Synthesis and evaluation of resveratrol-based nitroxides as potential treatments for hypertension

The synthesis and evaluation of novel resveratrol-based nitroxides have been explored for the potential treatment of hypertension. New methodology for the direct aryl iodination of isoindoline and isoindoline nitroxide using periodic acid and potassium iodide in concentrated sulphuric acid was developed. Diiodinated tetramethyl and tetraethyl isoindolines and a tetramethyl isoindoline nitroxide were prepared in excellent yields (70 – 82%). A diiodinated tetraethyl isoindoline nitroxide was generated from the corresponding nitroxide in modest yield (37%) alongside iodinated nitrones. The mono-iodinated species were also generated in modest yields (34 – 48%). Incorporation of the nitroxide unit into the structure of resveratrol was achieved using palladium-catalysed Heck coupling. Use of the previously prepared iodo products 5-iodo-1,1,3,3-tetramethylisoindolin-2-yloyl 18 and 5,6-diiodo-1,1,3,3-tetramethylisoindolin-2-yloyl 22 gave resveratrol nitroxides 12 and 13 in yields of 50% (optimized) and 1.6% respectively. Preliminary evaluation of the resveratrol analogue 12 as a treatment for hypertension was undertaken in the DOCA-salt rat model. A reduction in systolic blood pressure as well as alleviation of ventricular hypertrophy was observed. A larger study involving the DOCA salt rats is currently in progress.

Resveratrol Metabolites Modify Adipokine Expression and Secretion in 3T3-L1 Pre-Adipocytes and Mature Adipocytes

Objective: Due to the low bioavailability of resveratrol, determining whether its metabolites exert any beneficial effect is an interesting issue. Methods: 3T3-L1 maturing pre-adipocytes were treated during differentiation with 25 mu M of resveratrol or with its metabolites and 3T3-L1 mature adipocytes were treated for 24 hours with 10 mM resveratrol or its metabolites. The gene expression of adiponectin, leptin, visfatin and apelin was assessed by Real Time RT-PCR and their concentration in the incubation medium was quantified by ELISA. Results: Resveratrol reduced mRNA levels of leptin and increased those of adiponectin. It induced the same changes in leptin secretion. Trans-resveratrol-3-O-glucuronide and trans-resveratrol-4'-O-glucuronide increased apelin and visfatin mRNA levels. Trans-resveratrol-3-O-sulfate reduced leptin mRNA levels and increased those of apelin and visfatin. Conclusions: The present study shows for the first time that resveratrol metabolites have a regulatory effect on adipokine expression and secretion. Since resveratrol has been reported to reduce body-fat accumulation and to improve insulin sensitivity, and considering that these effects are mediated in part by changes in the analyzed adipokines, it may be proposed that resveratrol metabolites play a part in these beneficial effects of resveratrol.

Changes in white adipose tissue metabolism induced by resveratrol in rats

Background: A remarkable range of biological functions have been ascribed to resveratrol. Recently, this polyphenol has been shown to have body fat lowering effects. The aim of the present study was to assess some of the potential underlying mechanisms of action which take place in adipose tissue. Methods: Sixteen male Sprague-Dawley rats were randomly divided into two groups: control and treated with 30 mg resveratrol/kg body weight/d. All rats were fed an obesogenic diet and after six weeks of treatment white adipose tissues were dissected. Lipoprotein lipase activity was assessed by fluorimetry, acetyl-CoA carboxylase by radiometry, and malic enzyme, glucose-6P-dehydrogenase and fatty acid synthase by spectrophotometry. Gene expression levels of acetyl-CoA carboxylase, fatty acid synthase, lipoprotein lipase, hormone-sensitive lipase, adipose triglyceride lipase, PPAR-gamma, SREBP-1c and perilipin were assessed by Real time RT-PCR. The amount of resveratrol metabolites in adipose tissue was measured by chromatography. Results: There was no difference in the final body weight of the rats; however, adipose tissues were significantly decreased in the resveratrol-treated group. Resveratrol reduced the activity of lipogenic enzymes, as well as that of heparin-releasable lipoprotein lipase. Moreover, a significant reduction was induced by this polyphenol in hormone-sensitive lipase mRNA levels. No significant changes were observed in other genes. Total amount of resveratrol metabolites in adipose tissue was 2.66 +/- 0.55 nmol/g tissue. Conclusions: It can be proposed that the body fat-lowering effect of resveratrol is mediated, at least in part, by a reduction in fatty acid uptake from circulating triacylglycerols and also in de novo lipogenesis.

