PARTEA 1 Izolarea și identificarea glicozidelor feniletanoide din Aloysia Polystachya și activitatea sa ca inhibitori ai monoaminooxidazei-A
Mar 10, 2022
Care este motivul pentru care Cistanche Actosides poate inhiba activitatea enzimatică?
Principiul efectului antioxidant al Cistanche
Afilieri
1 Departamento de Biotecnologia em Plantas Medicinais, Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP), Ribeirão Preto, SP, Brazilia2 Departamento de Química, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo (USP), Monte Alegre, Ribeirão Preto , SP, Brazilia
Cuvinte cheie
aloysia polystachya, verbenaceae, activitate antidepresivă, feniletanoizi, inhibitori de monoaminooxidază
Abstract
Aloysia polystachya este folosită ca sedativ și antidepresiv de către populațiile indigene din Argentina și Paraguay, dar compușii asociați cu aceste activități nu au fost determinați. Am separat și identificat constituenții principali ai extractului hidroetanolic de A. polystachya prin cromatografie lichidă ultra-performanță-spectrometrie de masă și am confirmat prezența actozidei,izoacteozidă, 6'-acetilacteozidăși 4',4''',5,5''-tetrahidroxi-6,6'',3'''-trimetoxi-[C7–O–C7'']-biflavonă prin spectroscopie RMN. Activitățile inhibitoare ale extractului hidroetanolic și ale glicozidelor feniletanoide purificate împotriva monoaminoxidazei-A au fost evaluate utilizând un test fluorometric standard. Extractul hidroetanolic a inhibat activitatea monoaminoxidazei-A într-o manieră dependentă de doză cu un IC5{{20}} de 9,2 µg/mL, în timp ce inhibitorul selectiv de monoaminoxidază-clorgilina a prezentat un IC50 de 0,06 µg/mL ( 0,22 pM). Acteozidul a fost cel mai puternic inhibitor al monoaminoxidazei-A (valoarea IC50 de 5 µM), în timp ceizoacteozidăși 6'-acetilacteozidăau arătat valori IC50 de aproximativ 10 pM. Rezultatele au arătat că feniletanoizii dintr-un extract hidroetanolic de A. polystachya s-au dovedit a avea activitate inhibitoare împotriva monoaminoxidază-A. Este probabil ca modul de acțiune alactozideeste multi-țintită, implicând reglarea în jos a moleculelor inflamatorii și neutralizarea reacțiilor de oxidare, precum și inhibarea monoaminoxidazei-A.
Pentru mai multe informații, vă rugăm contactați:joanna.jia@wecistanche.com
Cistanche deserticola are multe efecte, click aici pentru a afla mai multe
Introducere
Potrivit unui raport recent al Organizației Mondiale a Sănătății [1], peste 320 de milioane de oameni (4,4 la sută din populația lumii) suferă de depresie și tulburări de anxietate, aproximativ 800 de mii de sinucideri pe an fiind comise ca urmare a acestor probleme mentale. . Deși este disponibil tratament cu antidepresive sintetice, mulți pacienți suferă de reacții adverse precum uscăciunea gurii, constipație, amețeli, vedere încețoșată, creșterea apetitului, creșterea în greutate, insomnie și probleme cu rinichii [2]. Din acest motiv, abordări care utilizează medicina complementară și alternativă, inclusiv fitoterapie, au fost utilizate în tratamentul mai multor tipuri de tulburări mintale [3].
