DEEL 1 Isolatie en identificatie van fenylethanoïde glycosiden van Aloysia Polystachya en zijn activiteit als remmers van monoamineoxidase-A
Mar 10, 2022
Wat is de reden waarom Cistanche Actosiden de enzymactiviteit kunnen remmen?
Het principe van het antioxiderende effect van Cistanche
voorkeuren
1 Departamento de Biotecnologia em Plantas Medicinais, Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP), Ribeirão Preto, SP, Brazilië2 Departamento de Química, Faculdade de Filosofifia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Ao Paulo (VS , SP, Brazilië
Sleutelwoorden:
aloysia polystachya, verbenaceae, antidepressieve activiteit, fenylethanoïden, monoamineoxidaseremmers
Abstract
Aloysia polystachya wordt gebruikt als een kalmerend middel en antidepressivum door de inheemse bevolking van Argentinië en Paraguay, maar de verbindingen die met deze activiteiten in verband worden gebracht, zijn niet vastgesteld. We hebben de hoofdbestanddelen van het hydro-ethanolische extract van A. polystachya gescheiden en geïdentificeerd door ultra-performante vloeistofchromatografie-massaspectrometrie en de aanwezigheid van acteoside bevestigd,isoacteoside, 6'-acetylacteoside, en 4',4''',5,5''-tetrahydroxy-6,6'',3'''-trimethoxy-[C7-O-C7'']-biflavon door NMR-spectroscopie. Remmende activiteiten van het hydro-ethanolische extract en gezuiverde fenylethanoïde glycosiden tegen monoamineoxidase-A werden beoordeeld met behulp van een standaard fluorometrische test. Het hydro-ethanolische extract remde de monoamineoxidase-A-activiteit op een dosisafhankelijke manier met een IC5{{20}} van 9,2 µg/ml, terwijl de selectieve monoamineoxidaseremmer clorgyline een IC50 van 0,06 µg/ml vertoonde ( 0,22 µM). Acteoside was de sterkste remmer van monoamineoxidase-A (IC50-waarde van 5 µM), terwijl:isoacteosideen 6'-acetylacteosidevertoonde IC50-waarden van ongeveer 10 µM. De resultaten toonden aan dat fenylethanoïden uit een hydro-ethanolisch extract van A. polystachya een remmende werking hebben tegen monoamineoxidase-A. Het is waarschijnlijk dat het werkingsmechanisme van deacteosidenis multi-gericht, waarbij de downregulatie van ontstekingsmoleculen en neutralisatie van oxidatiereacties en remming van monoamineoxidase-A betrokken zijn.
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met:joanna.jia@wecistanche.com
Cistanche deserticola heeft veel effecten, klik hier voor meer informatie
Invoering
Volgens een recent rapport van de Wereldgezondheidsorganisatie [1] lijden meer dan 320 miljoen mensen (4,4 procent van de wereldbevolking) aan depressies en angststoornissen, met ongeveer 800 duizend zelfmoorden per jaar als gevolg van deze mentale problemen . Hoewel behandeling met synthetische antidepressiva beschikbaar is, hebben veel patiënten last van bijwerkingen zoals een droge mond, constipatie, duizeligheid, wazig zien, verhoogde eetlust, gewichtstoename, slapeloosheid en nierproblemen [2]. Om deze reden zijn benaderingen met behulp van complementaire en alternatieve geneeswijzen, waaronder fytotherapie, gebruikt bij de behandeling van verschillende soorten psychische stoornissen [3].
