RU2542464C1 - Composition based on phytoextracts, suppressing quorum sensing in bacteria - Google Patents
Composition based on phytoextracts, suppressing quorum sensing in bacteria Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542464C1 RU2542464C1 RU2013147370/15A RU2013147370A RU2542464C1 RU 2542464 C1 RU2542464 C1 RU 2542464C1 RU 2013147370/15 A RU2013147370/15 A RU 2013147370/15A RU 2013147370 A RU2013147370 A RU 2013147370A RU 2542464 C1 RU2542464 C1 RU 2542464C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- bacteria
- eucalyptus
- quorum
- phytoextracts
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Medicines Containing Plant Substances (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и касается композиций на основе растительных экстрактов, предназначенных для предупреждения, облегчения или лечения патологических состояний живых организмов путем воздействия на физиологию паразитирующего микроорганизма. В частности, изобретение касается биологических составов, способных подавлять коллективное поведение (чувство кворума) у патогенных, условно-патогенных и гнилостных бактерий.The invention relates to the pharmaceutical industry and relates to compositions based on plant extracts intended for the prevention, relief or treatment of pathological conditions of living organisms by affecting the physiology of a parasitic microorganism. In particular, the invention relates to biological compositions capable of suppressing collective behavior (a sense of quorum) in pathogenic, conditionally pathogenic and putrefactive bacteria.
Изобретение может найти применение при изготовлении лечебных, профилактических, косметических и санитарно-гигиенических средств контроля бактериальных инфекций человека и животных.The invention can find application in the manufacture of therapeutic, prophylactic, cosmetic and sanitary-hygienic means for controlling bacterial infections of humans and animals.
Из уровня техники известен ряд растительных композиций с различной лечебно-профилактической направленностью. В частности, известна растительная композиция с противоаллергическими свойствами [1 - Патент RU 2264224. Улучшенная растительная композиция, обладающая противоаллергическими свойствами, и способ ее получения], противоязвенная композиция [2 - Патент RU 2302255. Противоязвенная растительная композиция, способ ее получения и применения] и др. При этом основным аргументом для формирования подобных композиций является наличие у каждого из входящих в их состав растительных экстрактов соответствующей биологической активности, а также аддитивный эффект при их совместном использовании.A number of herbal compositions with various therapeutic and prophylactic orientations are known from the prior art. In particular, a plant composition with anti-allergic properties is known [1 - Patent RU 2264224. An improved plant composition having anti-allergic properties and a method for its preparation], anti-ulcer composition [2 - Patent RU 2302255. Anti-ulcer plant composition, method for its preparation and use] and etc. In this case, the main argument for the formation of such compositions is the presence in each of the plant extracts of their composition of the corresponding biological activity, as well as the additive effect when used together.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому изобретению является растительная композиция с фунгицидным, антимикробным и вирулецидным действием [3 - Патент RU 2372096. Композиция с фунгицидным, антимикробным и вирулецидным действием на основе фитоэкстрактов], направленная на лечение и профилактику инфекций микробной этиологии и инфекций замкнутого пространства путем воздействия на патогенные формы микроорганизмов. Однако, данный способ ориентирован только на развитие прямого антимикробного эффекта, что потенциально может вести к поступлению продуктов разрушения микроорганизмов во внутреннюю среду и среду обитания человека и животных с формированием токсических, аллергических и иных нежелательных эффектов.The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed invention is a herbal composition with fungicidal, antimicrobial and virucidal action [3 - Patent RU 2372096. Composition with fungicidal, antimicrobial and virucidal effect based on phytoextracts], aimed at the treatment and prevention of infections of microbial etiology and confined space infections by exposure to pathogenic forms of microorganisms. However, this method is focused only on the development of a direct antimicrobial effect, which can potentially lead to the entry of products of the destruction of microorganisms into the internal environment and the living environment of humans and animals with the formation of toxic, allergic and other undesirable effects.
В качестве альтернативы природным и химически синтезируемым бактерицидам прямого действия в настоящее время все чаще рассматривается подход, заключающийся не в уничтожении, но в изменении физиологии микроорганизма в направлении подавления (снижения) его способности к паразитированию и повреждению биологических субстратов. В частности, сказанное относится к поиску и созданию ингибиторов чувства кворума (англ. - quorum sensing) у бактерий, оцениваемых как привлекательная альтернатива традиционным средствам борьбы с инфекциями, особенно, вызываемыми полирезистентными штаммами микроорганизмов [4 - Bhardwaj A.K., Vinothkumar K., Rajpara N. Bacterial Quorum sensing inhibitors: attractive alternatives for control of infectious pathogens showing multiple drug resistance // Recent Patents on Anti-Infective Drug Discovery. 2013. V.8. P.68-83].As an alternative to natural and chemically synthesized direct-acting bactericides, an approach is currently being increasingly considered that consists not in destroying, but in changing the physiology of the microorganism in the direction of suppressing (decreasing) its ability to parasitize and damage biological substrates. In particular, the above refers to the search and creation of quorum sensing inhibitors in bacteria, which are assessed as an attractive alternative to traditional means of fighting infections, especially those caused by multiresistant strains of microorganisms [4 - Bhardwaj AK, Vinothkumar K., Rajpara N Bacterial Quorum sensing inhibitors: attractive alternatives for control of infectious pathogens showing multiple drug resistance // Recent Patents on Anti-Infective Drug Discovery. 2013. V.8. P.68-83].
