pmedpharmФармация и фармакологияPharmacy & Pharmacology2307-92662413-2241Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - branch of Volgograd State Medical Univer10.19163/2307-9266-2021-9-6-476-484pmedpharm-977Research ArticleФАРМАКОЛОГИЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯPHARMACOLOGY AND CLINICAL PHARMACOLOGYПРОТИВООПУХОЛЕВАЯ АКТИВНОСТЬ IN VIVO ВОДНОГО И СПИРТОВОГО ЭКСТРАКТОВ THYMUS MARSCHALLIANUS WILLDANTITUMOR ACTIVITY IN VIVO OF AQUEOUS AND ALCOHOLIC EXTRACTS OF THYMUS MARSCHALLIANUS WILLDhttps://orcid.org/0000-0002-0022-8318ШереметьеваA. C.SheremetyevaA. S.

старший преподаватель кафедры общей биологии, фармакогнозии и ботаники 

Senior Lecturer of the Department of General Biology, Pharmacognosy and Botany

anna-sheremetyewa@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7471-4335НапшеваА. М.NapshevaA. M.

кандидат медицинских наук, доцент кафедры патологической анатомии 

Candidate of Sciences (Medicine), Associate Professor of the Department of Pathological Anatomy

a.napsheva@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4628-9519ДурноваН. А.DurnovaN. A.

доктор биологических наук, доцент, зав. кафедрой общей биологии, фармакогнозии и ботаники

Dean of the Faculty of Pharmacy, Doctor of Sciences (Biology), Associate Professor, Head of the Department of General Biology, Pharmacognosy and Botany

ndurnova@mail.ruФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Министерства здравоохранения Российской Федерации 410012, Россия, г. Саратов, ул. Большая Казачья, 112РоссияSaratov State Medical University named after V.I. Razumovsky 112, Bolshaya Kazachya Str., Saratov, Russia, 410012Russian Federation20210612202196476484Copyright © Шереметьева A.C., Напшева А.М., Дурнова Н.А., 20212021Шереметьева A.C., Напшева А.М., Дурнова Н.А.Sheremetyeva A.S., Napsheva A.M., Durnova N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmpharm.ru/jour/article/view/977Цель

Цель. Изучить противоопухолевую активность водного и спиртового экстрактов тимьяна Маршалла (Thymus marschallianus Willd.) на самцах беспородных белых крыс с перевитой опухолью печени PC-1.

Материалы и методы

Материалы и методы. Объект исследования – измельченная трава тимьяна Маршалла, которая собрана в окрестностях города Саратова в фазе цветения. Экстракты из указанного растительного материала были приготовлены двумя разными способами: в одном, в качестве экстрагента использовали воду, в другом –спирт этиловый 95%-ный. В эксперименте использовано 15 самцов беспородных белых лабораторных крыс массой 200±50 г, которым имплантировали подкожно, в область лопатки, альвеолярный рак печени – РС-1. Животные с перевитой опухолью методом случайной выборки были разделены на 3 группы по 5 крыс: первая, контрольная, не получавшая экстракт; вторая, опытная, получавшая спиртовой экстракт тимьяна Маршалла; третья, опытная, получавшая водный экстракт тимьяна Маршалла. Для изучения патоморфоза опухоли применялись морфологические и морфометрические методы с использованием стандартной гистологической окраски гематоксилином и эозином.

Результаты

Результаты. Экспериментально установлено, что спиртовой и водный экстракты тимьяна Маршалла обладают противоопухолевой активностью. Морфологическое исследование опухолей животных показало снижение количества сохранных опухолевых клеток в поле зрения, выраженные некробиотические и атрофические изменения клеток опухоли, отсутствие митозов, разрастание соединительнотканных волокон, что соответствует II–III степени патоморфоза опухоли.

Заключение

Заключение. Водный экстракт тимьяна Маршалла проявил более сильную противоопухолевую активность. При его введении в опухолевую ткань выявлены морфологические признаки апоптоза: появление апоптотических телец, кариопикноз и конденсация ядерного хроматина в опухолевых клетках. Можно предположить, что более выраженный противоопухолевый эффект водного экстракта обусловлен бóльшим выходом флавоноидов.

