Vochysiaceae: secondary metabolites, ethnopharmacology and pharmacological potential

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Chrysobalanaceae: Secondary metabolites, ethnopharmacology and pharmacological potential

Many Chrysobalanaceae species, in special Licania and Parinari, are widely used in folk medicine to treat several diseases. This review describes some aspects of their ethnopharmacology potential, biological activities and the secondary metabolites reported so far for Chrysobalanaceae. The chemical constituents of this family include triterpenoids, diterpenoids, steroids and phenylpropanoids like flavonoids as well as chromones derivatives. © 2012 Springer Science+Business Media Dordrecht.

Effect Of Aloe Vera Application On The Content And Molecular Arrangement Of Glycosaminoglycans During Calcaneal Tendon Healing.

Although several treatments for tendon lesions have been proposed, successful tendon repair remains a great challenge for orthopedics, especially considering the high incidence of re-rupture of injured tendons. Our aim was to evaluate the pharmacological potential of Aloe vera on the content and arrangement of glycosaminoglycans (GAGs) during tendon healing, which was based on the effectiveness of A. vera on collagen organization previously observed by our group. In rats, a partial calcaneal tendon transection was performed with subsequent topical A. vera application at the injury site. The tendons were treated with A. vera ointment for 7 days and excised on the 7(th) , 14(th) , or 21(st) day post-surgery. Control rats received ointment without A. vera. A higher content of GAGs and a lower amount of dermatan sulfate were detected in the A. vera-treated group on the 14(th) day compared with the control. Also at 14 days post-surgery, a lower dichroic ratio in toluidine blue stained sections was observed in A. vera-treated tendons compared with the control. No differences were observed in the chondroitin-6-sulfate and TGF-β1 levels between the groups, and higher amount of non-collagenous proteins was detected in the A. vera-treated group on the 21(st) day, compared with the control group. No differences were observed in the number of fibroblasts, inflammatory cells and blood vessels between the groups. The application of A. vera during tendon healing modified the arrangement of GAGs and increased the content of GAGs and non-collagenous proteins.

Modulatory effect of Byrsonima basiloba extracts on the mutagenicity of certain direct and indirect-acting mutagens in Salmonella typhimurium assays

Byrsonima basiloba A. Juss. species is a native arboreal type from the Brazilian ""cerrado"" (tropical American savanna), and the local population uses it to treat diseases, such as diarrhea and gastric ulcer. It belongs to the Malpighiaceae family, and it is commonly known as ""murici."" Considering the popular use of B. basiloba derivatives and the lack of pharmacological potential studies regarding this vegetal species, the mutagenic and antimutagenic effect of methanol (MeOH) and chloroform extracts were evaluated by the Ames test, using strains TA97a, TA98, TA100, and TA102 of Salmonella typhimurium. No mutagenic activity was observed in any of the extracts. To evaluate the antimutagenic potential, direct and indirect mutagenic agents were used: 4 nitro-o-phenylenediamine, sodium azide, mitomycin C, aflatoxin B(1), benzo[a] pyrene, and hydrogen peroxide. Both the extracts evaluated showed antimutagenic activity, but the highest value of inhibition level (89%) was obtained with the MeOH extract and strain TA100 in the presence of aflatoxin B(1). Phytochemical analysis of the extracts revealed the presence of n-alkanes, lupeol, ursolic and oleanolic acid, (+)-catechin, quercetin- 3-O-alpha-L-arabinopyranoside, gallic acid, methyl gallate, amentoflavone, quercetin, quercetin-3-O-(2 ''-O-galloyl)-beta-D-galactopyranoside, and quercetin-3-O-(2 ''-O-galloyl)-alpha-L-arabinopyranoside.

Acute, subacute toxicity and mutagenic effects of anacardic acids from cashew (Anacardium occidentale Linn.) in mice

