Comprehensive metabolite profiling of Plantaginis Semen using ultra high performance liquid chromatography with electrospray ionization quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry coupled with elevated energy technique

Plantaginis Semen is commonly used in traditional medicine to treat edema, hypertension, and diabetes. The commercially available Plantaginis Semen in China mainly comes from three species. To clarify the chemical composition and distinct different species of Plantaginis Semen, we established a metabolite profiling method based on ultra high performance liquid chromatography with electrospray ionization quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry coupled with elevated energy technique. A total of 108 compounds, including phenylethanoid glycosides, flavonoids, guanidine derivatives, terpenoids, organic acids, and fatty acids, were identified from Plantago asiatica L., P. depressa Willd., and P. major L. Results showed significant differences in chemical components among the three species, particularly flavonoids. This study is the first to provide a comprehensive chemical profile of Plantaginis Semen, which could be involved into the quality control, medication guide, and developing new drug of Plantago seeds.

Digoxin use after diagnosis of prostate cancer and survival: a population-based cohort study

PURPOSE:
Preclinical studies have shown that digoxin exerts anticancer effects on different cancer cell lines including prostate cancer. A recent observational study has shown that digoxin use was associated with a 25% reduction in prostate cancer risk. The aim of this study was to investigate whether digoxin use after diagnosis of prostate cancer was associated with decreased prostate cancer-specific mortality.
METHODS:
A cohort of 13 134 patients with prostate cancer newly diagnosed from 1998 to 2009 was identified from English cancer registries and linked to the UK Clinical Practice Research Datalink (to provide digoxin and other prescription records) and to the Office of National Statistics mortality data (to identify 2010 prostate cancer-specific deaths). Using time-dependent Cox regression models, unadjusted and adjusted hazard ratios (HR) and 95% confidence intervals (CIs) were calculated for the association between post-diagnostic exposure to digoxin and prostate cancer-specific mortality.
RESULTS:
Overall, 701 (5%) patients with prostate cancer used digoxin after diagnosis. Digoxin use was associated with an increase in prostate cancer-specific mortality before adjustment (HR = 1.59; 95% CI 1.32-1.91), but after adjustment for confounders, the association was attenuated (adjusted HR = 1.13; 95% CI 0.93-1.37) and there was no evidence of a dose response.
CONCLUSIONS:
In this large population-based prostate cancer cohort, there was no evidence of a reduction in prostate cancer-specific mortality with digoxin use after diagnosis.

Effets préventifs et thérapeutiques des polyphénols dans un modèle in vitro et in vivo de maladie inflammatoire de l’intestin : caractérisation des polyphénols de la pelure de pomme et de la canneberge par spectrométrie de masse