The aim of research is to study the antitumor activity of aqueous and alcoholic extracts of Thymus marschallianus Willd. on male outbreed white rats with transplanted liver tumor PC-1.

Materials and methods

Materials and methods. The object of study is crushed grass of Thymus marschallianus Willd. collected in the Saratov vicinity in the flowering phase. Extracts from the specified plant material were made in two different ways: first way, water was used as an extractant, in the other, ethyl alcohol 95%. 15 male outbreed white laboratory rats weighing 200±50 were used in experiment. The subcutaneous injections of alveolar liver cancer RS-1 were made in scapula area. Animals with transplanted tumor were randomly divided into 3 groups of 5 rats: the first was a control (negative control) that did not receive extract; the second was an experimental one that receiving alcoholic extract of Thymus marschallianus Willd.; the third was an experimental one that receiving aqueous extract of Thymus marschallianus Willd. To study the pathomorphosis of the tumor, morphological and morphometric methods were used standard histological staining with hematoxylin and eosin.

Results It has been established that alcoholic and aqueous extracts of Thymus marschallianus Willd. have antitumor activity. Morphological examination of animal tumors showed a decrease in the number of preserved tumor cells in the view field, pronounced necrobiotic and atrophic changes in tumor cells, absence of mitosis, proliferation of connective tissue fibers corresponding to the II-III degree of tumor pathomorphosis.

Conclusion

Conclusion. Thymus marschallianus Willd. aqueous extract showed more potent antitumor activity. Introduction into tumor tissue revealed morphological signs of apoptosis: the appearance of apoptotic bodies, karyopycnosis, and condensation of nuclear chromatin in tumor cells. It can be assumed that the more pronounced antitumor effect of the aqueous extract is due to the higher yield of flavonoids.

