DIO 1 Izolacija i identifikacija feniletanoidnih glikozida iz Aloysia Polystachya i njihova aktivnost kao inhibitora monoamin oksidaze-A
Mar 10, 2022
Koji je razlog zašto Cistanche Actosides mogu inhibirati aktivnost enzima?
Princip Cistancheovog antioksidativnog dejstva
Pripadnosti
1 Departamento de Biotecnologia em Plantas Medicinais, Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP), Ribeirão Preto, SP, Brazil2 Departamento de Química, Faculdade de Filosofifia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, SãoPão Preto, Universidad São Paulo , SP, Brazil
Ključne riječi
aloysia polystachya, verbenaceae, antidepresivna aktivnost, feniletanoidi, inhibitori monoamin oksidaze
Abstract
Aloysia polystachya se koristi kao sedativ i antidepresiv od strane autohtonog stanovništva Argentine i Paragvaja, ali spojevi povezani s ovim aktivnostima nisu utvrđeni. Odvojili smo i identifikovali glavne sastojke hidroetanolnog ekstrakta A. polystachya ultra-performansnom tečnom hromatografijom-masenom spektrometrijom i potvrdili prisustvo akteozida,izoakteozid, 6'-acetilakteozidi 4',4''',5,5''-tetrahidroksi-6,6'',3''-trimetoksi-[C7–O–C7'']-biflavon NMR spektroskopijom. Inhibitorne aktivnosti hidroetanolnog ekstrakta i pročišćenih feniletanoidnih glikozida protiv monoamin oksidaze-A procijenjene su standardnim fluorometrijskim testom. Hidroetanolni ekstrakt inhibirao je aktivnost monoamin oksidaze-A na način ovisan o dozi sa IC5{{20}} od 9,2 µg/mL, dok je selektivni inhibitor monoamin oksidaze klorgilin pokazao IC50 od 0,06 µg/mL ( 0,22µM). Akteozid je bio najjači inhibitor monoamin oksidaze-A (IC50 vrijednost 5µM), dok jeizoakteozidi 6'-acetilakteozidpokazao je IC50 vrijednosti od oko 10 µM. Rezultati su pokazali da feniletanoidi iz hidroetanolnog ekstrakta A. polystachyaha imaju inhibitornu aktivnost protiv monoamin oksidaze-A. Vjerovatno je da je način djelovanjaakteozidije višeciljani, uključujući regulaciju upalnih molekula i neutralizaciju oksidacijskih reakcija, kao i inhibiciju monoamin oksidaze-A.
Za više informacija kontaktirajte:joanna.jia@wecistanche.com
Cistanche deserticola ima mnogo efekata, kliknite ovde da saznate više
Uvod
Prema nedavnom izvještaju Svjetske zdravstvene organizacije [1], više od 320 miliona ljudi (4,4 posto svjetske populacije) pati od depresije i anksioznih poremećaja, a oko 800 hiljada samoubistava godišnje bude počinjeno kao rezultat ovih mentalnih problema. . Iako je liječenje sintetičkim antidepresivima dostupno, mnogi pacijenti pate od nuspojava kao što su suha usta, zatvor, vrtoglavica, zamagljen vid, povećan apetit, debljanje, nesanica i problemi s bubrezima [2]. Iz tog razloga, pristupi koji koriste komplementarnu i alternativnu medicinu, uključujući fitoterapiju, koriste se u liječenju nekoliko vrsta mentalnih poremećaja [3].
