Anti-Inflammatory and Antimicrobial Activities of Extracts Developed from Symphytum officinale Leaves, Flowers, and Roots : Experimental Evaluation and Molecular Docking Study

Abstract

Symphytum officinale L. is a traditional medicinal plant widely used for wound healing and bone regeneration; however, comparative studies evaluating the biological activities of extracts prepared from different plant organs remain limited. The present study compared the antimicrobial and anti-inflammatory activities of organ-specific S. officinale extracts and investigated their potential molecular mechanisms of bioactivities using molecular docking. Antimicrobial activity was evaluated against six bacterial reference strains by broth serial dilution, whereas anti-inflammatory activity was assessed in a serotonin-induced paw oedema model in rats together with the determination of serum prostaglandin E2 (PGE2), tumour necrosis factor-α (TNF-α), and nitrotyrosine levels. Molecular docking was performed against bacterial peptide deformylases, cyclooxygenase-2 (COX-2), and 5-lipoxygenase (5-LOX). The 40% ethanolic leaf extract (S-7) and 70% ethanolic flower extract (S-13) exhibited the broadest antimicrobial spectrum, with pronounced activity against S. aureus, E. faecalis, E. coli, and L. monocytogenes. The 70% ethanolic leaf extract (S-8) demonstrated the strongest early anti-exudative activity (47.50%), whereas the 70% ethanolic flower extract (S-13) most effectively reduced PGE2, TNF-α, and nitrotyrosine levels. Molecular docking suggested that kaempferol-3-O-glucoside may be the principal contributor to antimicrobial activity through interactions with bacterial peptide deformylases, while hyperoside, isoquercitrin, and rosmarinic acid exhibited favourable interactions with COX-2 and 5-LOX, indicating their key role in exerting anti-inflammatory effects. These findings demonstrate pronounced organ-specific pharmacological differences among S. officinale extracts and identify hydroethanolic leaf, flower, and root extracts as promising candidates for further development as multitarget wound-healing phytopharmaceuticals. Симфітум лікарський (Symphytum officinale L.) – традиційна лікарська рослина, яка широко використовується для загоєння ран та регенерації кісток; проте порівняльні дослідження, що оцінюють біологічну активність екстрактів, приготованих з різних органів рослин, залишаються обмеженими. У цьому дослідженні порівняли антимікробну та протизапальну активність органоспецифічних екстрактів Симфітума лікарського (Symphytum officinale) та дослідили їх потенційні молекулярні механізми біоактивності за допомогою молекулярного докінгу. Антимікробну активність оцінювали проти шести бактеріальних референтних штамів шляхом серійного розведення бульйону, тоді як протизапальну активність оцінювали на моделі набряку лапи, індукованого серотоніном, у щурів разом з визначенням рівня простагландину Е2 (PGE2), фактора некрозу пухлини-α (TNF-α) та нітротирозину в сироватці крові . Молекулярний докінг проводили проти бактеріальних пептидних деформилаз, циклооксигенази-2 (COX-2) та 5-ліпоксигенази (5-LOX). 40% етанольний екстракт листя (S-7) та 70% етанольний екстракт квітів (S-13) продемонстрували найширший антимікробний спектр з вираженою активністю проти S. aureus , E. faecalis , E. coli та L. monocytogenes . 70% етанольний екстракт листя (S-8) продемонстрував найсильнішу ранню антиексудативну активність (47,50%), тоді як 70% етанольний екстракт квітів (S-13) найефективніше знижував рівні PGE2 , TNF-α та нітротирозину. Молекулярний докінг показав, що кемпферол-3-O-глюкозид може бути основним фактором, що сприяє антимікробній активності, через взаємодію з бактеріальними пептидними деформілазами, тоді як гіперозид, ізокверцитрин та розмаринова кислота продемонстрували сприятливу взаємодію з COX-2 та 5-LOX, що вказує на їхню ключову роль у здійсненні протизапальних ефектів. Ці результати демонструють виражені органоспецифічні фармакологічні відмінності між екстрактами S. officinale та ідентифікують гідроетанольні екстракти листя, квітів та коренів як перспективних кандидатів для подальшої розробки як багатоцільових фітофармацевтичних препаратів для загоєння ран.