экстрактThymus marschallianus Willd.противоопухолевая активностьextractThymus marschallianus Willd.antitumor activityДанное исследование не имело финансирования от сторонних организацийThis study did not receive any financial support from outside organizations.ReferencesТурсунова Н.В., Чурин Б.В., Клинникова М.Г. Противоопухолевая активность соединений природного происхождения // Современные проблемы науки и образования. – 2018. – № 5. – С. 201–201.Tursunova NV, Churin BV, Klinnikova MG. Antitumor activity of compounds of natural origin [Protivoopuholevaya aktivnost’ soedinenij prirodnogo proiskhozhdeniya]. Modern problems of science and education. 2018;(5):201. RussianПоветьева Т.Н., Пашинский В.Г., Семенов А.А., Жапова Ц., Погодаева Н.Н., Хоружая Т.Г. Исследование противоопухолевых и антиметастатических свойств растительных средств из аконита байкальского // Сибирский онкологический журнал. – 2002. – № 3−4. – С. 138–141.Povetyeva TN, Pashinsky VG, Semenov AA, Zhapova TS, Pogodaeva NN, Horuzhaya TG. Research of antitumor and antimetastatic properties of herbal remedies from Baikal aconite [Issledovanie protivoopuholevyh i antimetastaticheskih svojstv rastitel’nyh sredstv iz akonita bajkal’skogo]. Siberian Oncological Journal. 2002;3−4:138−41. RussianПриходченко Т.Р., Акентьева Н.П., Немирова Е.С., Гизатуллин А.Р., Шкондина Н.И. Изучение противоопухолевой активности растительных экстрактов (Kalanchoe daigremontiana, Aloe arborescens) на клетках множественной миеломы // Российский биотерапевтический журнал. – 2018. – Т. 17, № S. – С. 59–60.Prikhodchenko TR, Akentieva NP, Nemirova ES, Gizatullin AR, SHkondina NI. Study of the antitumor activity of plant extracts (Kalanchoe daigremontiana, Aloe arborescens) on cells of multiple myeloma [Izuchenie protivoopuholevoj aktivnosti rastitel’nyh ekstraktov (Kalanchoe daigremontiana, Aloe arborescens) na kletkah mnozhestvennoj mielomy]. Russian Biotherapeutic Journal. 2018; 17(S):59–60. RussianВинокурова О.А., Тринева О.В., Сливкин А.И. Сравнительная характеристика различных видов тимьяна: состав, свойства, применение (обзор) // Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2016. – № 4. – С. 134–50.Vinokurova OA, Trineva OV, Slivkin AI. Comparative characterisrics of different types of thyme: the composition, properties and application (review) [Sravnitel’naya harakteristika razlichnyh vidov tim’yana: sostav, svojstva, primenenie (obzor)]. Development and registration of medicines.2016;4:134–50. RussianБубенчикова В.Н., Старчак Ю.А., Лапина Е.С. Тимьян Маршалла (Thymus marchallianus Willd.) – источник пектиновых веществ // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 1–7. – С. 1139–1141.Bubenchikova VN, Starchak YuA, Lapina ES. Thymus marchallianus Willd. – a source of pectin substances [Tim’yan Marshalla (Thymus marchallianus Willd.) – istochnik pektinovyh veshchestv]. Successes of modern natural science. 2015;1–7:1139–41. RussianSevastre-Berghian A.C., Ielciu I., Mitre A.O., Filip G.A., Oniga I., Vlase L., Benedec D., Gheldiu A.M., Toma V.A., Mihart B., Mihuţ A., Bâldea I., Olteanu D., Chis I.C., Clichici S.V., Hanganu D. Targeting Oxidative Stress Reduction and Inhibition of HDAC1, MECP2, and NF-kB Pathways in Rats With Experimentally Induced Hyperglycemia by Administration of Thymus marshallianus Willd. Extracts // Front Pharmacol. – 2020. – No.11. – Art. No.581470. DOI: 10.3389/fphar.2020.581470.Sevastre-Berghian AC, Ielciu I, Mitre AO, Filip GA, Oniga I, Vlase L, Benedec D, Gheldiu AM, Toma VA, Mihart B, Mihuţ A, Bâldea I, Olteanu D, Chis IC, Clichici SV, Hanganu D. Targeting oxidative stress reduction and inhibition of HDAC1, MECP2, and NF-kB pathways in rats with experimentally induced hyperglycemia by administration of Thymus marshallianus Willd. extracts. Front Pharmacol. 