La muqueuse intestinale est exposée à des agents oxydants provenant de l’ingestion d’aliments modifiés, de cellules immuno-inflammatoires et de la flore intestinale. Une diète élevée en fruits et légumes peut diminuer le stress oxydant (SOx) ainsi que l’inflammation via plusieurs mécanismes. Ces effets bénéfiques peuvent être attribuables à leur contenu élevé en polyphénols. La première étude de mon doctorat consistait à tester l’hypothèse que les polyphénols extraits de pelures de pomme (DAPP) pouvaient diminuer le stress oxydant et l'inflammation impliqués dans les maladies inflammatoires de l'intestin (MII). Nous avons caractérisé les polyphénols des DAPP par spectrométrie de masse (LC-MS) et examiné leur potentiel antioxydant et anti-inflammatoire au niveau des cellules intestinales. L’identification des structures chimiques des polyphénols a été effectuée par LC-MS. Le SOx a été induit par l’ajout du complexe fer/ascorbate (Fe/Asc, 200 µM/2 mM) et l’inflammation par la lipopolysaccharide (LPS, 200µg/mL) à des cellules intestinales Caco-2/15 pré-incubées avec les DAPP (250 µg/mL). L’effet du SOx est déterminé par le dosage du malondialdéhyde (MDA), de la composition des acides gras polyinsaturés et de l’activité des enzymes antioxydantes endogènes (SOD et GPx). L’impact des DAPP sur l’inflammation a été testé par l’analyse de l’expression des marqueurs inflammatoires: cyclooxygénase-2 (COX-2), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-a et l’interleukine-6 (IL-6) et les facteurs de transcription NF-KB, Nrf-2 et PGC1α par immunobuvardage. Nos données ont montré que les flavonols et les flavan-3-ols constituent les composés polyphénoliques majoritaires des DAPP. L’ajout de Fer2+/Asc a provoqué une augmentation de la peroxidation lipidique comparativement aux cellules contrôles, un appauvrissement des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, et une modulation des enzymes antioxydantes, se traduisant par une augmentation de l’activité de la SOD et une diminution de la GPx. En contrepartie, les DAPP ont exhibé leur potentiel à corriger la plupart des perturbations, y compris l’expression protéique anormalement élevée du COX-2 et la production de la prostaglandine E2 (PGE2), ainsi que l’inflammation telle que réflétée par les facteurs NF-κB, TNF-α et IL-6. Par ailleurs, les mécanismes sous-jacents à ces changements bénéfiques des DAPP ont fait intervenir les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Vraisemblablement, cette première étude a permis de démontrer la capacité des DAPP à amoindrir le SOx et à réduire l’inflammation, deux processus étroitement impliqués dans les MII. Dans la deuxième étape de mon doctorat, nous avons voulu comparer les résultats de DAPP à ceux des polyphénols dérivant de la canneberge qui est considérée par la communauté scientifique comme le fruit ayant le plus fort potentiel antioxydant. À cette fin, nous avons caractérisé l’effet des composés polyphénoliques de la canneberge (CPC) sur le SOx, la défense antioxydante et l’inflammation au niveau intestinal tout en définissant leur métabolisme intraluminal. Les différents CPC ont été séparés selon leur poids moléculaire par chromatographie et leurs structures chimiques ont été identifiées par LC-MS. Suite à une pré-incubation des cellules Caco-2/15 avec les extraits CPC (250 µg/mL), le Fe/Asc et la LPS ont été administrés comme inducteurs du SOx et de l’inflammation, respectivement. La caractérisation globale des CPC a révélé que les acides phénoliques composaient majoritairement l’extrait de canneberge de petit poids moléculaire (LC) alors que les flavonoïdes et les procyanidines dimériques/trimériques représentaient l’extrait de poids moléculaire moyen (MC) tout en laissant les procyanidines oligo et polymériques à l’extrait de haut poids moléculaire (HC). Les CPC ont permis de restaurer la plupart des perturbations engendrées dans les Caco-2/15 par le Fe/Asc et le LPS. Les CPC exhibaient le potentiel d’abaisser les niveaux de MDA, de corriger la composition des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, d’augmenter l’activité des enzymes antioxydantes (SOD, GPx et CAT) et d’élever l’expression de Nrf2 et PGC1α. En outre, les CPC pouvaient aussi réduire les niveaux élevés des protéines inflammatoires COX-2, TNF-α et IL-6 ainsi que la production des PGE2 par un mécanisme impliquant le NF-κB. Au niveau mitochondrial, les procyanidines oligomériques ont réussi à corriger les dysfonctions reliées à la production d’énergie (ATP), l’apoptose (Bcl-2, Cyt C et AIF) et le statut des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). Dans le but de bien comprendre les mécanismes d’action des CPC, nous avons défini par LC-MS les composés polyphénoliques qui ont été transportés ou absorbés par l’entérocyte. Nos analyses soulignent le transport (i) des acides cinnamiques et benzoïques (LC); (ii) la quercétine glycosylée et conjuguée et les procyanidines dimériques de type A (MC); et (iii) l’épicatéchine et les procyanidines oligomériques (HC). Les processus de métabolisation (méthylation, glucuronidation et sulfatation) au niveau de l’entérocyte ont probablement permis le transport de ces CPC surtout sous leur forme conjuguée. Les procyanidines oligomériques ayant un degré de polymérisation supérieur à 2 (HC) ont semblé adhérer aux cellules Caco-2/15. L’épicatéchine suivi par les procyanidines dimériques de type A ont été trouvés majoritaires au niveau des mitochondries. Même si nous ignorons encore l’action biologique de chaque composé polyphénolique, nous pouvons suggérer que leurs effets combinatoires exercent des fonctions antioxydantes, anti-inflammatoires et mitochondriales dans le modèle intestinal Caco-2/15. Dans une troisième étape, nous avons procédé à l’évaluation des aspects préventifs et thérapeutique des DAPP tout en sondant les mécanismes sous-jacents dans une étude préclinique. À cette fin, nous avons exploité le modèle de souris avec colite expérimentale provoquée par le Dextran Sulfate de Sodium (DSS). L’induction de l’inflammation intestinale chez la souris C57BL6 a été effectuée par l’administration orale de DSS à 2.5% pendant 10 jours. Des doses physiologiques et supra-physiologiques de DAPP (200 et 400 mg/kg/j, respectivement) ont été administrées par gavage pendant 10 jours pré- et post-DSS. L’inflammation par le DSS a provoqué une perte de poids, un raccourcissement du côlon, le décollement dystrophique de l’épithélium, l’exulcération et les infiltrations de cellules mono et polynucléaires au niveau du côlon. De plus, le DSS a induit une augmentation de la peroxidation lipidique, une régulation à la baisse des enzymes antioxydantes, une expression protéique à la hausse de la myéloperoxidase (MPO), du COX-2 et de la production des PGE2. Par ailleurs, les DAPP ont permis de corriger ou du moins d’alléger la plupart de ces anomalies en situation préventive ou thérapeutique, en plus d’abaisser l’expression protéique de NF-κB et des cytokines inflammatoires (TNF-a et l’IL-6) tout en stimulant les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Conséquemment, les polyphénols des DAPP ont exhibé leur puissant pouvoir antioxydant et anti-inflammatoire au niveau intestinal dans un modèle in vivo. Leurs actions sont associées à la régulation des voies de signalisation cellulaire et des changements dans la composition du microbiote. Ces trois projets de recherche permettent d’envisager l’évaluation des effets préventifs et thérapeutiques des DAPP cliniquement chez les patients avec des désordres inflammatoires de l’intestin.