Под термином «чувство кворума» у бактерий понимается их плотностно-зависимая коммуникация, опосредуемая малыми диффундирующими молекулами (автоиндукторами) и при достижении пороговой плотности популяции ведущая к функциональной и морфологической дифференцировке составляющих ее клеток [5 - Waters C.M., Bassler B.L. Quorum-sensing: cell-to-cell communication in bacteria // Ann. Rev. Cell and Developmental Biol., 2005. V.21. P.319-346]. При этом применительно к цели данного изобретения принципиально важно, что под контролем чувства кворума находятся такие проявления физиологии паразитирующего микроорганизма, как образование факторов вирулентности и формирование биопленок.The term “quorum feeling” in bacteria refers to their density-dependent communication mediated by small diffusing molecules (autoinductors) and, when the threshold population density is reached, leading to the functional and morphological differentiation of its constituent cells [5 - Waters C.M., Bassler B.L. Quorum-sensing: cell-to-cell communication in bacteria // Ann. Rev. Cell and Developmental Biol., 2005. V.21. P.319-346]. Moreover, in relation to the purpose of the present invention, it is fundamentally important that the physiology of the parasitic microorganism, such as the formation of virulence factors and the formation of biofilms, are controlled by a sense of quorum.
Анализ открытых патентных источников позволяет констатировать, что на основе заявленного подхода разработана целая серия изобретений, за последние пять лет (с 2009 по 2013 гг.) нашедших отражение в международных охранных документах: WO 2009055054 A2 (2009), WO 2010033236 (2010), WO 2011001419 A1 (2011), US 20100273890 (2010), US 20100256369 (2010), US 7812134 (2010), US 7642285B2 (2010), US 8063108B2 (2011), US 7910622 (2011), US 8247443B2 (2012), US 20120135925 (2012). При этом предложенными техническими решениями стали: 1) подавление синтеза автоиндуктора; 2) его связывание специфическими антителами; 3) деградация автоиндуктора соответствующими ферментами (лактоназами или ацилазами); 4) ковалентная модификация (инактивация) взаимодействующих с автоиндукторами рецепторных белков; 5) использование агонистов и антагонистов автоиндукторов, способных прямо интерферировать с естественным сигналом за связывание с рецепторными белками.Analysis of open patent sources allows us to state that, based on the claimed approach, a whole series of inventions has been developed that over the past five years (from 2009 to 2013) have been reflected in international protection documents: WO 2009055054 A2 (2009), WO 2010033236 (2010), WO 2011001419 A1 (2011), US 20100273890 (2010), US 20100256369 (2010), US 7812134 (2010), US 7642285B2 (2010), US 8063108B2 (2011), US 7910622 (2011), US 8247443B2 (2012), US 20120135925 (2012). At the same time, the proposed technical solutions were: 1) suppression of auto-inductor synthesis; 2) its binding by specific antibodies; 3) degradation of the auto-inductor by the corresponding enzymes (lactonases or acylases); 4) covalent modification (inactivation) of receptor proteins interacting with autoinductors; 5) the use of agonists and antagonists of autoinductors capable of directly interfering with the natural signal for binding to receptor proteins.
Среди подобных решений наиболее близким к заявляемому изобретению является поиск природных субстанций растительного происхождения, в естественных условиях служащих для подавления чувства кворума у фитопатогенов, а при их переносе в другие живые системы способных вызывать аналогичный эффект в отношении патогенной и условно-патогенной микрофлоры человека и животных [6 - Koh C.-L., Sam C.-K., Yin W.-F., Tan L.Y., Krishnan Т., Chong Y.M., Chan K.-G.. Plant-derived natural products as sources of anti-quorum sensing compounds // Sensors. 2013. V.13. P.6217-6228]. В частности известным решением является патент WO 2009114810 А2 [7 - Mathee K., Adonizio A.L., Ausubel F., Clardy J., Bennett В., Downum K. Use of ellagitaimins as inhibitors of bacterial quorum sensing. 2009], формула которого оговаривает возможность подавления чувства кворума патогенных бактерий с использованием компонентов лекарственных растений - эллагитанинов (вескалагина и касталагина).Among such solutions, the closest to the claimed invention is the search for natural substances of plant origin, in vivo serving to suppress the feeling of quorum in phytopathogens, and when transferred to other living systems that can cause a similar effect with respect to pathogenic and conditionally pathogenic microflora of humans and animals [ 6 - Koh C.-L., Sam C.-K., Yin W.-F., Tan LY, Krishnan T., Chong YM, Chan K.-G .. Plant-derived natural products as sources of anti- quorum sensing compounds // Sensors. 2013. V.13. P.6217-6228]. In particular, a known solution is WO2009114810 A2 [7 - Mathee K., Adonizio A.L., Ausubel F., Clardy J., Bennett B., Downum K. Use of ellagitaimins as inhibitors of bacterial quorum sensing. 2009], the formula of which stipulates the possibility of suppressing the feeling of the quorum of pathogenic bacteria using the components of medicinal plants - ellagitanins (vescalagin and castalagin).
В то же время предложенный авторами источник получения эллагитанинов - растение Conocarpus erectus L. (Combretaceae) внесено в Международную Красную книгу [IUCN Red List of Threatened Species. Version 2013.1] и имеет относительно небольшой ареал распространения в тропическом поясе Америки и Западной Африки, что создает ресурсные ограничения для реализации патента WO 2009114810 А2. Кроме того, предложенное использование только одного растительного источника требует дополнительной очистки и выделения из него биологически активных субстанций, т.к. балластные компоненты данного непищевого сырья потенциально способны оказать неблагоприятное влияние на организм человека и животных.At the same time, the source of the production of ellagitanins proposed by the authors, the plant Conocarpus erectus L. (Combretaceae), is listed in the International Red Book [IUCN Red List of Threatened Species. Version 2013.1] and has a relatively small distribution area in the tropical belt of America and West Africa, which creates resource limitations for the implementation of patent WO 2009114810 A2. In addition, the proposed use of only one plant source requires additional purification and isolation of biologically active substances from it, because the ballast components of this non-food raw material are potentially capable of adversely affecting the human and animal body.