Verschillende preklinische en klinische onderzoeken hebben bewijs geleverd ter ondersteuning van de voordelen van plantaardige geneesmiddelen bij de behandeling van algemene en specifieke angststoornissen [4, 5]. Van bijzonder belang zijn onderzoeken naar de anxiolytische eigenschappen van Aloysia polystachya (Griseb.) Moldenke (Verbenaceae), een aromatische soort die voornamelijk voorkomt in Argentinië en Paraguay. Volgens etnofarmacologische studies gebruiken lokale bevolkingen de plant, die algemeen bekend staat als burrito, als een spijsverterings-, kalmerend en antidepressivum [6, 7]. Hoewel de anxiolytische en antidepressieve eigenschappen van hydro-ethanolische extracten van A. polystachya zijn bevestigd door preklinische studies [8-10], zijn er geen fytochemische onderzoeken uitgevoerd met als doel de verbindingen te identificeren die met deze activiteiten zijn geassocieerd. Eerder is aangetoond dat de antidepressieve werking van sommige medicinale planten, bijvoorbeeld Hypericum perforatum L. (Hy-pericaceae) en Peganum harmala L. (Nitrariaceae), geassocieerd zijn met de remming van monoamineoxidase-A (MAO-A) [11–13]. De MAO-familie is verspreid over het centrale en perifere zenuwstelsel en overexpressie van deze enzymen bevordert de oxidatieve deaminering van monoamines met verlagingen van de niveaus van de neurotransmitters serotonine, noradrenaline en dopamine, wat resulteert in het ontstaan van psychiatrische stoornissen. Dergelijke deamineringsprocessen genereren ook stoffen zoals waterstofperoxide, zuurstofvrije radicalen en aldehyden die verantwoordelijk zijn voor de oxidatieve stress van cellen. MAO's bestaan in twee belangrijke isovormen die verschillen met betrekking tot distributie, substraatspecificiteit en gevoeligheid voor remmers. De MAO-A isovorm speelt een belangrijke rol bij depressie en angststoornissen, terwijl MAO-B betrokken is bij neurodegeneratieve ziekten [13-17]. In het licht van het bovenstaande veronderstelden we dat de anxiolytische en antidepressieve eigenschappen van A. polystachya voortkomen uit, ten minste gedeeltelijk door de aanwezigheid van remmers van MAO-A. Om deze hypothese te testen, hebben we de actieve bestanddelen geïdentificeerd die aanwezig zijn in het hydro-ethanolische extract van bladeren van A. polystachya en de effecten van het ruwe extract en de daaruit geïsoleerde hoofdbestanddelen op de MAO-A-activiteit beoordeeld.
Resultaten en discussie
Het hydro-ethanolische extract van bladeren van A. polystachya werd onderworpen aan ultra-performance vloeistofchromatografie-massaspectrometrie (UPLC-MS), en het zo verkregen chromatogram wordt gepresenteerd in ▶Fig. 1a. De belangrijkste componenten van het extract werden gezuiverd door kolomchromatografie en reversed-phase high-performance vloeistofchromatografie (RP-HPLC), en geïdentificeerd als acteoside (syn verbascoside), isoacteoside, 6'-acetylacteoside en 4',4',5 ,5'-tetrahydroxy-6,6'',3'-trimethoxy-[C7–O–C7'']-biflavon door vergelijking van hun 1H- en 13C-NMR, HSQC, HMBC (▶Tabel 1S, 2S, ondersteunende informatie) en MS-gegevens (▶Fig. 1b-e) met waarden vermeld in de literatuur [18-20]. De concentratie acteoside in het hydro-ethanolische extract, zoals bepaald met HPLC, was 108,65 ± 1,3 µg/mg gedroogd extract. Dit is de eerste vermelding van de bestanddelen van extracten van bladeren van A. polystachya, hoewel de essentiële olie van de plant eerder is geanalyseerd en bleek de monoterpenen carvon en limoneen als de belangrijkste componenten te bevatten [21]. Het ruwe hydro-ethanolische extract van bladeren van A. polystachya remde de MAO-A-activiteit op een dosisafhankelijke manier (Fig. 2a) met een IC50 van 9,2 µg/ml, terwijl de selectieve MAO-remmer clorgyline een IC50 van 0,06 µg/ml vertoonde (0,22 µM). de gezuiverdeacteosidenvertoonde ook remmende activiteiten tegen MAO-A (▶Fig. 