Enhancing the total phenolic content and antioxidants of lemon pomace aqueous extracts by applying UV-C irradiation on the dried powder

Several studies have shown that UV-C irradiation promotes the bioactive compounds and antioxidants of fresh fruits and vegetables. The aim of this study was to apply UV irradiation in lemon pomace dried powder for enhancing its phenolic content and antioxidant properties, thus more bioactive compounds should be available for extraction and utilization. Lemon pomace dried powder was placed above the UV lamp and treated with dosages of 4, 19, 80 and 185 kJ m-2, while untreated powder was used as a control. UV-C irradiation significantly affected the total phenolic content, total flavonoid content, proanthocyanidins and antioxidant capacity measured by CUPRAC and FRAP of the lemon pomace dried powder, while it did not affect the vitamin C content. UV-C irradiation of 19 kJ m-2 resulted in 19% higher total phenolic content than the control, while UV-C irradiation of 180 kJ m-2 resulted in 28% higher total flavonoid content than the control. The antioxidant capacity was reduced when UV-C irradiation more than 4 kJ m-2 was applied. The results of this study indicate that UV-C treatment has the potential to increase the extraction of bioactive compounds of lemon dried pomace at relatively high dosages.

Impact of different solvents on the recovery of bioactive compounds and antioxidant properties from lemon (Citrus limon L.) pomace waste

The effects of different solvents on the recovery of (i) extractable solids (ES), (ii) total phenolic compounds (TPC), (iii) total flavonoid content (TFC), (iv) vitamin C, and (v) antioxidant activity from lemon pomace waste were investigated. The results revealed that solvents significantly affected the recovery of ES, TPC, TFC, and antioxidant properties. Absolute methanol and 50% acetone resulted in the highest extraction yields of TPC, whereas absolute methanol resulted in the highest extraction of TFC, and water had the highest recovery of vitamin C. 50% ethanol, and 50% acetone had higher extraction yields for TPC, and TFC, as well as higher antioxidant activity compared with their absolute solvents and water. TPC and TFC were shown to be the major components contributing to the antioxidant activity of lemon pomace.