В этой связи задачей данного изобретения является разработка композиции из фитоэкстрактов лекарственных растений, используемых в традиционной (народной) восточно-европейской медицине и проявляющих аддитивный эффект при регуляции чувства кворума патогенных и гнилостных бактерий.In this regard, the objective of this invention is to develop a composition of phytoextracts of medicinal plants used in traditional (folk) East European medicine and exhibiting an additive effect in regulating the quorum of pathogenic and putrefactive bacteria.
В настоящем изобретении эта задача решается совместным применением водных или спиртовых экстрактов или полученных подобным образом и в последующем высушенных извлечений из коры дуба (Quercus cortex), почек березы (Betulae gemmae) и листьев эвкалипта (Eucalypti folia). В соответствии с настоящим изобретением регуляторный препарат (композиция) на их основе содержит от 33,3 до 50,0 мас.% каждого из фитоэкстрактов, а само подобное соотношение и форма его применения (в виде жидкостей, порошков, аппликаций и т.д.) определяются исходя из особенностей локализации инфекционного процесса и индивидуальных особенностей пациента.In the present invention, this problem is solved by the combined use of aqueous or alcoholic extracts or similarly obtained and subsequently dried extracts from oak bark (Quercus cortex), birch buds (Betulae gemmae) and eucalyptus leaves (Eucalypti folia). In accordance with the present invention, a regulatory preparation (composition) based on them contains from 33.3 to 50.0 wt.% Of each of the phytoextracts, and a similar ratio and form of its use (in the form of liquids, powders, applications, etc. ) are determined based on the features of the localization of the infectious process and the individual characteristics of the patient.
В частности, экстракт коры дуба включается в композиции, предназначенные для лечения и профилактики кишечных инфекций, раневых инфекций, воспалительных заболеваний кожи, инфекций полости рта, а также воспалительных заболеваний женских половых органов. В свою очередь противопоказанием к включению коры дуба в состав композиции является гиперчувствительность к данному препарату.In particular, oak bark extract is included in compositions intended for the treatment and prevention of intestinal infections, wound infections, inflammatory skin diseases, oral infections, as well as inflammatory diseases of the female genital organs. In turn, a contraindication to the inclusion of oak bark in the composition is hypersensitivity to this drug.
Экстракт березовых почек включается в состав композиций, предназначенных для лечения инфекционно-воспалительных заболеваний ЛОР-органов, раневых инфекций, воспалительных заболеваний кожи, а также кишечных инфекций. Противопоказаниями к использованию данного фитоэкстракта являются период беременности и патология мочевыделительной системы (почечная недостаточность и острые заболеваниями мочевыводящих путей).Birch bud extract is included in compositions intended for the treatment of infectious and inflammatory diseases of the ENT organs, wound infections, inflammatory skin diseases, as well as intestinal infections. Contraindications to the use of this phytoextract are the period of pregnancy and pathology of the urinary system (renal failure and acute diseases of the urinary tract).
Экстракт листьев эвкалипта включается в состав композиций, предназначенных для лечения инфекционных заболеваний ЛОР-органов и верхних дыхательных путей, раневых инфекций, инфекций полости рта, кишечных инфекций, а также воспалительных заболеваний женских половых органов. Противопоказаниями к использованию данного фитоэкстракта являются гиперчувствительность к данному препарату, а также атрофия слизистой оболочки верхних дыхательных путей, бронхиальная астма, бронхоспазм, коклюш.Eucalyptus leaf extract is included in compositions intended for the treatment of infectious diseases of the ENT organs and upper respiratory tract, wound infections, infections of the oral cavity, intestinal infections, as well as inflammatory diseases of the female genital organs. Contraindications to the use of this phytoextract are hypersensitivity to this drug, as well as atrophy of the mucous membrane of the upper respiratory tract, bronchial asthma, bronchospasm, whooping cough.
Используемые фитоэкстракты готовили на основе сухого растительного сырья, осуществляя из него водные или спиртовые извлечения, после чего при необходимости производили дополнительное высушивание полученных извлечений.The phytoextracts used were prepared on the basis of dry plant raw materials, carrying out water or alcohol extracts from it, and then, if necessary, additional drying of the obtained extracts was carried out.
При приготовлении водных извлечений из грубых частей растений (в частности, коры дуба) 6 грамм измельченного растительного сырья, предварительно стерилизованного в автоклаве при 1 атмосфере в течение 30 минут, заливали стерильной дистиллированной водой в объеме 50 мл. На следующем этапе производилось кипячение на водяной бане в течение 30 минут, охлаждение - 10 минут, после чего полученный отвар процеживали через стерильный ватно-марлевый фильтр в стеклянную посуду. При приготовлении водных извлечений из мягких частей растений (березовых почек и листьев эвкалипта) использовали аналогичную последовательность действий за исключением того, что кипячение на водяной бане осуществляли 15 минут, а настаивание - в течение 45 минут.When preparing aqueous extracts from the coarse parts of plants (in particular, oak bark), 6 grams of crushed plant material, previously sterilized in an autoclave at 1 atmosphere for 30 minutes, was poured with sterile distilled water in a volume of 50 ml. The next step was boiling in a water bath for 30 minutes, cooling - 10 minutes, after which the resulting broth was filtered through a sterile cotton-gauze filter in a glass dish. In the preparation of water extracts from the soft parts of plants (birch buds and eucalyptus leaves), a similar sequence of actions was used, except that boiling in a water bath was carried out for 15 minutes, and infusion for 45 minutes.
При приготовлении спиртовых извлечений измельченное растительное сырье экстрагировали 40% этиловым спиртом при комнатной (22-24°C) температуре в течение 24 ч, после чего полученный экстракт процеживали через стерильный ватно-марлевый фильтр в стеклянную посуду.In the preparation of alcoholic extracts, the crushed plant material was extracted with 40% ethanol at room temperature (22-24 ° C) for 24 h, after which the extract was filtered through a sterile cotton-gauze filter in a glass dish.