Različite pretkliničke i kliničke studije pružile su dokaze u prilog prednostima biljnih lijekova u liječenju općih i specifičnih anksioznih poremećaja [4, 5]. Od posebnog interesa su istraživanja anksiolitičkih svojstava Aloysia polystachya (Griseb.) Moldenke (Verbenaceae), aromatične vrste koja se uglavnom nalazi u Argentini i Paragvaju. Prema etnofarmakološkim istraživanjima, lokalno stanovništvo koristi biljku, koja je opće poznata kao burito, kao tonik za probavu, sedativ i antidepresiv [6, 7]. Iako su anksiolitička i antidepresivna svojstva hidroetanolnih ekstrakata iz A. polystachya potvrđena pretkliničkim studijama [8–10], nisu provedena fitokemijska istraživanja s ciljem identifikacije spojeva povezanih s ovim aktivnostima. Ranije je pokazano da je antidepresivno djelovanje nekih ljekovitih biljaka, na primjer, Hypericum perforatum L. (Hy-pericaceae) i Peganum harmala L. (Nitrariaceae), povezano sa inhibicijom monoamin oksidaze-A (MAO-A) [11–13]. Familija MAO je raspoređena po centralnom i perifernom nervnom sistemu i prekomerna ekspresija ovih enzima promoviše oksidativnu deaminaciju monoamina sa smanjenjem nivoa neurotransmitera serotonina, norepinefrina i dopamina, što dovodi do pojave psihijatrijskih poremećaja. Takvi procesi deaminacije također stvaraju tvari kao što su vodikov peroksid, radikali bez kisika i aldehidi koji su odgovorni za oksidativni stres stanica. MAO postoje u dvije glavne izoforme koje se razlikuju u pogledu distribucije, specifičnosti supstrata i osjetljivosti na inhibitore. Izoforma MAO-A igra važnu ulogu u depresiji i anksioznim poremećajima, dok je MAO-B uključen u neurodegenerativne bolesti [13-17]. U svjetlu gore navedenog, pretpostavili smo da anksiolitička i antidepresivna svojstva A. polystachya proizlaze, barem djelimično, zbog prisustva inhibitora MAO-A. Da bismo testirali ovu hipotezu, identifikovali smo aktivne principe prisutne u hidroetanolnom ekstraktu iz listova A. polystachya i procenili efekte sirovog ekstrakta i glavnih sastojaka izolovanih iz njega na aktivnost MAO-A.
Rezultati i diskusija
Hidroetanolni ekstrakt iz listova A. polystachya podvrgnut je ultra-performansnoj tečnoj hromatografiji-masenoj spektrometriji (UPLC-MS), a tako dobijeni hromatogram je prikazan na ▶Sl. 1a. Glavne komponente ekstrakta su pročišćene hromatografijom na koloni i tečnom hromatografijom visokih performansi reverzne faze (RP-HPLC) i identifikovane kao akteozid (sin verbaskozid), izoakteozid, 6'-acetilakteozid i 4',4',5 ,5'-tetrahidroksi-6,6'',3'-trimetoksi-[C7–O–C7'']-biflavon poređenjem njihovih 1H- i 13C-NMR, HSQC, HMBC (▶Tabela 1S, 2S, prateće informacije) i MS podaci (▶Slika 1b-e) sa vrijednostima navedenim u literaturi [18–20]. Koncentracija akteozida u hidroetanolnom ekstraktu, kako je određena HPLC-om, iznosila je 108,65 ± 1,3 µg/mg osušenog ekstrakta. Ovo predstavlja prvi zapis o sastojcima ekstrakta listova A. polystachya, iako je eterično ulje biljke prethodno analizirano i utvrđeno je da sadrži monoterpene karvon i limonen kao glavne komponente [21]. Sirovi hidroetanolni ekstrakt iz listova A. polystachya inhibirao je aktivnost MAO-A na način ovisan o dozi (▶Slika 2a) sa IC50 od 9,2 µg/mL, dok je selektivni MAO inhibitor klorgilin pokazao IC50 od 0,06 µg/mL. (0,22µM). Pročišćeniakteoziditakođer je pokazao inhibitorne aktivnosti protiv MAO-A (▶Slika 