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Tipo: Tese de Doutorado
Título: Química e atividades biológicas de Hancornia speciosa Gomes (Apocynaceae): inibição da enzima conversora de angiotensina (ECA) e efeito na quimioprevenção de câncer
Autor(es): Denise Coutinho Endringer
primer Tutor: Fernao Castro Braga
primer miembro del tribunal : Eloir Paulo Schekel
Segundo miembro del tribunal: Denia Antunes Saúde-guimarães
Tercer miembro del tribunal: Steyner de Franca Cortes
Cuarto miembro del tribunal: Mauro Martins Teixeira
Resumen: Hancornia speciosa Gomes (Apocynaceae) é uma espécie ocorrente no cerrado, de nome vulgar mangaba, empregada tradicionalmente no tratamento de hipertensão e doenças inflamatórias, entre outros usos. A potencial atividade anti-hipertensiva da espécie foi anteriormente demonstrada em estudos in vitro de inibição da enzima conversora deangitensina (ECA) e vasodilatação em preparações de artérias. Diversas evidências experimentais indicam que o processo inflamatório está diretamente envolvido no desenvolvimento de doenças cardiovasculares e na carcinogênese. A capacidade da angiotensina II de modular diversas etapas do processo inflamatório também foi demonstrada. Assim, o presente trabalho teve como objetivo realizar o estudo químicobiomonitorado de H. speciosa visando isolar os constituintes responsáveis pela potencial atividade anti-hipertensiva e quimiopreventiva de câncer. O extrato bruto de folhas da espécie (EHS) foi obtido por percolação exaustiva com etanol a 96%. Esse foi inicialmente fracionado em coluna aberta de sílica gel, seguindo-se procedimentos cromatográficos em suportes diversos (C-2, C-18 e Sephadex LH-20) para isolamento e purificação das substâncias. A potencial atividade anti-hipertensiva foi avaliada em ensaio colorimétrico de inibição da ECA e a potencial atividade quimiopreventiva de câncer foi determinada em diversos modelos in vitro. EHS (CI50 = 62,8 ± 39,6 mg/mL) e todas as frações oriundas do fracionamento preliminar, excetuando-se a fração em n-hexano, apresentaram inibição daECA superior a 50%, na concentração de 100 mg/mL. O fracionamento biomonitorado da fração em EtOAc:MeOH (1:1) (IECA = 81,8 ± 32,1%) levou ao isolamento de dois sólidos, identificados por análises espectrométricas (U.V., I.V., RMN de 1H e de 13C) e cristalografiade RX como sendo rutina (CI50 = 453,9 ± 78,4 mM, 1) e L-(+)-bornesitol (CI50 = 41,4 ± 9,6 mM, 2). Esses constituintes também foram isolados e/ou detectados em diversas outras frações ativas. A substância 2, seu derivado per-O-acetil-1L-(+)-bornesitol, mio-inositol e onzecarboidratos (D-manose, D-glicose, D-galacatose, D-xilose, D-frutose, L-arabinose, D-dulcitol, melibiose, sacarose, lactose e rafinose) foram avaliados no ensaio de inibição da ECA. A atividade IECA não foi observada para o derivado peracetilado de 2, para os dissacarídeos,nem para o oligossacarídeo rafinose. Já 2 (CI50 = 41,4 ± 9,6 mM), D-galactose (CI50 = 35,7 ± 5,6 mM), D-glicose (CI50 = 85,7 ± 23,3 mM) e mio-inositol (CI50 = 449,2 ± 39,68 mM) foram ativos no ensaio. L-(+)-bornesitol e D-galactose apresentam, como característica estrutural comum, uma hidroxila em posição axial vicinal ao átomo de carbono com substituinte hidroxi-metileno ou metoxila, que parecem ser requisitos estruturais importantes para a atividade IECA. A ausência desses grupos em C6 poderia explicar a inatividade da D-xilose,bem como a atividade 10 vezes inferior do mio-inositol em relação a 2. A presença de hidroxilas na molécula também parece ser essencial para a atividade IECA, uma vez que a peracetilação inativou 2. EHS e suas frações não apresentaram atividade nos ensaios de inibição das enzimas aromatase, ornitina descarboxilase e COX-1, nas concentrações avaliadas. No ensaio de inibição da COX-2, EHS não foi ativo, entretanto, foram ativas as frações em EtOAc (ICOX-2 = 58,8 ± 3,0%) e MeOH (62,8 ± 5,8%). 