Neljän Copaifera-lajin ja kaurenoiinihapon turvallisuusprofiilin tutkiminen salmonella/mikrosomitestillä
Abstract
Copaifera-suvun puut ovat kotoisin Latinalaisen Amerikan ja Länsi-Afrikan trooppisilta alueilta. Copaifera sp:tä käytetään laajalti kansanlääkkeenä, ja sillä on erilaisia etnofarmakologisia käyttöaiheita, kuten tippuri, keuhkoputkentulehdus, astma, ihohaavaumat, haavaumat, kurkkukipu, kohtutulehdukset, yleiset tulehdukset, syöpä ja leishmanioosit. Kaurenoiinihappo on Copaiferassa luonnossa esiintyvä diterpeeni, jota on käytetty tulehduskipulääkkeenä, haavaumien, leishmaniaasin ja syövän hoitoon. Ottaen huomioon, että Amesin testi on erinomainen väline lääkekasveista eristettyjen uutteiden, öljyjen ja fytokemikaalien turvallisuuden arvioimiseksi, arvioimme sen perusteella Copaifera-suvun neljän lajin mutageenista potentiaalia oleoresiinien (C. oblongifolia; C. langsdorffii) ja lehtiuutteiden (C. lucens; C. multijuga) välillä sekä kaurenoiinihapon, joka on yksi sen tärkeimmistä yhdisteistä. Tulokset osoittivat, että Copaifera spp. ja kaurenoiinihappo eivät aiheuttaneet revertanttipesäkkeiden määrän lisääntymistä ilman mutageenistä vaikutusta kokeissa kaikissa Amesin testillä arvioiduissa pitoisuuksissa. Tutkimuksessamme saadut tulokset tukevat valittujen Copaifera-suvun lääkekasvien ja kaureenihapon turvallista käyttöä.
1. Johdanto
Historian saatossa eri kulttuurit ovat käyttäneet kasveja lääkinnällisiin tarkoituksiin. Kasvit ovatkin osoittautuneet lääkkeiden lähteeksi monenlaisten sairauksien hoidossa. Nykyään kasviperäisillä järjestelmillä on edelleen tärkeä rooli terveyden kannalta, ja kiinnostus kasvilääkkeisiin on lisääntynyt maailmanlaajuisesti niin paljon, että kasveja tutkitaan edelleen uusien lääkeaineiden lähteenä.
Copaifera-sukuun kuuluvat puut ovat kotoisin Latinalaisen Amerikan ja Länsi-Afrikan trooppisilta alueilta. Copaifera-suku kuuluu Leguminosae-sukuun ja siihen kuuluu 72 lajia. Brasilian alueella esiintyy yli 20 Copaifera spp. lajia, joita kutsutaan nimillä ”copaibeiras”, ”pau d’óleo” tai ”copaíbas”. Copaifera spp. ovat laajalti käytössä kansanlääkinnässä. Niillä on erilaisia etnofarmakologisia käyttöaiheita, kuten tippurin, keuhkoputkentulehduksen, astman, ihohaavojen, haavaumien, kurkkukivun, kohtutulehdusten, yleisten tulehdusten, syövän ja leishmaniaasin hoito.
Tieteellisessä kirjallisuudessa on lukuisia raportteja Copaifera-lajien farmakologisista vaikutuksista, kuten niiden anti-inflammatorisista , kasvainlääkkeistä , antiproliferatiivisista , antimyrkkyllisistä , tuberkuloosilääkkeistä , gastroprotektiivisista , sytostaatteja ehkäisevistä , immunomoduloivista ja antibakteerisista vaikutuksista.
Kaurenoiinihappo (Kaurenoic Acid) on diterpeeni, jota esiintyy luonnostaan joissakin brasilialaisissa kasveissa, mukaan lukien copaifera -öljyhartsit. Kaurenoiinihapolle on raportoitu lukemattomia farmakologisia ominaisuuksia, kuten sen anti-inflammatorinen vaikutus, sen käyttö haavaumien hoidossa ja sen antiparasiittiset, analgeettiset ja syövänvastaiset potentiaalit .
