 0.1 35.7 ± 0.2 Неконкурентный, H3N2 (35.3) [33]
Рубигинозин A G. splendens 50.4 ± 1.1 46.5 ± 2.5 29.9 ± 0.6 Неконкурентный, H3N2 (42.0) [33]
Феллигридин E Ph. igniarius 8.1 ± 0.1 6.6 ±0.4 1.0 ± 0.3 Неконкурентный, H1N1 (7.1) [32]
Феллигридин G Ph. igniarius 8.0 ± 1.0 5.2 ± 0.6 0.7 ± 0.1 Неконкурентный, H1N1 (6.9) [32]
Гиспидин Ph. baumii 50.9 45.2 16.9 Неконкурентный, H1N1 (43.0) [31]
Гифоломин B Ph. baumii 22.9 14.6 12.3 Неконкурентный, H1N1 (20.9) [31]
Иноскавин A Ph. baumii 20.0 18.5 18.5 Неконкурентный, H1N1 (24.5) [31]
Даваллиалактон Ph. baumii 14.2 21.1 21.8 Неконкурентный, H1N1 (27.6) [31]
Феллигридин D Ph. baumii 8.8 10.3 10.9 Неконкурентный, H1N1 (15.9) [31]
Ганодеровая кислота T-Q G. lingzhi 5.6 ± 1.9 Н.д. 1.2 ± 1.0 Смешанный, H5N1 [30]
Ганодеровая кислота TR G. lingzhi 4.6 ± 1.7 Н.д. 10.9 ± 6.4 Н.д. [30]
Занамивир (препарат сравнения, Relenza®, нМ) 9.2 ± 0.1 12.2 ± 0.2 2.9 ± 0.1 Конкурентный, H3N2 [33]

* Результаты трех экспериментов; Н.д. – нет данных,. IC50 –концентрация, ингибирующая на 50%.

Из этанольного экстракта плодовых тел Ph. baumii выделены пять полифенолов: гиспидин, гифоломин B, иноскавин A, даваллиалактон (davallialactone) и феллигридин D. Эти соединения неконкурентно ингибировали активность NA A/H1N1, A/H5N1 и A/H3N2, а также снижали уровень индуцированного вирусом цитопатического действия в клетках MDCK [31] (табл. 1).

В работе [33] показано, что плодовые тела G. splendens содержат производные азафилона, обладающие ингибирующей NA активностью (табл. 1). Одно из соединений оказалось новым производным азафилона, остальные четыре идентифицированы как энтонаемин A, комазафилон D, рубигинозин A и энтонаемин B. Соединения показали значительную ингибирующую активность в отношении NA трех субтипов ВГ со значениями IC50 30.9, 41.8 и 35.7 мкМ для комазафилона D и 46.5, 50.4 и 29.9 мкМ для рубигинозина A соответственно. [33]. Сесквитерпеноид из Ph. igniarius также ингибировал активность NA ВГ (табл. 1) [34].

Эффективными считают ингибирующие NA ВГ соединения лекарственных грибов с IC50 ниже 100 мкМ (табл. 1).

Ингибирование РНК-полимеразы ВГ. Известно, что РНК-полимераза ВГ является гетеротримером, состоящим из субъединиц: PA, PB1 и PB2, и отвечает за репликацию и транскрипцию восьми сегментов вирусного РНК-генома в ядре инфицированной клетки. Чтобы синтезировать вирусные мРНК, она связывается с кэпом хозяйской мРНК и отщепляет его вместе с 5'-участком, причем эндонуклеазный сайт находится в РА-субъединице. PA-эндонуклеазу рассматривают как перспективную мишень для противогриппозных препаратов [3–5].

В эпидемическом сезоне 2018–2019 гг. в США применяли пероральный препарат балоксавир (Xofluza®), ингибитор кэп-зависимой эндонуклеазы, который препятствует транскрипции вирусной РНК и блокирует репликацию ВГ типов A и B (https://www.cdc.gov/flu/professionals/antivirals/summary-clinicians.htm). Действие балоксавира направлено на эндонуклеазную активность субъединицы PA РНК-полимеразы ВГ. Этот препарат был недавно лицензирован в Японии и США для лечения ВГ типов A и B [5]. В настоящее время проводятся исследования еще ряда препаратов, ингибирующих РНК-полимеразы ВГ [3–5].

