antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»10.37489/0235-2990-2025-70-7-8-28-33UJZEZSantibiotics-1268Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИExperimental ResearchЛейкоцитарный пептидный комплекс с антибактериальным и противовоспалительным эффектомLeukocyte Peptide Complex with Antibacterial and Anti-Inflammatory Effectshttps://orcid.org/0000-0002-7445-5943ВолковаЛ. В.VolkovaL. V.

Волкова Лариса Владимировна — д. м. н., профессор; профессор кафедры, кафедра охрана окружающей среды.

Пермь

Larisa V. Volkova — D. Sc. in Medicine, Professor; Professor at the Environmental Protection Department.

Perm

wolkowalw@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0001-8516-6143ВолковА. Г.VolkovA. G.

Волков Александр Геннадьевич — к. м. н., доцент кафедры, кафедра охрана окружающей среды.

Пермь

Aleksandr G. Volkov — Ph. D. in Medicine, Associate Professor at the Environmental Protection Department.

Perm

https://orcid.org/0000-0003-2618-762XПолюдоваТ. В.PolyudovaT. V.

Полюдова Татьяна Вячеславовна — к. б. н., заведующая лабораторией.

Пермь

Tatyana V. Polyudova — Ph. D. in Biology, Head of the Laboratory.

Perm

https://orcid.org/0000-0003-2227-8313РудаковаИ. П.RudakovaI. P.

Рудакова Ирина Петровна — д. м. н., доцент, заведующая кафедрой физиологии.

Пермь

Irine P. Rudakova — D. Sc. in Medicine, Associate Professor, Head of the Physiology Department.

Perm

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ)РоссияPerm National Research Polytechnic UniversityRussian FederationИнститут экологии и генетики микроорганизмов уральского отделения российской академии наук (ИЭГМ УрО РАН)РоссияInstitute of Ecology and Genetics of Microorganisms of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationПермская государственная фармацевтическая академия (ПГФА)РоссияPerm State Pharmaceutical AcademyRussian Federation202525072025707-82833Copyright © Волкова Л.В., Волков А.Г., Полюдова Т.В., Рудакова И.П., 20252025Волкова Л.В., Волков А.Г., Полюдова Т.В., Рудакова И.П.Volkova L.V., Volkov A.G., Polyudova T.V., Rudakova I.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/1268

Цель — изучение ингибирующей и бактерицидной активностей в отношении бактерий разных систематических групп в условиях in vitro, а также противовоспалительной активности лейкоцитарного пептидного комплекса в модельном эксперименте каррагенинового отёка.

Материал и методы

Материал и методы. Лейкоцитарный белково-пептидный комплекс получали ультразвуковым воздействием на лейкоциты крови здоровых доноров с последующим фракционированием посредством высокоэффективной жидкостной хроматографии. Антибактериальную активность выделенной фракции определяли методом двукратных разведений. Противовоспалительную активность исследовали на модели острого каррагенинового отёка, вызванного субплантарным введением в заднюю лапу белых нелинейных крыс раствора каррагенина.

Результаты

Результаты. Показана выраженная антибактериальная активность лейкоцитарного пептидного комплекса, состоящего из пептидов с молекулярной массой менее 6,5 кДа в отношении представителей бактерий Escherichia coli, Mycolicibacterium smegmatis и Staphylococcus aureus. Минимальные подавляющие концентрации комплекса составляли 0.5, 0.25 и 0.125 мг/мл соответственно. Внутрибрюшинное введение лейкоцитарного белково-пептидного комплекса по сравнению с препаратом сравнения (нимесулид) обеспечивает статистически значимое торможение воспалительной реакции, достигающее 62,3%. Эффективность противовоспалительного действия лейкоцитарного белково-пептидного комплекса превышала таковую нимесулида более чем на 13%.

Выводы

Выводы. Показана возможность создания противовоспалительного препарата с выраженной антибактериальной активностью на основе пептидного комплекса, выделенного из лейкоцитов крови человека при помощи простого, быстрого и эффективного метода ультразвукового воздействия.

The aim was to study the inhibitory and bactericidal activity against bacteria of different systematic groups in vitro, as well as the anti-inflammatory activity of the leukocyte peptide complex in a model experiment of carrageenan edema.