2 e outros ciclitóis (sciloinositol,peracetilado de 2, mio-inositol e mio-inositol-b-D-galactosídeo) foram avaliados no ensaio de inibição da COX-1 e -2. Todos foram inativos no ensaio da COX-1 e apenas 2 inibiu a COX-2 (ICOX-1= 29,1 ± 3,8%; ICOX-2= 59,8 ± 6,4%), indicando seletividade de 2. No ensaio de indução da QR apenas EHS (DC= 19,7 ± 0,0 mg/mL; CI50= 19,8 ± 0,6 mg/mL; IQ = 1,0) e as frações hexânica (DC = 21,5 ± 0,7 mg/mL; CI50= 19,6 ± 0,2 mg/mL; IQ = 0,9) e em EtOAc:MeOH (1:1) (DC = 16,6 ± 0,4 mg/mL; CI50= 48,5 ± 2,9 mg/mL; IQ = 2,9) foram ativas. No ensaio de indução de ARE, EHS (CE50 = 19,7 ± 1,0 mg/mL) e as frações oriundasdo fracionamento preliminar, exceto a fração hexânica, foram ativas; no entanto, nenhum dos compostos isolados apresentou atividade. No ensaio de inibição de NF-kB induzido por TPA, EHS (CI50 = 17,4 ± 5,8 mg/mL) e as frações oriundas do fracionamento preliminar foramativos, sugerindo potencial atividade antiinflamatória e quimiopreventiva de câncer. O fracionamento de EHS biomonitorado por este ensaio resultou no isolamento de 1 (CI50 = 26,8 ± 6,3 mM), 2 (CI50 = 27,5 ± 3,8 mM) e ácido quínico (CI50= 85,0 ± 12,3 mM, 3). Nenhuma das amostras ativas apresentou atividade antiproliferativa in vitro das linhagens celulares HepG2, LU-1, MCF-7 e LNCap, na concentração de 20 mg/mL. Todas as amostras ativas foram avaliadas qDestaca-se que as frações apresentaram atividade inibitória da ECA e de NF-kB superiores aos sólidos isolados, indicando sinergismo entre os constituintes. Oderivado acetilado de 2 (CI50 = 38,4 ± 6,2 mM), scillo-inositol (CI50 = 83,0 ± 13,7 mM) e mioinositol- b-galactosídeo (CI50 = 52,4 ± 8,4 mM) foram ativos no ensaio de inibição de NF-kB, enquanto o mio-inositol apresentou-se inativo. Outros constituintes isolados das fraçõesativas não apresentaram atividade nos ensaios supracitados, incluindo canferol-3-Orutinosídeo e os ácidos 5-O-cafeoil-quínico, trans-4-hidroxi-cinâmico e cis-4-hidroxicinâmico. O lupeol, a-amirina, e um 3b-O-éster de ácido graxo do lupeol não foram avaliados no ensaio de inibição da ECA, sendo inativos nos modelos de quimioprevenção decâncer. A ocorrência de todas as substâncias isoladas no presente trabalho, exceto o ácido 5-O-cafeoil-quínico, é descrita pela primeira vez para Hancornia speciosa. Os resultados sugerem ser L-(+)-bornesitol, rutina e ácido quínico os principais constituintes responsáveispelas atividades biológicas.
Abstract: Hancornia speciosa Gomes (Apocynaceae) is a plant species found in cerrado, a savannahlike vegetation, popularly used to treat hypertension and inflammatory processes. Its potential anti-hypertensive activity has been previously demonstrated by in vitro inhibition of angiotensin converting enzyme (ACE) and vasodilatation in rat aortic rings. Several studies have evidenced the involvement of inflammatory process in cardiovascular diseases and carcinogenesis. The ability of angiotensin II in modulating the inflammatory process has also been established. Therefore, the goal of the present study was to carry out the bioguidedstudy of H. speciosa, aiming at isolating anti-hypertensive and cancer chemopreventive compounds. The ethanol extract of H. speciosa leaves (EHS), obtained by percolation with EtOH 96%, was initially fractionated by silica gel column chromatography, followed by constituents isolation and purification on different chromatographic supports (C-2, C-18 andSephadex LH-20). The potential anti-hypertensive activity was evaluated in vitro by ACE inhibition colorimetric assay, whereas cancer chemoprevention was tested in several in vitro models. EHS (IC50 = 62.8 ± 39.6 mg/mL) and derived fractions, assayed at 100 mg/mL,produced over 50% ACE inhibition, excepting the n-hexane fraction. Bioguided fractionation of the EtOAc:MeOH (1:1) fraction (IECA = 81.8 ± 32.1%) lead to the isolation of two compounds, identified by spectroscopic methods (U.V., I.R., NMR 1H and 13C) and X-rayanalysis as rutin (IC50 = 453,9 ± 78,4 mM, 1) and L-(+)-bornesitol (IC50 = 41.4 ± 9.6 mM, 2). Those constituents were also isolated or detected in several others ACE inhibiting