Ранее было показано, что экстракт C. volvatus может эффективно ингибировать репликацию ВГ in vitro и in vivo [24]. Идентифицирован основной эффективный компонент C. volvatus против ВГ – криптопоровая кислота E. Она обладает широким спектром противогриппозной активности против пандемического штамма 2009 г. A/Beijing/07/2009 (H1N1/09pdm), сезонного штамма A/Beijing/CAS0001/2007 (H3N2), а также адаптированных к мышам штаммов A/WSN/33 (H1N1) и A/PR8/34 (H1N1) (табл. 2). Анализ показал, что криптопоровая кислота E действует в основном на средней стадии жизненного цикла ВГ, подавляя активность РНК-полимеразы ВГ и блокируя репликацию и транскрипцию вирусной РНК в клетках MDCK. Криптопоровая кислота E также нарушала инфекционность ВГ, напрямую воздействуя на частицы вируса. Эти данные свидетельствуют о том, что криптопоровая кислота E является основным эффективным компонентом C. volvatus [35].

Таблица 2.

  Действие криптопоровой кислоты E против различных штаммов вируса гриппа A [35]

Штамм вируса IC50, мкМ* Индекс селективности (SI)**
A/WSN/33(H1N1) 8.40 26.0
A/PR8/34 (H1N1) 1.99 109.8
A/Beijing/CAS0001/2007(H3N2) 2.74 79.7
A/H1N1/pdm09 3.27 66.8

  * IC50 – 50%-ная ингибирующая концентрация. **Индекс селективности (SI = CC50/IC50), где CC50 – 50%-ная цитотоксическая концентрация.

Биологически активные соединения лекарственных грибов, ингибирующие вирус гриппа. Известны и другие соединения лекарственных грибов, оказывающие прямое ингибирующее действие на ВГ. Из водного экстракта гриба R. caperata было выделено вещество белковой природы с молекулярной массой 28 кДа, препятствующее процессу репликации ВГ типа A [36].

Изопреноидные вещества, хиспидин и хисполон, найденные в этанольном экстракте гриба I. hispidus, проявляли противовирусную активность по отношению к ВГ типов A и B [27]. Было показано, что несколько соединений, таких как аппланоксидовая кислота G, ганодермадиол, люциальдегид B, люцидадиол и эргоста-7, 22-диен-3b-ол из G. pfeifferi обладают противовирусной активностью в отношении ВГ [37–40].

Самый широкий спектр противовирусной активности по отношению не только к ВГ, но и другим патогенным вирусам проявляли образцы из чаги I. obliquus (водные экстракты, меланин). Они подавляли в клеточных культурах все исследуемые в работе вирусы: вирус Западного Нила, вирус иммунодефицита человека 1 типа, вирус простого герпеса 2 типа, вирус натуральной оспы, вирус осповакцины [41–44]. Это можно объяснить сложным составом гриба, основным компонентом которого является хромоген-полифенолоксикарбоновый комплекс. Окраску полифенолам придают меланины, отнесенные к алломеланинам [45, 46]. Возможно, активность против ВГ также связана с обнаруженными в склероции и мицелии I. obliquus терпеноидами, стеролами и новым сесквитерпеном [47–49].

В настоящее время проводятся активные исследования меланинов грибов, в том числе высших базидиомицетов. В качестве продуцентов меланинов в работах описываются такие трутовики, как F. pinicola, F. fomentarius, G. applanatum, I. hispidus, I. obliquus, Ph. igniarius, Ph. robustus [50, 51].

Применение щадящих условий выделения позволило получить водорастворимые меланины, которые являются мощными природными антиоксидантами, способными нейтрализовать различные свободные радикалы и снижать уровень повреждений ДНК, возникающих под действием химических и радиационных факторов [51]. Водный раствор меланина, полученного из склероция чаги I. obliquus, в концентрациях от 0.02 до 0.25 мг/мл обладал противовирусной активностью по отношению к ВГ типа A [44].

Оптимизация получения меланина на основе эффективного штамма чаги I. obliquus F-1244 позволила разработать лабораторный регламент производства субстанции, назвнной “меланин чаги”, которая при низкой токсичности проявляет противовирусный эффект по отношению к ВГ типа A (штамм A/California/07/09 (H1N1pdm09), IC50 = =  9.8 мкг/мл, IS = 32). Как показали дальнейшие исследования в ГНЦ ВБ “Вектор” Роспотребнадзора, подбор штаммов и условий их культивирования позволяет повысить эффективность меланинов, выделенных из культуральной жидкости и биомассы I. obliquus, по отношению к штамму гриппа A/California/07/09(H1N1 pdm09) до IS = 160.