Diverse studii preclinice și clinice au furnizat dovezi în sprijinul beneficiilor medicamentelor pe bază de plante în tratamentul tulburărilor de anxietate generale și specifice [4, 5]. Un interes deosebit sunt investigațiile asupra proprietăților anxiolitice ale Aloysia polystachya (Griseb.) Moldenke (Verbenaceae), o specie aromatică găsită în principal în Argentina și Paraguay. Conform studiilor etnofarmacologice, populațiile locale folosesc planta, cunoscută în mod obișnuit ca burrito, ca tonic digestiv, sedativ și antidepresiv [6, 7]. Deși proprietățile anxiolitice și antidepresive ale extractelor hidroetanolice din A. polystachya au fost confirmate de studii preclinice [8–10], nu au fost efectuate investigații fitochimice cu scopul de a identifica compușii asociați cu aceste activități. S-a demonstrat anterior că activitățile antidepresive ale unor plante medicinale, de exemplu, Hypericum perforatum L. (Hy-pericaceae) și Peganum harmala L. (Nitrariaceae), sunt asociate cu inhibarea monoaminooxidazei-A (MAO-A) [11–13]. Familia MAO este distribuită în sistemul nervos central și periferic, iar supraexprimarea acestor enzime favorizează dezaminarea oxidativă a monoaminelor cu reduceri ale nivelurilor neurotransmițătorilor serotonină, norepinefrină și dopamină, ceea ce duce la apariția tulburărilor psihiatrice. Astfel de procese de dezaminare generează, de asemenea, substanțe precum peroxidul de hidrogen, radicalii liberi de oxigen și aldehidele care sunt responsabile de stresul oxidativ al celulelor. MAO există în două izoforme majore care diferă în ceea ce privește distribuția, specificitatea substratului și sensibilitatea la inhibitori. Izoforma MAO-A joacă un rol important în tulburările depresive și anxioase, în timp ce MAO-B este implicată în bolile neurodegenerative [13–17]. În lumina celor de mai sus, am emis ipoteza că proprietățile anxiolitice și antidepresive ale A. polystachya derivă, cel puțin parțial, din prezența inhibitorilor MAO-A. Pentru a testa această ipoteză, am identificat principiile active prezente în extractul hidroetanolic din frunze de A. polystachya și am evaluat efectele extractului brut și ale principalilor constituenți izolați din acesta asupra activității MAO-A.
Rezultate si discutii
Extractul hidroetanolic din frunze de A. polystachya a fost supus cromatografiei lichide ultra-performante-spectrometrie de masă (UPLC-MS), iar cromatograma astfel obținută este prezentată în ▶Fig. 1a. Componentele principale ale extractului au fost purificate prin cromatografie pe coloană și cromatografie lichidă de înaltă performanță în fază inversă (RP-HPLC) și identificate ca acteozidă (sin verbascozidă), izoacteozidă, 6’-acetilacteozidă și 4’,4’,5 ,5'-tetrahidroxi-6,6'',3'-trimetoxi-[C7–O–C7'']-biflavone prin compararea lor 1H- și 13C-RMN, HSQC, HMBC (▶Tabelul 1S, 2S, Informații de sprijin) și date MS (▶Fig. 1b-e) cu valori raportate în literatură [18–20]. Concentrația de actozidă din extractul hidroetanolic, determinată prin HPLC, a fost de 108,65 ± 1,3 pg/mg de extract uscat. Aceasta reprezintă prima înregistrare a constituenților extractelor de frunze din A. polystachya, deși uleiul esențial al plantei a fost analizat anterior și s-a constatat că conține monoterpenele carvonă și limonen ca componente majore [21]. Extractul hidroetanolic brut din frunze de A. polystachya a inhibat activitatea MAO-A într-o manieră dependentă de doză (▶Fig. 2a) cu un IC50 de 9,2 µg/mL, în timp ce inhibitorul selectiv de MAO clorgilina a prezentat un IC50 de 0,06 µg/mL (0,22 pM). Cel purificatactozidea prezentat, de asemenea, activități inhibitorii împotriva MAO-A (▶Fig. 