Koska luonnollisia yhdisteitä on perinteisesti käytetty, niiden oletetaan usein olevan turvallisia. Monissa tutkimuksissa on kuitenkin raportoitu, että useilla perinteisessä lääketieteessä käytetyillä kasvilajeilla on mutageenisia, karsinogeenisia tai toksisia vaikutuksia . Siitä huolimatta useita kasveja ja fytoterapeuttisia tuotteita käytetään edelleen ilman tieteellistä näyttöä niiden turvallisuudesta.
Amesin testi on maailmanlaajuisesti tunnettu kyvystään havaita eri aineiden aiheuttamia pistemutaatioita. Tässä testissä käytetään suuntaa antavia Salmonella Typhimurium -kantoja, jotka ovat herkkiä aineille, jotka aiheuttavat erityyppisiä mutaatioita. Amesin testin perusteella on mahdollista määrittää yhdisteen mutageeninen vaikutus S. Typhimurium -kannan pitoisuuden funktiona. Tätä testiä käytetään maailmanlaajuisesti uusien lääkkeiden mutageenisen potentiaalin alkuseulonnassa. Mutageenisella vasteella on suuri ennustearvo karsinogeenisuudelle. Vuosien mittaan tiedeyhteisö sekä valtion virastot ja yritykset ovat tunnustaneet tämän testin arvon.
Pitäen mielessä, että Amesin testi on erinomainen väline lääkekasveista eristettyjen uutteiden, öljyjen ja fytokemikaalien turvallisuuden arvioimiseen, käytimme tätä testiä arvioidaksemme neljän Copaifera-laji lajin oleoresiinien tai lehtiuutteiden ja kaurenoiinihapon mutageenista potentiaalia.
2. Materiaalit ja metodit
2.1 . Kasvimateriaali
Kasvimateriaali kerättiin Brasilian eri osavaltioista elokuun 2012 ja toukokuun 2014 välisenä aikana. Kasvien tositteet tunnisti joko tohtori Regina Celia Vianna Martins da Silva Brasilian maatalouden tutkimuslaitoksen (Embrapa) kasvitieteellisestä laboratoriosta Belémissä, Parán osavaltiossa, Brasiliassa, tai tohtori Milton Groppo Junior São Paulon yliopiston biologian laitokselta, Ribeirão Preton kampukselta, São Paulon osavaltiossa, Brasiliassa, jonne tositteet talletettiin. Taulukossa 1 luetellaan tositteita koskevat tiedot.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 SPFR: Ribeirão Preton filosofian, luonnontieteiden ja kirjallisuuden tiedekunta, biologian laitos, Ribeirão Preto, São Paulo; 2 EMBRAPA: Brasilian Agricultural Research Corporation (Embrapa Eastern Amazon).
|
C. oblongifolian ja C. langsdorffii:n oleohartsien ottamiseksi käytettiin kairauspistoketta, jolla porauduttiin halkaisijaltaan noin senttimetriseen reikään. Reikä porattiin puun rungon keskelle, kolme metriä maanpinnan yläpuolelle. Oleoresiini valutettiin meripihkapulloon suodattimeen liitetyn putken avulla. Kun oleoresiini oli kerätty, reikä suljettiin asianmukaisesti .
C. lucensin ja C. multijugan lehdet kuivattiin ilmakuivattuna 40 °C:ssa 48 tunnin ajan tai lyofilisoitiin ja jauhettiin tehosekoittimessa. Saatua jauhetta maseroitiin etanoli/vesi 7:3:ssa huoneenlämmössä 48 tunnin ajan. Suodatuksen jälkeen liuotin haihdutettiin 40 °C:n lämpötilan alapuolella tyhjiössä. Tämä menettely toistettiin neljä kertaa, ja uutteet yhdistettiin, tiivistettiin tyhjiössä ja lyofilisoitiin, jolloin saatiin keskimäärin 20 % w/w lehtien raakoja hydroalkoholiuutteita .
Kaurenohappo (kuva 1), jonka puhtaus oli yli 99 %, eristettiin Simãon ym. esittämällä tavalla. Copaifera-lajien oleoresiinit ja lehdet kerättiin, ja tutkimus kehitettiin Brasilian hallituksen SISBIO:n (Biodiversity Information and Authorization System #35143-1) ja CGEN:n (Genetic Heritage Management Council #010225/2014-5) antaman luvan jälkeen.