В табл. 3 приведены соединения из высших грибов, которые также обладают прямой противовирусной активностью по отношению к ВГ.

Таблица 3.

  Соединения высших базидиомицетов с прямой противовирусной активностью по отношению к вирусу гриппа

Вид высших базидиомицетов Соединения Вирус гриппа IC50 или мишень противовирусной активности* Ссылки
G. pfeifferi Аппланоксидовая кислота G Типа A (клетки MDCK) 100.3 мкг/мл [38, 39]
G. pfeifferi Люциальдегид B Типа A (клетки MDCK) 3.0 мкг/мл [38]
G. pfeifferi Люцидадиол Типа A (клетки MDCK) 100.3 мкг/мл [38, 39]
G. pfeifferi Эргоста-7, 22-диен-3β-ол Типа A (клетки MDCK) 0.78 мкг/мл [38]
I. hispidus Гисполон Типов A и B 20 мкг/мл [26]
I. hispidus Гиспидин Типов A и B 40 мкг/мл [26]
I. obliquus Водный раствор меланина Типа A птиц (клетки MDCK) 0.02 мг/мл – 0.25 мг/мл [44]
I. obliquus Полисахариды Кошачьих H3N2 и H5N6 Связывание вируса/ абсорбция [66]
Ph. igniarius Сесквитерпеноид ВГ NA, 0.14 ± 0.04 мкМ [34]
R. caperata Белок RC-28 Типа A Репликация [36]
Препарат сравнения Амантадина сульфат Типа A (клетки MDCK) 15.0 мкг/мл [38]

* IC50 – концентрация, ингибирующая ВГ на 50%.

Стимуляция иммунитета против гриппа препаратами высших базидиомицетов. Выявлена стимуляция врожденного иммунитета против ВГ полисахаридами, полисахаропептидами и тритерпеноидами высших базидиомицетов. Так, полисахариды F. velutipes [53] и G. lucidum [54] индуцируют синтез интерферонов в культуре лейкоцитов крови человека. Пептидоманнан L. edodes KS-2, введенный внутрибрюшинно и перорально, повышал уровень интерферона у мышей и также ингибировал ВГ субтипа A/H2N2 [55].

Добавление активного соединения, связанного с гексозой (α-гликанов из L. edodes, active hexose correlated compound, AHCC), повышало врожденный иммунный ответ на инфекцию ВГ типа A (А/PR/8/34 H1N1) у мышей C57BL/6, увеличивало активность клеток NK (естественных киллеров), улучшало выживаемость и снижало тяжесть протекания инфекции гриппа у молодых мышей [56].

Ганодеровая кислота Me, выделенная из мицелия G. lucidum, при введении мышам достоверно увеличивала активность клеток NK и повышала экспрессию интерлейкина-2 и интерферона-γ [57].

При пероральном введении мышам экстракта мицелия L. edodes (LEM), культивируемого твердофазным способом, быстро активировалась экспрессия гена IFN-β [29], что указывало на способность препарата защищать мышей от заражения ВГ не только прямым воздействием на вирусную инфекцию, но также с помощью стимуляции врожденного иммунного ответа.

Кислый полисахарид из C. militaryaris, состоящий из D-галактозы, L-арабинозы, D-ксилозы, L-рамнозы и D-галактуроновой кислоты, при интраназальном введении снижал титры вируса в жидкости бронхоальвеолярного лаважа и легких мышей, инфицированных ВГ типа А, и увеличивал выживаемость. Кроме того, он модулировал иммунную функцию макрофагов, повышая уровень TNF-альфа и IFN-гамма, IL-1-бета, IL-6, IL-10 у мышей по сравнению с таковыми у необработанных мышей [58].

В качестве адъювантов для вакцины против A/H5N1 использовали экстракт Ph. linteus [59] и полисахарид II P. cocos (PCP-II) [60]. Лектин A. aegerita, использованный в качестве адъюванта для вакцинации против гриппа A/H9N2, повышал уровень IgG по сравнению с вакциной без адъюванта [61].