fractions. L-(+)-bornesitol, its derivative per-O-acetyl-1L-(+)-bornesitol, myo-inositol and elevencarbohydrates (D-manose, D-glucose, D-galactose, D-xylose, D-fructose, L-arabinose, Ddulcitol, melibiose, sucrose, lactose and raffinose) were evaluated in the ACE inhibition assay. Per-O-acetyl-1L-(+)-bornesitol, the disaccharides and rafinose were inactive, whereas 2 (IC50 = 41.4 ± 9.6 mM), D-galactose (IC50 = 35.7 ± 5.6 mM), D-glucose (IC50 = 85.7 ± 23.3mM) and myo-inositol (CI50 = 449.2 ± 39.68 mM) did present ACE inhibiting activity. The common structural feature between L-(+)-bornesitol and D-galactose is an axial located hydroxyl group vicinal to a carbon bearing either a hydroxyl-methylene or a methoxyl groupas substituent. The lack of this group at C6 might explain myo-inositol being tenfold less active than 2, as well as the inactivity of D-xylose. The presence of hydroxyl groups seems to be also essential for ACE inhibition, since peracetylation of 2 resulted in an inactivecompound. Neither EHS nor its fractions were active in the aromatase, ornithine descarboxylase and COX-1 assays. Likewise, EHS did not inhibit COX-2, although the derived fractions EtOAc (ICOX-2 = 58.8 ± 3.0%) and MeOH (ICOX-2 62.8 ± 5.8%) were active. Conversely, 2 and the cyclitols scyllo-inositol, peracetyl-1L-(+)-bornesitol, myo-inositoland b-D-galactoside-myo-inositol were inactive in the COX-1 assay, whereas 2 inhibited COX-2 (ICOX-1= 29.1 ± 3.8%; ICOX-2= 59.8 ± 6.4%) and therefore was disclosed as a selective inhibitor. EHS (CD= 19.7 ± 0.02 mg/mL; IC50= 19.8 ± 0.6 mg/mL; CI = 1.0) was activein the quinone redutase (QR) induction assay, carried out in Hep1c1c7 murine cells, as well as hexane (CD= 21.5 ± 0.7 mg/mL; IC50= 19.6 ± 0.2 mg/mL; CI = 0.9) and EtOAc:MeOH (1:1) fractions (CD= 16.6 ± 0.4 mg/mL; IC50= 48.5 ± 2.9 mg/mL; CI = 2.9); nevertheless, none of thecompounds isolated from them showed activity. EHS (EC50 = 19.7 ± 1.0 mg/mL) and its fractions were active in the ARE induction assay, performed in HepaG2 cell; however, none of the isolated compounds showed activity. Excepting the n-hexane fraction, all fractionsderived from EHS (IC50 = 17.4 ± 5.8 mg/mL) were active in the TPA-induced NF-kB inhibition assay, suggesting both antiinflammatory and cancer chemoprevention effects. Bioguided fractionation of EHS led to the isolation of L-(+)-bornesitol (IC50 = 27.5 ± 3.8 mM), quinic acid(IC50 = 85.0 ± 12.3 mM) and rutin (IC50 = 26.8 ± 6.3 mM), whose exhibited lower activity than the starting fractions, thus suggesting synergic effects. The derivative per-O-acetyl-1L-(+)- bornesitol (IC50 = 38.4 ± 6.2 mM), scyllo-inositol (CI50 = 83.0 ± 13.7 mM) and b-D-galactosidemyo- inositol (IC50 = 52.4 ± 8.4 mM) were active in the TPA-induced NF-kB inhibition assay, while myo-inositol was inactive. None of the active samples showed anti-proliferative activityagainst four cell lines (MCF-7, LNCap, HepG2 and LU-1). Other compounds isolated from H. speciosa active fractions did not show activity in none of the above cited biological assays, including kaempferol-O-3-rutinoside and 5-O-cafeoil-quinic, trans-4-hydroxi-cinamic and cis- 4-hydroxi-cinamic acids. -Amirin, lupeol and a long-chain fatty acid ester derivative from lupeol were not tested in the ACE inhibition assay. With the exception of the 5-O-cafeoilquinicacid, all isolated compounds are reported for the first time in H. speciosa. The results from the biological assays corroborate the traditional use of H.speciosa for treating hypertension and inflammatory processes, and also disclosed L-(+)-bornesitol, rutin and quinic acid as the main constituents responsible for the effects.
Asunto: Química vegetal
Farmacognosia
Plantas medicinais
Câncer Prevenção
Matéria médica vegetal
Hipertensão Tratamento
Farmácia
Idioma: Português
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Tipo de acceso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/FARD-7DSKWW
Fecha del documento: 31-ago-2007
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