При необходимости полученные вытяжки выпаривались на водяной бане до получения более густой консистенции, после чего подвергались полному высушиванию до получения порошка.If necessary, the obtained extracts were evaporated in a water bath until a thicker consistency was obtained, after which they were completely dried to obtain a powder.
Композиции получали путем смешивания водных или спиртовых извлечений в соотношении по 33,3 мас.% трех фитоэкстрактов или по 50,0 мас.% при смешивании двух фитоэкстрактов.The compositions were obtained by mixing aqueous or alcoholic extracts in a ratio of 33.3 wt.% Of three phytoextracts or 50.0 wt.% When mixing two phytoextracts.
По сравнению с упомянутыми выше техническими решениями [3, 7] заявляемое изобретение имеет ряд существенных отличий, отвечающих требованию новизны.Compared with the above technical solutions [3, 7], the claimed invention has a number of significant differences that meet the requirement of novelty.
1) В отличие от композиции фитоэкстрактов в патенте RU 2372096 заявляемая композиция обеспечивает развитие не прямого фунгицидного, антимикробного или вирулецидного эффектов, но оказывает регуляторное воздействие на физиологию паразитирующего микроорганизма в направлении подавления чувства кворума патогенных и гнилостных бактерий. В результате эффективный контроль бактериальных патогенов оказывается возможным без разрушения микробных клеток, обычно сопровождающегося высвобождением токсичных и аллегризирующих субстанций.1) Unlike the phytoextract composition in the patent RU 2372096, the claimed composition provides the development of not direct fungicidal, antimicrobial or virucidal effects, but has a regulatory effect on the physiology of the parasitic microorganism in the direction of suppressing the quorum feeling of pathogenic and putrefactive bacteria. As a result, effective control of bacterial pathogens is possible without the destruction of microbial cells, usually accompanied by the release of toxic and allergizing substances.
Экспериментальным обоснованием использования названных фитоэкстрактов являются данные о воздействии водных и спиртовых вытяжек 20 лекарственных растений, используемых традиционной (народной) восточно-европейской медициной для контроля бактериальных инфекций, на рост и проявления чувства кворума у индикаторного штамма Chromobacterium violaceum NCTC 13274.An experimental justification for the use of these phytoextracts is the data on the effect of aqueous and alcoholic extracts of 20 medicinal plants used by traditional (folk) East European medicine to control bacterial infections on the growth and manifestation of a quorum in the indicator strain Chromobacterium violaceum NCTC 13274.
Адекватность использования данного микроорганизма для заявленных целей определяется наличием у него мутации (инсерции) в гене cviI, ответственном за образование автоиндуктора чувства-кворума С6-гомосеринлактона (С6-ГСЛ). В результате данный штамм оказывается неспособным к развитию плотностно-зависимой коммуникации, в том числе проявляющейся в биосинтезе хорошо регистрируемого оптическими методами сине-фиолетового пигмента виолацеина. С другой стороны, внесение экзогенного С6-ГСЛ восстанавливает чувство кворума и ведет к биосинтезу пигмента. Таким образом, С. violaceum NCTC 13274 оказывается удобным инструментом для выявления веществ, нарушающих восприятие ауторегуляторных сигналов у бактерий, в связи с чем в настоящее время широко используется при поиске ингибиторов чувства кворума: о наличии подобной активности судят по подавлению синтеза виолацеина в присутствии С6-ГСЛ.The adequacy of the use of this microorganism for the stated purposes is determined by the presence of a mutation (insertion) in the cviI gene, which is responsible for the formation of the self-inducer of the C6-homoserinlactone (C6-GSL) sense quorum. As a result, this strain is incapable of developing density-dependent communication, including the blue-violet pigment violacein, which is well detected by optical methods and is manifested in the biosynthesis. On the other hand, the introduction of exogenous C6-GSL restores the quorum feeling and leads to pigment biosynthesis. Thus, C. violaceum NCTC 13274 is a convenient tool for identifying substances that interfere with the perception of autoregulatory signals in bacteria, and therefore is currently widely used in the search for quorum inhibitors: the presence of such activity is judged by the inhibition of violacein synthesis in the presence of C6- GSL.
В проведенной серии экспериментов (Табл.1) было установлено, что 4 водных и 8 спиртовых извлечений из лекарственных растений развивают прямую антибактериальную активность в отношении индикаторного штамма С. violaceum NCTC 13274, что проявлялось в формировании детектируемых зон подавления роста вокруг лунок с соответствующими фитоэкстрактами. С другой стороны, 6 водных и 11 спиртовых экстрактов вызывали ингибирование образования данным штаммом пигмента виолацеина, что указывало на подавление инициируемых внесением С6-ГСЛ механизмов чувства кворума. Так на фиг.1 представлены результаты тестирования фитоэкстрактов: 1 - почек березы (Betulae gemmae), I - листьев брусники (Vaccinium folia), 3 - травы череды (Bidentis herba), 4 - листьев толокнянки (Arctostaphylos folia), 5 - листьев эвкалипта (Eucalyptus folia), 6 - коры дуба (Quercus cortex), 1 - контроль; где подавление роста зафиксировано дляIn a series of experiments (Table 1), it was found that 4 aqueous and 8 alcoholic extracts from medicinal plants develop direct antibacterial activity against the indicator strain C. violaceum NCTC 13274, which manifested itself in the formation of detectable growth suppression zones around wells with corresponding phytoextracts. On the other hand, 6 aqueous and 11 alcoholic extracts caused the inhibition of the formation of violacein pigment by this strain, which indicated the suppression of the quorum sensory mechanisms initiated by the addition of C6-GSL. So figure 1 presents the results of testing phytoextracts: 1 - bud of a birch (Betulae gemmae), I - leaves of lingonberry (Vaccinium folia), 3 - grass of a series (Bidentis herba), 4 - leaves of bearberry (Arctostaphylos folia), 5 - leaves of eucalyptus (Eucalyptus folia), 6 - oak bark (Quercus cortex), 1 - control; where growth inhibition is fixed for
образцов 2, 4 и 5, а подавление образования пигмента виолацеина для образцов 1, 5 и 6.