Material and Methods

Material and Methods. Leukocyte protein-peptide complex was obtained by ultrasound treatment of healthy donors' blood leukocytes with subsequent fractionation via high-performance liquid chromatography. Antibacterial activity of the isolated fraction was determined using the twofold dilution method. Anti-inflammatory activity was studied on the model of acute carrageenin edema caused by subplantar injection of carrageenin solution into the hind paw of white nonlinear rats.

Results

Results. The leukocyte peptide complex consisting of peptides with molar mass less than 6.5 kDa demonstrated a pronounced antibacterial activity against Escherichia coli, Mycolicibacterium smegmatis, and Staphylococcus aureus. The minimum inhibitory concentrations of the complex were 0.5, 0.25, and 0.125 mg/mL, respectively. Intraperitoneal administration of leukocyte protein-peptide complex compared to the reference drug (nimesulide) provides a statistically significant inhibition of the inflammatory response, reaching 62.3%. The anti-inflammatory efficacy of the leukocyte protein-peptide complex exceeded that of nimesulide by more than 13%.

Conclusion

Conclusion. The possibility of creating an anti-inflammatory drug with pronounced antibacterial activity based on a peptide complex isolated from human blood leukocytes using a simple, fast, and effective method of ultrasound exposure has been shown.

антибактериальные пептидыпротивовоспалительная активностькаррагининовый отёклейкоцитарный пептидный комплексantibacterial peptidesanti-inflammatory activitycarrageenan edemaleukocyte peptide complexReferencesBindu S., Mazumder S., Bandyopadhyay U. Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) and organ damage: A current perspective. Biochem Pharmacol. 2020; 180: 114147. doi: 10.1016/j.bcp.2020.114147.Bindu S., Mazumder S., Bandyopadhyay U. Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) and organ damage: A current perspective. Biochem Pharmacol. 2020; 180: 114147. doi: 10.1016/j.bcp.2020.114147.Luo Y., Song Y. Mechanism of antimicrobial peptides: antimicrobial, anti-inflammatory and antibiofilm activities. Int J Mol Sci. 2021; 22 (21): 11401. doi: 10.3390/ijms222111401.Luo Y., Song Y. Mechanism of antimicrobial peptides: antimicrobial, anti-inflammatory and antibiofilm activities. Int J Mol Sci. 2021; 22 (21): 11401. doi: 10.3390/ijms222111401.Волкова Л. В., Гришина Т. А., Волков А. Г. Метод фракционирования лейкоцитарных белков. Пат. РФ № 2737730; опубликовано 02.12.2020.Volkova L. V., Grishina T. A., Volkov A. G. Method for fractionation of leukocyte proteins. Patent RF № 2737730; published 02.12.2020. (in Russion)Волков А. Г., Кононова Л. И., Коробов В. П., Волкова Л. В. Изучение молекулярных параметров и антибактериальная активность пептидного препарата, полученного из лейкоцитов человека. Антибиотики и химиотер. 2023; 68 (9–10): 20–24. doi: https://doi.org/10.37489/0235-2990-2023-68-9-10-20-24.Volkov A. G., Kononova L. I., Korobov V. P., Volkova L. V. Study of molecular parameters and antibacterial activity of a peptide preparation derived from human leukocytes. Antibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy. 2023; 68 (9–10): 20–24. doi: https://doi.org/10.37489/0235-2990-2023-68-910-20-24. (in RussianГришина Т. А., Волков А. Г., Волкова Л. В. Цитотоксичность и токсикологическая характеристика нового лейкоцитарного полипептида. Вопр биол мед фарм хим. 2020; 23 (5): 54–58. doi: https://doi.org/10.29296/25877313-2020-05-08.Grishina T. A., Volkov A. G., Volkova L. V. Cytotoxicity and toxicological characteristics of the new leukocitar polypeptide. Probl Bio Med Pharm Chem. 2020; 23 (5): 54–58. doi: https://doi.org/10.29296/25877313-2020-05-08. (in Russian)Волкова Л. В. Острая и хроническая токсичность антибактериального пептидного комплекса. Биофарм ж. 2022; 14 (1): 51–54. doi: https://doi.org/10.30906/2073-8099-2022-14-1-51-54.Volkova L. V. Acute and chronic toxicity of antibacterial peptide complex. Rus J Biopharmaceuticals. 