danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2022-66-1-65-75dan-1039Research ArticleМЕДИЦИНАMEDICINEЦитотоксические и фотомодифицирующие свойства экстрактов из распространенных лишайников юго-востока БеларусиCytotoxic and photomodifying properties of extracts from the distributed lichens of the South-East of BelarusМатвеенковМ. В.MatveyenkauM. V.

Матвеенков Матвей Владимирович – научный сотрудник.

Ул. Федюнинского, 4, 246007, Гомель

Matveyenkau Matsvei V. – Researcher.

4, Fedyuninsky Str., 246007, Gomel

matvey.matveenkov@mail.ruХрамченковаО. М.KhramchankovaV. M.

Храмченкова Ольга Михайловна – кандидат биологических наук, доцент.

Ул. Советская, 104, 246019, Гомель

Khramchankova Volga M. – Ph. D. (Biology), Associate Professor.

104, Sovetskaya Str., 246019, Gomel

hramchen-kova@gsu.byЧешикИ. А.CheshikI. A.

Чешик Игорь Анатольевич – кандидат медицинских наук, доцент, директор.

Ул. Федюнинского, 4, 246007, Гомель

Cheshik Ihar А. – Ph. D. (Medicine), Associate Professor, Director.

4, Fedyninsky Str., 246007, Gomel

igor.cheshik@gmail.comИнститут радиобиологии, Национальная академия наук БеларусиInstitute of Radiobiology, National Academy of Sciences of BelarusГомельский государственный университет имени Франциска СкориныFrancisk Skorina Gomel State University2022090320226616575Copyright © Матвеенков М.В., Храмченкова О.М., Чешик И.А., 20222022Матвеенков М.В., Храмченкова О.М., Чешик И.А.Matveyenkau M.V., Khramchankova V.M., Cheshik I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/1039

Анализировали фотомодифицирующий и цитотоксический профиль, полученный для 35 экстрактов, выделенных из пяти видов распространенных лишайников юго-востока Беларуси. По результатам исследования, экстракты были разделены на токсичные и нетоксичные в отношении кератиноцитов человека (HACaT). Была выявлена зависимость количественных показателей токсичности экстрактов от вида лишайника, в меньшей степени, от условий экстрагирования. Выявлены экстракты, снижающие токсическое действие ультрафиолета на клетки кожи и обладающие фотосенсибилизационными свойствами. Выделена группа экстрактов, проявивших свойства модификаторов облучения, снижая или увеличивая чувствительность клеток человека, в зависимости от используемой концентрации. Статистический анализ факторов, связанных с модификацией экстрактами эффектов облучения, показал наибольшее влияние на данный показатель применяемых для экстрагирования растворителей. Большинство экстрактов демонстрирует фотозащитные и фотосенсибилизационные эффекты в диапазоне концентраций экстрактов от 2,5 до 5 мкг/мл. Увеличение концентрации до 10 мкг/мл в среднем усиливает их фотосенсибилизационные свойства. Методами вариационной статистики подтверждены значимые концентрационно-зависимые изменения фотомодифицирующих свойств ряда экстрактов.

The photomodifying and cytotoxic profile obtained for thirty-five extracts isolated from five species of distributed lichens in the South-East of Belarus was analyzed. According to the research results, the extracts were classified as toxic and non-toxic to human keratinocytes (HACaT). The dependence of the quantitative toxicity indicators of extracts on the lichen species, to a lesser extent, on the extraction conditions was revealed. Extracts that reduce the toxic effect of ultraviolet radiation on skin cells and possess photosensitizing properties were revealed. A group of the extracts that revealed the properties of a radiation modifier was identified. The statistical analysis of the factors associated with the modification of the radiation effects by extracts showed the greatest influence on this indicator of the solvents used for extraction. Most of the extracts show both the photoprotective and photosensitizing effects in the extract concentration range from 2.5 to 5 μg/ml. Increasing the concentration to 10 μg/ml, on average, enhances their photosensitizing properties. The statistical analysis confirmed the significant concentration-dependent changes in the photomodifying properties of a number of extracts.