2020;11:581470. DOI: 10.3389/fphar.2020.581470.Шереметьева А.С., Фролкова А.В., Дурнова Н.А. Влияние условий экстракции на качественный состав извлечений из травы тимьяна Маршалла. Гармонизация подходов к фармацевтической разработке. Сб. тезисов III Междунар. Науч.-практ.конф. Рос. Ун-тет дружбы народов. – Москва, 2020. – С. 133–136.Sheremetyeva A.S., Frolkova A.V., Durnova N.A. Effect of extraction conditions on the qualitative composition of Marshall thyme herb extracts. Harmonizing approaches to pharmaceutical development: theses collection of the III International scientific and practical conference. Peoples’ Friendship University of Russia. Moscow, 2020:133–6. RussianБубенчикова В.Н., Старчак Ю.А. Аминокислотный и минеральный состав травы тимьяна Маршалла (Thymus marchallianus Willd.) // Ученые записки Орловского государственного университета. Серия: Естественные, технические и медицинские науки. – 2012. – № 6–1. – С. 214–216.Bubenchikova VN, Starchak YuA. Amino acid and mineral composition of the herb Thymus marchallianus Willd [Zhirnokislotnyj i uglevodnyj sostav travy tim’yana Marshalla (Thymus marchallianus Willd.)]. Scientific notes of the Oryol State University. Series: Natural, Technical and Medical Sciences. 2012;6–1:214–6. RussianСтарчак Ю.А., Бубенчикова В.Н. Жирнокислотный и углеводный состав травы тимьяна Маршалла (Thymus marchallianus Willd.) // Ученые записки Орловского государственного университета. Серия: Естественные, технические и медицинские науки. – 2014. – Т. 1, № 7. – С. 221–222.Starchak YuA, Bubenchikova VN. Fatty acid and carbohydrate composition of Thymus marchallianus Willd. Scientific notes of the Oryol State University. Series: Natural, Technical and Medical Sciences. 2014;1(7):221–2. RussianБубенчикова В.Н., Старчак Ю.А., Попова Н.В. Анализ гидроксикоричных кислот в траве тимьяна ползучего и тимьяна Маршалла // Вопросы обеспечения качества лекарственных средств. – 2014. – № 4. – С. 28–31.Bubenchikova VN, Starchak YuA, Popova NV. Analysis of hydroxycoric acids in the grass of Thymus serpyllum and Thymus marchallianus Willd [Analiz gidroksikorichnyh kislot v trave tim’yana polzuchego i tim’yana Marshalla]. Journal of Pharmaceuticals Quality Assurance Issues. 2014;4:28–31. RussianБубенчикова В.Н., Старчак Ю.А., Безъязычная А.А. Карбоновые кислоты травы тимьяна Маршалла (Thymus marchallianus Willd.) // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 2–15. – С. 3316–3318.Bubenchikova VN, Starchak YuA, Bezylagnaya AA. Carboxylic acids of Thymus marchallianus Willd. [Karbonovye kisloty travy tim’yana Marshalla (Thymus marchallianus Willd.)]. Fundamental research. 2015;2-15:3316–8.12. RussianAfonso A.F., Pereira O.R., Cardoso S.M. Health-promoting effects of Thymus phenolic-rich extracts: Antioxidant, anti-inflammatory and antitumoral properties // Antioxidants. – 2020. – Vol. 9, No.9. – P. 814–834. DOI: 10.3390/antiox9090814.Afonso AF, Pereira OR, Cardoso SM. Health-promoting effects of Thymus phenolic-rich extracts: Antioxidant, anti-inflammatory and antitumoral properties. Antioxidants. 2020;9(9):814–34. DOI: 10.3390/antiox9090814.Rezzoug M., Bakchiche B., Gherib A., Roberta A., Kilinçarslan Ö., Mammadov R., Bardaweel S.K. Chemical composition and bioactivity of essential oils and Ethanolic extracts of Ocimum basilicum L. and Thymus algeriensis Boiss. Reut. from the Algerian Saharan Atlas // BMC complementary and alternative medicine. – 2019. – Vol.19, No.1. – P. 1–10. DOI: 10.1186/s12906-019-2556-y.Rezzoug M, Bakchiche B, Gherib A, Roberta A, Kilinçarslan Ö, Mammadov R, Bardaweel SK. Chemical composition and bioactivity of essential oils and ethanolic extracts of Ocimum basilicum