CAPÍTULO II: ASPECTOS GENERALES DE
2.4. Actividad Biológica de los Extractos de H pustulata
H. pustulata contiene compuestos químicos (AQs) que desencadenan sus efectos nocivos bajo la acción de la luz, a través de un fenómeno de fotosensibilización [6]. Estos metabolitos, como otros fotosensibilizantes, en presencia de luz y oxígeno molecular dan origen a especies reactivas del oxígeno (EROs). Básicamente, pueden ocurrir dos tipos de mecanismos de fotoactivación del FS, uno de ellos involucra la generación de radicales libres del oxígeno, tales como el radical anión superóxido (O2
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) (reacción fotodinámica tipo I) y otro mecanismo implica la producción de oxigeno singlete (1O2 ) (reacción fotodinámica tipo II)
[12]. Estas EROs atacan con frecuencia a los componentes de la membrana celulares (colesterol y ciertos aminoácidos de proteínas tales como triptofano e histidina), como así también a los ácidos grasos insaturados que conforman las membranas celulares lo que provoca la disrupción a nivel del funcionamiento de la membrana celular, cuya consecuencia provoca la eventual muerte celular [13-15]. Sin embargo, cabe señalar que los agentes fotosensibilizantes, utilizados en forma controlada, pueden ser inducidos a producir efectos dirigidos; por ejemplo, de acción tóxica para microorganismos o células patógenas y con un
herramienta terapéutica en su accionar como agentes antivirales, antibacterianos o antifúngicos, como así también en terapias contra ciertos tipos de cáncer.
A partir de dichos antecedentes y debido al interés que despiertan estos compuestos, el grupo de Farmacognosia (Departamento de Farmacia – Fac. de Ciencias Químicas – UNC – IMBIV-CONICET) llevo a cabo el estudio fotoquímico, fotofísico y fotobiológico de cada una de las AQs aisladas de H. pustulata aportando nuevos datos sobre las propiedades fotosensibilizantes de las mismas. Así, se pudo demostrar que nueve AQs poseen propiedades fotosensibilizantes (soranjidiol, 1-metil éter soranjidiol, rubiadina, 1-metil éter rubiadina, damnacantal, damnacantol, heterophyllina, pustulita, 5,5-antraquinona bisoranjidiol), mediadas por la generación del anión superóxido (O2.-; mecanismo de tipo I) y / o singlete de
oxígeno molecular (1O
2; mecanismo tipo II) [16,17].
En estudios posteriores, estas estructuras fotosensibilizantes, fueron evaluadas como agentes antibacterianos y anticancerígenos. En este sentido, se estableció que, cuatro de las nueve AQs estudiadas (damnacantal, rubiadina, soranjidiol y 5,5´-bisoranjidiol) poseen una importante actividad inhibitoria in vitro sobre Staphylococcus aureus, efecto que se relacionó con la estimulación del metabolismo oxidativo mediado por anión superóxido y oxígeno singlete. Además, se demostró que en presencia de luz, este efecto antibacteriano se incrementa hasta alcanzar un efecto bactericida para rubiadina, soranjidiol y 5,5´-bisoranjidiol, lo cual estaría ligado al aumento en la producción de ambas especies reactivas del oxígeno que provocan estas AQs en la bacteria, en presencia de luz [18,19] .
En este marco conviene destacar, la nula incidencia de estos compuestos sobre las células huésped (African green monkey kidney cells – Vero-) cuando son aplicados en las dosis efectivas como antibacterianos, lo que aumenta su factibilidad en el uso terapéutico [20].
Resultados similares se obtuvieron en ensayos in vitro sobre células de cáncer de mama humano, mediante los cuales se demostró que cinco de las seis AQs ensayadas (damnacantal, soranjidiol, damnacantol, 1-metil eter de rubiadina y 1-metil eter de soranjidiol), presentaron una importante actividad sobre células cancerígenas bajo irradiación, sin presentar una significativa toxicidad sobre células normales [19].
Además, es importante destacar que extractos bencénicos enriquecidos de AQs obtenidos a partir de H. pustulata poseen importante actividad antibacteriana, antifúngica y antiviral in Vitro, sin mediar un fenómeno de fotosensibilización [9,21]. Asi, frente a las distintas cepas bacterianas probadas, estos extractso presentaron actividad bacteriostática selectiva frente a
Micrococcus luteus ATCC 9341, Staphylococcus aureus sensible a la oxacilina y
Staphylococcus aureus resistente a la oxacilina. Con respecto a la actividad antifúngica los extractos demostraron tener un amplio espectro de actividad frente a varias especies de hongos de diferentes lesiones corporales como; Candidas spp., Aspergillus fumigatus, Aspergillus
flavus y Trychophyton mentagrophytes [9]. En adicion, los extractos bencénicos y acetato de etilo ricos en AQs obtenidos de hojas y tallos mostraron actividad antiviral contra el Virus Herpes Simplex tipo I (HSV-1) [21].
A partir de estos antecedentes, y en función del interés que despiertan estos compuestos, en cuanto a sus actividades biológicas y su amplia gama de aplicaciones potenciales que podrían tener en la industria farmacéutica, es de gran interés en esta tesis encontrar un procedimiento adecuado para extraer estos compuestos a partir de la especie vegetal H. pustulata
Referencias
[1] M.O’ Neill, A. Lewis, Human medicinal agents from plants, in: A.D. Kinghorn, M.F. Balandrin, ACS Sysmposium Series 534, Washington DC, 1993, pp. 48.