2.2. Kemiallinen rakenne. Amesin testi
Amesin testiä käytettiin Copaifera spp:n mutageenisuuden tutkimiseen. Maronin ja Amesin kehittämää esi-inkubointimenetelmää , eksogeenisen aktivoinnin (S9) kanssa ja ilman sitä, käytettiin erilaisten Salmonella Typhimurium -kantojen (TA98, TA100, TA97a ja TA102) analysoimiseksi, jotta voitaisiin tunnistaa geenimutaatioita aiheuttavat aineet. Tohtori B.N. Amesin (Berkeley, CA, USA) ystävällisesti toimittamia testikantoja kasvatettiin pakasteviljelmistä 12-14 tuntia yön yli Oxoid Nutrient Broth Number 2 -liemessä.
Mutageenisen aktiivisuuden määritystä varten lisättiin 0,1 ml:aan bakteeriviljelmää 0,5 ml:aan 0,2 M:n fosfaattipuskuria tai 0,5 ml:aan 4 %:n S9-seosta 0,5 ml:aan 0,2 M:n fosfaattipuskuria tai 0,5 ml:aan 4 %:n S9-sekoitusta eri pitoisuuksina kutakin oleoresiinia, kutakin uutetta tai DMSO:han liuennutta kaurenoiinihappoa, ja niitä inkuboitiin 37 °C:n lämpötiloissa 20 – 30 minuuttia. Pitoisuudet vaihtelivat 62,5-500 μg/levy C. lucensille (uute), 120-1000 μg/levy C. multijugalle (uute), 125-1000 μg/levy C. oblongifolialle (oleoresiini), 500-4000 μg/levy C. langsdorffii:lle (oleoresiini) ja 25-200 μg/levy kaurenohapolle. Nämä pitoisuudet valittiin alustavan myrkyllisyystestin perusteella. Kaikissa myöhemmissä testeissä testatun annosalueen yläraja oli joko suurin myrkytön annos tai pienin alustavassa testissä määritetty myrkyllinen annos. Myrkyllisyys havaittiin joko histidiinirevertanttien (His+) määrän vähenemisenä tai auxotrofisen taustanurmen harvenemisena.
Metabolinen aktivointiseos (S9-fraktio), joka valmistettiin polyklooratulla bifenyyliseoksella Aroclor 1254 (500 mg/kg) käsiteltyjen Sprague Dawley -rottien maksasta, ostettiin Molecular Toxicology Inc. (Boone, NC, USA), ja se valmistettiin tuoreena ennen jokaista testiä. Metabolinen aktivointijärjestelmä koostui 4 %:sta S9-fraktiota, 1 %:sta magnesiumkloridia 0,4 M, 1 %:sta kaliumkloridia 1,65 M, 0,5 %:sta D-glukoosi-6-fosfaattidinatriumia 1 M ja 4 %:sta nikotiiniamidiadeniinidinukleotidifosfaattinatriumsuolaa (NADP) 0,4 M. Metabolista aktivointijärjestelmää ei käytetty.1 M 50 %:ssa fosfaattipuskuria 0,2 M ja 39,5 %:ssa steriiliä tislattua vettä.
Inkubaation jälkeen lisättiin 2 ml huippuagaria ja seos kaadettiin minimiagaria sisältävälle levylle. Levyjä inkuboitiin 37 °C:ssa 48 tuntia, ja His+-revertanttipesäkkeet laskettiin manuaalisesti.
Tulokset analysoitiin tilastollisella ohjelmistopaketilla Salanal 1.0 (U.S. Environmental Protection Agency, Monitoring Systems Laboratory, Las Vegas, NV, Research Triangle Institute, RTP, NC, USA); käytettiin Bernsteinin ym. mallia. Tiedot (revertantit/levy) arvioitiin varianssianalyysillä (ANOVA) ja sen jälkeen lineaarisella regressiolla. Mutageeninen indeksi (MI) laskettiin myös kullekin testatulle pitoisuudelle, ja se vastasi revertanttien keskimääräistä lukumäärää testilevyä kohti jaettuna revertanttien keskimääräisellä lukumäärällä liuotinkontrollilevyä kohti. Näytettä pidettiin mutageenisena, kun havaittiin annos-vastesuhde ja MI oli suurempi kuin kaksi (MI > 2) yhdellä tai useammalla pitoisuudella.
