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Prospecting of bioactive substances in Pfaffia townsendii and Pfaffia tuberosa (Gomphreneae, Amaranthaceae)

By Wallace Ribeiro Corrêa

Abstract

Pfaffias são plantas da família Amaranthaceae, tribo Gomphreneae, conhecidas como ginseng brasileiro e "Paratudo". São plantas com importância na medicina popular, sendo empregadas no tratamento de várias patologias e algumas espécies de Pfaffia apresentam estudos farmacológicos reportando atividade analgésica, antinociceptiva, anti-inflamatória, antimicrobiana e antitumoral, sugerindo potencial para a busca de agentes biologicamente ativos nestas matrizes vegetais. Assim, este estudo teve por objetivo a prospecção de extratos, frações e substâncias bioativas em Pfaffia townsendii Pedersen e Pfaffia tuberosa (Spreng.) Hicken que apresentam poucos estudos documentados na literatura e são espécies praticamente intocadas sob o ponto de vista fitoquímico e de avaliação de atividades biológicas. O estudo foi monitorado pela avaliação da atividade antioxidante (ensaios Folin-Ciocalteu, redução do radical DPPH e ORACFL); antiproliferativa (frente a linhagens de células tumorais e não tumorais); antimicrobiana (frente a bactérias, leveduras e protozoários); anti-inflamatória (in vitro pelo ensaio da desnaturação da albumina bovina (BSA) e in vivo empregando o modelo de edema de pata e pleurisia em camundongos induzida por carragenina). No estudo fitoquímico, primeiramente, obteve-se o perfil químico dos extratos bioativos (CCDC, CG, CLAE e ESI-MS), sendo possível identificar algumas substâncias conhecidas diretamente nos extratos brutos (desreplicação). Os extratos bioativos com substâncias que não puderam ser identificadas na etapa de desreplicação foram submetidos ao fracionamento biomonitorado e as substâncias isoladas foram identificadas utilizando-se métodos espectroscópicos de análise (UV, RMN 1H e RMN 13C) e espectrometria de massas e as substâncias isoladas foram submetidas à avaliação das atividades biológicas. Os extratos brutos e fases de partição dos extratos etanólicos apresentaram considerável atividade antioxidante nos três ensaios realizados, observando correlação positiva da capacidade antioxidante com o conteúdo de fenólicos totais solúveis. Estas amostras mostraram atividade antiproliferativa frente a linhagens de células tumorais, com valores de concentração mínima necessária para inibição total do crescimento celular, TGI, variando entre 0,42 e 250 μg/mL para as amostras bioativas e não se mostraram citotóxicas para linhagem de células controle, não tumoral, VERO (TGI ≥ 250 μg/mL). Ainda, exibiram atividade antimicrobiana frente a bactérias (com valores de concentração biocida mínima, CBM, entre 0,5 e 2,0 mg/mL), frente a fungos (CBM de 1,0 mg/mL) e frente a protozoários com atividade tripanocida moderada para formas tripomastigotas de Trypanosoma cruzi (com % de tripomastigotas viáveis variando de 4,70 a 69,40% para os extratos brutos a 4,0 mg/mL e para as fases de partição a 2,0 mg/mL) e com atividade leishmanicida para formas amastigotas-like de Leishmania (L.) amazonensis (com % de amastigotas viáveis variando de 0 a 8,10% para os extratos brutos a 1,0 mg/mL e para as fases de partição a 0,5 mg/mL). Os flavonoides isolados patuletina 3-O-B-D-glucopiranosídeo e tilirosídeo apresentaram promissora atividade antiprotozoário com efeito na viabilidade celular tanto para tripomastigotas de T. cruzi, quanto frente à amstigotas de L. (L.) amazonensis. Os extratos apresentaram atividade anti-inflamatória in vitro com inibição da desnaturação da proteína BSA (IC50 entre 41,1 e 400 µg/mL) e em modelo in vivo onde as fases etanólicas da partição do extrato etanólico das duas plantas estudadas e os flavonoides isolados patuletina 3-O-B-D-glucopiranosídeo e tilirosídeo inibiram o edema de pata induzido por carragenina e a migração de leucócitos na cavidade intrapleural induzido por carragenina, sendo também mensurado o extravasamento de proteínas pela reação de Bradford. O estudo fitoquímico monitorado pelas atividades biológicas e antioxidantes mostrou-se efetivo, sendo possível identificar cinco esteroides, três triterpenoides, três acetatos de triterpenoides, quatro ácidos orgânicos e três flavonoides nas amostras bioativas. Pode-se também isolar dois flavonoides (Patuletina 3-O-B-D-glucopiranosídeo e Tilirosídeo). Os resultados obtidos justificam, pelo menos em parte, a utilização popular de espécies do gênero Pfaffia e confirma o potencial da família Amaranthaceae como fontes de moléculas bioativas e insumos para a saúde, sendo importante a continuidade dos estudos com