[2] P.M. Shrestha, S.S. Dhillion, Medicinal plants diversity and use in the highlands of Dolakkha district, Nepal. J. Ethnopharmacol. 86 (2003) 81-96.
[3] S.S. Katewa, B.L. Chaudhry, A. Jain, Folk herbal medicines from tribal area of Rajasthan,
India, J. Ethnopharmacol. 92 (2004) 41-46.
[4] J.D. Harbone, H. Baxter (Eds.), G.P. Moss (Ed. Associate), Dictionary of Plant Toxins, John Wiley & Sons Ltd., New York, 1996.
[5] J.B. Hudson, G.H.N. Towers, Therapeutic potential of plant photosensitizers, Pharmacol. Therapeut. 49 (1991) 181-222.
[6] Zuloaga y Morrone, Catálogo de plantas vasculares de la República Argentina II. Dicotyledoneae. Lista de 175 Familias, 1395 géneros y 6896 especies. Monographs in Systematic Botany from the Botanical Garden . 74 (1999)1-1246.
[7] E.W. Hansen, C.A. Martiarena, Contribución al estudio de la toxicidad de Heterophyllaea pustulata Hook “cegadera” en el ganado. Rev Invest Agropecuarias 4 (1967) 81–112.
[8] N.M. Bacigalupo, Flora de la Provincia de Jujuy. Colección Científica INTA, Editorial A. L. Cabrera, Bs As 13 (1993) 376–380.
[9] S.C. Nuñez Montoya, A.M. Agnese, C. Pérez, I.N. Tiraboschi, J.L. Cabrera, Pharmacological and toxicological activity of Heterophyllaea pustulata anthraquinone extracts, Phytomedicine 10 (2003) 569-574.
[10] S.C. Núñez Montoya, L.R. Comini, M. Sarmiento, C. Becerra, I. Albesa, A. Argüello, J.L Cabrera, Natural anthraquinones probed as Type I and Type II photosensitizers: singlet oxygen and superoxide anion production, J. Photochem. Photobiol. B: Biology 78 (2005) 77- 83.
[11] S.C. Núñez Montoya, Tesis Doctoral “Metabolitos secundarios en Heterophyllaea pustulata Hook f. (Rubiaceae) “. FCQ-UNC (2002).
[12] Dalla Via, Magno S. Photochemotherapy in the treatment of cancer, Current Medicinal Chemistry, 8 (2001) 1404-18.
[13] Buettner G, KelleyE, Patrick C. Membrane Lipid Free Radicals Produced from L1210 Murine Leukemia Cells by Photofrin Photosensitization: An Electron Paramagnetic Resonance Spin Trapping Study1 Cancer Res, 53 (1993) 3670-3673.
[14] Bunting J., A test of singlet oxigen mechanism of cationic dye photosenzitation of mitochondrial damage. Photochem.Photobiol.56 (1992) 81-87.
[15] Yogo T, Urano Y, Mizushima A, Sunahara H, Takanari I, Hirose K, Iino M, Kikuchi K, Nagano T. (2008): PNAS, 105, 28.
[16] S.C. Núñez Montoya, L.R. Comini, M. Sarmiento, C. Becerra, I. Albesa, A. Argüello, J.L Cabrera, Natural anthraquinones probed as Type I and Type II photosensitizers: singlet oxygen and superoxide anion production, J. Photochem. Photobiol. B: Biology 78 (2005) 77- 83.
[17] L.R. Comini, S.C. Núñez Montoya, M. Sarmiento, J.L. Cabrera, G.A. Argüello, Characterizing some photophysical, photochemical and photobiological properties of photosensitizing anthraquinones, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 188 (2007). 185-191.
[18] L.R Comini, S.C. Núñez Montoya, P.L. Paéz, G.A. Argüello, I. Albesa, J.L. Cabrera, Antibacterial Activity of Anthraquinone Derivatives from Heterophyllaea pustulata
(Rubiaceae), J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 102 (2011) 108-114.
[19] L.R. Comini, I.M. Fernandez, N.B. Rumie Vittar, S.C. Núñez Montoya, J.L. Cabrera J.L., V.A. Rivarola, Photodynamic activity of anthraquinones isolated from Heterophyllaea pustulata Hook f. (Rubiaceae) on MCF-7c3 breast cancer cells, Phytomedicine 18 (2011) 1093-1095.
[20] B.S. Konigheim , L.R. Comini, S. Grasso, GRASSO, J.J. Aguilar, J. Marioni, M.S. Contigiani, S.C. Núñez Montoya, Determination of Non-Toxic and Subtoxic Concentrations of Potential Antiviral Natural Anthraquinones, Lat. Am. J. Pharm. 3 (2012): 51-6.
[21] B.S. Konigheim, M. Beranekb, L.R. Comini, J.J. Aguilar, J. Marioni, J.L. Cabrera, M.S. Contigiani, S.C. Núñez Montoya, In Vitro Antiviral Activity of Heterophyllaea pustulata