Рандомизированное контролируемое исследование 30 здоровых взрослых показало, что добавление AHCC из L. edodes после иммунизации достоверно улучшало титры защитных антител против гриппа B [62]. Кроме того, оно улучшало ответ на инфекцию ВГ типа A (H1N1, PR8) у мышей C57BL/6 [61] и улучшало выживание птиц и инфицированных ВГ (A/H5N1) мышей BALB/c [63, 64].

Иммуномодулирующие эффекты β-глюканов также оказались полезны для профилактики гриппа. Двухнедельное кормление мышей, инфицированных ВГ, смесью глюканов из плодовых тел G. frondosa и мицелия из L. edodes, A. brasiliensis и I. obliquus значительно уменьшило симптомы инфекции [65].

Возможные механизмы противовирусного действия соединений из грибов. Предполагают, что механизм противовирусной активности полисахаридов грибов может быть связан с предотвращением адсорбции вируса на клетках, блокированием вирусных ферментов, повышением клеточного иммунитета [66, 67], а также стимуляцией врожденного иммунитета. Стимуляция клеточного иммунитета полисахаридами грибов может быть связана также с их действием в качестве пребиотиков на молочнокислые бактерии кишечника и последующим иммуномодулирующим действием молочнокислых бактерий микрофлоры [68, 69]. Стимуляцию иммунитета против гриппа экстрактами базидиомицетов связывают также с высоким содержанием в них микроэлементов [70].

В отчете Военной академии (Point Institute, USA, 2013) приводятся данные о проявлении прямого действия некоторых активных компонентов грибов на патогенные вирусы. Тритерпены гриба трутовика лакированного G. lucidum действуют в качестве противовирусных агентов против ВГ типа A. Экстракт из мицелия K. mutabilis [71] и фенольные соединения из I. hispidus продемонстрировали противовирусную активность в отношении ВГ типов A и В.

Показано, что среди биологически активных соединений ряда лекарственных грибов присутствуют ингибиторы ферментов ВГ, нейраминидазы (сиалидазы) и РНК-полимеразы (табл. 1, 2).

Препараты из грибов. Многие высшие грибы содержат в своих плодовых телах, культивируемом мицелии и культуральной жидкости биологически активные вещества, которые могут проявлять противовирусные и иммуномодулирующие свойства [13, 72]. Различные соединения, извлеченные из высших грибов, включают лектины [73], полисахариды [74], полисахаропептиды [75], терпены, ферменты и молекулы других соединений [25, 49], которые обладают широкой иммуномодулирующей и противовирусной активностью, однако их действие против ВГ исследовано лишь частично [76].

Полисахариды были первыми лекарственными препаратами, полученными из грибов. Наиболее известны из них лентинан из шиитаке L. edodes [77, 78], полисахаридпептид и крестин из траметеса разноцветного T. versicolor, ганодеран из трутовика лакированного (рейши) G. lucidum, плевран из вешенки устричной (обыкновенной) P. ostreatus и грифолан из грифолы курчавой G. frondosa [79, 80]. При этом часть из них обладает иммуномодулирующими свойствами [13], полезными при лечении опухолей и некоторых вирусных болезней.

Администрацией по контролю пищевых продуктов и медикаментов Китая (the China Food and Drug Administration (CFDA)) были одобрены препараты полисахаридов высших грибов в виде инъекций, а также капсул полисахарида из трутовика зонтичного P. umbellatus, перорального раствора полисахарида P. cocos, таблеток полисахарида Ganoderma, капсул полисахарида Coriolus versicolor (=T. versicolor) и инъекций лентинана, которые применяют для лечения хронического гепатита и в качестве адъювантных лекарств, средств регуляции иммунной системы для повышения эффективности и уменьшения побочного действия химиотерапевтических препаратов [67].

Важно оценить активность этих высокомолекулярных препаратов, а также биополимеров новых культивируемых штаммов лекарственных грибов на наличие противовирусных компонентов, в том числе ингибиторов NA и РНК-полимераз ВГ. Низкомолекулярные биологически активные вещества часто преобладают в экстрактах, полученных с помощью органических растворителей, как например терпены I. obliquus, химический состав которых приведен в обзоре Никитиной с соавт. [49].

Среди зарегистрированных в России, Белоруссии и Украине препаратов в отношении ряда вирусных болезней исследованы “Иммуномакс” (ООО “Иммафарма”, Россия), “Микотон” (ООО “Микотон-Агликон”, Украина). Однако не изучена их активность против гриппа, которой обладают таблетки из порошка ганодермы, вешенки, чаги, майтаке, лиственничной губки, шиитаке, хитозана полифракционного “Чагален” [81–83].