Factors affecting gut metabolism and bioavailabilty of orange juice flavanones in humans

Several studies have supported a beneficial role of dietary flavonoids in reducing the risk/progression of chronic diseases (including hypertension, cardiovascular disease, certain cancers, type-2-diabetes, cognitive dysfunction, age-related bone disease). Their beneficial properties are likely to be affected by their structure, distribution in foods, food matrix, life habits (physical activity). Most dietary polyphenols reach the colon where they are metabolized to phenolic acids by gut bacteria. Lack of knowledge of the factors affecting flavonoid metabolism and bioavailability hinders understanding of their health effects. Therefore, this thesis aimed to investigate the effect of factors on bioavailability and metabolism of dietary polyphenols from orange juices (OJ) in in vitro and in vivo studies. In chapter 3, the variability of orange juice polyphenolic content was assessed using in vitro models of the human gastrointestinal tract. Chapter 4 investigated the reduced urinary phenolic acids after OJ and yoghurt (Y) in humans compared to OJ alone using in vitro models of the human gut. In chapter 5, raftiline and glucose were tested for effects on metabolism of hesperidin (flavanone not OJ). In chapter 6, an intervention study of 4 weeks moderate intensity exercise determined whether exercise affected bioavailability and metabolism of OJ flavanones in healthy sedentary females. The studies in this thesis showed that food sources, food matrix and physical exercise may determine the significant variations in bioavailability and metabolism of flavonoids, seen in a number of studies. These factors could result in differences in bioactivity and bioefficacy of polyphenols, and need to be taken into account in further studies of the effects of flavanones on disease risk.

Colour differentiation of high-lycopene tomato fruit through the addition of the colourless-epidermis (y) mutation

High-lycopene tomatoes (Solanum lycopersicum) are characterised by an intense red flesh-colour, due to an elevated concentration of the carotenoid, lycopene. However, this characteristic is only visible once fruit are cut open, making it impossible to differentiate intact high-lycopene fruit from standard tomato fruit, a clear market disadvantage. The reason that fruit colour of both high-lycopene and standard fruit looks almost identical from the outside is because tomato fruit normally contain the yellow flavonoid 'naringenin chalcone' in a thin layer of epidermal cells. It is this combination of naringenin chalcone and the underlying lycopene in the flesh that gives tomatoes their characteristic orange-red colour. By incorporation of the recessive colourless epidermis mutant allele 'y' (which prevents naringenin chalcone accumulation) into high-lycopene fruit, we have been able to create high-lycopene tomatoes (hp1.ogc.y) exhibiting a deep-pink colour visible from the outside. Hue angle of the skin of the high-lycopene 'y' mutant and a regular highlycopene tomato (hp1.ogc.Y) was 30 and 38°, respectively, while flesh values were similar at 31 and 32°, respectively. Removal of naringenin chalcone from the epidermis appeared to improve the visibility of underlying lycopene, such that fruit outer colour became a subsequent indicator of underlying flesh colour. The removal of epidermal pigmentation means that high-lycopene fruit can now be differentiated from standard tomato fruit in the market place without the need to cut fruit open.

Epigallocatechin Gallate: A Review of Its Beneficial Properties to Prevent Metabolic Syndrome

This article belongs to the Special Issue Diet and Metabolic Dysfunction

Monitoramento sazonal da atividade antioxidante das folhas de Erythroxylum suberosum A.St.-Hil. : correlação com o teor de hiperosídeo e isoquercitrina

Dissertação (mestrado em Ciências Farmacêuticas)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas, 2015.

Antioxidant profile of Stevia rebaudiana Bertoni cultivated in Portugal and submitted to different conservation conditions

The demand for natural sweeteners has been gaining more and more importance due to the great controversy associated with the use of some synthetic sweeteners as cyclamates, aspartame and acesulfame-K. The steviol glycosides (E 960) are a group of natural sweeteners of generalized use; these compounds are obtained from Stevia rebaudiana Bertoni, a sweet plant native from South America (Carocho et al., 2015). However, Stevia rebaudiana Bertoni may have other uses to be exploited, in particular due to its antioxidant capacity. This plant is already produced in Portugal but it is important to evaluate if the plant chemical composition is maintained regardless of culture conditions. Therefore, in this study, stevia samples were cultivated in Braganca (northeastern of Portugal) in a field trial with defined culture conditions. After harvesting, the plants were submitted to two different treatments: kept fresh by freezing (-20°C) and oven-dried (30°C). The antioxidant profile of the samples was studied through evaluation of free radicals scavenging activity, reducing power, phenolic compounds (HPLC-DAD-ESI/MS), tocopherols (HPLC-fluorescence) and free sugars (HPLC-RI). Significant differences were observed: while oven-dried samples showed the highest antioxidant activity and phenolic compounds concentration (mainly 5-O-caffeoylquinic acid and 3,5-O-dicaffeoylquinic acid), the frozen fresh samples had the highest values of total tocopherols and total sugars. These results confirm that the plants grown in Bragança have excellent bioactive secondary metabolites responsible for the observed antioxidant capacity.