Aim of the study: Anacardium occidentale Linn. (cashew) is a Brazilian plant that is usually consumed in natura and is used in folk medicine. Anacardic acids (AAs) in the cashew nut shell liquid are biologically active as gastroprotectors, inhibitors of the activity of various deleterious enzymes, antitumor agents and antioxidants. Yet, there are no reports of toxicity testing to guarantee their use in vivo models. Materials and methods: We evaluated AAs biosafety by measuring the acute, subacute and mutagenic effects of AAs administration in BALB/c mice. In acute tests, BALB/c mice received a single oral dose of 2000 mg/kg, whereas animals in subacute tests received 300, 600 and 1000 mg/kg for 30 days. Hematological, biochemical and histological analyses were performed in all animals. Mutagenicity was measured with the acute micronucleus test 24 h after oral administration of 250 mg/kg AAs. Results: Our results showed that the AAs acute minimum lethal dose in BALB/c mice is higher than 2000 mg/kg since this concentration did not produce any symptoms. In subacute tests, females which received the highest doses (600 or 1000 mg/kg) were more susceptible, which was seen by slightly decreased hematocrit and hemoglobin levels coupled with a moderate increase in urea. Anacardic acids did not produce any mutagenic effects. Conclusions: The data indicate that doses less than 300 mg/kg did not produce biochemical and hematological alterations in BALB/c mice. Additional studies must be conducted to investigate the pharmacological potential of this natural substance in order to ensure their safe use in vivo. (C) 2011 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Centella asiatica water extract inhibits iPLA(2) and cPLA(2) activities in rat cerebellum

Centella asiatica (L.) Urb an is distributed widely in South America and Asia and is known as a therapeutic agent in folk medicine, capable of improving memory and treating several neurological disorders. Asiaticoside is one of the compounds found in C asiatica leaves that is suggested to be responsible for its pharmacological potential. Phospholipase A(2) (PLA(2)) is a group of enzymes that has abnormal activity in the central nervous system in some neuropsychiatric diseases. In this work, the asiaticoside present in C asiatica water extract was quantified by HPLC analysis. We also evaluated the activity of subtypes of PLA(2) in cerebellar samples from rats after C asiatica water extract treatment using a radioenzymatic assay. Asiaticoside was the major compound (84%) found in Centella water extract. We found a dose-dependent inhibitory effect of C asiatica water extract on the activity of Ca(2+)-independent PLA(2) (iPLA(2)) and cytosolic PLA(2) (cPLA(2)). The inhibition of these enzymes in the brain suggests that C asiatica may be useful to treat conditions associated with increased PLA(2) activity in the brain, such as epilepsy, stroke, multiple sclerosis and other neuropsychiatric disorders. (C) 2008 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Purification and structural characterization of compounds isolated from Cystoseira abies-marina

6th Spanish-Portuguese-Japanese Organic Chemistry Symposium, Lisboa, de 18 a 20 de Julho de 2012 (Poster Communication).

The synthesis of novel 5-aminoimidazoles derivatives with anticancer activity

[Excerpt] The imidazole nucleus is present in a significant number of biomolecules and the inclusion of this moiety in organic scaffolds is considered an important synthetic strategy in drug discovery.[1] 5-Aminoimidazoles are interesting building blocks in medicinal chemistry since they are key components in many bioactive molecules and their derivatives showed a wide pharmacological potential as anticancer drugs.[1] The hydrazones constitute an important class of biological active drug molecules due to their wide range of pharmacological properties that include antitumoral activities.[2] Amidrazone derivatives could be considered very promising in the perspective of new drug discovery, because they are very effective as building blocks to obtain various heterocycles.[2,3] The α-hydrazononitriles are a special case of compounds belonging to the family of hydrazones that is less common in the literature, but has a great interest due to their pharmacological applications.[4] (...)

Physicochemical properties and antioxidant capacity of propolis of stingless bees (Meliponinae) and Apisfrom two regions of Tocantins, Brazil

ABSTRACTThe composition of propolis depends on time, vegetation and the location of the collection area. The objective of this study was to determine the physicochemical characteristics, the concentration of phenol compounds and the antioxidant capacity of propolis of native stingless bees (Meliponinae)and Apis from the State of Tocantins. Extraction with 80% ethanol (v/v) was performed in order to obtain the extracts. Parameters examined were: propolis mass loss by desiccation at 105 ºC, ashes, wax concentration and pH. Furthermore, the propolis antioxidant activity was measured, as well as the total concentration of phenol compounds. The extracts were also analyzed by high performance liquid chromatography. The total concentration of phenol compounds varied between 121.78 and 631.29 (mg GAE g-1). The antioxidant activity expressed by the value of CE50 varied between 29.81 and 845.38 µg mL-1. High performance liquid chromatography analysis allowed us to infer the existence of phenol compounds. The results indicated that the studied propolis samples constitute good sources of natural antioxidants. The variety of phenol compounds identified in this study, and the diverse biological functions reported in literature for these compounds indicated that this stingless bee propolis (Meliponinae) and Apis has a high pharmacological potential.

Characterization of the chemical composition of the essential oils from Annona emarginata (Schltdl.) H. Rainer 'terra-fria' and Annona squamosa L.