При этом регистрируемый прямой антибактериальный эффект и ингибирование чувства кворума статистически не значимо коррелировали между собой (для водных экстрактов r=0.430, P>0.01; для спиртовых экстрактов r=0.358, P>0.01). Сказанное позволяет утверждать, что развитие указанных эффектов определяется неидентичными субстанциями в составе фитоэкстрактов, тем самым подчеркивая принципиальную разницу между известным и заявляемым подходами.At the same time, the recorded direct antibacterial effect and inhibition of the quorum feeling did not statistically significantly correlate with each other (for water extracts, r = 0.430, P> 0.01; for alcoholic extracts, r = 0.358, P> 0.01). The aforesaid allows us to state that the development of these effects is determined by non-identical substances in phytoextracts, thereby emphasizing the fundamental difference between the known and the claimed approaches.
2) В отличие от патента WO 2009114810 способность к подавлению чувства кворума у бактерий установлена у экстрактов не из внесенного в Международную Красную книгу тропического растения Conocarpus erectus, но из широко распространенных в умеренном климатическом поясе восточной Европы дуба и березы, а также эвкалипта, в значительных количествах произрастающего в субтропическом поясе России, что снимает ресурсные (сырьевые) ограничения при производстве основанных на них их композиций.2) In contrast to WO2009114810, the ability to suppress the sense of quorum in bacteria was established in extracts not from the tropical plant Conocarpus erectus listed in the International Red Book, but from oak and birch, as well as eucalyptus, widely distributed in the temperate climatic zone of Eastern Europe, in significant growing in the subtropical zone of Russia, which removes resource (raw) restrictions in the production of their compositions based on them.
Из доступной научной и патентной литературы сведения о выраженном влиянии фитоэкстрактов коры дуба (Quercus cortex), почек березы (Betulae gemmae) и листьев эвкалипта (Eucalypti folia) на проявления чувства кворума у бактерий не известны. Соответственно, наибольшая выраженность подобного эффекта в отсутствие или при минимальном прямом антибактериальном воздействии явилось основанием для рекомендации по их использованию для «нового способа воздействия на физиологию паразитирующего микроорганизма в направлении подавления его плотностно-зависимой коммуникации.From the available scientific and patent literature, information on the pronounced effect of phytoextracts of oak bark (Quercus cortex), birch buds (Betulae gemmae) and eucalyptus leaves (Eucalypti folia) on the manifestations of the quorum feeling in bacteria is not known. Accordingly, the greatest severity of such an effect in the absence or with minimal direct antibacterial effect was the basis for recommending their use for a “new way of influencing the physiology of a parasitic microorganism in the direction of suppressing its density-dependent communication.
3) В отдельной серии экспериментов было показано, что экстракты коры дуба, почек березы и листьев эвкалипта обладают аддитивным эффектом при подавлении чувства кворума. Сказанное заключалось в том, что площадь подавления пигментообразования Chromobacterium violaceum NCTC 13274 при внесении комбинации трех фитоэкстрактов превышала ожидаемое значение таковой при их раздельном внесении. В частности, как показано на фиг.2, использование комбинации водных экстрактов коры дуба, почек березы и листьев эвкалипта в соотношении 1:1:1, обозначенной цифрой 4, вело к формированию зоны ингибирования чувства кворума, площадь которой достоверно превышала таковую при изолированном использовании каждого фитоэкстракта: 1 - почек березы (Betulae gemmae), 2 - листьев эвкалипта (Eucalyptus folia), 3 - коры дуба (Quercus cortex), а также оказывалась выше ожидаемого эффекта суммации.3) In a separate series of experiments, it was shown that extracts of oak bark, buds of birch and eucalyptus leaves have an additive effect in suppressing the feeling of quorum. The aforesaid was that the area of suppression of pigmentation of Chromobacterium violaceum NCTC 13274 when applying a combination of three phytoextracts exceeded the expected value of that when separately applied. In particular, as shown in FIG. 2, the use of a combination of aqueous extracts of oak bark, birch buds and eucalyptus leaves in a ratio of 1: 1: 1, indicated by the
В другом варианте постановки эксперимента, иллюстрируемом фиг.3, аддитивный эффект был зафиксирован при раздельном внесении спиртовых фитоэкстрактов, что заключалось в ингибировании биосинтеза пигмента виолацеина на расстоянии от места внесения двух фитоэкстрактов, превышающем таковое, достаточное для обеспечения аналогичного эффекта только одного фитоэкстракта. В частности, данный эффект зарегистрирован в зонах, отмеченных стрелками и обозначенных цифрами: 4 - для коры дуба (Quercus cortex) и листьев эвкалипта (Eucalyptus folia); 5 - для листьев эвкалипта (Eucalyptus folia) и почек березы (Betulae gemmae); 6 - для почек березы (Betulae gemmae) и коры дуба (Quercus cortex), превышающих формирующиеся в обычном варианте постановки эксперимента зоны подавления «чувства кворума» для: 1 - коры дуба (Quercus cortex), 2 - листьев эвкалипта (Eucalyptus folia), 3 - почек березы (Betulae gemmae).In another embodiment of the experimental design, illustrated in Fig. 3, the additive effect was recorded by separate application of alcohol phytoextracts, which consisted of inhibiting the biosynthesis of the violacein pigment at a distance from the place of application of two phytoextracts, exceeding that sufficient to provide a similar effect of only one phytoextract. In particular, this effect is registered in the zones marked by arrows and indicated by numbers: 4 - for oak bark (Quercus cortex) and eucalyptus leaves (Eucalyptus folia); 5 - for eucalyptus leaves (Eucalyptus folia) and birch buds (Betulae gemmae); 6 - for birch buds (Betulae gemmae) and oak bark (Quercus cortex), exceeding the quorum feeling suppression zones formed in the usual version of the experiment for: 1 - oak bark (Quercus cortex), 2 - eucalyptus leaves (Eucalyptus folia), 3 - birch buds (Betulae gemmae).
