Estudio Biofísico-Químico y Farmacológico de compuestos fenólicos con posible actividad anestésica y/o gabaérgica.

Tesis (Grado Doctor en Ciencias Biológicas)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Lugar de Trabajo: Cátedra de Química Biológica. Ciencias Biológicas. U.N.C. 2013. 114 h. con Apéndices + CD ; ils. col.; grafs.; tabls. Contiene Referencia Bibliográfica. Abstract en español e inglés.El estudio de compuestos naturales bioactivos ha contribuido significativamente al desarrollo de la farmacología y de la medicina a partir del los resultados del análisis de sus mecanismos de acción. Existen compuestos con actividad anestésica que poseen un efecto modulador positivo del receptor GABAA por lo cual muchos autores vinculan ambas características. En la presente Tesis se intenta abordar el estudio de los mecanismos involucrados principalmente en la modulación del receptor GABAA mediante un punto de vista que conjugue tanto las características biofísico‐químicas de los compuestos y su entorno, como las propiedades farmacológicas de los mismos. Se escogieron como compuestos a estudiar moléculas fenólicas, principalmente de origen natural y estructuralmente similar al ampliamente conocido anestésico general propofol. Para ello, se realizó en una primera parte la determinación de algunas de las principales propiedades fisicoquímicas de los compuestos a estudiar para conocer, entre otras cosas, su grado de lipofilicidad y su tendencia a particionarse en fases membranosas. Posteriormente, se analizaron sus efectos sobre modelos artificiales de membranas para finalmente realizar estudios sobre células en cultivo que involucraron tanto ensayos de citotoxicidad como ensayos farmacológicos sobre el receptor GABAA. Los resultados alcanzados permiten abordar las siguientes conclusiones principales: - Todos los compuestos mostraron una alta lipofilicidad en distintos sistemas de ensayo en el siguiente orden creciente: Eugenol < Carvacrol ≤ Timol < Propofol <Clorotimol. Esta lipofilicidad pudo ser correlacionada con su capacidad para interaccionar con membranas artificiales (liposomas). Dentro de los sistemas de ensayos utilizados para este punto, se validó la utilización de métodos cromatográficos rápidos y simples (IAMHPLC) para predecir la capacidad de interacción de estos compuestos con membranas de fosfolípidos puros. Todos los compuestos fueron capaces de expandir e inestabilizar filmes de Langmuir de dpPC. La interacción de estos compuestos con fases membranosas es favorecida cuando las mismas se encuentran menos compactas. - Sus características físico‐químicas y estructurales hacen que los mismos se intercalen en la zona de las cabezas polares, el glicerol y el comienzo de las cadenas hidrocarbonadas de las membranas de los fosfolípidos disminu -yendo las repulsiones electrostáticas de corto alcance entre los mismos. - Los ensayos farmacológicos realizados en el presente trabajo, en sistemas de cultivos primarios neuronales, revelan que carvacrol y eugenol ejercerían una modulación positiva del receptor GABAA, aunque con menos potencia que la demostrada por propofol y timol. Por su parte, clorotimol indujo una modulación positiva pero sólo hasta concentraciones alrededor de 100 μM, - Los estudios de citotoxicidad y hemólisis muestran la ausencia de citotoxicidad de los compuestos a concentraciones similares a las farmacológicamente activas sobre el receptor GABAA. Se concluye entonces que los resultados obtenidos en la presente Tesis contribuyen a una comprensión más profunda de los posibles mecanismos de acción involucrados en ls efectos moduladores producidos tanto por drogas de consumo masivo como por agentes naturales, a través de una perspectiva que involucra el estudio conjunto de disciplinas diferentes como lo son la biofísica‐química y la farmacología, posibilitando así el entendimiento de la modulación del receptor mediante una visión más amplia que contempla no solo los eventos específicos sino también los inespecíficos que tienen lugar principalmente con componentes de las membranas que contienen a dicho receptor

