Медицинская микология / Феофилова, Е. П. Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных препаратов из мицелиальных грибов

© Национальная академия микологии, 2013

Национальная академия микологии ОБЩЕРОССИЙСКАЯ ОБЩЕСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

Е.П. Феофилова, А.И. Алехин, Н.Г. Гончаров, И. С. Мысякина, Я.Э. Сергеева

Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных препаратов из мицелиальных грибов

Москва

2013

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

УДК 577.3 + 602.6(075.8): 616.00 ББК 28.591.4 я73 +30.16я73

Ф94

Фундаментальныеосновымикологииисозданиелекарствен- ных препаратов из мицелиальных грибов. Феофилова Е.П.,

Алехин А.И., Гончаров Н.Г., Мысякина И.С., Сергеева Я.Э. М.: На- циональная академия микологии, 2013, 152 с.

Книга посвящена лекарственным препаратам из грибов, значению этих природных веществ для современной медицины, биотехнологи- ям их получения. Мицелиальные грибы рассматриваются не только с позиций их пищевой ценности, но и как источники для получения биологически активных веществ, которые можно использовать как им- муностимуляторы, адаптогены, антиканцерогены, как вещества, под- держивающие состояние гомеостаза и имеющие гиполиподемический, антисклеротический, противораковый, тромболитический, гипотен- зивный и антибиотический эффекты. Приведены современные данные о физиолого-биохимических особенностях грибов, необходимых для понимания их роли в создании лекарственных препаратов и в иннова- ционных биотехнологических процессах. Дан краткий раздел о состоя- нии биотехнологии в России, инновациях в этой отрасли, связанных с последними теоретическими достижениями в микологии, в частности с ролью стресса, вторичного метаболизма и спорогенеза. Книга предна- значена для микробиологов, микологов, медицинских работников, био- технологов широкого профиля, научных сотрудников смежных дисци- плин, студентов высшихучебных заведений.

Рекомендовано копубликованиюУченым советом ИНМИ РАН. Издано в Российской Федерации в рамках программы и по рекомендации Ученогосовета Национальной академии микологии

Рецензенты

Гарибова Лидия Васильевна – д.б.н., профессор кафедры микологии и альгологии МГУ им. М.В. Ломоносова.

Бибикова Маргарита Васильевна – д.б.н., Государственный научный центр по антибиотикам.

ISBN 8-906062-07-9

©Национальная академия микологии, 2013

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

Предисловие

Книгу по грибным биотехнологиям в медицине, миколо- гическим инновациям в лечении заболеваний человека давно ждут в России. Последние сборники и пособия, упоминающие некоторые биотехнологии на основе грибов, в том числе для медицинских целей, выходили за рубежом около 10 лет назад. В них уже тогда наметилась тенденция к освещению вопросов, преждевсего,геномикиирегуляцииметаболическихпроцессов грибов – потенциальных продуцентов биологическиактивных веществиещевбольшейстепени–родственныхиммодельных микроорганизмов.Вопросамфизиологииибиохимиигрибов,их взаимодействиясокружающейсредойидругимиорганизмами уделялось меньшее внимание. Конечные области приложения грибных биотехнологий в медицинелишь затрагивались зару- бежнымиавторами.Глобальныеизменениявфармацевтической индустрии и организации научных исследований, связанные с разработкойперспективныхлекарств,отразилисьинаприходе новых грибных биотехнологий в клиническую медицину. Для многихврачейсегоднясвязьмедицинскоймикологииифарма- цевтики представляется лишь в виде клинических испытаний дорогостоящих зарубежных препаратов.

Этоположениенауки,клиническоймедициныиожидаемых обществоминновацийпосиламизменитьлишьсотрудничеству ученых:исследователейфундаментальныхвопросовмикологии, биотехнологовиврачей. Издесьтворческийколлективученых и специалистов, много лет работающих под руководством За- служенногодеятеля науки Российской Федерации, профессора Елены Петровны Феофиловой, может служить примером для всех научных сообществ России. Уникальная атмосфера взаи- модействия, сложившаяся в московском кластере Российской

3

http://www.mycology.ru

академиинаук,традициисотрудничестваивзаимнойподдержки сотрудниковведущихакадемическихучреждений,главныхуни- верситетов и крупнейшихклиническихцентров нашейстраны продолжаетприноситьсвои плоды. Научный задел идостиже- нияотечественнойбиотехнологииифармацевтикив концеXX века помогли современным ученым и специалистам удержать приоритеты России и проложить новым грибным препаратам дорогу в широкую клиническую практику.