as amostras bioativas mais promissoras com vistas a aplicações farmacológicas, biotecnológicas e clínicas.Pfaffias are plants of the Amaranthaceae family, Gomphreneae tribe, known as Brazilian ginseng and "paratudo". Plants have great importance in folk medicine, being used in the treatment of various diseases. Some species of Pfaffia exhibit pharmacological studies reporting anti-nociceptive, anti-inflammatory, antimicrobial, analgesic and antitumor activities and suggesting a potential for biologically active agents in these vegetable matrices. Thus, this study aimed to explore for extracts, fractions and bioactive compounds in Pfaffia townsendii Pedersen and Pfaffia tuberosa (Spreng.) Hicken, which show little documented data in the literature studies and are species virtually untouched from the point of view of phytochemical evaluation of biological activities. The study was monitored by the evaluation of the activities: antioxidant (Folin-Ciocalteu assays, reducing the DPPH and ORAC-FL); antiproliferative (against strains of tumor and non-tumor cells); antimicrobial (against bacteria, yeasts and protozoa); anti-inflammatory (in vitro assay for denaturation of bovine serum albumin (BSA) and in vivo study using the model of paw edema and carrageenan-induced pleurisy in mice). In the first step, the phytochemical, it was obtained the chemical profile of the bioactive extracts (TLC, GC, HPLC and ESI-MS), and it was possible to identify some known substances directly from crude extracts (dereplication). The bioactive extracts with substances that could not be identified in the dereplication step were subjected to bioassay-guided fractionation and isolated substances were identified using spectroscopic analysis methods (UV, 1H and 13C NMR) and mass spectrometry and isolated compounds were subjected to evaluation of bioactivity. Extracts and phases of partition of ethanol extracts showed significant antioxidant activity in the three trials, observing positive correlation between antioxidant capacities with the phenolic content. These samples showed antiproliferative activity against tumor cell lines with minimum concentration values required for complete inhibition of cell growth, TGI, ranging between 0.42 and 250 ug/mL for bioactive samples and were not cytotoxic to the cell line control, non-tumor VERO (TGI ≥ 250 ug/mL). They also showed antimicrobial activity against bacteria (with values of Minimum Biocidal Concentration, MBC, between 0.5 and 2.0 mg / ml), against fungi (MBC 1.0 mg mL) and trypanocidal moderate activity against protozoans such as trypomastigote forms of Trypanosoma cruzi (% viable with trypomastigotes ranging from 4.70 to 69.40% for the gross 4.0 mg/mL and extract phases partition to 2.0mg/mL), leishmanicidal activity for axenic amastigotes of Leishmania (L.) amazonensis (% viable with amastigotes ranging from 0 to 8.10% for the crude at 1,0 and 0.5 mg/mL extracts). The flavonoids isolated patuletin 3-O-B-D-glucopyranoside and tiliroside showed promising antiprotozoal activity and effect on cell viability for both T. cruzi tipomastigotas, and amastigotas of L. (L.) amazonensis. The extracts exhibited anti-inflammatory activity in vitro with inhibition of denaturation of BSA protein (IC50 between 41.1 and 400 ug/mL), where the ethanolic phases for the ethanol extract partition and flavonoids isolated patuletin 3-O-B-D-glucopyranoside and tiliroside inhibited in vivo the paw edema induced by carrageenan and the migration of leukocytes in the pleural cavity induced by carrageenan. The extravasation of proteins were also measured by Bradford reaction. The phytochemical study was monitored by biological and antioxidants activities, and was possible to identify five steroids, three triterpenoids, three acetates triterpenoids, four phenolic acids and three flavonoids in bioactive samples. It is as well possible to isolate two flavonoids (patuletin 3-O-B-D-glucopyranoside and tiliroside). The results obtained in this study justify, at least in part, the popular use of the genus Pfaffia and confirm the potential of the Amaranthaceae family as a source of bioactive molecules and its inputs to health. It is important to continue on the studies with the most promising bioactive samples, with goals on the pharmaceutical, biotechnological and clinical applications

Topics: Pfaffia, Amarantacea, Bioprospecção, Pfaffia, Amaranthaceae, Bioprospecting
Publisher: Universidade Estadual de Campinas . Instituto de Biologia
Year: 2014
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.BDTD_UNICAMP:oai:unicamp.br:000937985
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