Таким образом, комбинированное использование фитоэкстрактов коры дуба, почек березы и листьев эвкалипта является новым, обеспечивающим аддитивность их действия на проявления чувства кворума у бактерий. С другой стороны, подобное использование уменьшает возможные нежелательные эффекты балластной фракции каждого из фитоэкстрактов, концентрация которых в составе композиции снижается в два-три раза.Thus, the combined use of phytoextracts of oak bark, birch buds and eucalyptus leaves is new, providing the additivity of their action on the manifestations of the quorum feeling in bacteria. On the other hand, such use reduces the possible undesirable effects of the ballast fraction of each of the phytoextracts, the concentration of which in the composition decreases by two to three times.
4) Показана возможность экстракции действующих компонентов лекарственных растений как водой, так и спиртом при количественно более высокой эффективности последнего метода. Указанное обстоятельство определяет возможность формирования композиций фитоэкстрактов как на водной, так и на спиртовой основе при некоторых ограничениях использования последних в педиатрической практике. Кроме того, в отдельной серии экспериментов установлено, что высушивание водных и спиртовых экстрактов, а также процедура их повторной солюбилизации не изменяют патентуемую биологическую активность.4) The possibility of extraction of the active components of medicinal plants with both water and alcohol is shown with a quantitatively higher efficiency of the latter method. This circumstance determines the possibility of the formation of phytoextract compositions on both an aqueous and an alcoholic basis with some limitations on the use of the latter in pediatric practice. In addition, in a separate series of experiments it was found that the drying of water and alcohol extracts, as well as the procedure for their repeated solubilization, do not change the patentable biological activity.
5) Описанные выше результаты также явились экспериментальным обоснованием формирования композиций фитоэкстрактов с содержанием каждого компонента от 33,3 мас.% (при создании трехкомпонентных композиций) до 50,0 мас.% (при создании двухкомпонентных композиций в случаях отсутствия показаний или наличия противопоказаний к применению одного из фитоэкстрактов). Заявители предполагают, что достижение аддитивного эффекта возможно в более широком диапазоне соотношений, но ограничивают уровень притязаний имеющимися экспериментальными доказательствами5) The results described above were also an experimental justification for the formation of phytoextract compositions with a content of each component from 33.3 wt.% (When creating three-component compositions) to 50.0 wt.% (When creating two-component compositions in the absence of indications or contraindications for use one of the phytoextracts). Applicants suggest that the additive effect can be achieved in a wider range of ratios, but limit the level of claims to the available experimental evidence.
В состав патентуемого изобретения входит также применение композиции на основе фитоэкстрактов коры дуба, почек березы и листьев эвкалипта для подавления чувства кворума у патогенной и условно-патогенной бактериальной микрофлоры, вовлеченной в развитие инфекционных заболеваний растений, животных и человека. С этой целью данная композиция может вводиться в организм для обеспечения системного эффекта, а также применяться местно для воздействия на определенные области (например, в составе перевязочных материалов для обработки ран, при обработке операционного поля и т.д.). Композиция фитоэкстрактов может использоваться в виде водных или спиртовых растворов, твердых веществ (порошков), а также нанесенными на различные носители.The composition of the patented invention also includes the use of a composition based on phytoextracts of oak bark, buds of birch and eucalyptus leaves to suppress the feeling of quorum in pathogenic and conditionally pathogenic bacterial microflora involved in the development of infectious diseases of plants, animals and humans. To this end, this composition can be introduced into the body to provide a systemic effect, and also be applied topically to affect certain areas (for example, as part of dressings for treating wounds, when treating an operative field, etc.). The phytoextract composition can be used in the form of aqueous or alcohol solutions, solids (powders), as well as applied to various carriers.
Заявляемое изобретение иллюстрируется, но никак не ограничивается следующими примерами.The invention is illustrated, but not limited to the following examples.
Пример 1.Example 1
Композиция, подавляющая чувство кворума у бактерий, например, при лечении раневых инфекций и инфекционно-воспалительных заболеваний кожи. Композиция содержит настойки коры дуба (Quercus cortex), почек березы (Betulae gemmae) и листьев эвкалипта (Eucalypti folia). Настойки приготавливаются по общей схеме: 6 грамм измельченного растительного сырья экстрагируются 40% этиловым спиртом при комнатной (22-24°C) температуре в течение 24 ч, после чего полученные экстракты процеживаются через стерильный ватно-марлевый фильтр в стеклянную посуду. Полученные настойки смешиваются при следующем соотношении компонентов, мас.%:A composition that suppresses a sense of quorum in bacteria, for example, in the treatment of wound infections and infectious and inflammatory skin diseases. The composition contains tinctures of oak bark (Quercus cortex), birch buds (Betulae gemmae) and eucalyptus leaves (Eucalypti folia). Tinctures are prepared according to the general scheme: 6 grams of crushed plant material is extracted with 40% ethyl alcohol at room temperature (22-24 ° C) for 24 hours, after which the extracts are filtered through a sterile cotton-gauze filter in a glass dish. The resulting tinctures are mixed in the following ratio of components, wt.%:
- настойка коры дуба (Quercus cortex) - 33,3;- tincture of oak bark (Quercus cortex) - 33.3;
- настойка почек березы (Betulae gemmae) - 33,3;- tincture of birch buds (Betulae gemmae) - 33.3;
- настойка листьев эвкалипта (Eucalypti folia) - 33,4.- tincture of eucalyptus leaves (Eucalypti folia) - 33.4.