2b), actozidul prezentând cea mai scăzută valoare IC50 de 5µM (3,1µg/mL), urmată deizoacteozidăcu un IC50 de 10,1 µM (6,3 µg/mL) și 6’-acetilacteozidăcu un IC50 de 9,5 pM (6,3 pg/mL). Inhibarea MAO-A duce la restabilirea nivelurilor de serotonină, norepinefrină, dopamină și tiramină, care sunt neurotransmițători cheie în controlul anxietății și depresiei [16]. Astfel, prezența diverșilor inhibitori MAO-A în frunzele de A. polystachya explică, cel puțin parțial, activitatea antidepresivă și anxiolitică raportată anterior a speciei [8–10]. Utilizarea amestecurilor de plante multicomponente poate fi avantajoasă în tratamentul bolilor cu etiologie complexă, cum ar fi anxietatea, depresia și alte afecțiuni neurologice. În prezent, utilizarea fitomedicamentelor în tratamentul bolilor care afectează sistemul nervos se bazează pe paradigma liganzilor multi-țintă, adică a produselor farmaceutice care au activități multi-țintă rezultate din prezența unor substanțe precum polifenolici cu anti- proprietăți inflamatorii, antioxidante și inhibitorii MAO care sunt capabile să confere neuroprotecție [20,22-25]. Totuși, este de remarcat faptul că caracterul polar al substanțelor polifenolice ar putea împiedica interacțiunile cu țintele lor moleculare. Cu toate acestea, studiile clinice au demonstrat că contactul dintre polifenolici și metaboliții secundari nepolari prezenți în extracte poate modifica permeabilitatea membranelor celulare și poate facilita absorbția compușilor polari [23]. Astfel, extractele complexe de plante care conțin agenți multi-țintă care interacționează cu receptorii lor într-o manieră pleiotropă generează un sinergism farmacologic care afectează numeroase procese, inclusiv mișcarea metaboliților polari de-a lungul membranelor celulare. În acest context, Li și colab. [26] au folosit un model de pește-zebră pentru a demonstra că actozidul ar putea pătrunde în bariera hemato-encefalică și a propus că glicozida feniletanoid ar putea avea un potențial efect terapeutic în boala Parkinson. Neurotransmițătorii monoaminergici sunt principalele ținte ale antidepresivelor moderne, deoarece deficiențele lor sunt responsabile pentru simptomele debilitante ale depresiei. Un studiu recent in vivo a demonstrat că extractele etanolice și apoase de Lippia citriodora (Verbenaceae) și actozidul lor principal au prezentat efecte anxiolitice, hipnotice și relaxante musculare, iar aceste proprietăți au fost atribuite, parțial, unei interacțiuni cu gama de tip A. -receptorul acidului aminobutiric (GABAA) [27]. Studiile clinice au arătat că medicamentele cu capacitatea de a bloca citokinele inflamatorii, cum ar fi TNF- sau alte componente ale căii de semnalizare inflamatorie, de exemplu, ciclooxigenaza-2 (COX{-2), sunt eficiente în reducerea simptome depresive la pacienții cu poliartrită reumatoidă, psoriazis și cancer, precum și cei care suferă de tulburări psihice majore [28]. În acest context, s-a raportat că actozidul poate atenua producția și eliberarea de molecule inflamatorii, cum ar fi oxidul nitric (NO), TNF- și interleukina 12 (IL-12) în lipopolizaharide/interferon-gamma (LPS). Macrofagele stimulate cu /IFN-) [29], precum și histamina și acidul arahidonic în mastocitele RBL-2H3 [30]. În plus, actozidul este capabil să reducă nivelurile de TNF-, IL-1, IL-8, IL{-6 și NO și să activeze caspaza{-1, factorul nuclear -kapa-B