L. and Thymus algeriensis Boiss. Reut. from the Algerian Saharan Atlas. BMC complementary and alternative medicine.2019;19(1):1-10. DOI: 10.1186/s12906-019-2556-y.Patil S.M., Ramu R., Shirahatti P.S., Shivamallu C., Amachawadi R.G. A systematic review on ethnopharmacology, phytochemistry and pharmacological aspects of Thymus vulgaris Linn. // Heliyon. – 2021. – Vol. 7, No.5. – P. e07054. DOI: 10.1016/j.heliyon.2021.e07054.Patil SM, Ramu R, Shirahatti PS, Shivamallu C, Amachawadi RG. A systematic review on ethnopharmacology, phytochemistry and pharmacological aspects of Thymus vulgaris Linn. Heliyon. 2021;7(5):e07054. DOI: 10.1016/j.heliyon.2021.e07054.Niksic H., Becic F., Koric E., Gusic I., Omeragic E., Muratovic S., Duric K. Cytotoxicity screening of Thymus vulgaris L. essential oil in brine shrimp nauplii and cancer cell lines // Scientific Reports. – 2021. – Vol. 11, No.1. – P. 1–9. DOI: 10.1038/s41598-021-92679-x.Niksic H, Becic F, Koric E, Gusic I, Omeragic E, Muratovic S, Duric K. Cytotoxicity screening of Thymus vulgaris L. essential oil in brine shrimp nauplii and cancer cell lines. Scientific Reports. 2021;11(1):1–9. DOI: 10.1038/s41598-021-92679-x.Kubatka P., Uramova S., Kello M., Kajo K., Samec M., Jasek K., Vybohova D., Liskova A., Mojzis J., Adamkov M., Zubor P., Smejkal K., Svajdlenka E., Solar P., Samuel S.M., Zulli A., Kassayova M., Lasabova Z., Kwon T.K., Pec M., Danko J., Büsselberg D. Anticancer activities of Thymus vulgaris L. in experimental breast carcinoma in vivo and in vitro // International journal of molecular sciences. – 2019. – Vol. 20, No.7. – P. 1749. DOI: 10.3390/ijms20071749.Kubatka P, Uramova S, Kello M, Kajo K, Samec M, Jasek K, Vybohova D, Liskova A, Mojzis J, Adamkov M, Zubor P, Smejkal K, Svajdlenka E, Solar P, Samuel SM, Zulli A, Kassayova M, Lasabova Z, Kwon TK, Pec M, Danko J, Büsselberg D. Anticancer Activities of Thymus vulgaris L. in Experimental Breast Carcinoma in vivo and in vitro. Int J Mol Sci. 2019 Apr 9;20(7):1749. DOI: 10.3390/ijms20071749.Heidari Z., Salehzadeh A., Shandiz S.A.S., Tajdoost S. Anti-cancer and anti-oxidant properties of ethanolic leaf extract of Thymus vulgaris and its bio-functionalized silver nanoparticles // 3 Biotech. – 2018. – Vol. 8, No.3. – P. 1–14. DOI: 10.1007/s13205-018-1199-x.Heidari Z, Salehzadeh A, Sadat Shandiz SA, Tajdoost S. Anti-cancer and anti-oxidant properties of ethanolic leaf extract of Thymus vulgaris and its bio-functionalized silver nanoparticles. 3 Biotech. 2018 Mar;8(3):177. DOI: 10.1007/s13205-018-1199-x.Балакина А.А., Кузьмина Е.А., Древова А.Н., Мубарак М.М., Карсункина Н.П., Калашникова Е.А., Чередниченко М.Ю. Оценка цитотоксического действия экстрактов из лекарственных растений на клеточную линию М HeLa // Вестник Рязанского государственного агротехнического университета имени П.А. Костычева. − 2015. − Т. 4, № 28. − С. 127–131.Balakina AA, Kuzmina EA, Drevova AN, Mubarak MM, Karsunkina NP, Kalashnikova EA, Cherednichenko MYu. Assessment of the cytotoxic effect of extracts from medicinal plants on the M HeLa cell line [Ocenka citotoksicheskogo dejstviya ekstraktov iz lekarstvennyh rastenij na kletochnuyu liniyu M HeLa]. Bulletin of the Ryazan State Agrotechnical University named after PA Kostychev. 2015;4(28):127–31. RussianBozkurt E., Atmaca H., Kisim A., Uzunoglu S., Uslu R., Karaca B. Effects of Thymus serpyllum extract on cell proliferation, apoptosis and epigenetic events in human breast cancer cells // Nutrition and cancer. – 2012. – Vol.64, No.8. – P. 1245–1250. DOI: 10.1080/01635581.2012.719658.Bozkurt E, Atmaca H, Kisim A, Uzunoglu S, Uslu R, Karaca B. Effects of Thymus serpyllum extract on cell proliferation, apoptosis and epigenetic events in human breast cancer cells. Nutr Cancer. 