Композиция может использоваться путем примочек, аппликаций или орошений.The composition can be used by lotions, applications or irrigation.
Пример 2. Композиция, подавляющая чувство кворума у бактерий, например, при лечении инфекционно-воспалительных заболеваний ЛОР-органов и верхних дыхательных путей. Композиция содержит настои листьев эвкалипта (Eucalypti folia) и почек березы (Betulae gemmae). Настои приготавливаются по общей схеме: 6 грамм измельченного растительного сырья, предварительно стерилизованного в автоклаве при 1 атмосфере в течение 30 минут, заливаются стерильной дистиллированной водой в объеме 50 мл. На следующем этапе производится кипячение на водяной бане в течение 15 минут, настаивание - 45 минут, после чего полученный настой процеживается через стерильный ватно-марлевый фильтр в стеклянную посуду. Полученные вытяжки смешиваются при следующем соотношении компонентов, мас.%:Example 2. A composition that suppresses a sense of quorum in bacteria, for example, in the treatment of infectious and inflammatory diseases of the ENT organs and upper respiratory tract. The composition contains infusions of eucalyptus leaves (Eucalypti folia) and birch buds (Betulae gemmae). Infusions are prepared according to the general scheme: 6 grams of crushed plant material pre-sterilized in an autoclave at 1 atmosphere for 30 minutes, poured with sterile distilled water in a volume of 50 ml. The next step is boiling in a water bath for 15 minutes, infusion - 45 minutes, after which the resulting infusion is filtered through a sterile cotton-gauze filter in a glass dish. The obtained hoods are mixed in the following ratio of components, wt.%:
- настой листьев эвкалипта (Eucalypti folia) - 50,0;- infusion of eucalyptus leaves (Eucalypti folia) - 50.0;
- настой почек березы (Betulae gemmae) - 50,0.- infusion of birch buds (Betulae gemmae) - 50.0.
Композиция может использоваться в виде растворов для полоскания или ингаляции.The composition can be used in the form of solutions for rinsing or inhalation.
Пример 3. Композиция, подавляющая чувство кворума у бактерий, например, при лечении и профилактике кишечных инфекций. Композиция содержит высушенные извлечения коры дуба (Quercus cortex), почек березы (Betulae gemmae) и листьев эвкалипта (Eucalypti folia). Извлечения коры дуба приготовляются по следующей схеме: 6 грамм измельченного растительного сырья, предварительно стерилизованного в автоклаве при 1 атмосфере в течение 30 минут, заливаются стерильной дистиллированной водой в объеме 50 мл. На следующем этапе производится кипячение на водяной бане в течение 30 минут, охлаждение - 10 минут, после чего полученный отвар процеживается через стерильный ватно-марлевый фильтр в стеклянную посуду. Извлечения почек березы и листьев эвкалипта приготовлялся по общей схеме: 6 грамм измельченного растительного сырья, предварительно стерилизованного в автоклаве при 1 атмосфере в течение 30 минут, заливаются стерильной дистиллированной водой в объеме 50 мл. На следующем этапе производится кипячение на водяной бане в течение 15 минут, охлаждение - 45 минут, после чего полученные настои процеживаются через стерильный ватно-марлевый фильтр в стеклянную посуду. На следующем этапе отвар и настои выпариваются на водяной бане до получения более густой консистенции, после чего полностью высушиваются до получения порошка. Полученные сухие фитоэкстракты смешиваются при следующем соотношении компонентов, мас.%:Example 3. A composition that suppresses a sense of quorum in bacteria, for example, in the treatment and prevention of intestinal infections. The composition contains dried extracts of oak bark (Quercus cortex), birch buds (Betulae gemmae) and eucalyptus leaves (Eucalypti folia). Extracts of oak bark are prepared according to the following scheme: 6 grams of crushed plant material, previously sterilized in an autoclave at 1 atmosphere for 30 minutes, is poured with sterile distilled water in a volume of 50 ml. The next step is boiling in a water bath for 30 minutes, cooling - 10 minutes, after which the resulting broth is filtered through a sterile cotton-gauze filter in a glass dish. Extraction of birch buds and eucalyptus leaves was prepared according to the general scheme: 6 grams of crushed plant material, previously sterilized in an autoclave at 1 atmosphere for 30 minutes, was poured with sterile distilled water in a volume of 50 ml. The next step is boiling in a water bath for 15 minutes, cooling - 45 minutes, after which the resulting infusions are filtered through a sterile cotton-gauze filter in a glass dish. At the next stage, the broth and infusions are evaporated in a water bath until a thicker consistency is obtained, after which they are completely dried to obtain a powder. The resulting dry phytoextracts are mixed in the following ratio of components, wt.%:
- экстракт коры дуба (Quercus cortex) - 33,3;- extract of oak bark (Quercus cortex) - 33.3;
- экстракт почек березы (Betulae gemmae) - 33,3;- extract of birch buds (Betulae gemmae) - 33.3;
- экстракт листьев эвкалипта (Eucalypti folia) - 33,4.- extract of eucalyptus leaves (Eucalypti folia) - 33.4.
Композиция может использоваться в качестве порошков и иных твердых форм для перорального применения, а также нанесенной на различные носители.The composition can be used as powders and other solid forms for oral administration, as well as applied to various carriers.