Resveratrol prevents inflammation-dependent hepatic melanoma metastasis by inhibiting the secretion and effects of interleukin-18

Background: Implantation and growth of metastatic cancer cells at distant organs is promoted by inflammation-dependent mechanisms. A hepatic melanoma metastasis model where a majority of metastases are generated via interleukin-18-dependent mechanisms was used to test whether anti-inflammatory properties of resveratrol can interfere with mechanisms of metastasis. Methods: Two experimental treatment schedules were used: 1) Mice received one daily oral dose of 1 mg/kg resveratrol after cancer cell injection and the metastasis number and volume were determined on day 12. 2) Mice received one daily oral dose of 1 mg/kg resveratrol along the 5 days prior to the injection of cancer cells and both interleukin-18 (IL-18) concentration in the hepatic blood and microvascular retention of luciferase-transfected B16M cells were determined on the 18(th) hour. In vitro, primary cultured hepatic sinusoidal endothelial cells were treated with B16M-conditioned medium to mimic their in vivo activation by tumor-derived factors and the effect of resveratrol on IL-18 secretion, on vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) expression and on tumor cell adhesion were studied. The effect of resveratrol on melanoma cell activation by IL-18 was also studied. Results: Resveratrol remarkably inhibited hepatic retention and metastatic growth of melanoma cells by 50% and 75%, respectively. The mechanism involved IL-18 blockade at three levels: First, resveratrol prevented IL-18 augmentation in the blood of melanoma cell-infiltrated livers. Second, resveratrol inhibited IL-18-dependent expression of VCAM-1 by tumor-activated hepatic sinusoidal endothelium, preventing melanoma cell adhesion to the microvasculature. Third, resveratrol inhibited adhesion-and proliferation-stimulating effects of IL-18 on metastatic melanoma cells through hydrogen peroxide-dependent nuclear factor-kappaB translocation blockade on these cells. Conclusions: These results demonstrate multiple sites for therapeutic intervention using resveratrol within the prometastatic microenvironment generated by tumor-induced hepatic IL-18, and suggest a remarkable effect of resveratrol in the prevention of inflammation-dependent melanoma metastasis in the liver.

Resveratrol: Anti-Obesity Mechanisms of Action

Resveratrol is a non-flavonoid polyphenol which belongs to the stilbenes group and is produced naturally in several plants in response to injury or fungal attack. Resveratrol has been recently reported as preventing obesity. The present review aims to compile the evidence concerning the potential mechanisms of action which underlie the anti-obesity effects of resveratrol, obtained either in cultured cells lines and animal models. Published studies demonstrate that resveratrol has an anti-adipogenic effect. A good consensus concerning the involvement of a down-regulation of C/EBPa and PPAR. in this effect has been reached. Also, in vitro studies have demonstrated that resveratrol can increase apoptosis in mature adipocytes. Furthermore, different metabolic pathways involved in triacylglycerol metabolism in white adipose tissue have been shown to be targets for resveratrol. Both the inhibition of de novo lipogenesis and adipose tissue fatty acid uptake mediated by lipoprotein lipase play a role in explaining the reduction in body fat which resveratrol induces. As far as lipolysis is concerned, although this compound per se seems to be unable to induce lipolysis, it increases lipid mobilization stimulated by beta-adrenergic agents. The increase in brown adipose tissue thermogenesis, and consequently the associated energy dissipation, can contribute to explaining the body-fat lowering effect of resveratrol. In addition to its effects on adipose tissue, resveratrol can also acts on other organs and tissues. Thus, it increases mitochondriogenesis and consequently fatty acid oxidation in skeletal muscle and liver. This effect can also contribute to the body-fat lowering effect of this molecule.

Efecto de la combinación de biomoléculas presentes en los alimentos, ácido linoléico conjugado, resveratrol y quercetina, sobre la acumulación de grasa corporal

322 p.

Determinação de atividade antioxidante, compostos fenólicos totais e teor de resveratrol em cinco cultivares brasileiras de Arachis hypogaea L. com a utilização de duas metodologias extrativas