Positiivisina kontrolleina käytettiin seuraavia standardimutaageeneja kokeissa, joissa ei käytetty S9-seosta: 4-nitro-O-fenyleenidiamiini (10 μg/levy) TA98:lle ja TA97a:lle, natriumatsidi (1,25 μg/levy) TA100:lle ja mitomysiini C (0,5 μg/levy) TA102:lle. S9-aktivointikokeissa 2-antramiinia (1,25 μg/levy) käytettiin positiivisena kontrollina TA98:lle, TA97a:lle ja TA100:lle ja 2-aminofluoriinia (10 μg/levy) positiivisena kontrollina TA102:lle. DMSO toimi liuotinkontrollina (100 μl/levy), ja negatiivinen kontrolli vastaa kunkin kannan spontaanin palautumisen nopeutta.
3. Tulokset
Taulukossa 2 esitetään revertanttien keskimääräinen määrä/levy (M), keskihajonta (SD) ja mutageeninen indeksi (MI), joka havaittiin S. Typhimurium-kannat TA98, TA100, TA102 ja TA97a metabolisen aktivoinnin läsnäollessa (+S9) tai puuttuessa (-S9) sen jälkeen, kun näytettä oli käsitelty kohde-oleohartsilla, -uutteella tai -yhdisteellä.
(a)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(b)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(c)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(d)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(e)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
< 0.05 (ANOVA); < 0.01 (ANOVA); M ± SD = keskiarvo ja keskihajonta; Negatiivinen kontrolli: spontaanin palautumisen nopeus; Liuotinkontrolli: dimetyylisulfoksidi (DMSO, 100 μL/levy); Positiivinen kontrolli (C+); a 4-nitro-o-fenyleenidiamiini (10.0 μg/levy, TA98 ja TA97a); b natriumatsidi (1,25 μg/levy, TA100); c mitomysiini (0,5 μg/levy, TA102), ilman S9:ää; ja d 2-antramiini (1,25 μg/levy, TA98, TA100 ja TA97a); e 2-aminofluoreeni (10,0 μg/levy, TA102), ilman S9:ää. Suluissa olevat arvot (MI) ≥2 osoittavat mutageenisuutta.
|
Kumpikaan C. lucens- ja C. multijuga -lehtiuute eikä C. langsdorffii- ja C. oblongifolia -oleoresiini aiheuttanut geneettisiä mutaatioita Amesin testin osoittamalla tavalla. Kaurenoiinihappo ei myöskään lisännyt revertanttien pesäkkeiden määrää, joten sillä ei ollut mutageenisia vaikutuksia missään tutkituissa pitoisuuksissa eikä missään arvioiduissa kannoissa. Liuotinkontrolli (DMSO) ei eronnut merkittävästi revertanttien määrässä negatiivisesta kontrollista.
4. Pohdinta
Kasvien aiheuttamat mutageeniset vaikutukset eivät ole helposti havaittavissa ihmisissä, ja haitalliset pitkäaikaisvaikutukset, kuten syöpä, voivat ilmetä. Näin ollen tieteellisessä kirjallisuudessa on korostettu, että on tärkeää seuloa lääkekasveja niiden mutageenisen tehon varalta . Tässä mielessä olemme tutkineet Copaifera spp. ja kaurenoiinihapon mutageenista potentiaalia Amesin testin avulla. Akyıl ja Konuk korostivat, että genotoksisten aineiden havaitseminen perustuu usein bakteerien käyttöön koeorganismeina. Näin ollen Amesin testi (tai Salmonella/mikrosomitesti) on menetelmä, jota käytetään yleisimmin genotoksisten aineiden mutageenisten vaikutusten havaitsemiseen .