Phenolic profile of Cynara scolymus L. and Silybum marianum(L.) Gaertn and related antimicrobial properties

Cynara scolymus L. (artichoke) and Silybum marianum (L.) Gaertn (milk thistle), belonging to the Asteraceae family, are medicinal plants vo.ith well-reported antioxidant and hepatoprotective effects. Widely consumed as infusions, these plants can also be found in several formulations to allow an easier consumption. The bioactivity of infusions, pills, and syrups based on artichoke and milk thistle was previously reported by our research group [1 ,2] and among the various phytochemicals present in these dietary supplements, phenolic compounds are pointed out as the most responsible for their beneficial properties. With the aim of studying the antimicrobial activity and possible relation vo.ith the phenolic composition, two different formulations of each plant were assessed (pills and syrups). The phenolic profiles were obtained by HPLC-DAD-ESIIMS, and the antimicrobial activity was performed with clinical isolates from hospitalized patients, namely Escherichia coli, Escherichia coli spectrum extended producer of P-lactarnases (ESBL), Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, and methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Vanillic acid (5.58 J.tg/g) and luteolin-7-0-glucoside (2.2 J.tg/g) were the most abundant compounds in artichoke syrup, that did not reveal antimicrobial activity against the studied strains, which could be due to their low concentrations. On the other hand, artichoke pills presented a prevalence of 5-0-caffeoylquinic (28.2 J.tg/g), 1,3-dicaffeoylquinic (24 J.tg/g), and 4-0-Caffeoylquinic acids (13.3 J.tg/g); revealing the capacity to inhibit MRSA vo.ith a MIC value of 1.9 mg!g. Regarding milk thistle, isorhamnetin-0-deoxyhexoside-0-hexoside, isorhamnetin-3-0-rutinoside, and isorhamnetin-0-deoxyhexoside-0-dihexoside were the major compounds detected in the syrup, in concentrations of 7.26, 5. 75, and 3.64 J.tg/g, respectively. This formulation proved to be able to inhibit the growth of E. coli, ESBL, MRSA and P. aeruginosa, with MIC values ranging from 0.2 to 1.3 mg!mL. Hydroxylated silibinin (1.565 J.!g/g) was the major flavonoid found in the pills, that revealed antimicrobial activity against ESBL, with a MIC value of 15 mg!mL, but did not inhibit the growth of the remaining bacteria None of the studied samples was able to inhibit P. mirabilis at the studied concentrations (1000 and 26.4 mg!mL for the syrups of artichoke and milk thistle, respectively; 150 mg/mL for both pills). Overall, the studied syrups and pills of artichoke and milk thistle revealed to be a good source of phenolic compounds, with some of these formulations revealing antimicrobial activity.

Effets préventifs et thérapeutiques des polyphénols dans un modèle in vitro et in vivo de maladie inflammatoire de l’intestin : caractérisation des polyphénols de la pelure de pomme et de la canneberge par spectrométrie de masse

