Antimykotická aktivita konopných extraktů enkapsulovaných do mezoporézního křemičitého materiálu MCM-41

Bc. Anna Curevová

Master's thesis

Antifungal activity of cannabis extracts encapsulated into mesoporous silica material MCM-41

Abstract:

V posledních letech se konopí dostává stále více do popředí především z důvodu jeho léčebných účinků např. na kožní onemocnění. Existuje nespočet studií, které potvrzují pozitivní účinky účinných látek konopí, kterými jsou např. kanabinoidy – tetrahydrokanabinol, kanabidiol a kanabinol nebo terpeny. Tato diplomová práce má za úkol obeznámit čtenáře s léčebným využitím rostliny konopí. Praktická část práce se věnuje konkrétnímu případu působení silic konopí a jejich hlavních účinných látek na plíseň Epidermophyton floccosum. Pracovalo se se 17-ti látkami v čisté a enkapsulované formě, které měly zpomalit nebo inhibovat růst této plísně. Aplikace těchto látek na Petriho misku byla provedena pomocí sprejové pistole. Díky mezoporéznímu křemičitému materiálu MCM-41 by se mělo těchto 17 látek postupně řízeně uvolňovat pro zajištění dlouhodobějších účinků. Celkové vyhodnocení látek se liší v závislosti na koncentraci, ve které byly aplikovány. Nejlépe hodnocená látka v obou koncentracích (8 a 4 mg/ml) byl enkapsulovaný guaiol. Jediná látka, která působila lépe v enkapsulovaném stavu oproti čistému, byl terpinolen (4 mg/ml). Na konci měření (8 mg/ml, 45 den) nejlépe působil proti nárůstu E. floccosum β-myrcen a enkapsulovaný β-karyofylen. Další látky, které rovněž úspěšně inhibovaly růst po 45 dnech při 8 mg/ml jsou enkapsulovaný karvakrol, linalol a v čisté formě terpinolen. Naproti tomu u koncentrace 4 mg/ml nejvíce inhibovala růst plísně enkapsulovaná silice Forbidden Fruit, nerolidol a terpinolen. Jako téměř neúčinné se jevily u koncentrace 8 mg/ml enkapsulovaný nerolidol, v čisté formě karvakrol, silice Green Poison, Gorilla Glue a v obou formách silice Forbidden Fruit a Tangie. U koncentrace 4 mg/ml téměř neinhibovaly růst v čisté formě β-pinen, limonen, terpinolen, silice Green Poison, Critical Hog, Chocolope, Forbidden Fruit, α-pinen, nerolidol a enkapsulovaný karvakrol, β-myrcen, silice Gorilla Glue, Tangie a linalol. V tomto případě nelze s určitostí konstatovat, že by u látek v enkapsulované formě byla zajištěna dlouhodobá účinnost, aniž by na ni měla vliv fungicidní aktivita. Metodika použitá v této studii byla v jejím průběhu mnohokrát různými způsoby optimalizována, ale stále se objevují určité překážky, které mohou výrazně ovlivnit výsledky. Je zapotřebí dalších navazujících experimetnů, které by pomohly metodiku zcela optimalizovat a alespoň in-vitro potvrdit léčebný potenciál konopí. Dle mého názoru může mít technologie enkapsulace velkou budoucnost nejen v tomto odvětví.

Abstract:

In recent years, cannabis has been gaining more and more attention, especially because of its therapeutic effects, e.g. on skin diseases. There are countless studies confirming the positive effects of the active substances in cannabis, such as the cannabinoids – tetrahydrocannabinol, cannabidiol and cannabinol or terpenes. This thesis aims to familiarize the reader with the medicinal uses of the cannabis plant. The practical part of the thesis is devoted to the specific case of the action of cannabis essential oils and their main active substances on the fungus Epidermophyton floccosum. Seventeen substances in pure and encapsulated form were used to slow or inhibit the growth of this fungus. The application of these substances to the Petri dish was carried out using a spray gun. Thanks to the mesoporous silica material MCM-41, these 17 substances should be gradually released in a controlled manner to ensure longer lasting effects. The overall evaluation of the substances varies depending on the concentration at which they were applied. The best evaluated substance at both concentrations (8 and 4 mg/ml) was encapsulated guaiol. The only substance that performed better in the encapsulated state compared to the pure state was terpinolene (4 mg/ml). At the end of the measurements (8 mg/ml, day 45), β-myrcene and encapsulated β-caryophyllene had the best effect against E. floccosum growth. Other substances that also successfully inhibited growth after 45 days at 8 mg/ml were encapsulated carvacrol, linalool and, in pure form, terpinolene. In contrast, at a concentration of 4 mg/ml, encapsulated Forbidden Fruit essential oil, nerolidol and terpinolene inhibited fungal growth the most. At a concentration of 8 mg/ml, encapsulated nerolidol, carvacrol in pure form, Green Poison essential oil, Gorilla Glue, and Forbidden Fruit and Tangie essential oils in both forms appeared to be almost ineffective. At a concentration of 4 mg/ml, β-pinene, limonene, terpinolene, Green Poison, Critical Hog, Chocolope, Forbidden Fruit, α-pinene, nerolidol and encapsulated carvacrol, β-myrcene, Gorilla Glue, Tangie and linalool essential oils showed almost no growth inhibition in pure form. In this case, it cannot be stated with certainty that the encapsulated formulation would provide long-term efficacy without affecting fungicidal activity. The methodology used in this study has been optimised many times in various ways during the course of the study, but there are still some obstacles that can significantly affect the results. Further follow-up experiments are needed to fully optimise the methodology and to confirm the therapeutic potential of cannabis at least in-vitro. In my opinion, encapsulation technology may have a great future not only in this field.

Keywords

léčebné konopí, extrahované a těkavé látky, antifungální aktivita, enkapsulace, MCM-41, Epidermophyton floccosum

Keywords

medicinal cannabis, extracted and volatile substances, antifungal activity, encapsulation, MCM-41, Epidermophyton floccosum

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Anežka Janatová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food and Nutrition