Claims (1)
- сухой экстракт коры дуба (Quercus cortex) - 33,3;
- сухой экстракт почек березы (Betulae gemmae) - 33,3;
- сухой экстракт листьев эвкалипта (Eucalyptus folia) - 33,4;
при формировании двухкомпонентной композиции содержание каждого сухого экстракта по 50 мас..%. A composition that suppresses the feeling of quorum in bacteria, containing at least two dried water or alcohol extracts from oak bark (Quercus cortex), birch buds (Betulae gemmae), eucalyptus leaves (Eucalyptus folia) in the following ratio of components, during the formation of a three-component composition, wt .%:
- dry extract of oak bark (Quercus cortex) - 33.3;
- dry extract of birch buds (Betulae gemmae) - 33.3;
- dry extract of eucalyptus leaves (Eucalyptus folia) - 33.4;
when forming a two-component composition, the content of each dry extract is 50 wt.%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013147370/15A RU2542464C1 (en) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | Composition based on phytoextracts, suppressing quorum sensing in bacteria |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013147370/15A RU2542464C1 (en) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | Composition based on phytoextracts, suppressing quorum sensing in bacteria |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2542464C1 true RU2542464C1 (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=53289030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013147370/15A RU2542464C1 (en) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | Composition based on phytoextracts, suppressing quorum sensing in bacteria |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2542464C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758451C1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-10-28 | Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук" | Composition (dual-component) based on extracts of medicinal plants, suppressing the "quorum sensing" in bacteria |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009114810A2 (en) * | 2008-03-14 | 2009-09-17 | The Florida International Uinversity Board Of Trustees | Use of ellagitannins as inhibitors of bacterial quorum sensing |
CN102149395A (en) * | 2008-08-01 | 2011-08-10 | 圣地亚哥联合大学 | Use of bacteria of the genus tenacibaculum for quorum quenching |
-
2013
- 2013-10-23 RU RU2013147370/15A patent/RU2542464C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009114810A2 (en) * | 2008-03-14 | 2009-09-17 | The Florida International Uinversity Board Of Trustees | Use of ellagitannins as inhibitors of bacterial quorum sensing |
CN102149395A (en) * | 2008-08-01 | 2011-08-10 | 圣地亚哥联合大学 | Use of bacteria of the genus tenacibaculum for quorum quenching |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SZABO MA, et all. Inhibition of quorum-sensing signals by essential oils//Phytother Res. 2010 May;24(5):782-6. doi: 10.1002/ptr.3010 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758451C1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-10-28 | Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук" | Composition (dual-component) based on extracts of medicinal plants, suppressing the "quorum sensing" in bacteria |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ghaima et al. | Antibacterial and antioxidant activities of ethyl acetate extract of nettle (Urtica dioica) and dandelion (Taraxacum officinale) | |
Abdollahzadeh et al. | Antibacterial and antifungal activities of Punica granatum peel extracts against oral pathogens | |
Bachir et al. | Antibacterial activity of the essential oils from the leaves of Eucalyptus globulus against Escherichia coli and Staphylococcus aureus | |
Al-Manhel et al. | Effect of aqueous and alcoholic plant extracts on inhibition of some types of microbes and causing spoilage of food. | |
Somchaichana et al. | Acanthus ebracteatus Vahl. Ethanol Extract Enhancement of the Efficacy of the Collagen Scaffold in Wound Closure: A Study in a Full‐Thickness‐Wound Mouse Model | |
Ngbolua et al. | Anti-sickling and bacterial inhibitory effects of two medicinal foods from Congo river basin: Gnetum africanum Welw.(Gnetaceae) and Grewia coriacea Mast.(Malvaceae) | |
Shafighi et al. | In vitro antifungal activity of methanolic extract of various parts of Punica granatum L | |
Naz et al. | Antioxidant, antimicrobial and antiproliferative activities of peel and pulp extracts of red and white varieties of Ipomoea batatas (L) Lam | |
Beigomi et al. | Evaluation of antimicrobial effects of Rosemary and Withania somnifera methanol extract prepared by ultrasound waveform on Escherichia coli biofilm isolated from urinary tract infection | |
Acheampong et al. | In vitro antioxidant and anticancer properties of hydroethanolic extracts and fractions of Ageratum conyzoides. | |
RU2542464C1 (en) | Composition based on phytoextracts, suppressing quorum sensing in bacteria | |
Ibrahim | Evaluation of anti-bacterial activity of Capparis spinosa (Al-Kabara) and Aloe vera extracts against Isolates Bacterial Skin Wound Infections in-vitro and in-vivo | |
Deepthi et al. | A comprehensive review of Sesbania grandiflora (L.) Pers: traditional uses, phytochemistry and pharmacological properties | |
Boyanova | Comparative evaluation of the activity of plant infusions against Helicobacter pylori strains by three methods | |
Bahar et al. | In vitro anti-biofilm activity of Quercus brantii subsp. persica on human pathogenic bacteria | |
JP2005023000A (en) | Anti-bacterial agent and method for producing the same, and food preparation and antiseptic | |
Choudhary et al. | Eco‐Friendly Noble Metal Nanoparticles for therapeutic Applications: Present and Future Scenario | |
Freire et al. | Antibiofilm activity in vitro of Rosmarinus officinalis and Syzygium cumini glycolic extracts on Staphylococcus spp. of dentistry interest | |
WO2021242461A1 (en) | Nutrient composition able to inhibit quorum sensing | |
Kumar et al. | Antimicrobial and antibiofilm activities of methanol leaf extract of Citrus maxima against clinical isolates of multidrug resistant Staphylococcus aureus | |
Phonmakham et al. | Antibacterial and anti-tyrosinase activities of the methanolic extracts from leaves of Tectona grandis. | |
Diaz et al. | Antimicrobial activity of psidium guajava leaves extract against staphylococcus aureus using pure extracts | |
Esmaeili et al. | Antimicrobial Activities of Extracts Derived from in vivo and in vitro Grown Trifolium pratense (Red clover) | |
Oyetayo et al. | Comparative Study on The Phytochemical, Antistaphylococcal and Antioxidant Properties of the Stem Bark of Jatropha curcas L and Jatropha gossypifolia L: Comparative study on two Jatropha species | |
Abdulbary et al. | Antibacterial Effect of Some Medicinal Plants against Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151024 |