The objective of this study was to characterize the chemical composition of the essential oil from the leaves of Annona emarginata (Schltdl.) H. Rainer 'terra-fria' and Annona squamosa L. The species were grown in a greenhouse for 18 months, which nutrient solution was applied weekly; the plants were then harvested and the leaves dried to extract the essential oil. The essential oil was analyzed by gas chromatography and mass spectrometry to study its chemical profiles. Eleven substances were found in the essential oil of A. emarginata, primarily (E)-caryophyllene (29.29%), (Z)-caryophyllene (16.86%), γ-muurolene (7.54%), α-pinene (13.86%), and tricyclene (10.04%). Ten substances were detected in the oil from A. squamosa, primarily (E)-caryophyllene (28.71%), (Z)-caryophyllene (14.46%), α-humulene (4.41%), camphene (18.10%), α-pinene (7.37%), β-pinene (8.71%), and longifolene (5.64%). Six substances were common to both species: (E)-caryophyllene, (Z)-caryophyllene, α-humulene, camphene, α-pinene, and β-pinene.

Ocorrência de biflavonoides em Clusiaceae: aspectos químicos e farmacológicos

This work describes the biflavonoids found in species of Clusiaceae, particularly the genera Garcinia and Calophyllum, emphasizing the importance of these metabolites as chemical markers of this family, their contribution to the pharmacological potential of these species, besides the promising potential of these compounds in the search for new drugs.

Étude structure-fonction des fructose-1,6-bisphosphate aldolases métallo-dépendantes : mécanisme catalytique et développement d’antimicrobiens

Les fructose-1,6-bisphosphate aldolases (FBPA) sont des enzymes glycolytiques (EC 4.1.2.13) qui catalysent la transformation réversible du fructose-1,6-bisphosphate (FBP) en deux trioses-phosphates, le glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P) et le dihydroxyacétone phosphate (DHAP). Il existe deux classes de FBPA qui diffèrent au niveau de leur mécanisme catalytique. Les classes I passent par la formation d’un intermédiaire covalent de type iminium alors que les classes II, métallodépendantes, utilisent généralement un zinc catalytique. Contrairement au mécanisme des classes I qui a été très étudié, de nombreuses interrogations subsistent au sujet de celui des classes II. Nous avons donc entrepris une analyse détaillée de leur mécanisme réactionnel en nous basant principalement sur la résolution de structures cristallographiques. De nombreux complexes à haute résolution furent obtenus et ont permis de détailler le rôle de plusieurs résidus du site actif de l’enzyme. Nous avons ainsi corrigé l’identification du résidu responsable de l’abstraction du proton de l’O4 du FBP, une étape cruciale du mécanisme. Ce rôle, faussement attribué à l’Asp82 (chez Helicobacter pylori), est en fait rempli par l’His180, un des résidus coordonant le zinc. L’Asp82 n’en demeure pas moins essentiel car il oriente, active et stabilise les substrats. Enfin, notre étude met en évidence le caractère dynamique de notre enzyme dont la catalyse nécessite la relocalisation du zinc et de nombreux résidus. La dynamique de la protéine ne permet pas d’étudier tous les aspects du mécanisme uniquement par l’approche cristallographique. En particulier, le résidu effectuant le transfert stéréospécifique du proton pro(S) sur le carbone 3 (C3) du DHAP est situé sur une boucle qui n’est visible dans aucune de nos structures. Nous avons donc développé un protocole de dynamique moléculaire afin d’étudier sa dynamique. Validé par l’étude d’inhibiteurs de la classe I, l’application de notre protocole aux FBPA de classe II a confirmé l’identification du résidu responsable de cette abstraction chez Escherichia coli (Glu182) mais pointe vers un résidu diffèrent chez H. pylori (Glu149 au lieu de Glu142). Nos validations expérimentales confirment ces observations et seront consolidées dans le futur. Les FBPA de classe II sont absentes du protéome humain mais sont retrouvées chez de nombreux pathogènes, pouvant même s'y révéler essentielles. Elles apparaissent donc comme étant une cible idéale pour le développement de nouveaux agents anti-microbiens. L’obtention de nouveaux analogues des substrats pour ces enzymes a donc un double intérêt, obtenir de nouveaux outils d’étude du mécanisme mais aussi développer des molécules à visée pharmacologique. En collaboration avec un groupe de chimistes, nous avons optimisé le seul inhibiteur connu des FBPA de classe II. Les composés obtenus, à la fois plus spécifiques et plus puissants, permettent d’envisager une utilisation pharmacologique. En somme, c’est par l’utilisation de techniques complémentaires que de nouveaux détails moléculaires de la catalyse des FBPA de classe II ont pu être étudiés. Ces techniques permettront d’approfondir la compréhension fine du mécanisme catalytique de l’enzyme et offrent aussi de nouvelles perspectives thérapeutiques.