2012;64(8):1245–50. DOI: 10.1080/01635581.2012.719658.Скворцова И.В., Березуцкий М.А. Флора железнодорожных насыпей южной части Приволжской возвышенности // Поволжский экологический журнал. − 2008. − № 1. − С. 55–64.Skvortsova IV, Berezutsky MA. Flora of railway embankments of the southern part of the Volga upland [Flora zheleznodorozhnyh nasypej yuzhnoj chasti Privolzhskoj vozvyshennosti]. Volga Ecological Journal. 2008;(1):55–64. RussianКусова Р.Д. Исследование флавоноидов и оксикоричных кислот в траве Thymus marschallianus Willd. // Ежемесячный научный журнал. − 2014. − № 2. − С. 142–144.Kusova RD. Research of flavonoids and oxycoric acids in the herb Thymus marschallianus Willd.[ Issledovanie flavonoidov i oksikorichnyh kislot v trave Thymus marschallianus Willd]. Monthly scientific journal. 2014(2):142–4. RussianБубенчикова В.Н., Старчак Ю.А. Изучение отхаркивающей активности растений рода тимьян // Медицинский вестник Башкортостана. − 2013. − Т. 8, № 5. − С. 78–80.Bubenchikova VN, Starchak YuA. Study of expectorant activity of thyme plants [Izuchenie otharkivayushchej aktivnosti rastenij roda tim’yan]. Medical Bulletin of Bashkortostan. 2013;8(5):78–80. RussianШереметьева А.С., Дурнова Н.А., Березуцкий М.А. Содержание эфирных масел в траве разных видов рода тимьян (Thymus L.) // Бюллетень ботанического сада Саратовского государственного университета. − 2017. − Т. 15, № 2. − С. 15–19.Sheremetyeva AS, Durnova NA, Berezutsky MA. The content of essential oils in the grass of different species of the genus thyme (Thymus L.) [Soderzhanie efirnyh masel v trave raznyh vidov roda tim’yan (Thymus L.)]. Bull of the Botanicl Garden of Saratov State Univ. 2017;15(2):15–9. RussianPolukonova N.V., Navolokin N.A., Durnova N.A., Masljakova G.N., Bucharskaja A.B, inventors; Polukonova N.V., Navolokin N.A., proprietors. Method for preparing dry extract of herbal raw material possessing biological activity. − RU 2482863. − 2012.Polukonova NV, Navolokin NA, Durnova NA et al. inventors; Polukonova N.V., Navolokin N.A., proprietors. Method for preparing dry extract of herbal raw material possessing biological activity. RU 2482863. 2012. RussianШереметьева А.С., Дурнова Н.А., Райкова С.В. Исследование антимикробной активности водно-спиртового экстракта тимьяна Маршалла // Современные тенденции развития технологий здоровьесбережения. Москва. − 2019. − С. 509–514.Sheremetyeva AS, Durnova NA, Raikova SV. Investigation of antimicrobial activity of water-alcohol extract of Thymus marschallianus Willd. [Issledovanie antimikrobnoj aktivnosti vodno-spirtovogo ekstrakta tim’yana Marshalla]. Modern trends in the development of health-saving technologies. 2019 Dec 19;509–14. RussianНаволокин Н.А., Мудрак Д.А., Полуконова Н.В., Тычина С.А., Корчаков Н.В., Бучарская А.Б., Маслякова Г.Н. Оценка противоопухолевой и антикахексической активности экстракта аврана лекарственного (Gratiola officinalis L.) у крыс с перевитой саркомой // Сибирский онкологический журнал. − 2016. − Т. 15, № 1. − С. 37–43. DOI: 10.21294/1814-4861-2016-15-1-37-43.Navolokin NA, Mudrak DA, Polukonova NV, Tychina SA, Korchakov NV, Bucharskaya AB, Maslyakova GN. Evaluation of antitumor and anticachexic activity of avran medicinal extract (Gratiola officinalis L.) in rats with an intertwined sarcoma. Siberian Oncological Journal. 2016;15(1):37–43. DOI: 10.21294/1814-4861-2016-15-1-37-43. RussianЛушников Е.Ф., Абросимов А.Ю. Учение Я.Л. Рапопорта о патоморфозе: прошлое и настоящее // Архив патологии. − 2013. − № 4. − С. 62–66.Lushnikov EF, Abrosimov AYu. The doctrine of Y.L. Rappoport on pathomorphosis: past and present. Archive of Pathology. 2013;4:62–6. Russian

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