O amendoim A. hypogaea L. é a quarta oleaginosa mais consumida no mundo e suas sementes são altamente energéticas, com grandes quantidades de lipídios, proteínas, vitaminas e carboidratos. Diversas atividades farmacológicas já foram observadas em extratos de raízes, folhas e sementes, sendo a principal delas a atividade antioxidante. Neste trabalho, foi realizada a comparação entre duas metodologias (por maceração e assistida por micro-ondas) para a extração de compostos antioxidantes, incluindo o resveratrol. Também foi realizada a comparação entre extratos de diferentes órgãos de cultivares brasileiras (IAC 886, IAC Caiapó, IAC Tatu ST, IAC 8112 e IAC 99-1) quanto à atividade antioxidante, por DPPH, ao teor de compostos fenólicos, por Folin-Ciocalteu, e ao teor de resveratrol, por HPLC. Por fim, foram estabelecidos protocolos de cultura de tecidos para explantes de sementes, visando à produção de calos e plantas in vitro para posterior dosagem de compostos de interesse, tendo em vista a possibilidade de modulação das condições in vitro. As melhores condições determinadas para a extração por maceração de antioxidantes de A. hypogaea foram 80% de etanol em água como solvente, trituração com almofariz e pistilo, 50 mL solvente por grama de material vegetal seco, 120 minutos de incubação e dois estágios de extração. As melhores condições para a extração de resveratrol assistida por micro-ondas foram o uso de 37 mL de solvente/g material vegetal seco, com agitação de 1200 rpm por 15 minutos, a 37C. De uma maneira geral, os extratos de raízes e oriundos de micro-ondas apresentaram maior atividade antioxidante (até 92,36 2,71%), teor de compostos fenólicos (até 54,15 1,39 mg EAG/g extrato) e teor de resveratrol (até 1,614 0,356 mg/g extrato). Dentre as cultivares estudadas, IAC Tatu e IAC 99-1 foram as que apresentaram os teores mais elevados. Brotos e calos friáveis foram obtidos a partir de cotilédones, eixos embrionários e folíolos embrionários cultivados em meios suplementados com BAP e picloram, respectivamente.

Neuroprotective effects of resveratrol and docosahexaenoic acid antioxidants in perinatal hypoxic-ischemic brain injury in rats

295 p.

Avaliação dos testículos de ratos submetidos à torção testicular antes, durante e após a puberdade e o efeito do tratamento com resveratrol

A torção testicular (TT) é uma afecção de relativa frequência, alvo de muitos estudos clínicos e experimentais ao longo dos anos. Pode acometer qualquer idade, no entanto é mais incidente em pacientes com menos de 21 anos de idade. Sua distribuição ocorre em dois picos: um no período neonatal e outro ao redor dos 13 anos de idade. A taxa dessa morbidade em jovens com menos de 25 anos é na ordem de 1/4000. A TT resulta em rotação do cordão espermático, que gera um comprometimento do suprimento sanguíneo testicular, considerada uma urgência urológica. Depois da TT, a artéria testicular e o plexo pampiniforme sofrem oclusão, interrompem o suprimento arterial e a drenagem venosa do testículo, diminuindo o aporte de nutrientes e oxigênio aos tecidos e células, levando à isquemia testicular. Esta condição afeta a produção de espermatozóides do testículo torcido podendo comprometer a fertilidade do indivíduo. Este presente estudo avaliou a função reprodutiva, alguns parâmetros espermáticos e morfologia dos testículos de ratos adultos submetidos à torção testicular antes, durante e após a puberdade, e também o efeito do tratamento com resveratrol. Os testículos direitos dos ratos foram torcidos a 720 por quatro horas em todos os grupos, exceto no grupo controle. A TT foi realizada durante os períodos pré-púbere (4 semanas de idade), púbere (6 semanas de idade) e adulto jovem (9 semanas de idade). Para cada grupo, houve um outro grupo que os animais foram submetidos ao mesmo procedimento e foram tratados com resveratrol, 30 mg/kg resveratrol foi injetado por via intraperitonel, 30 minutos antes da destorção, seguido por gavage por 7 dias. Cada rato na idade adulta acasalou com três fêmeas adultas com 12 semanas de idade para avaliar parâmetros de fertilidade. Todos os animais foram mortos com 14 semanas de idade e os testículos foram removidos para análise de concentração, motilidade e viabilidade dos espermatozóides de amostras colhidas da cauda dos epidídimos. Os parâmetros morfológicos foram avaliados por métodos estereológicos macro e microscópicos. A função reprodutiva dos animais nas diferentes idades não foi afetada pela TT, no entanto, após o tratamento os ratos operados com 4 e 6 semanas de idades tiveram maior potência e os ratos operados com 9 semanas de idade apresentaram maior taxa de fecundidade na idade adulta.. Os parâmetros morfológicos foram afetados em todos os testículos torcidos em todas as idades. Alguns desses parâmetros melhoram após o tratamento com resveratrol, e o efeito adjuvante foi maior nos ratos submetidos à TT com 4 semanas de idade. Entretanto, o resveratrol recuperou o epitélio seminífero no grupo que sofreu TT com 9 semanas de idade, os quais não apresentaram nenhum epitélio após a TT. Os parâmetros espermáticos dos testículos torcidos decresceram em todas as idades, e o resveratrol não foi efetivo, embora tenha recuperado a produção de espermatozóides no grupo que foi submetido à TT com 9 semanas de idade, em que todos os animais foram aspermatogênicos após a TTNão houve nenhum dano nos testículos contralaterais. O resveratrol promoveu efeito protetor para TT, principalmente quando os animais foram submetidos à TT em idade prépúbere.