Amesin testin suorituskyky eri kantoja käyttäen on erittäin tärkeä, kun otetaan huomioon kunkin kannan erityispiirteet suhteessa testiin. Näin ollen kantaan TA100 sisältyvä hisG46-merkki johtuu leusiinin (GAG/CTC) korvautumisesta proliinilla (GGG/CCC). Tämä mutaatio palautuu villin tyypin tilaan mutageeneillä, jotka aiheuttavat emäsparien korvautumismutaatioita pääasiassa yhdessä GC-parissa. Kantaan TA98 sisältyvä hisD3052-mutaatio on -1 frameshift-mutaatio, joka vaikuttaa läheisen toistuvan -C-G-C-C-G-C-C-G-C-G- sekvenssin lukukehykseen. Erilaiset frameshift-mutaatiot, kuten 2-nitrofluoreeni ja erilaiset amiinikarsinogeenien aromaattiset nitrosojohdannaiset, saavat aikaan hisD3052-mutaation palautumisen takaisin villityyppiseen tilaan. Kantaan TA97a sisältyvässä hisD6610-mutaatiossa on myös +1 frameshift-mutaatio (sytosiini), joka johtaa 6 sytosiinin juoksuun (-C-C-C-C-C-C-C-C-). Tämän kannan uskotaan olevan herkempi joillekin mutageeneille, jotka käännyttävät kannan TA98. Kehitettiin kanta TA102, joka sisältää AT-emäspareja hisG428-mutaatiokohdassa. Mutaatio on monikopiointiplasmidissa pAQ1. Plasmidi antaa tetrasykliiniresistenssin, joka on kätevä merkkiaine plasmidin läsnäolon havaitsemiseksi. HisG428-mutaatio on hisG-geenin okranvärinen mutaatio, TAA, joka voidaan palauttaa kaikilla kuudella mahdollisella emäsparimuutoksella; sekä siirtymillä että transversioilla. Tämä mutaatio palautuu myös hapettumisvaurioita aiheuttavilla mutageeneilla, lisäksi havaitaan ristisidosaineita .
Lisäksi biologisesti aktiivinen kemikaali voi biotransformoitua inaktiiviseksi metaboliitiksi. Vastaavasti inaktiivinen kemikaali voidaan biotransformoida aktiiviseksi metaboliitiksi . Näin ollen on tärkeää käyttää S9-fraktiota Amesin testissä: se mahdollistaa analyysien tekemisen aineenvaihdunnan läsnä ollessa, jolloin saadaan luotettavampia tuloksia.
Turvallisuuden osalta havaintojemme mukaan sen enempää kaurenoiinihappo kuin tutkittavat kasvitkaan (uutteet ja oleoresiinit) eivät aiheuttaneet mutageenisia vaikutuksia Salmonella Typhimurium -lajin eri kannoissa riippumatta S9-aktivoinnista.
Vähemmistö Copaifera-suvun lajia käsittelevistä artikkeleista raportoi puun rungosta poistetuista oleoresiineista. Lehtiuutteiden tutkiminen on kuitenkin myös merkityksellistä, koska ne sisältävät lupaavia bioaktiivisia molekyylejä. Sairauksien parantaminen lehti-infuusion avulla saattoi olla yksi ensimmäisistä tavoista käyttää luontaistuotteita, ja tätä käytäntöä noudatetaan yhä nykyäänkin.
Monia Copaifera spp. lajeja käytetään yleisesti lääkekasveina eri maissa, koska näillä lajeilla on lukuisia farmakologisia ominaisuuksia. Myös kaurenoiinihapon osalta on raportoitu useita biologisia vaikutuksia .
Tutkimuksemme on ensimmäinen, jossa tutkitaan C. lucens- ja C. oblongifolia -lajien turvallisuutta ja käytetään myös C. langsdorffii -lajin oleoresiiniä mutageenisuuden tutkimiseen. C. multijugan (oleoresiini/uute) vaikutuksia DNA:han on käsitelty aiemmissa tutkimuksissa, joissa on kuitenkin käytetty eri tekniikoita kuin tutkimuksessamme, jossa käytettiin Amesin testiä. Näin ollen tuloksemme vahvistavat muiden kirjoittajien julkaisemat tiedot, jotka testasivat muita Copaifera-lajeja ja niiden kemiallisia ainesosia tai käyttivät erilaisia kokeellisia malleja ja osoittivat, että ne eivät vahingoita DNA:ta.
