Comparative analysis of Viscum album L. Antibacterial, hemagglutinating, cytostatic activity depending on the host plants

Abstract

Actuality. The search for new phytotherapeutic agents is an urgent problem of our time. Arguments in favor of transferring Viscum album to the rank of medicinal plants are, firstly, its medicinal properties, and, secondly, the wide distribution of the plant in the territory of Ukraine. A large number of publications have been devoted to the study of the medicinal properties of white mistletoe, among which there are works examining the influence of host plants on the antioxidant and cytotoxic properties of Viscum album. Aim. The purpose of the presented research was to study the antibacterial, cytostatic and hemalutinative activity of white mistletoe shoots depending on the host plant. The work also studied the litholytic activity of a lectin-containing extract from white mistletoe, which was parasitic on rowan. Materials and methods. The antibacterial activity of aqueous and lectin-containing extracts was studied by the disk-diffusion method. The test microorganisms were: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Candida albicans. The lectin-containing extract was obtained by the Antonyuk method, by extraction in a physiological solution. Litholytic activity was studied by exposure of different chemical nature urinary calculi in lectin-containing solution in vitro. The chemical nature of calculi was determined by the infrared spectroscopy method at the Institute of Urology of AMNU. Cytostatic activity was studied by observing the intensity of mitotic division in cells of the seedlings Cucumis sativa lateral roots meristem. Hemagglutinating activity of the Viscum album shoots lectin-containing extract was evaluated as the titer of the highest dilution at which noticeable hemagglutination could be detected. Research results. The results of the study indicate that the aqueous extract of white mistletoe showed little antibacterial activity with a lysis zone from 5.8 to 12.6 mm. Antibacterial properties of mistletoe depend on the type of host plant. The greatest antibacterial effect was demonstrated by mistletoe parasitizing rowan, and the least by apple and poplar mistletoe. Lectin-containing mistletoe extract from poplar and apple moderately inhibited the development of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus, remaining indifferent to other test microorganisms. The study of the antibacterial activity of water extracts from the branches host plant showed that rowan shoots have the highest antibacterial activity. So, there is a direct correlation between the properties of the host plant and the semi-parasitic plant. Analysis of the chemical composition of host plants of white mistletoe suggests that the antibacterial effect of Sorbus aucuparia may be related to the presence of sorbitol and phenolic compounds. The study of hemagglutinating activity allows us to conclude that the lectin-containing extracts of all the researched variants showed the ability to glue erythrocytes. Although the hemagglutination titer varies depending on the host plant species, all lectin-containing extracts showed a higher affinity for blood groups II and III. The results of studying the litholytic activity of lectin-containing extracts of mistletoe from rowan rowan carried out in vitro for 30 days show that white mistletoe has litholytic activity against urates and oxalates and does not affect phosphate urinary calculi. Cytostatic activity is characteristic of all studied mistletoe samples, which indicates its antitumor potential. Mistletoe that grew on a poplar and mistletoe that grew on a maple turned out to be the most active cytostatic agent among the studied samples. Conclusions. The antibacterial activity of Viscum album depends on the host plant. Among the studied types of raw materials, mistletoe from rowan showed the highest antibacterial activity. Lectin-containing extracts of all studied variants revealed hemagglutinating activity. The hemagglutination titer varies depending on the species of the host plant, but remains higher in relation to blood groups A and B. Cytostatic activity is typical for all studied samples. The extract from white mistletoe, which grew on poplar and maple, turned out to be the most active cytostatic agent. The lectin-containing extract of Viscum album showed litholytic activity against oxalates and urates in vitro.Актуальність. Актуальною проблемою сучасності є пошук нових фітотерапевтичних засобів. Аргументами на користь переводу Viscum album у ранг офіцінальних рослин є, по-перше, її лікарські властивості, а по-друге, велика розповсюдженість рослин на території України. Вивченню лікарських властивостей омели білої присвячена велика кількість публікацій, серед яких є роботи, які розглядають вплив рослин-живителів на антиоксидантні та цитотоксичні властивості Viscum album. Мета дослідження. Метою дослідження було вивчення антибактеріальної, цитостатичної та гемаглютинуючої активності пагонів омели білої залежно від рослини-господаря. Також у роботі вивчалася літична активність лектиновмісної витяжки з омели білої, яка паразитувала на горобині звичайній. Матеріали та методи дослідження. Антибактеріальна активність водних і лектиновмісних витяжок досліджувалися диско-дифузним методом. Тестовими мікроорганізмами були Escherichia coli, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans. Лектиновий екстракт отримували методом Антонюка шляхом екстракції у фізіологічному розчині. Літичну активність оцінювали після експозиції конкрементів різної природи в лектиновмісному розчині in vitro. Хімічну природу конкрементів визначали методом інфрачервоної спектроскопії в інституті урології АМНУ. Цитостатична активність оцінювалася шляхом спостереження за інтенсивністю мітотичного поділу в клітинах меристеми бічних коренів проростків Cucumis sativa. Гемаглютинуюча активність лектиновмісної витяжки з пагонів Viscum album оцінювалась як титр найбільшого розведення, за якого можна було виявити помітну аглютинацію. Результати дослідження та їх обговорення. Результати дослідження свідчать, що водний екстракт омели білої продемонстрував незначну антибактеріальну активність із зоною лізису від 5,8 до 12,6 мм. Антибактеріальні властивості омели залежать від виду рослини-живителя. Найбільший антибактеріальний ефект продемонструвала омела, яка паразитувала на горобині звичайній, а найменший – омела з яблуні та тополі. Лектиновий екстракт омели з тополі та яблуні помірно пригнічував розвиток синьогнійної палички та стафілокока золотистого, залишаючись індикатором до інших тест-мікроорганізмів. Вивчення антибактеріальної активності водних екстрактів з гілок рослин-господарів показало, що пагони мають найвищу антибактеріальну активність, тобто існує пряма кореляція між властивостями рослин і рослини напівпаразита. Аналіз хімічного складу рослини-живителя Viscum album дає підстави припустити, що антибактеріальна дія Sorbus aucuparia може бути пов’язана з наявністю спирту сорбітолу та фенольних сполук. Вивчення гемаглютинуючої активності дає змогу зробити висновок, що лектиновмісні екстракти всіх досліджуваних варіантів виявили здатність склеювати еритроцити. Хоча титр аглютинації варіює залежно від виду рослини господаря, усі лектинові витяжки продемонстрували більшу спорідненість до ІІ та ІІІ груп крові. Результат вивчення літичної активності лектиновмісних екстрактів омели з горобини звичайної, проведений in vitro протягом 30 діб, свідчить, що омела біла має літичну активність щодо уратів та оксалатів і не впливає на фосфатні конкременти. Цитостатична активність характерна для всіх досліджуваних видів омели білої, що свідчить про її протипухлинний потенціал. Найбільша активність цитостатиком серед досліджуваних взірців виявилася омела з тополі й омела з клену. Висновки. Антибактеріальна активність Viscum album залежить від рослини-живителя. Серед досліджуваних видів сировини найбільшу антибактеріальну активність виявила омела з горобини звичайної. Лектиновмісні витяжки всіх досліджуваних варіантів виявили гемаглютинуючу активність. Титр аглютинації варіює залежно від виду рослини-живителя, але лишається більшим щодо до А та В крові. Цитостатична активність характерна для всіх досліджуваних взірців. Найбільш активними цитостатиками виявилися Viscum album з тополі та Viscum album з клену. Лектиновмісний екстракт Viscum album виявив літичну активність відносно уратів та оксалатів.