Анализ результатов научных исследований показал, что высшие грибы содержат в плодовых телах и мицелии такие биологически активные вещества, как полисахариды, гликопротеины, терпены, стеролы, пигменты и др., которые могут проявлять, наряду с антибактериальными, противоопухолевыми и противопаразитарными, противовирусные и иммуномодулирующие свойства.

На основании литературных данных и результатов собственных исследований установлено, что при низкой токсичности водные экстракты из биомассы штаммов высших базидиальных грибов, содержащие полисахариды, белки, меланины и низкомолекулярные биологически активные вещества, оказывают противовирусное действие, в том числе и по отношению к ВГ разных типов/субтипов.

Однако противовирусная активность лекарственных грибов и выделенных из них биологически активных веществ по отношению к вирусу гриппа изучена недостаточно. Наряду с перспективными биологически активными биополимерами, обладающими противовирусной активностью (меланины, белки, полисахариды и пептидогликаны), заслуживают внимания также низкомолекулярные биологически активные вещества из лекарственных грибов. Кроме того, важно привлечь внимание исследователей к поиску ингибиторов нейраминидазы и РНК-полимеразы вирусов гриппа в более широком круге лекарственных грибов.

Необходимы дальнейшие исследования механизмов противовирусного действия компонентов лекарственных грибов, как растущих в природных условиях, так и культивируемых твердофазным и глубинным способами в лабораторных и заводских условиях, что позволит в дальнейшем создать эффективные лекарственные препараты на их основе.

Работа выполнена по Государственному заданию № 141-00022-19-01 от 24.01.2019 по теме ГЗ-2/17 “Разработка профилактических и лекарственных препаратов на основе базидиальных грибов для лечения и профилактики гриппа с пандемическим потенциалом (2017–2020)” в рамках Отраслевой научно-исследовательской программы Роспотребнадзора на 2016–2020 гг.

Список литературы

  1. De Clercq E., Li G. // Clin. Microbiol. Rev. 2016. V. 29. № 3. P. 695–747.

  2. Zhu L., Li Y., Li S., Li H., Qiu Z., Lee C., Lu H., Lin X., Zhao R., Chen L., Wu J.Z., Tang G., Yang W. // PloS One. 2011. V. 6. № 12: e29120.

  3. Stevaert A., Naesens L. // Med. Res. Rev. 2016. V. 36. № 6. P. 1127–1173.

  4. Furuta Y., Gowen B.B., Takahashi K., Shiraki K., Smee D.F., Barnard D.L. // Antiviral Res. 2013. V. 100. № 2. P. 446–454.

  5. Mifsud E.J., Hayden F.G., Hurt A.C. // Antiviral Res. 2019. V. 169. Article № 104545. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2019.104545

  6. Haque M.SK., Elzagheid M. // Int. J. Pharm. Pharm. Sci. 2019. V. 11. № 5. P. 1–10.

  7. Glanz V.Y., Myasoedova V.A., Grechko A.V., Orekhov A.N. // Drug Des. Devel. Ther. 2018. V. 12. № 12. P. 3431–3437. https://doi.org/10.2147/DDDT.S176220

  8. Lejal N., Tarus B., Bouguyon E., Chenavas S., Bertho N., Delmas B., Ruigrok R.W., Di Primo C., Slama-Schwok A. // Antimicrob. Agents Chemother. 2013. V. 57. № 5. P. 2231–2242.

  9. Basu D., Walkiewicz M.P., Frieman M., Baric R.S., Auble D.T., Engel D.A. // J. Virol. 2009. V. 83. № 4. P. 1881–1891.

  10. Amarelle L., Lecuona E., Sznajder J.I. // Arch. Bronconeumol. 2017. V. 53. № 1. P. 19–26.

  11. Loregian A., Mercorelli B., Nannetti G., Compagnin C., Palù G. // Cell Mol. Life Sci. 2014. V. 71. № 19. P. 3659–3683.

  12. Pielak R.M., Schnell J.R., Chou J.J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009. V. 106. № 18. P. 7379–7384.