Siten C. multijuga ja sen kemiallinen merkkiaine, diterpeeni kopaliinihappo, arvioitiin Alves et al. in vitro -tutkimuksessa mikronukleusmäärityksellä (V79-solu) ja Amesin testillä sekä in vivo -tutkimuksessa mikronukleus- ja komeettatesteillä (sveitsiläiset hiiret). Saadut tiedot osoittivat, että mikään niistä ei vaikuta genotoksisesti/mutageenisesti käytetyissä koeolosuhteissa. Kun näitä tietoja verrataan tuloksiimme, ne osoittavat, että C. multijugan osalta sekä tutkimuksessamme arvioitu uute että Alves et al. arvioima oleoresiini eivät vaikuta revertanttien pesäkkeiden määrään verrattuna negatiiviseen kontrolliin Amesin testissä; sama pätee kopaalihappoon ja kaurenoiinihappoon. Nämä havainnot viittaavat siihen, että mutageenisuus puuttuu metabolisesta aktivoinnista riippumatta.
Uudemmassa tutkimuksessa Furtado et al. arvioivat C. multijugan genotoksista potentiaalia, ja tulokset osoittivat, että DNA:ta ei vahingoiteta, kun otetaan huomioon, että käsittely sekä oleoresiinilla että C. multijugan lehtiuutteella ei merkitsevästi lisännyt mikronukleusten esiintymistiheyttä in vitro (V79-solu) eikä in vivo (sveitsiläiset hiiret). Lisäksi kirjoittajat arvioivat myös muiden tämän suvun lajien, kuten C. duckei, C. reticulata, C. paupera ja C. pubiflora, uutteita ja oleoreseiineja, ja samoin kuin C. multijuga -lajin kohdalla saadut tulokset, kaikkien testattujen lajien osalta raportoitiin genotoksisuuden puuttumisesta.
Al Alves et al. ja Batista et al. tutkimuksissa saadut tulokset osoittivat, että C. langsdorffii -uute ei merkitsevästi lisännyt mikrotumien esiintymistiheyttä (sveitsiläiset hiiret) perifeerisessä veressä ja luuytimessä. Toisessa tutkimuksessa Wistar-rotilla tehdyssä komeettamäärityksessä ei havaittu merkittäviä eroja pelkällä C. langsdorffii -uutteella hoidettujen eläinten ja negatiivisen kontrolliryhmän välillä. Nämä tiedot osoittavat, että uutteella ei ole genotoksisuutta.
Viime aikoina Wistar-rotilla tehdyt in vivo -mikronukleuskoe ja komeetan määritys osoittivat, että Copaifera malmei -uute ei ole genotoksinen ja että sillä on antimutageeninen aktiivisuus. Lisäksi subkroonisessa myrkyllisyystestissä ei havaittu toksikologisesti merkityksellisiä muutoksia käyttäytymis-, biokemiallisista ja hematologisista analyyseistä päätellen jopa 30 päivän ajan. Nämä tulokset viittasivat Copaifera malmei -uutteen suureen turvallisuusmarginaaliin terapeuttista käyttöä varten. Myrkyllisyys- ja genotoksisuusmääritykset osoittivat, että Copaiba-öljyn käyttö on myös turvallista: histopatologisessa arvioinnissa ei havaittu muutoksia Copaiba-öljyllä käsitellyissä eläimissä, eikä mutageenisuusarvioinnissa (mikronukleuskoe; 2000 mg/kg painokiloa kohti) ilmennyt genotoksisia vaikutuksia .
Leandro et al. käyttivät Amesin testiä osoittaakseen, että Copaiba-öljyn (Copaiba-öljyn) uute ei ole mutageeninen samoja tässä testattuja Salmonella-tyyppiylilää (Salmonella Typhimurium) -bakteerikantoja vastaan, eikä se ole riippuvainen aineenvaihdunnan aktivoinnista.
Kemiallisesta koostumuksesta eri Copaifera-lajien osalta on oleoresiinien UPLC-MS/MS- ja CG/MS-analyyseissä tunnistettu happamia diterpeenejä ja merkittäviä haihtuvia seskviterpeenejä, kun taas lehdissä on todettu suuria pitoisuuksia fenolisia yhdisteitä, mukaan lukien flavonoidiheterosideja ja gallokiinihappojohdannaisia . Oleoresiinien aineosista diterpeenit ovat ylivoimaisesti pääkomponentteja, ja niihin kuuluvat ent-agathiinihappo, ent-kopaalihappo ja ent-kaurenoiinihappo, ja niitä seuraavat seeskitterpeenit, kuten β-bisabaleeni, α-humuleeni ja trans-β-karyofylleeni . Copaifera-lajien lehtien hydroalkoholiuutteet sisältävät pääasiassa kversetiiniä, afzeliinia ja kinihappoja .