Effects of Gabaergic phenols on phospholipid bilayers as evaluated by 1H-NMR

The phenols propofol and thymol, and lately carvacrol, eugenol and chlorothymol, have been shown to act as positive allosteric modulators on GABAA receptor, which is the main inhibitory receptor of the central nervous system. GABAA receptor is an intrinsic membrane protein which activity may be affected by surface-active compounds and by physical changes in the membrane. Recently, we demonstrated that these phenols interacted with the lipid membrane phase, suggesting their anesthetic activity could be the combined result of their specific (with receptor proteins) as well as nonspecific (with surrounding lipid molecules) interaction modulating the supramolecular organization of the receptor environment. In the current study, by using 1H-NMR spectroscopy, we have investigated the effects of the insertion and the possible preferential location of the five phenol derivatives with GABAergic activity on EPC membranes. The results indicate that all compounds are able to insert in EPC phospholipid vesicles and to locate in the region between the polar group (choline molecule), the glycerol and the first atoms of the acyl chains, being the more lipophilic compounds (propofol and chlorothymol) that seem to prefer a deeper bilayer insertion. The location of the phenol molecules would reduce the repulsive forces among phospholipids head groups allowing closer molecular packing and finally diminishing the mobility of the hydrocarbon chains, as revealed by 1H spin relaxation times.Fil: Reiner, Gabriela de Las Nieves. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina. Universidade Estadual de Campinas; Brasil. Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho; BrasilFil: Fraceto, Leonardo Fernandes. Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho; BrasilFil: Paula, Eneida de. Universidade Estadual de Campinas; BrasilFil: Perillo, Maria Angelica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; ArgentinaFil: Garcia, Daniel Asmed. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentin

Polyphenol composition and (bio)activity of Berberis species and wild strawberry from the Argentinean Patagonia

The Argentinean Patagonia berries Berberis microphylla, Berberis darwinii, and Fragaria chiloensis ssp. chiloensis f. patagonica were investigated for their polyphenol content and composition by means of liquid chromatography coupled to diode array detection and electrospray ionization tandem mass spectrometry. The in vitro antioxidant activity and inhibition of metabolic syndrome-associated enzymes (α-glucosidase, α-amylase, and lipase) of the fruit extracts was assessed. The most complex polyphenol profile was found in the Berberis samples, with 10 anthocyanins, 27 hydroxycinnamic acids, 3 proanthocyanidins, 2 flavan-3-ol, and 22 flavonols. Fragaria presented four anthocyanins, nine ellagitannins, two proanthocyanidin dimers, one flavan-3-ol, and five flavonols. The Berberis samples showed the best antioxidant capacity, while Fragaria displayed better activity against α-glucosidase and lipase. The phenolic content and composition of the Argentinean Patagonia berries was similar to that reported for Chilean samples but with some chemical differences between Eastern (Argentina) and Western (Chile) Patagonia. The data obtained supports the consumption of these berries as sources of beneficial polyphenols.Fil: Chamorro, Melina Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche. Laboratorio de Ecotono; ArgentinaFil: Reiner, Gabriela de Las Nieves. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche. Laboratorio de Ecotono; ArgentinaFil: Theoduloz, Cristina. Universidad de Talca; ChileFil: Ladio, Ana Haydee. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche. Laboratorio de Ecotono; ArgentinaFil: Schmeda Hirschmann, Guillermo. Universidad de Talca; ChileFil: Gómez Alonso, Sergio. Universidad de Castilla-La Mancha; EspañaFil: Jiménez Aspee, Felipe. Universidad de Talca; Chil

Effects of propofol and other GABAergic phenols on membrane molecular organization

GABAA receptor is the main inhibitory receptor of the central nervous system. The phenols propofol and thymol have been shown to act on this receptor. GABAA is an intrinsic protein, the activity of which may be affected by physical changes in the membrane. Taking into account the lipophilicity of phenols, their interaction with the membrane and a consequent non-specific receptor modulation cannot be discarded. By using Langmuir films, we analyze the comparative effects on the molecular properties of the membrane exerted by propofol, thymol and other related compounds, the activities of which on the GABAA are under investigation in our laboratory. All the compounds were able to expand phospholipid films, by their incorporation into the monolayer being favored by less-packed structures. Nonetheless, they were able to be incorporated at lateral pressures above the equilibrium pressure estimated for a natural membrane. Epifluorescence images revealed their presence between phospholipid molecules, probably at the head-group region. Hence, all results indicated that the phenols studied were clearly able to interact with membranes, suggesting that their anesthetic activity could be the combined result of their interaction with specific receptor proteins and with their surrounding lipid molecules modulating the supramolecular organization of the receptor environment.Fil: Reiner, Gabriela de Las Nieves. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; ArgentinaFil: Perillo, Maria Angelica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; ArgentinaFil: Garcia, Daniel Asmed. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentin

Lipophilicity of some GABAergic phenols and related compounds determined by HPLC and partition coefficients in different systems

Some phenolic compounds, like propofol and thymol, have been shown to act on the GABAA receptor. Taking into account the hydrophobicity of these compounds, their interaction with the membrane surrounding the receptor and consequent non-specific effect on receptor modulation cannot be neglected. In the present work, we determined and correlated several lipophilic parameters for both GABAergic agents and three other related phenolic compounds (eugenol, carvacrol and chlorothymol), including log Po/w, retention data in high performance liquid chromatography (HPLC) by using C18 and immobilized artificial membrane (IAM) columns at different temperatures, and partition coefficients determined in phospholipid liposomes. The correlation results demonstrated the high capacity of the compounds assayed to interact with phospholipid membrane phases, which can be predicted by simple model systems as log Po/w or HPLC. The values obtained by HPLC using a fast screening IAM column were the quantitatively closest to the partition coefficients determined in liposome systems, due to the capacity of this column to permit the establishment of molecular interactions like those found in phospholipid membranes. Finally, the fact that all the compounds studied are able to interact with membranes would suggest the participation of some alteration of the GABAA receptor lipid environment as part of the receptor modulation exerted by phenolic compounds.Fil: Reiner, Gabriela de Las Nieves. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Química; ArgentinaFil: Labuckas, Diana Ondina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Química; ArgentinaFil: Garcia, Daniel Asmed. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Química; Argentin

Chemical characterization of the two major hop varieties produced in Patagonia (Argentina) for the brewing industry

The yields and chemical compositions of the resinous and essential oil fractions vary in different hop (Humulus lupulus L.) varieties and in different environmental conditions. South American hop crops with most of the production located in North Patagonia (Argentina), have not been thoroughly described. The two main varieties grown in this location are Cascade, widely used for aroma purposes and Nugget, a high alpha variety. To characterize the Patagonian hop products, the essential oils and resinous components of dried hop cones and pellets were analyzed. Both cones and pellets showed low HSI values indicating “freshness” of the samples. Argentinian Cascade alpha-acid levels and the ratio of alpha to beta acids (α/β), were above or in the upper range of Cascade typical values. For Patagonian Nugget, α- and β-acid values, as well as the α/β ratio, were within the range reported for other producing regions. As expected, essential oil yields were higher for the Nugget variety compared to Cascade (1.9 % and 1.0 % respectively); with both varieties high in myrcene (> 50 %). The α-humulene to β-caryophyllene (H/C) ratio values were typical for these varieties as well as the amounts of the main essential oil components, including a high proportion of (E)-β-farnesene in Cascade. Geraniol, nevertheless, was found in low amounts in Cascade; though two of its esters were present. This work indicates that hop varieties Cascade and Nugget appear well adapted to Patagonian growing and production conditions, producing high quality hop products. Future experiments to unveil the impact of the observed differences are of interest; including sensory analysis of beers hopped with the Patagonian terroir varieties compared with those from high producing regions.Fil: Trochine, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales. Universidad Nacional del Comahue. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales; ArgentinaFil: González, Silvia Beatriz. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco". Facultad de Ciencias Naturales - Sede Esquel; ArgentinaFil: Burini, Julieta Amalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales. Universidad Nacional del Comahue. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales; ArgentinaFil: Cavallini, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales. Universidad Nacional del Comahue. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales; ArgentinaFil: Gastaldi, Bruno. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco". Facultad de Ciencias Naturales - Sede Esquel; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Reiner, Gabriela de Las Nieves. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; ArgentinaFil: Silva Sofrás, Fresia Melina. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco". Facultad de Ciencias Naturales - Sede Esquel; ArgentinaFil: Van Baren, Catalina Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Farmacología. Cátedra de Farmacognosia; ArgentinaFil: Di Leo Lira, Paola Maria del Rosario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Farmacología. Cátedra de Farmacognosia; ArgentinaFil: Retta, Daiana Sabrina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Farmacología. Cátedra de Farmacognosia; ArgentinaFil: Bandoni, Arnaldo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Farmacología. Cátedra de Farmacognosia; ArgentinaFil: Libkind Frati, Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales. Universidad Nacional del Comahue. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales; Argentin