экстракты из лишайниковкультуры кератиноцитов (HACaT)ультрафиолетполуингибирующая доза (ID50)полуингибирующая концентрация (IС50)фотомодификацияфакторымножественная регрессияlichen extractskeratinocyte culture (HACaT)ultravioletmedian lethal dose (ID50)median lethal concentration (IC50)photomodificationfactorsmultiple regressionReferencesParker, F. R. Department of Health and Human Services, US Food and Drug Ad-ministration: Authority and Responsibility / F. R. Parker // FDA Administrative Enforcement Manual. – Boca Raton, 2005. – Ch. 1. – P. 21–60. https://doi.org/10.1201/9781420037838-6Parker F. R. Department of Health and Human Services, US Food and Drug Administration: Authority and Responsibility. FDA Administrative Enforcement Manual. Boca Raton, 2005, ch. 1, pp. 21–60. https://doi.org/10.1201/9781420037838-6Serpone, N. Inorganic and organic UV filters: Their role and efficacy in sunscreens and suncare products / N. Serpone, D. Dondi, A. Albini // Inorganica Chimica Acta. – 2007. – Vol. 360, N 3. – P. 794–802. https://doi.org/10.1016/j.ica.2005.12.057Serpone N., Dondi D., Albini A. Inorganic and organic UV filters: Their role and efficacy in sunscreens and suncare products. Inorganica Chimica Acta, 2007, vol. 360, no. 3, pp. 794–802. https://doi.org/10.1016/j.ica.2005.12.057Bureš, F. Fundamental aspects of property tuning in push–pull molecules / F. Bureš // RSC Advances. – 2014. – Vol. 4, N 102. – P. 58826–58851. https://doi.org/10.1039/c4ra11264dBureš F. Fundamental aspects of property tuning in push–pull molecules. RSC Advances, 2014, vol. 4, no. 102, pp. 58826–58851. https://doi.org/10.1039/c4ra11264dYeager, D. G. What’s New in Photoprotection: A Review of New Concepts and Controversies / D. G. Yeager, H. W. Lim // Dermatologic Clinics. – 2019. – Vol. 37, N 2. – P. 149–157. https://doi.org/10.1016/j.det.2018.11.003Yeager D. G., Lim H. W. What’s New in Photoprotection: A Review of New Concepts and Controversies. Dermatologic Clinics, 2019, vol. 37, no. 2, pp. 149–157. https://doi.org/10.1016/j.det.2018.11.003Takshak, S. Defense potential of secondary metabolites in medicinal plants under UV-B stress / S. Takshak, S. B. Agrawal // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. – 2019. – Vol. 193. – P. 51–88. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2019.02.002Takshak S., Agrawal S. B. Defense potential of secondary metabolites in medicinal plants under UV-B stress. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 2019, vol. 193, pp. 51–88. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2019.02.002The lichens Xanthoria elegans and Cetraria islandica maintain a high protection against UV-B radiation in Arctic habitats / L. Nybakken [et al.] // Oecologia. – 2004. – Vol. 140, N 2. – P. 211–216. https://doi.org/10.1007/s00442-004-1583-6Nybakken L., Solhaug K. A., Bilger W., Gauslaa Y. The lichens Xanthoria elegans and Cetraria islandica maintain a high protection against UV-B radiation in Arctic habitats. Oecologia, 2004, vol. 140, no. 2, pp. 211–216. https://doi.org/10.1007/s00442-004-1583-6UV‐induction of sun‐screening pigments in lichens / K. A. Solhaug [et al.] // New Phytologist. – 2003. – Vol. 158, N 1. – P. 91–100. https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2003.00708.xSolhaug K. A., Gauslaa Y., Nybakken L., Bilger W. UV‐induction of sun‐screening pigments in lichens. New Phytologist, 2003, vol. 158, no. 1, pp. 91–100. https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2003.00708.xHerbal extracts, lichens and