Профессор Феофилова является не только крупным специ- алистом-микологом, биохимиком и биотехнологом. В течение многих лет она проводит большую образовательную и про- светительскую работу, посвященную возможностям грибных биотехнологий в России и мире. Взгляды на значение грибов для современной экологии и цивилизации, изложенные ей в серии публичных лекций и докладов на наших микологиче- ских Съездах, конгрессах медицинских микологов, заседаниях Академиимикологии, сыгралибольшуюрольв формировании современныхнаучныхпредставленийновогопоколенияврачей и биологов России и СНГ. Заслуги Е.П. Феофиловой перед рос- сийскойнаукойв2011г.былиотмеченывысшеймикологической наградой: медалью А.А. Ячевского Национальной академии микологии.

Настоящее издание продолжает серию ежегодных публика- цийврамкахдействующейс2001г.издательскойпрограммыНа- циональной академии микологии. После нескольких выпусков сборника«Микологиясегодня», монографийпосистематикеи таксономии, генетике, экологии грибов, серий практических руководств,пособийикаталогов,издательскийкомитетАкаде- миипринялрешениеподдержатьвыпускэтойкнигив2013г.Мы рекомендуемеенетолькомикологамибиотехнологам,ноивра- чамсамыхразныхспециальностей,фармацевтамипровизорам, студентамисотрудникаммедицинскихибиологическихвузов.

Президент Национальной академии микологии, Заслуженный врач России, доктор медицинских наук, профессор

Ю.В. Сергеев

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

Сведенияоб авторах

Феофилова Елена Петровна – д.б.н., профессор, зав.лабора- ториии. Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН, засл. деятель науки РФ.

Гончаров Николай Гаврилович – д.м.н., профессор, главный врач ЦКБ РАН.

Алехин Александр Иванович – д.м.н., зав. главного врача по научной работе ЦКБ РАН

Мысякина Ирина Сергеевна – д.б.н., ученый секретарь Инсти- тута микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН.

Сергеева Яна Эдуардовна – к.х.н., с.н.с. Института микробио- логии им. С.Н. Виноградского РАН

5

http://www.mycology.ru

Fundamentalsof Mycology. Designing Drug Preparations from My- celialFungi.FeofilovaE.P. ,AlekhinA.I., GoncharovN.G., MysyakinaI.S., and SergeevaYa.E. Moscow, All-Russian National Academyof Mycology

This book deals with drug preparations obtained from fungi. Itemphasizes the importanceof these natural substances forpresent-day medicineand discusses the biotechnologyof theirproduction. Mycelial fungi areconsidered notonly from the nutritional viewpoint. Theyarealso to be regarded as sources of biologicallyactivesubstances (immunostimulators, adaptogens, and anticarcinogens) and asagents thatcan maintain homeostasisand produce antisclerotic, trombolytic, hypotensive, and antibioticeffects. Theauthors present recentdataon the physiological and biochemical propertiesof fungi thatareof paramount importance fordeveloping drug preparations and carrying out innovative biotechnological processes. The book containsashortsection concerned with thestate-of-the-artof biotechnology in Russiaand the recent innovations in this field thatare linked tocutting-edge theoretical developments in mycology. Emphasis is placed upon stress, secondary metabolism, and spore formation.

The book is intended for microbiologists, mycologists, health workers, specialists in various subfieldsof biotechnology, and scientists dealing with related areasof research, as well as universityand collegestudents.

The book is printed in Russian Federation as partof a programmeof All-Russian National Academyof Mycology, the publisherof Mycology Today Series.