  13. Wasser S.P. // Edible and Medicinal Mushrooms: Technology and Applications, First Ed. / Eds. D.C. Zied, A. Pardo-Gimenez. West Sussex: The Atrium, 2017. P. 503–540.

  14. Krupodorova T., Rybalko S., Barshteyn V. // Virol. Sin. 2014. V. 29. № 5. P. 284–290.

  15. Teplyakova T.V., Psurtseva N.V., Kosogova T.A., Mazurkova N.A., Khanin V.A., Vlasenko V.A. // Int. J. Med. Mushrooms. 2012. V. 14. № 1. P. 37–45.

  16. Теплякова Т.В., Косогова Т.А., Ананько Г.Г., Бардашева А.В., Ильичева Т.Н. // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. Материалы IX Межд. научно-практич. конф. Барнаул: РПИК Artика, 2010. С. 245–246.

  17. Пaтeнт PФ. 2018. № 2475531.

  18. Пaтeнт PФ. 2018. № 2663111.

  19. Пaтeнт PФ. 2012. № 2475529.

  20. Кабанов А.С., Шишкина Л.Н., Теплякова Т.В., Пучкова Л.И., Косогова Т.А., Мазуркова Н.А., Скарнович М.О., Сергеев А.Н. // Иммунопатол., аллергол., инфектол. 2009. № 2. С. 185–186.

  21. Кабанов А.С., Косогова Т.А., Шишкина Л.Н., Теплякова Т.В., Скарнович М.О., Мазуркова Н.А., Пучкова Л.И., Малкова Е.М., Ставский Е.А., Дроздов И.Г. // Журн. микробиол. 2011. № 1. С. 40–43.

  22. Теплякова Т.В., Косогова Т.А., Ананько Г.Г., Ильичева Т.Н. // Современная микология в России. / Ред. Ю.Т. Дьяков, Ю.В. Сергеев. Материалы IV Съезда микологов России. М.: Национальная академия микологии, 2017. Т. 7. С. 425–427.

  23. Филиппова Е.И., Кабанов А.С., Скарнович М.О., Мазурков О.Ю., Теплякова Т.В., Трошкова Г.П. и др. // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 5. http://www.science-education.ru/111-10250

  24. Gao L., Sun Y., Si J., Liu J., Sun G., Sun X., Cao L. // PloS One. 2014. V. 9. № 12. Article № e113604. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0113604

  25. Lindequist U., Niedermeyer T.H.J., Julich W.D. // Evid. Based Complement Alternat. Med. 2005. V. 2. № 3. P. 285–299.

  26. Awadh Ali N.A., Mothana R.A.A., Lesnau A., Pilgrim H., Lindequist U. // Fitoterapia. 2003. V. 74. № 5. P. 483–485.

  27. Ali N.A.A., Jansen R., Pilgrim H., Liberra K., Lindequist U. // Phytochemistry. 1996. V. 41. № 3. P. 927–929.

  28. Lee S., Kim J.L., Heo J., Lee I., Park S., Hwang M.W., Bae J.Y. // J. Microbiol. 2013. V. 51. № 5. P. 676–681.

  29. Kuroki T., Lee S.J., Hirohama M., Taku T., Kumakura M., Haruyama T., Nagata K., Kawaguchi A. // Front. Microbiol. 2018. V. 9. № 5. Article № 1164. https://www. frontiersin.org/article/10.3389/ fmicb.2018.01164

  30. Zhu Q., Bang T. H., Ohnuki K., Sawai T., Sawai K., Shimizu K. // Sci. Rep. 2015. V. 5. № 8. Article № 13194. https://doi.org/10.1038/srep13194

  31. Hwang B.S., Lee I.K., Choi H.J., Yun B.S. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2015. V. 25. № 16. P. 3256–3260.

  32. Kim J.Y., Kim D.W., Hwang B.S., Woo E.E., Lee Y.J., Jeong K.W., Lee I.K., Yun B.S. // Mycobiology. 2016. V. 44. № 2. P. 117–120.

  33. Kim J.-Y., Woo E.-E., Ha L.S., Ki D.-W., Lee I.-K., Yun B.-S. // Mycobiology. 2019. V. 47. № 2. P. 256–260.

  34. Song A.R., Le S.X., Kong C., Zhao C., Qin D., Huang F., Yang S. // Arch. Virol. 2014. V. 159. № 4. P. 753–760.

  35. Gao L., Han J., Si J., Wang J., Wang H., Sun Y., Bi Y., Liu J., Cao L. // Antiviral Res. 2017. V. 143. № 7. P. 106–112.

