Chemical profiling and in vitro biological properties of extracts containing rosmarinic acid, obtained from Thymus sp. and Rosmarinus sp. (Lamiaceae)
- Detalii
- Accesări: 4621
Titlul proiectului: “Profilul fitochimic şi testarea activităţii in vitro a unor extracte cu conţinut ridicat de acid rosmarinic, obţinute din specii ale genului Thymus si Rosmarinus”
Cod proiect: PN-III-P1-1.1-PD-2019-0967
Număr contract: PD 207 - 28/08/2020
Acronim: RosThym
Buget aprobat: 246,950 RON
Director de proiect: Şef Lucr. Dr. Irina IELCIU
Disciplina de Botanică Farmaceutică, Universitatea de Medicină şi Farmacie „Iuliu Haţieganu” Cluj-Napoca, Str. Gheorghe Marinescu 23, etaj 3, cod poştal 400337, Cluj-Napoca, România
E-mail: ;
BrainMap ID: U-1800-055D-9835
Mentor: Professor ILIOARA ELENA ONIGA, PhD
Disciplina de Farmacognoyie, Universitatea de Medicină şi Farmacie „Iuliu Haţieganu” Cluj-Napoca, str. Ion Creangă nr. 12, etaj 3, cod poştal 400010, Cluj-Napoca, Romania
E-mail: ;
BrainMap ID: U-1700-038K-8191
Descrierea proiectului:
Thymus marschallianus Willd. și Rosmarinus officinalis L. (familia Lamiaceae) sunt două specii cunoscute datorită conținutului lor de uleiuri volatile şi compuşi polifenolici. Printre compușii polifenolici cei mai importanți din compoziţia acestor specii, se regăsește acidul rosmarinic (AR), un compus cu activități biologice remarcabile, precum cea antiinflamatoare, antimicrobiană sau antidiabetică. La baza exercitării acestor activități se află mecanismul antioxidant, procesele oxidative fiind responsabile de numeroase afectări la diverse nivele în aceste patologii. În acest context, proiectul de faţă şi-a propus să aducă argumente importante pentru a susţine activitatea protectoare a AR şi a extractelor celor două specii împotriva stresului glicemic, implicate în patologia diabetului zaharat şi complicaţiile acestuia.
În etapa 1 a proiectului, s-a realizat colectarea şi prelucrarea materialului vegetal aparţinând celor două specii, din care s-au preparat extractele vegetale, analizate HPLC/MS, pentru identificarea şi cuantificarea principalilor polifenoli, printre care şi AR. Analiza fitochimică a acestor extracte a scos în evidenţă cantităţi crescute de AR pentru ambele specii. În componenţa extractului obţinut din frunzele de R. officinalis s-au identificat din clasa terpenelor fenolice, în timp ce în compoziţia părţilor aeriene ale speciei T. marchallianus s-au identificat compuşi din clasa flavonoidelor.
În etapa 2 a proiectului, s-au preparat extracte vegetale îmbogăţite în compuşi polifenolici, care au fost supuse analizei HPLC-DAD comparative pentru identificarea şi cuantificarea compuşilor polifenolici înainte şi după îmbogăţire. Analiza fitochimică a acestor extracte a scos în evidenţă prezenţa polifenolilor în cantităţi semnificativ crescute după îmbogăţire. Ulterior, aceste extracte au fost studiate pentru a evidenţia activităţile lor biologice. În cazul speciei T. marschallianus, s-a realizat un studiu comparativ a două tipuri de extracte, obţinute din exemplare recoltate din flora spontană şi din culturi experimentale. S-au studiat efectele asupra celulelor endoteliale ale venei ombilicale umane (HUVEC) expuse la condiții normoglicemice și hiperglicemice. Efectele asupra hiperglicemiei au fost evaluate prin cuantificarea stresului oxidativ și a expresiilor NF-ĸB, pNF-ĸB, HIF-1α şi γ-H2AX. Extractele îmbogățite în polifenoli au arătat o reducere semnificativă a stresului oxidativ și a formării γ-H2AX și au îmbunătățit expresia HIF-1α sugerând rolul lor protector asupra celulelor endoteliale în hiperglicemie. Extractele testate au redus expresia totală a NF-kB și au diminuat activarea acestuia în condiții de hiperglicemie. În cazul speciei R. officinalis, evaluarea activităților biologice a presupus studiul in vitro a unui extract îmbogățit în polifenoli asupra viabilității celulelor de carcinom hepatocelular uman (HepG2) și pe trei tulpini bacteriene, Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus rezistent la meticilină (MRSA) și Escherichia coli. Citotoxicitatea împotriva celulelor HepG2 a fost evaluată comparativ cu două linii celulare normale: celule stromale mezenchimale derivate din țesut oral (pMSC) și linia celulară de fibroblast de prepuț uman (Hs27). Extractele au prezentat proprietăți citotoxice pe celulele HepG2 și nu a afectat viabilitatea celulelor normale. Activitatea antimicrobiană a fost de asemenea semnificativă, prezentând cel mai intens efect asupra speciilor Gram-pozitive.
În etapa 3 a proiectului, s-a realizat optimizarea şi validarea unei metode analitice specifice pentru analiza polifenolilor din componenţa celor două specii şi s-a studiat activitatea biologică protectoare asupra inimii şi aortei împotriva proceselor oxidative induse de diabetul zaharat (DZ) la animale de experienţă. Au fost analizate astfel efectele administrării extractelor aparţinând celor două specii şi a AR asupra inelelor aortice, pentru a evalua răspunsurile în procesele contractile stimulate de fenilefrină şi de relaxare la acetilcolină, dar şi asupra parametrilor malondialdehida (MDA), superoxid dismutaza (SOD), nitric oxid sintetaza 3 (NOS 3), protein kinaza AMP activate (AMPK), adiponectina şi glutationul oxidat (GSSG) în inimile şi aortele şobolanilor diabetici. Rezultatele au arătat că administrarea de extracte și de AR a atenuat stresul oxidativ prin diminuarea nivelului de MDA, GSSG, SOD, dovedind astfel proprietăți antioxidante în procesele oxidative induse de DZ la nivelul inimii şi aortei. Pentru specia R. officinalis, s-a realizat încorporarea în lipozomi, forme farmaceutice specifice, care au fost caracterizaţi, optimizaţi şi testaţi pentru efectele antiproliferative și antimicrobiene. Încărcarea lipozomilor obținuți a fost analizată folosind metoda HPLC/MS testată şi validată, iar testările biologice pentru evaluarea activităţii antiproliferative au constat evaluarea viabilităţii celulare pe o linie celulară de adenocarcinom hepatic și pe o linie de celule hepatice umane, în timp ce testele antimicrobiene au fost efectuate prin metoda difuzimetrică și prin teste de microdiluție. Lipozomii obținuți au prezentat o eficiență ridicată de încapsulare, dimensiune adecvată a particulelor și stabilitate bună. Polifenolii au fost identificaţi în compoziţia lor în cantităţi importante, iar testele de viabilitate celulară și apoptoză au arătat un efect intens asupra liniilor celulare canceroase și un model total diferit asupra celulelor normale, indicând o toxicitate selectivă faţă de cele canceroase şi un mecanism antiproliferativ. Testele de evaluare a potenţialului antimicrobian au scos în evidenţă un efect asupra tuturor bacteriilor testate, cu o eficacitate mai bună față de speciile Gram-pozitive.
Toate rezultatele obținute aduc argumente științifice importante pentru posibilitatea utilizării extractelor provenind de la aceste specii în tratamentul adjuvant al DZ.