Almeida et al. mukaan. mukaan Copaiba oleoresiini (kaupallinen tuote) ja sen fraktiot, jotka sisältävät seskviterpeenejä, diterpeenikarboksyylihapon metyyliestereitä ja korkeita β-karyofyleenipitoisuuksia, eivät ole genotoksisia, kuten in vivo komeettatesti tai mikronukleustesti osoittavat. β-karyofylleeni, joka on oleoresiinien ja haihtuvien fraktioiden pääkomponentti, ei aiheuta sytotoksisia tai genotoksisia vaikutuksia ihmisen lymfosyyttiviljelmissä, ja se suojaa etyylimetaanisulfonaatin aiheuttamilta DNA-vaurioilta. Yhdeksän seskviterpeenin, mukaan lukien trans-karyofylleenin, arviointi Amesin testillä on osoittanut, että yksikään yhdisteistä ei ole mutageeninen .
Viimeisimmässä tutkimuksessa mahasyövän ja normaalin mahalaukun limakalvon solulinjojen käsittely kaurenoiinihapolla osoitti, että hapon konsentraatio korreloi vahvasti DNA-vaurioindeksin ja mikronukleusten esiintymistiheyden kanssa, jotka määritettiin komeettatestillä ja mikronukleustestillä . Toisaalta Cavalcanti et al. raportoivat, että pienet pitoisuudet kaurenohappoa, bioaktiivista diterpenoidia, joka on uutettu C. langsdorffii -kasvintuhoojasta, eivät myöskään aiheuta DNA-vaurioita tai muuta mikrotumien tiheyttä V79-soluissa. Merkittävästi lisääntyneitä DNA-vaurioita ilmeni vasta, kun solut altistettiin korkeammille kaureenihappopitoisuuksille (30 tai 60 μg/ml).
Tässä määritimme kaureenihapon myrkyllisyyden kullekin arvioidulle Salmonella Typhimurium -kannalle käyttämällä happopitoisuuksia, jotka alkoivat myrkyllisyysrajasta. Korkeammat kaureenihappopitoisuudet estivät bakteerien kasvun, minkä ansiosta pystyimme arvioimaan tämän yhdisteen mutageenisen potentiaalin. Tulostemme perusteella tässä testatut oleohartsit eivät ole mutageenisia edes korkeimmilla testatuilla pitoisuuksilla.
Kirjallisuuden mukaan erilaisten organismien tai erilaisten testijärjestelmien käyttö voi antaa erilaisia tuloksia . Tämä johtuu siitä, että genotoksisuuden ja mutageenisuuden testausjärjestelmät jaetaan kahteen ryhmään. Sytogeneettiset menetelmät analysoivat eukaryootteja ja antavat tietoa, joka vaihtelee geenimutaatiosta kromosomivaurioihin ja aneuploidioihin. Sitä vastoin bakteerimenetelmät analysoivat prokaryootteja ja antavat tietoa geenimutaatiosta ja aineen aiheuttamista primaarisista DNA-vaurioista .
Siten testejä, kuten sisar-kromatidien vaihtoa, kromosomaalista aberraatiota ja mikrotumaketta, on sovellettu DNA-vaurioiden havaitsemiseen kromosomitasolla ihmisen biomonitoroinnissa, kun taas Amesin Salmonella/mikrosomimutaatiomenetelmää (Ames Salmonella/microsome mutagenicity assay) on käytetty laajalti lukemattomien kemiallisista aineista ja raakakasviuutteista peräisin olevien aineiden mutaatiovaikutuksen todentamiseen .