  36. Pirano F.F. // Int. J. Med. Mushrooms. 2005. V. 7. № 3. P. 354–355.

  37. Zjawiony J.K. // J. Nat. Prod. 2004. V. 67. № 2. P. 300–310.

  38. Lindequist U., Julich W.D., Witt S. // Phytochemistry. 2015. V. 114. № 6. P. 102–108.

  39. Mothana R.A.A., Awadh Ali N.A., Jansen R., Wegner U., Mentel R., Lindequist U. // Fitoterapia. 2003. V. 74. № 1–2. P. 177–180.

  40. Niedermeyer T.H., Lindequist U., Mentel R., Gördes D., Schmidt E., Thurow K., Lalk M. // J. Nat. Prod. 2005. V. 68. № 12. P. 1728–1731.

  41. Теплякова Т.В. Косогова Т.А. Высшие грибы Западной Сибири – перспективные объекты для биотехнологии лекарственных препаратов. Новосибирск: СибНСХБ Россельхозакадемии, 2014. 298 с.

  42. Теплякова Т.В., Косогова Т.А., Андреева И.С., Соловьянова Н.А. // Успехи медицинской микологии. 2019. Т. 20. С. 535–540.

  43. Теплякова Т.В., Булычев Л.Е., Косогова Т.А., Ибрагимова Ж.Б., Юрганова И.А., Кабанов А.С., Пучкова Л.И., Бормотов Н.И., Бардашева А.В. // Проблемы особо опасных инфекций. 2012. № 3(113). С. 99–101.

  44. Пaтeнт PФ. 2013. № 2480227.

  45. Шиврина А.Н. Продукты биосинтеза высших грибов и их использование. М.–Л.: Наука, Ленинградское отделение, 1966. С. 49–56.

  46. Рыжова Г.Л., Кравцова С.С., Матасова С.А., Грибель Н.В., Пашинский В.Г., Дычко К.А. // Хим.-фарм. журн. 1997. № 10. С. 44–47.

  47. Кукулянская Т.А., Курченко Н.В., Курченко В.П., Бабицкая В.Г. // Прикл. биохимия и микробиология. 2002. Т. 38. № 1. С. 68–72.

  48. Шашкина Н.Я., Шашкин П.Н., Сергеев А.В. // Хим.-фарм. журн. 2006. Т. 40. № 10. С. 37–44.

  49. Никитина С.А., Хабибрахманова В.Р., Сысоева М.А. // Биомедицинская химия. 2016. Т. 62. № 4. С. 369–375.

  50. Сушинская Н.В., Курченко В.П., Горовой Л.Ф., Сенюк О.Ф. // Успехи медицинской микологии. 2005. Т. 6. С. 255–259.

  51. Hou R., Liu X., Xiang K., Chen L., Wu X., Lin W., Zheng M., Fu J. // Food Chem. 2019. V. 277. P. 533–542.

  52. Кукулянская Т.А., Курченко В.П., Гавриленко Н.В., Курченко Н.В., Новиков Д.А., Сенюк О.Ф., Горовой Л.Ф. // Успехи медицинской микологии. 2004. Т. 3. С. 153–155.

  53. Пaтeнт PФ. 2012. № 2522880.

  54. Краснопольская Л.М., Автономова А.В., Щегловитова O.H., Гущин П.А. // Башкирский хим. журн. 2012. Т. 19. № 4. С. 83–88.

  55. Suzuki F., Suzuki C., Shimomura E., Maeda H., Fujii T., Ishida N. // J. Antibiot. 1979. V. 32. № 12. P. 1336–1345.

  56. Ritz B.W., Nogusa S., Ackerman E.A., Gardner E.M. // J. Nutr. 2006. V. 136. № 11. P. 2868–2873.

  57. Wang G., Zhao J., Liu J., Huang Y., Zhong J.J., Tang W. // Int. immunopharmacol. 2007. V. 7. № 6. P. 864–870.

  58. Ohta Y., Lee J.B., Hayashi K., Fujita A., Park D.K., Hayashi T. // J. Agric. Food Chem. 2007. V. 55. № 25. P. 10 194–10 199.