La muqueuse intestinale est exposée à des agents oxydants provenant de l’ingestion d’aliments modifiés, de cellules immuno-inflammatoires et de la flore intestinale. Une diète élevée en fruits et légumes peut diminuer le stress oxydant (SOx) ainsi que l’inflammation via plusieurs mécanismes. Ces effets bénéfiques peuvent être attribuables à leur contenu élevé en polyphénols. La première étude de mon doctorat consistait à tester l’hypothèse que les polyphénols extraits de pelures de pomme (DAPP) pouvaient diminuer le stress oxydant et l'inflammation impliqués dans les maladies inflammatoires de l'intestin (MII). Nous avons caractérisé les polyphénols des DAPP par spectrométrie de masse (LC-MS) et examiné leur potentiel antioxydant et anti-inflammatoire au niveau des cellules intestinales. L’identification des structures chimiques des polyphénols a été effectuée par LC-MS. Le SOx a été induit par l’ajout du complexe fer/ascorbate (Fe/Asc, 200 µM/2 mM) et l’inflammation par la lipopolysaccharide (LPS, 200µg/mL) à des cellules intestinales Caco-2/15 pré-incubées avec les DAPP (250 µg/mL). L’effet du SOx est déterminé par le dosage du malondialdéhyde (MDA), de la composition des acides gras polyinsaturés et de l’activité des enzymes antioxydantes endogènes (SOD et GPx). L’impact des DAPP sur l’inflammation a été testé par l’analyse de l’expression des marqueurs inflammatoires: cyclooxygénase-2 (COX-2), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-a et l’interleukine-6 (IL-6) et les facteurs de transcription NF-KB, Nrf-2 et PGC1α par immunobuvardage. Nos données ont montré que les flavonols et les flavan-3-ols constituent les composés polyphénoliques majoritaires des DAPP. L’ajout de Fer2+/Asc a provoqué une augmentation de la peroxidation lipidique comparativement aux cellules contrôles, un appauvrissement des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, et une modulation des enzymes antioxydantes, se traduisant par une augmentation de l’activité de la SOD et une diminution de la GPx. En contrepartie, les DAPP ont exhibé leur potentiel à corriger la plupart des perturbations, y compris l’expression protéique anormalement élevée du COX-2 et la production de la prostaglandine E2 (PGE2), ainsi que l’inflammation telle que réflétée par les facteurs NF-κB, TNF-α et IL-6. Par ailleurs, les mécanismes sous-jacents à ces changements bénéfiques des DAPP ont fait intervenir les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Vraisemblablement, cette première étude a permis de démontrer la capacité des DAPP à amoindrir le SOx et à réduire l’inflammation, deux processus étroitement impliqués dans les MII. Dans la deuxième étape de mon doctorat, nous avons voulu comparer les résultats de DAPP à ceux des polyphénols dérivant de la canneberge qui est considérée par la communauté scientifique comme le fruit ayant le plus fort potentiel antioxydant. À cette fin, nous avons caractérisé l’effet des composés polyphénoliques de la canneberge (CPC) sur le SOx, la défense antioxydante et l’inflammation au niveau intestinal tout en définissant leur métabolisme intraluminal. Les différents CPC ont été séparés selon leur poids moléculaire par chromatographie et leurs structures chimiques ont été identifiées par LC-MS. Suite à une pré-incubation des cellules Caco-2/15 avec les extraits CPC (250 µg/mL), le Fe/Asc et la LPS ont été administrés comme inducteurs du SOx et de l’inflammation, respectivement. La caractérisation globale des CPC a révélé que les acides phénoliques composaient majoritairement l’extrait de canneberge de petit poids moléculaire (LC) alors que les flavonoïdes et les procyanidines dimériques/trimériques représentaient l’extrait de poids moléculaire moyen (MC) tout en laissant les procyanidines oligo et polymériques à l’extrait de haut poids moléculaire (HC). Les CPC ont permis de restaurer la plupart des perturbations engendrées dans les Caco-2/15 par le Fe/Asc et le LPS. Les CPC exhibaient le potentiel d’abaisser les niveaux de MDA, de corriger la composition des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, d’augmenter l’activité des enzymes antioxydantes (SOD, GPx et CAT) et d’élever l’expression de Nrf2 et PGC1α. En outre, les CPC pouvaient aussi réduire les niveaux élevés des protéines inflammatoires COX-2, TNF-α et IL-6 ainsi que la production des PGE2 par un mécanisme impliquant le NF-κB. Au niveau mitochondrial, les procyanidines oligomériques ont réussi à corriger les dysfonctions reliées à la production d’énergie (ATP), l’apoptose (Bcl-2, Cyt C et AIF) et le statut des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). Dans le but de bien comprendre les mécanismes d’action des CPC, nous avons défini par LC-MS les composés polyphénoliques qui ont été transportés ou absorbés par l’entérocyte. Nos analyses soulignent le transport (i) des acides cinnamiques et benzoïques (LC); (ii) la quercétine glycosylée et conjuguée et les procyanidines dimériques de type A (MC); et (iii) l’épicatéchine et les procyanidines oligomériques (HC). Les processus de métabolisation (méthylation, glucuronidation et sulfatation) au niveau de l’entérocyte ont probablement permis le transport de ces CPC surtout sous leur forme conjuguée. Les procyanidines oligomériques ayant un degré de polymérisation supérieur à 2 (HC) ont semblé adhérer aux cellules Caco-2/15. L’épicatéchine suivi par les procyanidines dimériques de type A ont été trouvés majoritaires au niveau des mitochondries. Même si nous ignorons encore l’action biologique de chaque composé polyphénolique, nous pouvons suggérer que leurs effets combinatoires exercent des fonctions antioxydantes, anti-inflammatoires et mitochondriales dans le modèle intestinal Caco-2/15. Dans une troisième étape, nous avons procédé à l’évaluation des aspects préventifs et thérapeutique des DAPP tout en sondant les mécanismes sous-jacents dans une étude préclinique. À cette fin, nous avons exploité le modèle de souris avec colite expérimentale provoquée par le Dextran Sulfate de Sodium (DSS). L’induction de l’inflammation intestinale chez la souris C57BL6 a été effectuée par l’administration orale de DSS à 2.5% pendant 10 jours. Des doses physiologiques et supra-physiologiques de DAPP (200 et 400 mg/kg/j, respectivement) ont été administrées par gavage pendant 10 jours pré- et post-DSS. L’inflammation par le DSS a provoqué une perte de poids, un raccourcissement du côlon, le décollement dystrophique de l’épithélium, l’exulcération et les infiltrations de cellules mono et polynucléaires au niveau du côlon. De plus, le DSS a induit une augmentation de la peroxidation lipidique, une régulation à la baisse des enzymes antioxydantes, une expression protéique à la hausse de la myéloperoxidase (MPO), du COX-2 et de la production des PGE2. Par ailleurs, les DAPP ont permis de corriger ou du moins d’alléger la plupart de ces anomalies en situation préventive ou thérapeutique, en plus d’abaisser l’expression protéique de NF-κB et des cytokines inflammatoires (TNF-a et l’IL-6) tout en stimulant les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Conséquemment, les polyphénols des DAPP ont exhibé leur puissant pouvoir antioxydant et anti-inflammatoire au niveau intestinal dans un modèle in vivo. Leurs actions sont associées à la régulation des voies de signalisation cellulaire et des changements dans la composition du microbiote. Ces trois projets de recherche permettent d’envisager l’évaluation des effets préventifs et thérapeutiques des DAPP cliniquement chez les patients avec des désordres inflammatoires de l’intestin.