2b), pri čemu je akteozid pokazao najnižu vrijednost IC50 od 5µM (3,1µg/mL), a zatimizoakteozidsa IC50 od 10,1 µM (6,3 µg/mL) i 6'-acetilakteozidsa IC50 od 9,5 µM (6,3 µg/mL). Inhibicija MAO-A dovodi do ponovnog uspostavljanja nivoa serotonina, norepinefrina, dopamina i tiramina, koji su ključni neurotransmiteri u kontroli anksioznosti i depresije [16]. Dakle, prisustvo različitih MAO-A inhibitora u listovima A. polystachya objašnjava, barem delimično, ranije prijavljene antidepresivne i anksiolitičke aktivnosti ove vrste [8–10]. Upotreba višekomponentnih biljnih mješavina može biti korisna u liječenju bolesti složene etiologije kao što su anksioznost, depresija i druga neurološka stanja. Trenutno se upotreba fitomedicina u liječenju bolesti koje zahvaćaju nervni sistem bazira na paradigmi višeciljnih liganada, odnosno lijekova koji imaju višeciljne aktivnosti koje su rezultat prisustva supstanci kao što su polifenoli sa anti- inflamatorna, antioksidativna i MAO inhibitorna svojstva koja mogu pružiti neuroprotekciju [20,22–25]. Međutim, vrijedno je napomenuti da bi polarni karakter polifenolnih supstanci mogao ometati interakcije s njihovim molekularnim ciljevima. Ipak, kliničke studije su pokazale da kontakt između polifenola i nepolarnih sekundarnih metabolita prisutnih u ekstraktima može modificirati propusnost ćelijskih membrana i olakšati unos polarnih spojeva [23]. Dakle, kompleksni biljni ekstrakti koji sadrže multiciljne agense koji interaguju sa svojim receptorima na pleiotropski način stvaraju farmakološki sinergizam koji utječe na brojne procese, uključujući kretanje polarnih metabolita kroz ćelijske membrane. U tom kontekstu, Li et al. [26] koristili su model zebrice kako bi pokazali da akteozid može prodrijeti kroz krvno-moždanu barijeru i predložio da feniletanoidni glikozid može imati potencijalni terapeutski učinak kod Parkinsonove bolesti. Monoaminergički neurotransmiteri su glavne mete modernih antidepresiva jer su njihovi nedostaci odgovorni za iscrpljujuće simptome depresije. Nedavno istraživanje in vivo pokazalo je da etanolni i vodeni ekstrakti Lippia citriodora (Verbenaceae) i njihova glavna komponenta akteozid pokazuju anksiolitičke, hipnotičke i opuštajuće efekte mišića, a ova svojstva se dijelom pripisuju interakciji s gama tipa A. receptor -aminobuterne kiseline (GABAA) [27]. Kliničke studije su otkrile da lijekovi koji imaju sposobnost blokiranja upalnih citokina, kao što je TNF-, ili druge komponente signalnog puta upale, na primjer, ciklooksigenaza-2 (COX-2), su efikasni u smanjenju depresivni simptomi kod pacijenata sa reumatoidnim artritisom, psorijazom i karcinomom, kao i onih koji pate od teških psihijatrijskih poremećaja [28]. U tom kontekstu, objavljeno je da akteozid može oslabiti proizvodnju i oslobađanje upalnih molekula, kao što su dušikov oksid (NO), TNF- i interleukin 12 (IL-12) u lipopolisaharidu/interferonu-gama (LPS). /IFN-)-stimulirani makrofagi [29], kao i histamin i arahidonska kiselina u RBL-2H3 mastocitima [30]. Osim toga, akteozid može smanjiti nivoe TNF-, IL-1, IL-8, IL-6 i NO, te aktivirati kaspazu-1, nuklearni faktor -kappa-B
