Pesquisa
Atividade citotóxica, anti-inflamatória e antioxidante dos óleos essenciais e extrato bruto das folhas, botões florais e ramos de Tetradenia riparia.
Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Jessica da Silva Sena
Orientador: Zilda Cristiani Gazim
Defendido em: 16/02/2022
Resumo
A espécie Tetradenia riparia (Lamiaceae), oriunda da África do Sul, onde é cultivada ao redor das casas como forma de repelente natural, também é utilizada como medicamento em casos de febre, dor de cabeça, abcessos dentários. Foi introduzida no Brasil como uma planta ornamental, tem sido alvo de diversos estudos a décadas com a intenção de se conseguir isolar e identificar os compostos químicos existentes nos extratos e óleo essencial de suas folhas. Até a presente data não existem dados sobre os botões florais e ramos desta planta, sendo este o primeiro estudo que consistiu em avaliar a composição química e as atividades antioxidante, citotóxica e anti-inflamatória dos óleos essenciais e extratos brutos das folhas, botões florais e ramos da espécie Tetradenia riparia. As folhas, botões florais e ramos foram coletados no período de floração desta espécie que ocorre nos meses mais frios do hemisfério sul (junho e julho). Os óleos foram extraídos por hidrodestilação (3h) e os extratos brutos obtidos pelo processo de maceração dinâmica com esgotamento de solvente (álcool etílico 70% v/v). A identificação química dos óleos essenciais foi realizada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/EM) e os extratos por cromatografia líquida de ultra eficiência acoplada à espectrometria de massas de alta resolução (UHPLC-MS). A atividade antioxidante dos óleos e extratos brutos das folhas, botões florais e ramos de T. riparia foram executados em cultura de células de macrófagos de camundongo (RAW 264,7) determinando a atividade antioxidante celular (AAC) e também pelos métodos de sequestro do radical livre 2,2 difenil-1-picrilhidrazil (DPPH), redução do ferro (FRAP), sistema de co-oxidação β-caroteno/ácido linoleico, sendo também determinado o teor de Fenóis Totais (FT). Óleos essenciais e extratos brutos foram avaliados quanto ao potencial citotóxico utilizando as linhagens de células tumorais humanas: AGS (adenocarcinoma gástrico), Caco-2 (adenocarcinoma colorretal), MCF-7 (adenocarcinoma de mama), NCI-H460 (carcinoma pulmonar) e a Linhagem celular não tumoral Vero (African green monkey kidney). A atividade anti-inflamatória foi avaliada a partir da porcentagem de inibição da produção de óxido nítrico versus concentração das amostras e expressos em relação à concentração dos óleos essenciais e extratos brutos que causa a inibição de 50% da produção de óxido nítrico (IC50). Foram identificados 41 compostos no óleo essencial das folhas, 44 compostos no OE dos botões florais e 64 compostos no OE dos ramos. A classe química majoritária foram os sesquiterpenos, prevalecendo os oxigenados, com 34,53% no OE das folhas, 43,30% nos botões florais e 53,74% nos ramos; seguidos dos hidrocarbonetos com 26,13%; 21,40% e 30,25%, respectivamente. Destacam-se também os monoterpenos oxigenados (16,04%) no OE das folhas e os diterpenos oxigenados nos ramos (13,78%). Quanto aos compostos majoritários destacam-se o alfa-cadinol no OE das folhas (12,21%); botões florais (13,69%) e ramos (7,31%), seguido de abietadiene (7,29; 7,45 e 7,47%), 14-hidroxi-9-epi-cariofileno (8,56; 15,38 e 4,29%), respectivamente. O composto 6,7-dehidroroileanone apresentou altos teores no OE das folhas (5,80%) e botões florais (9,60%), assim como o composto L-fenchone (11,57 e 6,01%), respectivamente. No OE dos ramos, destacou-se o biciclogermacrene (6,20%). Nos extratos brutos foram identificados 31 compostos nas folhas, 26 nos botões florais e 24 nos ramos. Sandaracopimaradienolal,14-hidroxi-humuleno,8(14),5-sandaracopimaradiene-2a, 18-diol, ácido carnósico, carnosol, rosmarinidifenol, ácido cetobetulínico, ácido