Analysis of phenolic compounds in Cynara scolymus L. and Silybum marianum (L.) Gaertn. by HPLC-DAD-ESI/MS

Cynara scolymus L. (artichoke) and Silybum marianum (L.) Gaertn. (milk thistle) are medicinal plants native to the Mediterranean Basin that belong to the Asteraceae family. The flowers and leaves of milk thistle are used in the treatment of liver, spleen and gallbladder disorders [1] and artichoke leaves are used for their cholagogue, choleretic and choliokinetic actions, and also for treatment of dyspepsia and as antidiabetics [2]. The beneficial properties of medicinal plants can be related to their large diversity of phytochemicals, among which phenolic compounds are outstanding. Thereby, the aim of the present work was to obtain and compare the phenolic profiles of artichoke and milk thistle aqueous (prepared by infusion) and hydromethanolic (maceration in methanol: water 80:20, v/v) extracts, using HPLC-DAD-ESI/MS. The aqueous extract of artichoke presented higher concentration in total phenolic compounds (15.29 mg/g extract) than the hydromethanolic extract (4.37 mg/g) with slight differences between the respective profiles; the major flavonoid found in the aqueous and hydromethanolic extract was luteolin-7-O-glucuronide (5.64 and 0.70 mg/g, respectively), followed by luteolin-7-O-glucoside (2.88 and 0.49 mg/g, respectively). Monocaffeoylquinic acid derivatives were only present in the hydromethanolic extract, being 5-O-caffeoylquinic acid (0.49 mg/g) the most abundant one, while dicaffeoylquinic acid derivatives were mostly identified in the aqueous extract; 1,3-O-dicaffeoylquinic acid was the most abundant one in both extracts (0.90 and 0.37 mg/g in the aqueous and hydromethanolic extract, respectively). Regarding to milk thistle preparations, similar phenolic profiles were observed, with only quantitative differences between them. The aqueous extract revealed a higher phenolic compounds concentration (5.57 mg/g) than the hydromethanolic extract (3.56 mg/g), with apigenin-7-O-glucuronide as the major compound in both preparations (3.14 mg/g in the aqueous extract, and 0.58 mg/g in the hydromethanolic extract). Total flavonoids were higher in the aqueous extract (4.66 mg/g), with apigenin-7-Oglucuronide, luteolin-7-O-glucuronide (1.17 mg/g), and apigenin-O-deoxyhexosylglucuronide (0.36 mg/g) as the main constituents. The phenolic acids found in the hydromethanolic extract (total content 1.65 mg/g), included 5-O-caffeolyquinic and protocatechuic acids (0.56 and 0.44 mg/g, respectively). Besides these phenolic acids, the hydromethanolic extract also revealed high levels of luteolin-7-O-glucuronide (0.58 mg/g). Overall, aqueous extracts presented higher phenolic contents than their hydromethanolic extracts in both species, which could be related with the heat treatment to which infusions were subjected.