(NF-κB), NO sintaza i protein aktivator-1 [31] inducirani IL-32 i/ili LPS u TH-1 ćelijama i makrofagima [32]. Neki od ovih inflamatornih medijatora, kao što su IFN, IL-6, IL-8 i IL-1, pronađeni su na abnormalnim nivoima u perifernim i postmortalnim uzorcima tkiva depresivnih osoba i povezani su sa simptomima depresije [33]. Aktivacija ovih molekula psihosocijalnim stresorima može potaknuti značajne funkcionalne promjene u mozgu, što dovodi do razvoja depresivnog ponašanja i drugih psihijatrijskih poremećaja. IFN, IL-1 i TNF-, na primjer, mogu povećati ekspresiju i funkciju pumpi receptora serotonina, noradrenalina i dopamina, čime se smanjuje dostupnost ovih neurotransmitera u sinaptičkom pukotinu [28]. Osim toga, IFN-, IL-6, TNF- i oksidativni stres mogu aktivirati indoleamin 2,3 dioksigenazu (IDO), enzim odgovoran za razgradnju triptofana i na taj način smanjiti koncentraciju primarnog prekursora sinteza serotonina [34].Acteoside, izoakteozid, i 6'-acetilakteozidsadrže hidroksi-feniletil i kafeoil ostatke za koje je poznato da su povezani sa antioksidativnim svojstvima [35, 36], a sam akteozid pokazuje značajno antioksidativno djelovanje [37]. Studije su to pokazaleacteosideinhibira agregaciju -amiloidnog peptida (A) na način ovisan o dozi, djeluje kao neuroprotektivni agens i poboljšava pamćenje, a ova svojstva se pripisuju antioksidativnoj aktivnosti agensa [38,39]. S obzirom na to da se brojne vrste bogate fenolima sa antioksidativnim svojstvima koriste u liječenju neuroloških poremećaja [15], sugerirano je antidepresivno i anksiolitičko djelovanjefeniletanoid glikozidiizolovani iz A. polystachya mogu također biti rezultat njihovog antioksidativnog djelovanja. Ovu pretpostavku su podržali Xu et al. [40], koji su iznijeli dokaze o odnosu između povećanog oksidativnog stresa i depresije/anksioznosti. Na osnovu gore navedenog, zaključujemo da se antidepresivna svojstva hidroetanolnog ekstrakta iz listova A. polystachya i pročišćenih feniletanoida izolovanih iz njega mogu objasniti višeciljanim načinima djelovanja koji uključuju inhibiciju MAO-A, smanjenje regulacije upalnih molekula i neutralizacije oksidacijskih reakcija. Stoga, ovdje predstavljeni rezultati podržavaju našu originalnu hipotezu da anksiolitičke i antidepresivne aktivnosti hidroetanolnog ekstrakta A. polystachya rezultiraju, barem djelomično, inhibicijom MAO-A. Međutim, odnos strukture i aktivnosti feniletanoidnih glikozida identificiranih u ovoj studiji zahtijeva dodatnu pažnju kako bi se novi molekuli mogli dizajnirati za liječenje specifičnih neuroloških poremećaja.
Materijali i metode
Biljni materijal
Listovi A. polystachya ubrani su na Farmácia da Natureza da Terra de Ismael (Jardinópolis, SP, Brazil) u januaru 2016. Biljni materijal je identifikovala dr. Lúcia Rossi (Instituto Botânico, São Paulo, SP, Brazil) i Uzorak vaučera deponovan je u Herbarijum lekovitog bilja UNAERP-a sa brojem vaučera
HPM-1213. Dozvolu za procjenu bioaktivnosti ekstrakata iz brazilskih biljaka dao je Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (br. 02001.005074/2011-19).
Priprema hidroetanolnog ekstrakta Aloysia polystachya
Listovi (1000g) su sušeni 72h u peći sa cirkulacijom zraka na 45 stepeni, usitnjeni i propušteni kroz 40-mrežasto sito. Praškasti materijal je natopljen u vodi: etanol (20:80; v/v) 7 dana i zatim filtriran kroz Whatman No. 41 filter papir. Filtrat se reducira do suhog na rotacionom isparivaču i liofilizira da se dobije 130,2 g suhog sirovog ekstrakta, što je rezultiralo omjerom ekstrakta lijeka od 7,6:1.
Feniletanoid Glikozidiincistanche