2b), waarbij acteoside de laagste IC50-waarde van 5 µM (3,1 µg/ml) vertoonde, gevolgd doorisoacteosidemet een IC50 van 10,1 µM (6,3 µg/mL) en 6'-acetylacteosidemet een IC50 van 9,5 µM (6,3 µg/ml). Remming van MAO-A leidt tot het herstel van de niveaus van serotonine, noradrenaline, dopamine en tyramine, die belangrijke neurotransmitters zijn bij de beheersing van angst en depressie [16]. Zo verklaart de aanwezigheid van diverse MAO-A-remmers in bladeren van A. polystachya, althans gedeeltelijk, de eerder gerapporteerde antidepressieve en anxiolytische activiteit van de soort [8-10]. Het gebruik van multicomponent-plantenmengsels kan voordelig zijn bij de behandeling van ziekten met een complexe etiologie, zoals angst, depressie en andere neurologische aandoeningen. Momenteel is het gebruik van fytomedicijnen bij de behandeling van ziekten die het zenuwstelsel aantasten gebaseerd op het paradigma van multi-target-gerichte liganden, dwz geneesmiddelen die multi-target-activiteiten hebben als gevolg van de aanwezigheid van stoffen zoals polyfenolen met anti- ontstekingsremmende, antioxiderende en MAO-remmende eigenschappen die neuroprotectie kunnen verlenen [20,22-25]. Het is echter vermeldenswaard dat het polaire karakter van polyfenolische stoffen interacties met hun moleculaire doelen zou kunnen belemmeren. Niettemin hebben klinische onderzoeken aangetoond dat het contact tussen polyfenolen en niet-polaire secundaire metabolieten in de extracten de permeabiliteit van celmembranen kan wijzigen en de opname van polaire verbindingen kan vergemakkelijken [23]. Zo genereren complexe plantenextracten die middelen met meerdere doelwitten bevatten die op een pleiotrope manier een interactie aangaan met hun receptoren een farmacologisch synergisme dat tal van processen beïnvloedt, waaronder de beweging van polaire metabolieten door celmembranen. In dit verband hebben Li et al. [26] gebruikte een zebravismodel om aan te tonen dat acteoside de bloed-hersenbarrière zou kunnen binnendringen, en stelde voor dat het fenylethanoïde glycoside een potentieel therapeutisch effect kan hebben bij de ziekte van Parkinson. Monoaminerge neurotransmitters zijn het belangrijkste doelwit van moderne antidepressiva, omdat hun tekortkomingen verantwoordelijk zijn voor de slopende symptomen van depressie. Een recent in vivo onderzoek toonde aan dat de ethanolische en waterige extracten van Lippia citriodora (Verbenaceae) en hun hoofdbestanddeel acteoside anxiolytische, hypnotische en spierverslappende effecten vertoonden, en deze eigenschappen werden gedeeltelijk toegeschreven aan een interactie met het type A gamma. -aminoboterzuur (GABAA) receptor [27]. Klinische studies hebben aangetoond dat geneesmiddelen met het vermogen om inflammatoire cytokines te blokkeren, zoals TNF- of andere componenten van de inflammatoire signaalroute, bijvoorbeeld cyclo-oxygenase-2 (COX-2), effectief zijn in het verminderen van depressieve symptomen bij patiënten met reumatoïde artritis, psoriasis en kanker, evenals bij patiënten met ernstige psychiatrische stoornissen [28]. In deze context is gemeld dat acteoside de productie en afgifte van ontstekingsmoleculen, zoals stikstofmonoxide (NO), TNF- en interleukine 12 (IL-12) in lipopolysaccharide/interferon-gamma (LPS) kan verminderen. /IFN-)-gestimuleerde macrofagen [29], evenals histamine en arachidonzuur in RBL-2H3-mestcellen [30]. Bovendien kan acteoside de niveaus van TNF-, IL-1, IL-8, IL-6 en NO verlagen en caspase-1, de nucleaire factor -kappa-B