biomolecules as natural photo-protection alternatives to synthetic UV filters. A systematic review / M. Radice [et al.] // Fitoterapia. – 2016. – Vol. 114. – P. 144–162. https://doi.org/10.1016/j.fitote.2016.09.003Radice M., Manfredini S., Ziosi P., Dissette V., Buso P., Fallacara A., Vertuani S. Herbal extracts, lichens and biomolecules as natural photo-protection alternatives to synthetic UV filters. A systematic review. Fitoterapia, 2016, vol. 114, pp. 144–162. https://doi.org/10.1016/j.fitote.2016.09.003Protection against UVB irradiation by natural filters extracted from lichens / F. Rancan [et al.] // Journal of Photochemistry and Photobiology. – 2002. – Vol. 68, N 2–3. – P. 133–139. https://doi.org/10.1016/s1011-1344(02)00362-7Rancan F., Rosan S., Boehm K., Fernández E., Hidalgo M. E., Quihot W., Quihot W., Rubio C., Boehm F., Piazena H., Oltmanns U. Protection against UVB irradiation by natural filters extracted from lichens. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 2002, vol. 68, no. 2–3, pp. 133–139. https://doi.org/10.1016/s1011-1344(02)00362-7Ranković, B. Lichen secondary metabolites: bioactive properties and pharmaceutical potential / B. Ranković. – New York, 2015. – 202 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-16814-8Ranković B. Lichen secondary metabolites: bioactive properties and pharmaceutical potential. New York, 2015. 202 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-16814-8Храмченкова, О. М. Цитотоксическая активность экстрактов из четырех видов лишайников в отношении культур опухолевых клеток / О. М. Храмченкова, М. В. Матвеенков // Журн. Белорус. гос. ун-та. Экология. – 2018. – № 2. – С. 88–98.Khramchankova V. M., Matveyenkau M. V. Cytotoxic activity of extracts from the four lichen species against human cancer cells lines. Zhurnal belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Ekologiya = Journal of the Belarusian State University. Ecology, 2018, no. 2, pp. 88–98 (in Russian).Храмченкова, О. М. Фотозащитная активность экстрактов из пяти видов лишайников в отношении кератиноцитов человека (HaCАT) / О. М. Храмченкова, М. В. Матвеенков // Журн. Белорус. гос. ун-та. Экология. – 2018. – № 4. – С. 52–62.Khramchankova V. M., Matveyenkau M. V. Photoprotective activity of extracts from the five lichen species against human keratinocyte (HaCАT). Zhurnal belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Ekologiya = Journal of the Belarusian State University. Ecology, 2018, no. 4, pp. 52–62 (in Russian).Van Meerloo, J. Cell sensitivity assays: the MTT assay / J. Van Meerloo, G. J. L. Kaspers, J. Cloos // Cancer cell culture. – Totowa, 2011. – Ch. 20. – P. 237–245. https://doi.org/10.1007/978-1-61779-080-5_20Van Meerloo J., Kaspers G. J. L., Cloos J. Cell sensitivity assays: the MTT assay. Cancer cell culture. Totowa, 2011, ch. 20, pp. 237–245. https://doi.org/10.1007/978-1-61779-080-5_20Antioxidant, antimicrobial and antiproliferative activities of five lichen species / T. Mitrović [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. – 2011. – Vol. 12, N 8. – P. 5428–5448. https://doi.org/10.3390/ijms12085428Mitrović T., Stamenković S., Cvetković V., Tošić S., Stanković M., Radojević I., Stefanović O., Čomić L., Đačić D., Ćurčić M., Marković S. Antioxidant, antimicrobial and antiproliferative activities of five lichen species. International Journal of Molecular Sciences, 2011, vol. 12, no. 8, pp. 5428–5448. https://doi.org/10.3390/ijms12085428

The authors declare that there are no conflicts of interest present.