maslinico, sandaracopimaradienediol, ácido sandaracopimarico, 6,7-dehidroroileanona, pelargonidina, cianidina, malvidina, astragalina, luteolina, apigenina, ácido 4-hidroxibenzoico, ácido p-cumárico, ácido ferúlico, ácido cafeico e ácido protocatecuico foram encontrados nas folhas, botões florais e ramos. Abieta-7,9 (11) -dien-13-b-ol, campesterol, rosmanol, os ácidos rosmarínico e sagerinico nas folhas e botões florais. Betulina foi encontrado nas folhas e ramos; aldeído betulínico e procianidina somente nas folhas; eugenol e rosmariniquinona somente nos ramos. Nos testes antioxidantes, os resultados indicaram que os extratos brutos demonstraram maior atividade quando comparados aos óleos essenciais em todos os protocolos utilizados. O extrato bruto das folhas apresentou maior percentual de inibição da oxidação (102,25%) pelo sistema de co-oxidação β-caroteno/ácido linoleico, e 82% de atividade antioxidante celular (AAC). O extrato bruto dos ramos foi o que apresentou maior efeito regenerativo do radical DPPH com IC50=0,51 ± 0,03 mg e maior teor de fenóis totais 111,68 µg de ácido gálico mg-1 de amostra. Quanto ao potencial anti-inflamatório, o OE dos ramos apresentou melhores resultados (EC50 = 76 g/mL) 12 vezes menor que o controle positivo dexametasona (EC50= 6,3±0,4 g/mL). Quando avaliados em células tumorais, o EB e OE das folhas e EB dos ramos apresentaram melhores resultados contra as células AGS com (GI50 = 20,00±1,00; 34,00±3,00 e 40,00±3,00 g/mL), respectivamente e o OE das folhas também mostrou potencial contra Caco-2 (GI50 = 30,89±2,00 g/mL). Este é o primeiro estudo avaliando a composição química e os potenciais antioxidante, anti-inflamatório e antitumoral dos óleos essenciais e extratos brutos dos botões florais e ramos de T. riparia, havendo necessidade de ampliar as pesquisas. Prospectando a utilização na saúde única e nas indústrias de alimentos, agricultura e veterinária
Palavras-chave
Mirra brasileira. Sesquiterpenos oxigenados. 14-hidroxy-9-epi-caryophylleno. Diterpenol. Rosmariniquinona.
Title
Cytotoxic, anti-inflammatory and antioxidant activity of essential and crude extracts from leaves, flower buds and branches of Tetradenia riparia.
Abstract
The species Tetradenia riparia ( Lamiaceae ), from South Africa, where it is cultivated around the house as a natural repellent, is also used as a medicine in cases of fever, headache, dental abscesses. It was introduced in Brazil as an ornamental plant, it has been the subject of several studies for decades with the intention of being able to isolate and identify the chemical compounds existing in the extracts and essential oil of its leaves. To date, there are no data on the flower buds and branches of this plant, which is the first study to evaluate the chemical composition and the antioxidant, cytotoxic and anti-inflammatory activities of essential oils and crude extracts from leaves, branches of the species Tetradenia riparia. The leaves, flower buds and branches were collected during the flowering period of this species, which occurs in the coldest months of the southern hemisphere (June and July). The oils were extracted by hydrodistillation (3h) and the crude extracts were obtained by the dynamic maceration process with solvent exhaustion (70% v/v ethyl alcohol). The chemical identification of essential oils was performed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS) and the extracts by ultra performance liquid chromatography coupled to high resolution mass spectrometry (UHPLC-MS). The antioxidant activity of oils and crude extracts from leaves, flower buds and branches of T. riparia were performed in mouse macrophage cell culture (RAW 264.7) determining the cellular antioxidant activity (AAC) and also by the methods of sequestration of the free radical 2,2 diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), iron reduction (FRAP), β-carotene/linoleic acid co-oxidation system, and the content