Phenolic compounds in Coleostephus myconis (L.) Rchb.f.: characterization by HPLC-DAD-ESI/MS and phenology effects

The Asteraceae family is spread worldwide. In Portugal, there are more than 300 species, standing out as one of the botanical families with largest representation in the Portuguese flora. Coleostephus myconis (L.) Rchb.f. is a scarcely studied Asteraceae species, characterized as having ruderal growth and persistence in abandoned soils (an expanding problem due to the desertification phenomena in rural areas). In this work, the flowers of C. myconis were collected in three different flowering stages (i: flower bud; ii: flower in anthesis; iii: senescent flower) from the Northwestern area of the Portuguese territory. Powdered samples (1 g) were extracted twice with ethanol:water 50:50 (v/v). After removing solvents, the combined extracts were re-dissolved, filtered through 0.22-μm disposable LC filter disks and analyzed by high performance liquid chromatography coupled to a diode array detector and electrospray ionization-mass spectrometry (HPLC-DAD/ESI-MS). The phenolic compounds were characterized according to their UV and mass spectra, and retention times. For the quantitative analysis, calibration curves of standard compounds were used. According to the UV spectra (λmax = 314-330 nm) and pseudomolecular ions ([M-H]-) at m/z 353 and 515, all producing an m/z 191 ion, four compounds derived from quinic acid were detected: 3-O-caffeoylquinic acid (Figure 1A), 5-O-caffeoylquinic acid (Figure 1B), 3,5-O-dicaffeoylquinic acid (Figure 1C) and 4,5-O-dicaffeoylquinic acid (Figure 1D), as also supported by the literature [1,2]. A fifth phenolic acid was identified as protocatechuic acid. The detected flavonoid were quercetin-O-glucuronide, quercetin-3-Oglucoside, myricetin-O-methyl-hexoside and a second glycosylated myricetin (not possible to identify completely). Some statistically significant changes were detected among the different assayed flowering stages; nevertheless, 3,5-O-dicaffeoylquinic acid was the major compound, independently of the phenologic stage. According to the previous results, C. myconis might be considered as a potential natural source of these valuable bioactive compounds, especially considering the high botanical representativeness of this plant and its inexpensiveness.

HPLC-DAD-ESI/MS analysis of phenolic compounds in four tomato varieties and evaluation of the antioxidant capacity

Tomato (Lycopersicon esculentum L.) is the second most important vegetable crop worldwide and a key component in the so-called “Mediterranean diet”. In the Northeastern region of Portugal, local populations still prefer to consume traditional tomato varieties which they find very tasty and healthy, as they are grown using extensive farming techniques. A previous study of our research team described the nutritional value of the round (batateiro), long (comprido), heart (coração) and yellow (amarelo) tomato varieties [1], but the phenolic profile was unknown until now. Thus, the objective of this study was to characterize the phenolic profiles of these four tomato farmers’ varieties by using HPLC-DAD-ESI/MS and evaluate its antioxidant capacity through four in vitro assays based on different reaction mechanisms. A cis p-coumaric acid derivative was the most abundant compound in yellow and round tomato varieties, while 4-O-caffeolyquinic acid was the most abundant in long and heart varieties. The most abundant flavonoid was quercetin pentosylrutinoside in the four tomato varieties. Yellow tomato presented the highest levels of phenolic compounds, including phenolic acids and flavonoids, but the lowest antioxidant activity. In turn, the round tomato gave the best results in all the antioxidant activity assays. This study demonstrated that these tomato farmers’ varieties are a source of phenolic compounds, mainly phenolic acid derivatives [2], and possess high antioxidant capacity [1]; being thus key elements in the diet to prevent chronic degenerative diseases associated to oxidative stress, such as cancer and coronary artery disease.