Inhibition réversible et photomarquage de la transglutaminase tissulaire

La transglutaminase tissulaire est une enzyme dépendante du calcium qui catalyse la formation de liens isopeptidiques, entre les chaînes latérales de résidus glutamine et lysine, permettant, par le fait même, la réticulation des protéines dans les systèmes biologiques. Elle joue un rôle, entre autres, dans l’endocytose, la régulation du développement des cellules, et même dans l’apoptose. Néanmoins, une dérégulation de l’activité biologique de cette enzyme peut entrainer différentes pathologies, comme la formation de cataractes, de plaques amyloïdes dans la maladie d’Alzheimer, ou encore peut mener au développement de la maladie céliaque. C’est pourquoi une meilleure connaissance du mécanisme d’action de cette enzyme et la possibilité de réguler son action à l’aide de substrats ou d’inhibiteurs sont nécessaires. Dans cette optique, une méthode d’expression et de purification de la transglutaminase humaine a été développée, permettant de travailler directement avec la cible pharmacologique désirée. De plus, une étude du mode d’inhibition et de liaison d’une classe d’inhibiteurs réversibles précédemment découverte dans le groupe, soit la famille des trans-cinnamoyles, a permis d’identifier que la puissance de ces molécules est influencée par la présence du calcium et qu’une inhibition dépendante du temps est observée, en lien avec un potentiel équilibre conformationnel lent de la transglutaminase. D’un autre côté, la susceptibilité à une attaque nucléophile par des thiols de cette classe de molécule rend leur potentiel pharmacologique grandement diminué, et c’est pourquoi une nouvelle famille de molécules a été identifiée, basée sur un squelette ynone, avec une valeur d’IC50 très prometteuse de 2,6 μM, en faisant un des meilleurs inhibiteurs réversibles de la transglutaminase développés à ce jour. Finalement, une stratégie de photomarquage jumelée à une analyse de spectrométrie de masse en tandem a été développée pour la découverte du site de liaison du substrat dérivé de la lysine, dans le but de mieux comprendre le mécanisme complexe de cette enzyme.

Mécanismes impliqués dans les effets du récepteur à la (pro)rénine sur le développement de l'obésité et de ses complications cardiométaboliques associées

L'obésité est une maladie associée à de nombreuses complications comme le diabète de type 2, l'hypertension et le cancer. De nos jours, les modifications au mode de vie, tels l’alimentation et le niveau d’activité physique, ne sont pas suffisants pour combattre les effets délétères de l'obésité. La pharmacothérapie est un traitement alternatif bien que les effets bénéfiques soient temporaires et ne peuvent être maintenus à long terme. Le besoin pour un traitement bénéfique à long terme sans effet secondaire n'est pas comblé. Mieux connu pour son rôle dans la régulation de la pression artérielle, le système rénine-angiotensine favorise l'entreposage du gras. Le récepteur à la prorénine et à la rénine est une composante du système rénine-angiotensine. Ainsi, le récepteur qui amplifie l'activation de celui-ci pourrait avoir un rôle clé dans le gain de masse grasse. Le but de ce projet de thèse est d'évaluer le rôle du récepteur à la prorénine et à la rénine dans le développement de l'obésité et de ses complications chez la souris et ce, en utilisant une combinaison de diète riche en gras et en hydrates de carbone et du handle region peptide, un bloqueur du récepteur à la prorénine à la rénine. Après une période de 10 semaines, nous avons constaté que l'expression et la protéine du récepteur à la prorénine et à la rénine augmentent spécifiquement dans le tissu adipeux sous-cutané et viscéral des souris obèses. Lorsqu'administré en concomitance avec une diète riche en gras et en hydrates de carbone, le handle region peptide favorise chez la souris des diminutions des gains des masses corporelles et adipeuses viscérales. Une diminution de l'expression de l'enzyme catalysant la dernière étape de la lipogenèse pourrait être responsable de la réduction de gras viscéral. Chez les mêmes animaux, l'expression de plusieurs adipokines est également diminuée dans le tissu adipeux suggérant une réduction de la résistance à l'insuline, de l'inflammation et de l'infiltration des macrophages localement dans le gras sous-cutané et viscéral. L'augmentation de l'expression d’un marqueur de l'adipogenèse dans le tissu adipeux sous-cutané pourrait suggérer un plus grand nombre d'adipocytes. Cela pourrait tamponner l'excès d'acides gras libres circulants puisque nous avons constaté une diminution de ce paramètre chez les souris ayant une diète riche en gras et en hydrates de carbone et traitées avec le peptide. Nous avons émis l'hypothèse qu'un cycle futile pourrait être activé dans le gras sous-cutané car nous avons observé une augmentation de l'expression de plusieurs enzymes impliquées dans la lipogenèse et dans la lipolyse. Le ''brunissement'' du tissu adipeux est la présence de cellules similaires aux adipocytes bruns dans le tissu adipeux qui sont caractérisés par une grande densité mitochondriale et la thermogenèse. L'augmentation de l'expression des marqueurs de ''brunissement'' et de biogenèse de mitochondrie dans le gras sous-cutané suggère que le ''brunissement'' pourrait également être activé dans ce dépôt de gras. La sensibilité à l'insuline chez ces animaux pourrait être améliorée telle que suggérée en circulation par la diminution de l'insuline, par le glucose qui change peu, par l'augmentation du ratio glucose sur insuline ainsi que par un changement potentiel dans la corrélation entre le poids corporel de la souris et les niveaux d’adiponectine circulante. Nos travaux suggèrent que le handle region peptide pourrait augmenter la capacité du tissu adipeux sous-cutané à métaboliser les lipides circulants avec l'activation potentielle d'un cycle futile et le ''brunissement''. Cela préviendrait le dépôt ectopique de lipides vers les compartiments viscéraux comme le suggère la réduction de masse adipeuse viscérale chez les souris ayant une diète riche en gras et en hydrates de carbone et traitées avec le peptide. Utilisant un modèle de souris, cette étude démontre le potentiel pharmacologique du handle region peptide comme un nouveau traitement pour prévenir l'obésité.