(NF-KB), NO synthase en activator eiwit-1 [31] geïnduceerd door IL-32 en/of LPS in TH-1 cellen en macrofagen [32]. Sommige van deze ontstekingsmediatoren, zoals IFN's, IL-6, IL-8 en IL-1, zijn op abnormale niveaus aangetroffen in zowel perifere als postmortale weefselmonsters van depressieve personen , en zijn in verband gebracht met de symptomen van depressie [33]. Activering van deze moleculen door psychosociale stressoren kan significante functionele veranderingen in de hersenen bevorderen, wat leidt tot de ontwikkeling van depressief gedrag en andere psychiatrische stoornissen. IFN's, IL-1 en TNF- kunnen bijvoorbeeld de expressie en functie van serotonine-, noradrenaline- en dopaminereceptorpompen verhogen, waardoor de beschikbaarheid van deze neurotransmitters in de synaptische spleet wordt verminderd [28]. Bovendien kunnen IFN-, IL-6, TNF- en oxidatieve stress indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), een enzym dat verantwoordelijk is voor de afbraak van tryptofaan, activeren en daardoor de concentratie van de primaire voorloper van serotoninesynthese [34].Acteoside, isoacteoside, en 6'-acetylacteosidebevatten hydroxy-fenylethyl- en caffeoyl-resten waarvan bekend is dat ze geassocieerd zijn met antioxiderende eigenschappen [35, 36], en acteoside zelf vertoont een aanzienlijke antioxiderende activiteit [37]. Studies hebben aangetoond datacteosideremt de aggregatie van -amyloïde peptide (A) op een dosisafhankelijke manier, functioneert als een neuroprotectief middel en verbetert het geheugen, en deze eigenschappen zijn toegeschreven aan de antioxiderende activiteit van het middel [38,39]. Aangezien talrijke fenolrijke soorten met antioxiderende eigenschappen worden gebruikt bij de behandeling van neurologische aandoeningen [15], is gesuggereerd dat de antidepressieve en anxiolytische effecten van defenylethanoïde glycosidengeïsoleerd uit A. polystachya kan ook het gevolg zijn van hun antioxiderende activiteiten. Deze veronderstelling werd ondersteund door Xu et al. [40], die bewijs presenteerde met betrekking tot de relatie tussen verhoogde oxidatieve stress en depressie/angst. Op basis van het bovenstaande concluderen we dat de antidepressieve eigenschappen van het hydro-ethanolische extract van bladeren van A. polystachya, en van de daaruit geïsoleerde gezuiverde fenylethanoïden, kunnen worden verklaard door multi-target werkingsmechanismen die de remming van MAO-A, downregulatie van ontstekingsmoleculen en neutralisatie van oxidatiereacties. Daarom ondersteunen de hierin gepresenteerde resultaten onze oorspronkelijke hypothese dat de anxiolytische en antidepressieve activiteiten van het hydro-ethanolische extract van A. polystachya, ten minste gedeeltelijk, het gevolg zijn van de remming van MAO-A. De structuur-activiteitsrelatie van de fenylethanoïde glycosiden die in deze studie zijn geïdentificeerd, vereist echter verdere aandacht, zodat nieuwe moleculen kunnen worden ontworpen voor de behandeling van specifieke neurologische aandoeningen.
Materialen en methodes
Plantaardig materiaal
Bladeren van A. polystachya werden geoogst in de Farmácia da Natureza da Terra de Ismael (Jardinópolis, SP, Brazilië) in januari 2016. Plantmateriaal werd geïdentificeerd door Dr. Lúcia Rossi (Instituto Botânico, São Paulo, SP, Brazilië) en een voucher-exemplaar werd gedeponeerd in het Herbarium of Medicinal Plants bij UNAERP met het vouchernummer
HPM-1213. Toestemming om de biologische activiteit van de extracten van Braziliaanse planten te evalueren werd verleend door het Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (nr. 02001.005074/2011-19).
Bereiding van het hydro-ethanolische extract van Aloysia polystachya
Bladeren (1000 g) werden 72 uur gedroogd in een circulerende luchtoven op 45 graden, verpulverd en door een 40-gaaszeef gehaald. Het poedervormige materiaal werd 7 dagen in water: ethanol (20:80; v/v) gedompeld en vervolgens gefiltreerd door Whatman nr. 41 filtreerpapier. Het filtraat werd drooggedampt op een roterende verdamper en gevriesdroogd om 130,2 g droog ruw extract op te leveren, wat resulteerde in een geneesmiddelextractverhouding van 7,6:1.
Fenylethaan Glycosidenincistanche