ISBN 8-906062-07-9

See http:// www.mycologytoday.org

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

Содержание

http://www.mycology.ru

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

Вступление

Написанию этой книги предшествовали многолетние ис- следования по физиологии и биохимии грибов, которые про- водились в Институте микробиологии РАН, начиная с 70–80-х годов прошлого столетия в отделе физиологии и биохимии гетеротрофныхмикроорганизмов,возглавляемомпрофессором М.Н. Бехтеревой. На базе этого отдела в 1996 г. была создана специализированная лаборатория – «Экспериментальная ми- кология», направленная на изучение физиологии и биохимии мицелиальныхгрибов(руководительпрофессорЕ.П.Феофилова)

Для развития лаборатории большое значение имели осно- вополагающие работы академика В.Н. Шапошникова, профес- сора М.Н. Бехтеревой и их учеников, посвященные изучению липогенезамицелиальныхгрибов (Zygomycetesи Ascomycetes)

ипсевдогрибов (царствоChromista). Вэтихисследованияхеще в80-егодыпрошлогостолетиявпервыебылоустановленоболь- шое разнообразие липидного состава отдельных видов грибов

инайдены продуценты с высокой липогенной активностью. Эти работы помимо теоретического обоснования липогенной активности, открывали перспективы для решения ряда прак- тических проблем, например использование липидов грибов, наряду с липидами растений, как заменителей растительных масел (подсолнечного идр.).

Вэти же годы начались детальные исследования гетеро- талличных грибов семейства Choanephoraceae, была собрана коллекция разнополых штаммов мукоровых грибов Blakeslea trispora,которыебылииспользованыкакпродуцентыβ-каротина присоставлениизаводскогорегламентапополучениюпровита- минаА.Большоезначениевсозданиибиотехнологииполучения каротина имели исследования профессора Г.И. Самохвалова и

9

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

10 Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных...

к.х.н.Л.А.Вакуловой.Разработанныйспособполучениякароти- наудалосьвнедритьнатрехбиотехнологическихзаводахвСССР.

Практически одновременно на основе полиненасыщенных жирных кислот грибов были получены препараты для меди- цины: дермалин, пентарол, липар, гаммалин (И.В. Конова, М.Н. Бехтерева, Н.С.Фунтикова). Такимобразом,ужев тегоды

воснове научных исследований лежал принцип внедрения в практикуполученныхтеоретическихрезультатов,иэтиработы можнорассматриватькакначалоновогонаправлениявмедици- не, которое в XXI веке назовутфармацевтической микологией, целью которой стало получение медицинских препаратов на основе БАВ мицелиальных грибов.

В1996 г. послеобразованиялаборатории «Эксперименталь- ная микология» основным ее направлением стало изучение разнообразиялипидногосоставамицелиальныхгрибовипсев- догрибов, а также биохимическая адаптация грибов к стрессо- вым воздействиям. В связи с совместными исследованиями с Центральнойклиническойбольницей(ЦКБ)РАНиИнститутом хирургии им. А.В. Вишневского РАМН все большее внимание сталоуделятьсясозданиюновыхлекарственных препаратов на основе биологически активных веществ грибов.

Всвязи с этим стали изучаться новые таксоны грибов (Basidiomycetes),инарядуслипидаминачалиисследоватьсядру- гие важнейшие биомолекулы грибов – протекторныеуглеводы цитозоля,причемнаиболеезначимымбылоизучениефизиоло- гической роли дисахарида трегалозы. Сохранилась и основная тенденцияотделаМ.Н.Бехтеревой–полученныетеоретические результатыиспользовалисьдлясозданияновыхбиотехнологий, т.е. внедрялись в практику народногохозяйства.

Обобщение полученных экспериментальных данных по- зволило создать новое представление об устойчивости клеток грибов придействиистрессораинашлоприменениев биотех- нологии,вчастности,вмедицине.Такисследованиябиополи- меровклеточнойстенки(КС)грибов,восновномхитина,легли

восновуразработкиновойотраслибиотехнологии–получению этого аминополисахарида не из панцирей ракообразных, а на основе клеточных стенок мицелиальных грибов. Биотехноло-

http://www.mycology.ru