Fergusonin mukaan aineet voivat olla klastogeenisia nisäkässoluissa, kuten mikrotumakokeessa käytettävät aineet. Nämä samat aineet voivat kuitenkin olla negatiivisia bakteerimäärityksissä, kuten Amesin testissä. Näin ollen on tärkeää arvioida kasvien tai niiden kemiallisten yhdisteiden turvallisuutta keskittymällä erilaisten geneettisten vaurioiden arviointiin. Amesin testin yhdistäminen nisäkässoluilla tehtäviin in vitro -tutkimuksiin on suositeltavaa, koska ne voivat kattaa useita keskeisiä mutageenisia parametreja (geneettiset mutaatiot, rakenteelliset kromosomivauriot ja aneuploidia) ja koska ne kattavat myös testit prokaryoottisissa ja eukaryoottisissa järjestelmissä. Lisäksi kirjallisuudessa korostetaan, että Amesin testillä tehtävää tutkimusta ei pitäisi jättää pois, koska bakteerien geenimutaatiotestillä havaitaan kaikki merkitykselliset geenimutaatioihin nimenomaan johtavat vaikutustavat .
Varhaisemmissa töissä on havaittu, että yhdisteet voivat olla yksinomaan positiivisia yhdessä tai useammassa nisäkässolulinjassa, eli positiiviset tulokset eivät tue Amesin testiä tai in vivo -testejä . Itse asiassa ensin Ames-testillä saadut tulokset toistetaan myöhemmin eläinkokeissa ; siksi mutageenisuuden puuttuminen Ames-testissä on mahdollistanut uusien lääkkeiden tuottamisen, joilla on vähemmän sivuvaikutuksia . Nämä tiedot korostavat omamme kaltaisten tutkimusten merkitystä, joissa osoitetaan kasvien ja niiden pääkomponenttien mutageenisuuden puuttuminen Amesin testin avulla.
5. Päätelmät
Kaiken kaikkiaan tuloksemme tukevat valittujen Copaifera-sukuun kuuluvien lääkekasvien turvallista käyttöä. Yksittäisten yhdisteiden mutageeniset vaikutukset voivat kuitenkin peittyä uutteissa tai oleoresiinissa esiintyvien muiden yhdisteiden antagonististen vaikutusten vuoksi. Näin ollen havaintomme osoittavat myös, että sekä kaurenoiinihappoa että arvioituja lääkekasveja voidaan pitää potentiaalisesti turvallisina terapeuttisessa käytössä.
Tietojen saatavuus
Tämän tutkimuksen tulosten tukena käytetyt tiedot sisältyvät artikkeliin.
Julkisuus
Carlos Henrique Gomes Martinsilla, Flávia Aparecida Resendellä ja Jaqueline Lopes Damascenolla oli täysi pääsy kaikkiin tutkimukseen sisältyviin tietoihin, ja he ottavat vastuun tietojen eheydestä ja tietojen analyysin tarkkuudesta.
Interintäristiriidat
Tekijöillä ei ole ilmoitettavaa eturistiriitoja.
Tekijöiden panos
Yadira Fernández Arnet, Giovanna Capaldi Fortunato, Luiza Girotto, Gabriel Davi Marena, Beatriz Patti Rocha, Flávia Aparecida Resende, Sergio Ricardo Ambrosio, Rodrigo Cássio Sola Veneziani ja Jairo Kenupp Bastos osallistuivat merkittävällä tavalla tutkimuksen konseptointiin ja suunnitteluun, tietojen hankintaan, analysointiin ja tulkintaan. Jaqueline Lopes Damasceno, Flávia Aparecida Resende ja Carlos Henrique Gomes Martins ovat osallistuneet käsikirjoituksen laatimiseen tai tarkistaneet sitä kriittisesti tärkeän älyllisen sisällön osalta. Carlos Henrique Gomes Martins ja Flávia Aparecida Resende suostuivat vastaamaan työn kaikista näkökohdista. Kaikki kirjoittajat lukivat ja hyväksyivät lopullisen käsikirjoituksen.
Kiitokset
Tekijät kiittävät CAPES:ia (Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel), CNPq:ia (National Council for Scientific and Technological Development) ja São Paulon tutkimussäätiötä (FAPESP, apurahat nro 2011/13630-7 ja 2012/25237-0) taloudellisesta tuesta ja Franca-yliopistoa saamastaan tuesta. Jaqueline Lopes Damasceno on saanut CAPESin (Coordination for the Improvement of Higher Level-or Education-Personnel) tohtorintutkintostipendin.