Pretreatment with Resveratrol Prevents Neuronal Injury and Cognitive Deficits Induced by Perinatal Hypoxia-Ischemia in Rats

Despite advances in neonatal care, hypoxic-ischemic brain injury is still a serious clinical problem, which is responsible for many cases of perinatal mortality, cerebral palsy, motor impairment and cognitive deficits. Resveratrol, a natural polyphenol with important anti-oxidant and anti-inflammatory properties, is present in grapevines, peanuts and pomegranates. The aim of the present work was to evaluate the possible neuroprotective effect of resveratrol when administered before or immediately after a hypoxic-ischemic brain event in neonatal rats by analyzing brain damage, the mitochondrial status and long-term cognitive impairment. Our results indicate that pretreatment with resveratrol protects against brain damage, reducing infarct volume, preserving myelination and minimizing the astroglial reactive response. Moreover its neuroprotective effect was found to be long lasting, as behavioral outcomes were significantly improved at adulthood. We speculate that one of the mechanisms for this neuroprotection may be related to the maintenance of the mitochondrial inner membrane integrity and potential, and to the reduction of reactive oxygen species. Curiously, none of these protective features was observed when resveratrol was administered immediately after hypoxia-ischemia.

Avaliação do estresse oxidativo em modelos de plasticidade ontogenética: papel do resveratrol

A obesidade, cuja origem é multifatorial e a prevalência é crescente em diferentes regiões no mundo, está geralmente associada à produção desregulada de adipocinas, ao aumento do estresse oxidativo e à ocorrência de distúrbios metabólicos como dislipidemia, intolerância à glicose e hipertensão. A Programação Metabólica ou Plasticidade Ontogenética tem sido proposta como um importante fator na etiologia da obesidade. Este fenômeno sugere que alterações nutricionais, hormonais e ambientais durante períodos críticos do desenvolvimento, tais como gestação e lactação, podem alterar a fisiologia e o metabolismo de um organismo provocando o desenvolvimento de distúrbios metabólicos na vida adulta. Neste trabalho foram estudados dois modelos de plasticidade ontogenética que programam ratos Wistar para obesidade na vida adulta: a supernutrição na lactação e o desmame precoce. A supernutrição na lactação provocada pela redução da ninhada causou obesidade, hiperfagia, aumento do estresse oxidativo, resistência hepática à ação da insulina e esteatose nas proles na idade adulta. A desnutrição, provocada pelo desmame precoce, também se associou na idade adulta com obesidade visceral, aumento do estresse oxidativo e esteatose, assim como dislipidemia, resistência à insulina, hipertensão arterial e resistência central à leptina. No modelo de programação pelo desmame precoce, os animais adultos foram tratados com resveratrol (30mg/kg/MC), um polifenol encontrado nas uvas e conhecido por seus efeitos antioxidante e hipoglicemiante, por 30 dias. Os animais programados pelo desmame precoce que receberam resveratrol tiveram massa corporal, gordura visceral e morfologia hepática semelhantes aos animais controles. Ainda, o resveratrol normalizou a pressão arterial, a dislipidemia, a glicemia e as concentrações de adiponectina e leptina. A normalização da leptinemia esteve associada à correção da resistência central à leptina nestes animais, uma vez que o resveratrol normalizou além da ingestão, o conteúdo hipotalâmico de JAK2, pSTAT3 e NPY. Portanto, os animais programados pela supernutrição na lactação ou pelo desmame precoce apresentaram aumento do estresse oxidativo associado à obesidade e alterações metabólicas como esteatose. O tratamento com resveratrol nos animais programados pelo desmame precoce preveniu o aumento de estresse oxidativo, obesidade visceral, resistência à insulina, dislipidemia e esteatose. Além disso, o resveratrol causou normalização da leptinemia nestes animais, assim como da ação deste hormônio no hipotálamo, controlando a hiperfagia característica deste modelo.