(NF-κB), NO sintetaza și proteina activatoare-1 [31] induse de IL-32 și/sau LPS în celulele TH{-1 și macrofage [32]. Unii dintre acești mediatori inflamatori, cum ar fi IFN, IL-6, IL-8 și IL{-1 , au fost găsiți la niveluri anormale atât în probele de țesut periferic, cât și post-mortem de la indivizi depresivi. și au fost legate de simptomele depresiei [33]. Activarea acestor molecule de către factorii de stres psihosocial poate promova schimbări funcționale semnificative în creier, ducând la dezvoltarea comportamentului depresiv și a altor tulburări psihice. IFN-urile, IL-1 și TNF-, de exemplu, pot crește expresia și funcția pompelor receptorilor serotoninei, noradrenalinei și dopaminei, reducând astfel disponibilitatea acestor neurotransmițători în fanta sinaptică [28]. În plus, IFN-, IL-6, TNF- și stresul oxidativ pot activa indoleamin 2,3 dioxigenaza (IDO), o enzimă responsabilă de degradarea triptofanului și, prin urmare, pot reduce concentrația precursorului primar al sinteza serotoninei [34].Acteozid, izoacteozidă, și 6'-acetilacteozidăconțin fragmente hidroxi-feniletil și cafeoil despre care se știe că sunt asociate cu proprietăți antioxidante [35, 36], iar actozidul în sine prezintă o activitate antioxidantă considerabilă [37]. Studiile au arătat căacteozidinhibă agregarea peptidei -amiloid (A) într-o manieră dependentă de doză, funcționează ca un agent neuroprotector și îmbunătățește memoria, iar aceste proprietăți au fost atribuite activității antioxidante a agentului [38,39]. Având în vedere că numeroase specii bogate în fenolici cu proprietăți antioxidante sunt utilizate în tratamentul tulburărilor neurologice [15], s-a sugerat că efectele antidepresive și anxiolitice alefeniletanoid glicozideizolate din A. polystachya pot rezulta si din activitatile lor antioxidante. Această presupunere a fost susținută de Xu și colab. [40], care a prezentat dovezi referitoare la relația dintre creșterea stresului oxidativ și depresie/anxietate. Pe baza celor de mai sus, concluzionăm că proprietățile antidepresive ale extractului hidroetanolic din frunzele de A. polystachya și ale feniletanoizilor purificați izolați din acesta, pot fi explicate prin moduri de acțiune multi-țintă care implică inhibarea MAO-A, reglarea în jos a moleculele inflamatorii și neutralizarea reacțiilor de oxidare. Prin urmare, rezultatele prezentate aici susțin ipoteza noastră originală că activitățile anxiolitice și antidepresive ale extractului hidroetanolic de A. polystachya rezultă, cel puțin parțial, din inhibarea MAO-A. Cu toate acestea, relația structură-activitate a glicozidelor feniletanoide identificate în acest studiu necesită o atenție suplimentară, astfel încât molecule noi să poată fi proiectate pentru tratamentul tulburărilor neurologice specifice.
Materiale și metode
Material vegetal
Frunzele de A. polystachya au fost recoltate la Farmácia da Natureza da Terra de Ismael (Jardinópolis, SP, Brazilia) în ianuarie 2016. Materialul vegetal a fost identificat de Dr. Lúcia Rossi (Instituto Botânico, São Paulo, SP, Brazilia) și un Exemplar de bon a fost depus în Herbarul de Plante Medicinale de la UNAERP cu numărul de bon
HPM-1213. Permisiunea de a evalua bioactivitățile extractelor din plante braziliene a fost acordată de Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (nr. 02001.005074/2011-19).
Prepararea extractului hidroetanolic de Aloysia polystachya
Frunzele (1000 g) au fost uscate timp de 72 de ore într-un cuptor cu aer circulant la 45 de grade, pulverizate și trecute printr-o sită cu plasă. Materialul sub formă de pulbere a fost înmuiat în apă: etanol (20:80; v/v) timp de 7 zile şi ulterior filtrat prin hârtie de filtru Whatman No. 41. Filtratul a fost redus la sec pe un evaporator rotativ şi liofilizat pentru a se obţine 130,2 g de extract brut uscat, rezultând un raport de extract de medicament de 7,6:1.
Feniletanoid Glicozideîncistanche