2022; 14 (1): 51–54. doi: https://doi.org/10.30906/20738099-2022-14-1-51-54. (in Russian)European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) (2020) Version 8. http://www.eucast.org/European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) (2020) Version 8. http://www.eucast.org/Тринус Ф. П., Клебанов Б. М., Кондратюк В. И. Методические рекомендации по экспериментальному (доклиническому) исследованию нестероидных противовоспалительных фармакологических веществ. М.: Минздрав СССР. 1983; 16.Trinus F. P., Klebanov B. M., Kondratyuk V. I. Methodological recommendations for experimental (preclinical) research of non-steroidal anti-inflammatory pharmacological substances. Moscow: Ministry of Health of the USSR. 1983; 16. (in Russian)Чернов А. Н., Орлов Д. С., Шамова О. В. Пептиды врождённого иммунитета как потенциальные противоопухолевые агенты: плюсы и минусы. Мед иммунол. 2021; 23 (6): 1285–1306. doi: https://doi.org/10.15789/1563-0625-POT-2303.Chernov A. N., Orlov D. S., Shamova O. V. Peptides of the innate immunity as potential anticancer agents: pros and cons. Med Immunol. 2021; 23 (6): 1285–1306. doi: https://doi.org/10.15789/1563-0625-POT-2303. (in Russian)Шамова О. В., Орлов Д.С, Жаркова М. С., Баландин С. В., Ямщикова Е. В., Кнаппе Д., Хоффманн Р., Кокряков В. Н., Овчинникова Т. В. Мини-бактенецины ChBac7.5Nα ChBac7.5Nβ — антимикробные пептиды из лейкоцитов козы Capra hircus. Acta Naturale. 2016; 8 (30): 147–157. doi: https://doi.org/10.32607/20758251-2016-8-3-136-146.Shamova O. V., Orlov D. S., Zharkova M. S., Balandin S. V., Yamshchikova E. V., Knappe D., Hoffmann R., Kokryakov V. N., Ovchinnikova T. V. Minibactenecins ChBac7.Nα and ChBac7.Nβ — Antimicrobial Peptides from Leukocytes of the Goat Capra hircus. Acta Naturae. 2016; 8 (30): 136–146. doi: https://doi.org/10.32607/20758251-2016-8-3-136-146. (in Russian)Будихина А. С. Пинегин Б. В. Дефензины — мультифункциональные катионные пептиды человека. Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2008; 2: 31–40.Budikhina A. S., Pinegin B. V. Defensins are multifunctional human cationic peptides. Int J Immunopathology, Allergology, Infectology. 2008; 2: 31–40. (in Russian)Определитель бактерий Берджи. В 2-х томах. Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямся. М.: Мир, 1997; 800.Identifier of bacteria Bergey. In 2 volumes: Transl. With. English. J. Hoult, N. Krieg, P. Sneath, J. Staley, S. Williams (eds.). Moscow: Mir, 1997; 800.Коробов В. П., Шагдарова Б. Ц., Варламов В. П., Есаев Л. Л., Полюдова Т. В. Ингибирующее действие низкомолекулярного хитозана на рост бактерий с различными тинкториальными свойствами. Микробиология. 2023; 92 (2): 197–203. doi: https://doi.org/10.31857/S0026365622600754.Korobov V. P., Shagdarova B. Ts., Varlamov V. P., Esaev A. L., Polyudova T. V. Inhibitory action of low-molecular chitosan on growth of bacteria with different tinctorial properties. Microbiology. 