Bioprospecção de polissacarídeos sulfatados de macroalgas marinhas do litoral do Rio Grande do Norte: caracterização de uma heterofucana extraída da alga marron sargassum filipendula que induz apoptose em células hela

The coast of Rio Grande do Norte has more than 100 species of seaweed, mostly unexplored regarding their pharmacological potential. The sulfated polysaccharides (PS) are by far the more seaweed compounds studied, these present a range of biological properties, such as anticoagulant activity, anti-inflammatory, antitumor and antioxidant properties. In this study, we extract sulfated polysaccharide rich-extracts of eleven algae from the coast of Rio Grande do Norte (Dictyota cervicornis; Dictiopterys delicatula; Dictyota menstruallis; Dictyota mertensis; Sargassum filipendula; Spatoglossum schröederi; Gracilaria caudata; Caulerpa cupresoides; Caulerpa prolifera; Caulerpa sertularioides e Codim isthmocladum), and these were evaluated for the potential anticoagulant, antioxidant and antiproliferative. All polysaccharide extracts showed activity for anticoagulant, antioxidant and/or antiproliferative activity, especially D. delicatula and S. filipendula, which showed the most prominent pharmacological potential, thereby being chosen to have their sulfated polysaccharides extracted. By fractionating method were obtained six fractions rich in sulfated polysaccharides to the algae D. delicatula (DD-0,5V, DD-0, 7V, DD-1,0v, DD-1,3v, DD-1,5v and DD-2,0) and five fractions to the alga S. filipendula (SF-0,5V, SF-0,7V, SF-1,0v, SF-1,5v and SF-2,0v). For the anticoagulant assay only the fractions of D. delicatula showed activity, with emphasis on DD-1, 5v that presented the most prominent activity, with APTT ratio similar to clexane® at 0.1 mg/mL. When evaluated the antioxidant potential, all fractions showed potential in all tests (total antioxidant capacity, hydroxyl and superoxide radicals scavenging, ferrous chelation and reducing power), however, the ability to chelate iron ions appears as the main mechanism antioxidant of sulfated polysaccharides from seaweed. In antiproliferative assay, all heterofucanas showed dose-dependent activity for the inhibition of cell proliferation of HeLa, however, with the exception of SF-0,7V, SF- 1,0v and SF-1,5v, all fractions showed antiproliferative activity against MC3T3, a normal cell line. The heterofucana SF-1,5V had its antiproliferative mechanism of action evaluated. This heterofucan induces apoptosis in HeLa cells by a pathway caspase independent, promoting the release of apoptosis Inducing Factor (AIF) in the cytosol, which in turn induces chromatin condensation and DNA fragmentation into 50Kb fragments. These results are significant in that they provide a mechanistic framework for further exploring the use of SF-1.5v as a novel chemotherapeutics against human cervical cancer.