of Total Phenols (TF) was also determined. Essential oils and crude extracts were evaluated for cytotoxic potential using human tumor cell lines: AGS ( gastric adenocarcinoma ), Caco-2 ( adenocarcinoma colorectal cancer ), MCF-7 ( breast adenocarcinoma ), NCI-H460 (lung carcinoma), and the Vero non-tumor cell line ( African green monkey kidney ). The anti-inflammatory activity was evaluated from the percentage of inhibition of nitric oxide production versus sample concentration and expressed in relation to the concentration of essential oils and crude extracts that causes 50% inhibition of nitric oxide production (IC 50 ) . 41 compounds were identified in the essential oil of the leaves, 44 compounds in the EO of the flower buds and 64 compounds in the EO of the branches. The main chemical class was sesquiterpenes , with the predominance of oxygenated ones, with 34.53% in the EO of the leaves, 43.30% in the floral buds and 53.74% in the branches; followed by hydrocarbons with 26.13%; 21.40% and 30.25%, respectively. Also noteworthy are the oxygenated monoterpenes (16.04%) in the EO of the leaves and the oxygenated diterpenes in the branches (13.78%). As for the major compounds, alpha- cadinol in the EO of the leaves (12.21%) stands out; flower buds (13.69%) and branches (7.31%), followed by abietadiene (7.29; 7.45 and 7.47%), 14-hydroxy-9-epi-caryophyllene (8.56; 15 .38 and 4.29%), respectively. The 6,7-dehydroroileanone compound showed high levels in the EO of the leaves (5.80%) and flower buds (9.60%), as well as the L -fenchone compound (11.57 and 6.01%), respectively. In the EO of the branches, biciclogermacrene (6.20%) stood out. In the crude extracts, 31 compounds were identified in the leaves, 26 in the flower buds and 24 in the branches. Sandaracopimaradienolal, 14-hydroxyhumulene,8(14),5-sandaracopimaradiene-2a, 18-diol, carnosic acid , carnosol , rosmarinidiphenol , ketobetulinic acid , maslinic acid , sandaracopimaradienediol , sandaracopimaric acid , 6,7-dehydroroyleanone, pelargonidin , cyanidin , malvidin , astragalin , luteolin , apigenin , 4-hydroxybenzoic acid, p- coumaric acid, ferulic acid, caffeic acid and protocatechuic acid were found in leaves, flower buds and branches. Abieta-7,9(11) -dien -13-b-ol, campesterol , rosmanol , rosmarinic and sagerinic acids in leaves and flower buds. Betulin was found in leaves and branches; betulin aldehyde and procyanidin only in leaves; eugenol and rosmariniquinone only in the branches. In the antioxidant tests, the results indicated that the crude extracts showed greater activity when compared essential oils in all protocols used. The crude extract of the leaves showed the highest percentage of oxidation inhibition (102.25%) by the β-carotene/linoleic acid co-oxidation system , and 82% of cellular antioxidant activity (CAA). The crude extract of the branches showed the greatest regenerative effect of the DPPH radical with IC 50 =0.51 ± 0.03 mg and the highest content of total phenols 111.68 µg of gallic acid mg -1 of sample. As for the anti-inflammatory potential, the EO of the branches showed better results (EC 50 = 76 g/ mL ) 12 times lower than the positive control dexamethasone (EC 50 = 6.3±0.4 g/ mL ). When evaluated in tumor cells, EB and EO of leaves and EB of branches showed better results against AGS cells with (GI 50 = 20.00±1.00; 34.00±3.00 and 40.00±3, 00 g/ mL ), respectively, and the EO of the leaves also showed potential against Caco-2 (GI 50 = 30.89±2.00 g/ ml ). This is the first study evaluating the chemical composition and the antioxidant, anti-inflammatory and antitumor potential of essential oils and crude extracts from flower buds and branches of T. riparia, and there is a need to expand research. Prospecting use in the unique health and food, agricultural and veterinary industries
Keywords
Brazilian myrrh. Oxygenated sesquiterpenes. 14-hydroxy-9-epi-caryophyllene. Diterpenol. Rosmariniquinone.