2023; 92 (2): 215–220. doi: doi.org/10.1134/S0026261722603347. (in Russian)Цветкова Е. В., Алешина Г. М., Шамова О. В., Леонова Л. Е., Лерер Р. И., Кокряков В. Н. α-Дефенсины из лейкоцитов крови обезьяны Papio hamadryas. Биохимия. 2006;. 71 (8): 1083–1090.Tsvetkova E. V., Aleshina G. M., Shamova O. V., Kokryakov V. N., Leonova L. E., Lehrer R. I. α-Defensins from blood leukocites of the monkey Papio hamadryas. Biochemistry. 2006. 71 (8): 879–883. (in Russian)Юхнев В. А., Шартукова М. А., Луговкина Н. В., Кокряков В. Н., Шамова О. В. Поиск новых антимикробных пептидов из семейства кателицидинов и дефенсинов в лейкоцитах лося (Alces alces). Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 3. Биология. 2014; 1: 115–131.Yuhnev V.A, Shartukova M. A., Lugovkina N. V., Kokryakov V. N., Shamova O. V. Search of novel antimicrobial peptidesof the cathelicidins and defensins families in moose (Alces alces) leucocytes. Bulletin of St. Petersburg University. Episode 3. Biology. 2014; 1: 115–131. (in Russian)Selsted M. E., Harwig S. S., Ganz T., Schilling J. W., Lehrer R. I. Primary structures of three human neutrophil defensins. J Clin Invest. 1985. 76 (4): 1436–9. doi: 10.1172/JCI112121Selsted M. E., Harwig S. S., Ganz T., Schilling J. W., Lehrer R. I. Primary structures of three human neutrophil defensins. J Clin Invest. 1985. 76 (4): 1436–9. doi: 10.1172/JCI112121Bensch K. W., Raida M., Magert H. J., Schulz-Knappe P., Forssmann W. G. hBD-1: a novel β-defensin from human plasma. FEBS Letters. 1995. 368: 331–335. doi: 10.1016/0014-5793(95)00687-5.Bensch K. W., Raida M., Magert H. J., Schulz-Knappe P., Forssmann W. G. hBD-1: a novel β-defensin from human plasma. FEBS Letters. 1995. 368: 331–335. doi: 10.1016/0014-5793(95)00687-5.Lu S., Cao Y., Fan S. B., Chen Z. L., Fang R. Q., He S.M., Dong M. Q. Mapping disulfide bonds from sub-micrograms of purified proteins or micrograms of complex protein mixtures. Biophys Rep. 2018; 4 (2): 68–81. doi: 10.1007/s41048-018-0050-6.Lu S., Cao Y., Fan S. B., Chen Z. L., Fang R. Q., He S.M., Dong M. Q. Mapping disulfide bonds from sub-micrograms of purified proteins or micrograms of complex protein mixtures. Biophys Rep. 2018; 4 (2): 68–81. doi: 10.1007/s41048-018-0050-6.Wu Z., Li X., Leeuw E., Ericksen B., Lu W. Why Is the Arg5-Glu13 Salt Bridge Conserved in Mammalian α-Defensins? J Biol Chem. 2005; 280 (52): 43039–43047. doi: 10.1074/jbc.M510562200Wu Z., Li X., Leeuw E., Ericksen B., Lu W. Why Is the Arg5-Glu13 Salt Bridge Conserved in Mammalian α-Defensins? J Biol Chem. 2005; 280 (52): 43039–43047. doi: 10.1074/jbc.M510562200Sparks I. L., Derbyshire K. M., Jacobs W. R., Morita Y. S. Mycobacterium smegmatis: The vanguard of mycobacterial research. J Bacteriol. 2023; 205 (1): e0033722. doi: 10.1128/jb.00337-22.Sparks I. L., Derbyshire K. M., Jacobs W. R., Morita Y. S. Mycobacterium smegmatis: The vanguard of mycobacterial research. J Bacteriol. 2023; 205 (1): e0033722. doi: 10.1128/jb.00337-22.Kang L., Han T., Cong H., Yu B., Shen Y. Recent research progress of biologically active peptides. Biofactors. 2022; 48 (3): 575–596. doi: 10.1002/biof.1822.Kang L., Han T., Cong H., Yu B., Shen Y. Recent research progress of biologically active peptides. Biofactors. 2022; 48 (3): 575–596. doi: 10.1002/biof.1822.Panerai A. E. Lymphocytes as a source of hormones and peptides. J Endocrinol Invest. 1993; 16: 549–557. doi: 10.1007/BF03348904.Panerai A. E. Lymphocytes as a source of hormones and peptides. J Endocrinol Invest. 1993; 16: 549–557. doi: 10.1007/BF03348904.

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