  59. Ichinohe T., Ainai A., Nakamura T., Akiyama Y., Maeyama J., Odagiri T., Tashiro M., Takahashi H., Sawa H., Tamura S., Chiba J., Kurata T., Sata T., Hasegawa H. // J. Med. Virol. 2010. V. 82. № 1. P. 128–137.

  60. Wu Y., Li S., Li H., Zhao C., Ma H., Zhao X., Wu J., Liu K., Shan J., Wang Y. // Int. J. Biol. Macromol. 2016. V. 91. P. 248–257.

  61. Ma L.-B., Xu B.-Y., Huang M., Sun L.H., Yang Q., Chen Y.J., Yin Y.L., He Q.G., Sun H. // J. Zhejiang Univ. Sci. B. 2017. V. 18. № 8. P. 653–661.

  62. Roman B.E., Beli E., Duriancik D.M., Gardner E.M. // Nutr. Res. 2013. V. 33. № 1. P. 12–17.

  63. Nogusa S., Gerbino J., Ritz B.W. // Nutr. Res. 2009. V. 29. № 2. P. 139–143.

  64. Shin M.S., Park H.J., Maeda T., Nishioka H., Fujii H., Kang I. // J. Immunol. Res. 2019. V. 2019. Article № 3758576. https://doi.org/10.1155/2019/3758576

  65. Vetvicka V., Vetvickova J. // Ann. Transl. Med. 2015. V. 3. Article № 2. 7 p. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/ 25738142

  66. Tian J., Hu X., Liu D., Wu H., Qu L. // Int. J. Biol. Macromol. 2017. V. 95. № 2. P. 160–167.

  67. He X., Fang J., Guo Q., Wang M., Li Y., Meng Y., Huang L. // Carbohydr. Polym. 2020. V. 229. Article № 115548. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115548

  68. Nowak R., Nowacka-Jechalke N., Juda M., Malm A. // Eur. J. Nutr. 2018. V. 57. № 4. P. 1511–1521.

  69. Bajpai V.K., Majumder R., Rather I.A. Nam G.-J., Park Y.-H. // Natl. Acad. Sci. Lett. 2018. V. 41. № 5. P. 301–305.

  70. Wang L., Hou Y. // Biol. Trace Elem. Res. 2011. V. 143. № 3. P. 1799–1807.

  71. Mentel R., Meinsen D., Pilgrim H., Herrmann B., Lindequist U. // Pharmazie. 1994. V. 49. № 11. P. 859–860.

  72. Вассер С.П. // Биосфера. 2015. Т. 7. № 2. С. 238–248.

  73. Hassan M.A.A., Rouf R., Tiralongo E., May T.W., Tiralongo J. // Int. J. Mol. Sci. 2015. V. 16. № 4. P. 7802–7838.

  74. Friedman M. // Foods. 2016. V. 5. № 4. Article № E80. https://doi.org/10.3390/foods5040080

  75. Ng T.B. // Gen. Pharmacol. 1998. V. 12. № 1. P. 473–476.

  76. Pradeep P., Manju V., Feraz Ahsan M. // Medicinal Mushrooms / Eds. D. C. Agrawal, M. Dhanasekaran. Singapore: Shpringer, 2019. P. 275–298.

  77. Bisen P.S., Baghel R.K., Sanodiya B.S., Thakur G.S., Prasad G.B. // Curr. Med. Chem. 2010. V. 17. № 22. P. 2419–2430.

  78. Rincão V.P., Yamamoto K.A., Ricardo N.M., Soares S.A., Meirelles L.D., Nozawa C., Carvalho Linhares R.E. // Virol. J. 2012. V. 15. Article № 9. https://doi.org/10.1186/1743-422X-9-37

  79. Wasser S.P. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2002. V. 60. № 3. P. 258–274.

  80. Автономова А.В., Ярина М.С., Краснопольская Л.М. // Вестник РАЕН. 2014. Т. 14. № 6. С. 102–108.

  81. Шашкина М.Я., Шашкин П.Н., Сергеев А.В. Чага, Чаговит, Чагалюкс в лечебной и профилактической практике. М.: Эдас, 2009. 64 с.

  82. Корсун В.Ф., Корсун Е.В., Бореко Е.И., Краснопольская Л.М., Савинова О.В. // Успехи медицинской микологии. 2016. Т. 16. С. 267–271.

  83. Кузнецова О.Ю. // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2016. № 1(14). С. 128–141.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Прикладная биохимия и микробиология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал