Investigarea profilului de siguranță a patru specii de Copaifera și a acidului kaurenoic prin testul Salmonella/Microsom

apr. 22, 2021
admin

Abstract

Arborii din genul Copaifera sunt originari din regiunile tropicale din America Latină și Africa de Vest. Copaifera sp este utilizat pe scară largă ca medicament popular și are diverse indicații etnofarmacologice, inclusiv gonoree, bronșită, astm, ulcerații cutanate, ulcere, dureri de gât, infecții uterine, inflamații generale, cancer și leishmanioze. Acidul kaurenoic este un diterpenic natural care se găsește în Copaifera și a fost utilizat ca antiinflamator, în tratamentul ulcerului, al leishmaniozelor și al cancerului. Ținând cont de faptul că testul Ames este un instrument excelent pentru a evalua siguranța extractelor, uleiurilor și a substanțelor fitochimice izolate din plante medicinale, pornind de la acesta, evaluăm potențialul mutagenetic a patru specii, între oleorășini (C. oblongifolia; C. langsdorffii) și extracte din frunze (C. lucens; C. multijuga), din genul Copaifera și, de asemenea, al acidului kaurenoic, care este unul dintre compușii săi majori. Rezultatele au arătat că Copaifera spp. și acidul kaurenoic nu au indus o creștere a numărului de colonii reversibile, fără efect mutagen în experimente, la toate concentrațiile evaluate prin testul Ames. Rezultatele obținute în studiul nostru susțin utilizarea în condiții de siguranță a plantelor medicinale din genul Copaifera selectate și a acidului kaurenoic.

1. Introducere

De-a lungul istoriei, diferite culturi au folosit plantele în scopuri medicinale. Într-adevăr, plantele s-au dovedit a fi o sursă de medicamente pentru tratamentul unui spectru larg de boli. În prezent, sistemele bazate pe plante continuă să joace un rol esențial în domeniul sănătății, iar interesul pentru produsele fitomedicinale a crescut la nivel mondial, atât de mult încât plantele sunt în continuare cercetate ca sursă de noi agenți medicinali .

Arborii aparținând genului Copaifera sunt originari din regiunile tropicale din America Latină și Africa de Vest. Genul Copaifera aparține familiei Leguminosae și înglobează 72 de specii. Peste 20 de Copaifera spp. există pe teritoriul brazilian, unde sunt numite „copaibeiras”, „pau d’óleo” sau „copaíbas” . Copaifera spp. sunt utilizate pe scară largă în medicina populară. Ele au diverse indicații etnofarmacologice, cum ar fi tratamentul gonoreei, bronșitei, astmului, ulcerațiilor cutanate, ulcerelor, durerilor de gât, infecțiilor uterine, inflamațiilor generale, cancerului și leishmaniozelor .

Literatura științifică conține numeroase rapoarte privind activitățile farmacologice ale speciilor de Copaifera, cum ar fi acțiunile lor antiinflamatoare, antitumorale, antiproliferative, antihelmintice, antituberculoase, gastroprotectoare, chimiopreventive, imunomodulatoare și antibacteriene, printre altele.

Acidul kaurenoic este un diterpen care apare în mod natural în unele plante braziliene, inclusiv în oleorășinile de Copaifera. Au fost raportate nenumărate proprietăți farmacologice pentru acidul kaurenoic, cum ar fi efectul său antiinflamator, utilizarea sa pentru tratarea ulcerului și potențialul său antiparazitar, analgezic și anticancerigen.

Pentru că compușii naturali au fost utilizați în mod tradițional, se presupune adesea că sunt siguri. Cu toate acestea, numeroase studii au raportat că mai multe specii de plante aplicate în medicina tradițională prezintă efecte mutagene, carcinogene sau toxice . Cu toate acestea, un număr de plante și produse fitoterapeutice continuă să fie aplicate fără dovezi științifice privind siguranța lor.

Testul Ames este cunoscut la nivel mondial pentru capacitatea sa de a depista mutațiile punctiforme cauzate de diferiți agenți. Acest test utilizează tulpini indicative de Salmonella Typhimurium care sunt sensibile la substanțe care induc tipuri distincte de mutații. Pe baza testului Ames, este posibil să se stabilească acțiunea mutagenă a unui compus în funcție de concentrația de S. Typhimurium. Acest test se aplică la nivel mondial pentru depistarea inițială a potențialului mutagen al noilor medicamente. Un răspuns mutagen are o valoare predictivă ridicată pentru carcinogenitate . De-a lungul anilor, comunitatea științifică și agențiile și corporațiile guvernamentale au recunoscut valoarea acestui test .

Având în vedere că testul Ames este un instrument excelent pentru a evalua siguranța extractelor, uleiurilor și a substanțelor fitochimice izolate din plante medicinale, am folosit acest test pentru a evalua potențialul mutagen al oleorășinilor sau al extractelor din frunze a patru specii de Copaifera și al acidului kaurenoic.

2. Materiale și metode

2.1. Material vegetal

Materialul vegetal a fost colectat în diferite state braziliene între august 2012 și mai 2014. Bonurile de plante au fost identificate fie de Dr. Regina Celia Vianna Martins da Silva de la laboratorul botanic al Corporației braziliene de cercetare agricolă (Embrapa), Belém, statul Pará, Brazilia, fie de Dr. Milton Groppo Junior de la Departamentul de Biologie al Universității din São Paulo, Campusul Ribeirão Preto, statul São Paulo, Brazilia, unde au fost depuse bonurile. Tabelul 1 enumeră informații despre exemplarele de referință.

.

Specii Copaifera Localizare (oraș/stat) Herbarul Număr de identificare
Oleorășini
C. langsdorffii Cajuru/SP SPFR1 14438
C. oblongifolia Cajuru/SP SPFR 14437
Extract de frunze
C. multijuga Manacapuru/AM SPFR 180069
C. lucens Macujaí/PR EMBRAPA2 474303
1 SPFR: Facultatea de Filosofie, Științe și Litere din Ribeirão Preto, Departamentul de Biologie, Ribeirão Preto, São Paulo; 2 EMBRAPA: Brazilian Agricultural Research Corporation (Embrapa Eastern Amazon).
Tabelul 1
Informații despre speciile de Copaifera colectate.

Pentru a extrage oleorășinile de C. oblongifolia și C. langsdorffii, s-a folosit un burghiu pentru a face o gaură cu un diametru de aproximativ un inch. Gaura a fost forată în centrul trunchiului de copac, la un metru deasupra solului. Oleorășina a fost drenată într-o sticlă de chihlimbar cu ajutorul unei țevi conectate la un filtru. După ce oleorășina a fost colectată, gaura a fost sigilată corespunzător .

Frunzele de C. lucens și C. multijuga au fost uscate la aer la 40°C timp de 48 h sau liofilizate și pulverizate într-un blender. Pulberea obținută a fost supusă la macerare în etanol/apă 7:3 la temperatura camerei timp de 48 h. După filtrare, solventul a fost evaporat sub 40°C în vid. Această procedură a fost repetată de patru ori, iar extractele au fost combinate, concentrate în vid și liofilizate, ceea ce a permis obținerea unei medii de 20% p/p de extracte hidroalcoolice brute de frunze .

Acidul kaurenoic (figura 1), cu o puritate de peste 99%, a fost izolat așa cum a fost detaliat de Simão et al. Oleorășinile și frunzele speciei Copaifera au fost colectate, iar cercetarea a fost dezvoltată după ce a fost autorizată de guvernul brazilian prin SISBIO (Sistemul de Informare și Autorizare a Biodiversității #35143-1) și CGEN (Consiliul de Gestionare a Patrimoniului Genetic #010225/2014-5).

Figura 1
Structura chimică a acidului kaurenoic.

2.2. Testul Ames

Testul Ames a fost utilizat pentru a investiga mutagenitatea Copaifera spp. Metodologia de preincubare dezvoltată de Maron și Ames , cu și fără activare exogenă (S9), a fost utilizată pentru a analiza diferite tulpini de Salmonella Typhimurium (TA98, TA100, TA97a și TA102) în încercarea de a identifica agenții care provoacă mutații genetice. Tulpinile tester, furnizate cu amabilitate de Dr. B.N. Ames (Berkeley, CA, SUA), au fost cultivate din culturi congelate timp de 12-14 ore, peste noapte, în Oxoid Nutrient Broth Number 2.

Pentru testarea activității mutagene, diferite concentrații din fiecare oleorășină, fiecare extract sau acid kaurenoic dizolvat în DMSO au fost adăugate la 0,1 ml de cultură bacteriană în 0,5 ml de tampon fosfat 0,2 M sau 0,5 ml de amestec S9 4% și incubate la 37°C timp de 20-30 min. Concentrațiile au variat de la 62,5 la 500 μg/plăcuță pentru C. lucens (extract), de la 120 la 1000 μg/plăcuță pentru C. multijuga (extract), de la 125 la 1000 μg/plăcuță pentru C. oblongifolia (oleorășină), de la 500 la 4000 μg/plăcuță pentru C. langsdorffii (oleorășină) și de la 25 la 200 μg/plăcuță pentru acidul kaurenoic. Aceste concentrații au fost selectate pe baza unui test preliminar de toxicitate. În toate testele ulterioare, limita superioară a intervalului de doze testate a fost fie cea mai mare doză netoxică, fie cea mai mică doză toxică determinată în testul preliminar. Toxicitatea a fost detectată fie ca o reducere a numărului de revertanți de histidină (His+), fie ca o subțiere a pelinului de fond auxotrofic.

Meslul de activare metabolică (fracția S9) preparat din ficatul șobolanilor Sprague Dawley tratați cu amestecul de bifenili policlorurați Aroclor 1254 (500 mg/kg) a fost achiziționat de la Molecular Toxicology Inc. (Boone, NC, SUA) și a fost preparat proaspăt înainte de fiecare test. Sistemul de activare metabolică a fost alcătuit din 4 % fracție S9, 1 % clorură de magneziu 0,4 M, 1 % clorură de potasiu 1,65 M, 0,5 % D-glucoză-6-fosfat disodic 1 M și 4 % sare de sodiu de nicotinamidă adenină dinucleotidă fosfat de sodiu (NADP) 0.1 M în 50% de tampon fosfat 0,2 M și 39,5% de apă distilată sterilă.

După incubare, s-au adăugat 2 ml de agar superior, iar amestecul a fost turnat pe o placă ce conține agar minim. Plăcile au fost incubate la 37°C timp de 48 de ore, iar coloniile His+ reversibile au fost numărate manual.

Rezultatele au fost analizate cu ajutorul pachetului software statistic Salanal 1.0 (U.S. Environmental Protection Agency, Monitoring Systems Laboratory, Las Vegas, NV, de la Research Triangle Institute, RTP, NC, SUA); a fost adoptat modelul lui Bernstein et al. Datele (revertanți/placă) au fost evaluate prin analiza varianței (ANOVA), urmată de regresie liniară. Indicele mutagenetic (IM) a fost, de asemenea, calculat pentru fiecare concentrație testată și a corespuns la numărul mediu de reverși pe placa de testare împărțit la numărul mediu de reverși pe placa de control cu solvent. O probă a fost considerată mutagena atunci când a fost detectată o relație doză-răspuns, iar MI a fost mai mare de doi (MI > 2) la una sau mai multe concentrații .

Celelalte substanțe mutagene standard au fost utilizate ca martori pozitivi în experimentele fără amestec S9: 4-nitro-O-fenilendiamină (10 μg/plăcuță) pentru TA98 și TA97a, azidă de sodiu (1,25 μg/plăcuță) pentru TA100 și mitomicină C (0,5 μg/plăcuță) pentru TA102. În experimentele cu activarea S9, 2-antramina (1,25 μg/plăcuță) a fost utilizată ca martor pozitiv pentru TA98, TA97a și TA100, iar 2-aminofluorenul (10 μg/plăcuță) a fost utilizat ca martor pozitiv pentru TA102. DMSO a servit drept solvent de control (100 μL/plăcuță), iar controlul negativ corespunde ratei de reversie spontană a fiecărei tulpini.

3. Rezultate

Tabelul 2 prezintă numărul mediu de reversii/plăcuță (M), abaterea standard (SD) și indicele mutagen (MI) observat pentru S. Typhimurium tulpinile TA98, TA100, TA102 și TA97a în prezența (+S9) sau în absența (-S9) activării metabolice după tratarea probei cu oleorășina, extractul sau compusul țintă.

(a)

..

Copaifera lucens
(extract)
Număr de revertanți (M ± SD)/plăcuță și MI
TA98 TA100 TA97a TA102
g/plăcuță -S9 +S9 -S9 +S9 -S9 +S9 +S9 -.S9 +S9
C- 15 ± 3 20 ± 2 140 ± 13 90 ± 15 106 ± 18 135 ± 14 255 ± 33 327 ± 40
DMSO 12 ± 1 18 ± 6 133 ± 5 86 ± 10 109 ± 13 143 ± 8 236 ± 22 312 ± 38
62.5 17 ± 3 (1.42) 28 ± 1 (1.50) 140 ± 14 (1.06) 115 ± 9 (1.33) 123 ± 12 (1.12) 149 ± 9 (1.04) 272 ± 25 (1.15) 394 ± 33 (1.26)
125 14 ± 4 (1.13) 21 ± 3 (1.15) 141 ± 10 (1.06) 124 ± 4 (1.44) 111 ± 14 (1.02) 137 ± 12 (0.96) 215 ± 13 (0.91) 360 ± 21 (1.15)
250 16 ± 2 (1.33) 23 ± 5 (1.25) 139 ± 18 (1.04) 129 ± 13 (1.50) 108 ± 8 (0.98) 142 ± 17 (1.00) 240 ± 26 (1.02) 330 ± 29 (1.06)
375 13 ± 1 (1.08) 22 ± 6 (1.20) 139 ± 19 (1.04) 126 ± 6 (1.46) 87 ± 4 (0.79) 138 ± 12 (0.97) 246 ± 23 (1.04) 335 ± 23 (1.07)
500 10 ± 2 (0.83) 22 ± 2 (1.17) 118 ± 9 (0.89) 124 ± 10 (1.44) 82 ± 11 (0.75) 147 ± 11 (1.03) 262 ± 10 (1.11) 323 ± 37 (1.03)
C+ 432 ± 23 875 ± 45 1480 ± 82 1151 ± 63 1760 ± 95 1985 ± 114 1520 ± 118 2251 ± 156
(b)
Copaifera multijuga
(extract)
Numărul de revertanți (M ± SD)/ placă și MI
TA98 TA100 TA97a TA102
g/placă -.S9 +S9 -S9 +S9 -S9 +S9 -S9 +S9 +S9
C- 15 ± 3 20 ± 2 140 ± 13 90 ± 15 106 ± 18 135 ± 14 255 ± 33 327 ± 40
DMSO 12 ± 1 18 ± 6 133 ± 5 86 ± 10 109 ± 13 143 ± 8 236 ± 22 312 ± 38
120 14 ± 1 (1.17) 22 ± 5 (1.17) 135 ± 12 (1.02) 117 ± 11 (1.36) 106 ± 2 (0.97) 170 ± 18 (1.19) 262 ± 31 (1.11) 378 ± 20 (1.21)
250 15 ± 5 (1.21) 19 ± 2 (1.01) 135 ± 8 (1.01) 115 ± 8 (1.34) 103 ± 8 (0.94) 181 ± 17 (1.27) 255 ± 12 (1.08) 381 ± 24 (1.22)
500 16 ± 3 (1.33) 20 ± 1 (106) 134 ± 3 (1.01) 106 ± 6 (1.23) 97 ± 15 (0.89) 155 ± 20 (1.09) 244 ± 26 (1.03) 346 ± 16 (1.11)
750 14 ± 2 (1.17) 23 ± 2 (1.25) 111 ± 6 (0.83) 96 ± 8 (1.12) 86 ± 11 (0.79) 169 ± 19 (1.18) 215 ± 22 (0.91) 313 ± 22 (1.00)
1000 16 ± 1 (1.33) 16 ± 1 (0.85) 109 ± 5 (0.82) 98 ± 11 (1.14) 76 ± 7 (0.70) 141 ± 18 (0.99) 204 ± 13 (0.86) 310 ± 18 (0.99)
C+ 432 ± 23 875 ± 45 1480 ± 82 1151 ± 63 1760 ± 95 1985 ± 114 1520 ± 118 2251 ± 156
(c)
Copaifera oblongifolia
(oleorășină)
Numărul de reversibili (M ± SD)/. placa și MI
TA98 TA100 TA102 TA97a
g/placă -. S9 g/placă + S9 g/placă – S9 g/placă + S9 g/placă – S9 + S9 – S9 + S9
C- 14 ± 3 20 ± 4 103 ± 15 137 ± 11 310 ± 35 257 ± 29 128 ± 12 134 ± 17
DMSO 12 ± 1 0.0 15 ± 1 0.0 118 ± 8 0.0 132 ± 7 0.0 310 ± 12 305 ± 27 123 ± 13 117 ± 25
125 15 ± 4 (1.33) 31.25 20 ± 3 (1.30) 125 124 ± 4 (1.06) 31.25 113 ± 8 (0.86) 12.5 349 ± 12 (1.13) 350 ± 21 (1.15) 154 ± 19 (1.25) 148 ± 15 (1.26)
250 15 ± 4 (1.30) 62.5 19 ± 1 (1.23) 250 130 ± 14 (1.11) 62.5 150 ± 16 (1.14) 25 383 ± 24 (1.24) 298 ± 20 (0.98) 141 ± 16 (1.15) 168 ± 25 (1.43)
500 13 ± 5 (1.13) 125 18 ± 1 (1.17) 500 108 ± 11 (0.92) 125 122 ± 5 (0.92) 50 264 ± 17 (0.85) 277 ± 28 (0.91) 149 ± 23 (1.21) 164 ± 16 (1.40)
750 12 ± 1 (1.04) 187.5 18 ± 4 (1.20) 750 75 ± 10 (0.64) 187.5 137 ± 15 (1.04) 75 359 ± 22 (1.16) 272 ± 37 (0.89) 134 ± 14 (1.09) 164 ± 24 (1.40)
1000 10 ± 2 (0.87) 250 15 ± 3 (0.97) 1000 77 ± 6 (0.65) 250 142 ± 8 (1.08) 100 345 ± 19 (1.11) 309 ± 26 (1.01) 119 ± 19 (0.96) 179 ± 25 (1.53)
C + 635 ± 46 C + 1079 ± 91 C + 1226 ± 42 C + 1970 ± 122 C + 1982 ± 103 1675 ± 85 1228 ± 52 1952 ± 73
(d)

.

Copaifera langsdorffii
(oleorășină)
Numărul de reversanți (M ± SD)/ placă și MI
TA98 TA100 TA97a TA102
g/placă -S9 +S9 -S9 +S9 -S9 +S9 -S9 +S9 +S9
C- 17 ± 4 21 ± 3 117 ± 11 105 ± 9 125 ± 17 132 ± 21 259 ± 40 301 ± 31
DMSO 18 ± 2 22 ± 4 126 ± 2 118 ± 12 117 ± 8 150 ± 14 233 ± 25 265 ± 36
500 18 ± 3 (1.01) 22 ± 3 (1.02) 96 ± 16 (0.76) 125 ± 6 (1.06) 81 ± 5 (0.69) 126 ± 18 (0.84) 181 ± 17 (0.78) 261 ± 12 (0.99)
1000 17 ± 2 (0.95) 23 ± 5 (1.03) 97 ± 13 (0.77) 124 ± 14 (1.06) 84 ± 13 (0.72) 113 ± 15 (0.76) 146 ± 13 (0.63) 215 ± 24 (0.81)
2000 16 ± 5 (0.93) 22 ± 5 (1.00) 94 ± 20 (0.75) 129 ± 9 (1.10) 69 ± 8 (0.59) 110 ± 6 (0.74) 144 ± 14 (0.62) 213 ± 26 (0.80)
3000 15 ± 1 (0.83) 22 ± 2 (1.02) 66 ± 12 (0.52) 106 ± 15 (0.90) 73 ± 3 (0.62) 82 ± 4 (0.55) 131 ± 8 (0.56) 128 ± 11 (0.48)
4000 13 ± 2 (0.74) 23 ± 8 (1.06) 61 ± 11 (0.48) 112 ± 11 (0.95) 54 ± 6 (0.46) 83 ± 2 (0.55) 133 ± 11 (0.57) 138 ± 15 (0.52)
C+ 651 ± 42 1115 ± 56 1123 ± 85 1256 ± 93 1024 ± 73 1672 ± 43 1015 ± 95 1825 ± 81
(e)

.

Acid kaurenoic Numărul de revertanți (M ± SD)/placă și MI
TA98 TA100 TA102 TA97a
g/placă -. S9 + S9 – S9 + S9 – S9 + S9 – S9 + S9
C- 20 ± 3 15 ± 1 125 ± 14 114 ± 10 310 ± 35 275 ± 23 128 ± 12 134 ± 17
DMSO 13 ± 4 15 ± 2 108 ± 9 100 ± 6 310 ± 12 303 ± 14 123 ± 13 117 ± 25
25 15 ± 3 (1.15) 17 ± 2 (1.10) 91 ± 8 (0.85) 92 ± 1 (0.91) 246 ± 11 (0.79) 332 ± 11 (1.10) 124 ± 22 (1.00) 130 ± 11 (1.10)
50 15 ± 4 (1.12) 16 ± 4 (1.07) 94 ± 2 (0.87) 98 ± 16 (0.97) 291 ± 16 (0.94) 307 ± 21 (1.01) 113 ± 20 (0.92) 133 ± 6 (1.13)
100 15 ± 5 (1.12) 17 ± 4 (1.10) 94 ± 8 (0.87) 99 ± 13 (0.99) 285 ± 13 (0.92) 336 ± 20 (1.11) 110 ± 18 (0.89) 96 ± 8 (0.81)
150 17 ± 1 (1.31) 15 ± 4 (1.00) 98 ± 7 (0.91) 102 ± 4 (1.02) 301 ± 11 (0.97) 280 ± 31 (0.92) 111 ± 15 (0.90) 81 ± 2 (0.69)
200 17 ± 4 (1.27) 13 ± 3 (0.87) 94 ± 6 (0.87) 110 ± 2 (1.09) 299 ± 24 (0.97) 277 ± 20 (0.91) 111 ± 12 (0.90) 68 ± 4 (0.58)
C + 435 ± 26 809 ± 31 1539 ± 82 1021 ± 75 1982 ± 103 2359 ± 201 1228 ± 52 1952 ± 73
< 0.05 (ANOVA); < 0,01 (ANOVA); M ± SD = medie și deviație standard; Control negativ: rata de reversie spontană; Control solvent: dimetilsulfoxid (DMSO, 100 μL/placă); Control pozitiv (C+); o 4-nitro-o-fenilendiamină (10.0 μg/plăcuță, TA98 și TA97a); b azidă de sodiu (1,25 μg/plăcuță, TA100); c mitomicină (0,5 μg/plăcuță, TA102), în absența S9; și d 2-antramină (1,25 μg/plăcuță, TA98, TA100 și TA97a); e 2-aminofluoren (10,0 μg/plăcuță, TA102), în prezența S9. Valorile între paranteze (MI) ≥2 indică mutagenitatea.
Tabel 2
Activitatea mutagenă exprimată ca medie și abatere standard a numărului de revertanți/placă și indicele mutagen (MI), la tulpinile bacteriene TA98, TA100, TA102 și TA97a tratate cu Copaifera spp. și acid kaurenoic, în diferite doze, cu (+S9) sau fără (-S9) activare metabolică.

Nici extractele din frunze de C. lucens și C. multijuga, nici oleorășinile de C. langsdorffii și C. oblongifolia nu au provocat mutații genetice, după cum a demonstrat testul Ames. Nici acidul kaurenoic nu a crescut numărul de colonii reversibile, deci nu a exercitat efecte mutagene la niciuna dintre concentrațiile analizate sau pe niciuna dintre tulpinile evaluate. Solventul martor (DMSO) nu a prezentat o diferență semnificativă a numărului de revertinți față de martorul negativ.

4. Discuție

Efectele mutagene exercitate de plante nu sunt ușor de observat la om, iar rezultatele adverse pe termen lung, cum ar fi cancerul, se pot manifesta. Prin urmare, literatura științifică a evidențiat importanța screening-ului plantelor medicinale pentru potențialul lor mutagen . În acest sens, am examinat aici potențialul mutagen al Copaifera spp. și al acidului kaurenoic cu ajutorul testului Ames. Akyıl și Konuk au subliniat faptul că detectarea agenților genotoxici se bazează adesea pe utilizarea bacteriilor ca organisme de testare. Astfel, testul Ames (sau testul Salmonella/microsom) este metoda care este cel mai frecvent utilizată pentru a detecta efectele mutagene ale agenților genotoxici .

Performanța testului Ames folosind diferite tulpini este de mare importanță având în vedere particularitățile fiecăreia dintre ele în raport cu testul. Astfel, markerul hisG46 din tulpina TA100 rezultă din înlocuirea unei leucine (GAG/CTC) cu o prolină (GGG/CCC). Această mutație este readusă la starea de tip sălbatic prin agenți mutageni care provoacă mutații de substituție a perechilor de baze, în principal la una dintre perechile GC. Mutația hisD3052 purtată de tulpina TA98 este o mutație cu deplasare de cadru -1 care afectează cadrul de citire a unei secvențe repetitive apropiate -C-G-C-C-G-C-G-C-G-G-. Reversia mutației hisD3052 înapoi la starea de tip sălbatic este indusă de diferiți agenți mutageni de deplasare a cadrelor, cum ar fi 2-nitrofluorenul și diferiți derivați nitroso aromatici de amine cancerigene. Mutația hisD6610 din tulpina TA97a este, de asemenea, purtătoare a unei mutații de deplasare a cadrului +1 (citozină), rezultând o serie de 6 citozine (-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-). Se crede că această tulpină este mai sensibilă la unii dintre mutagenii care fac să revină tulpina TA98. A fost dezvoltată tulpina TA102 care conține perechi de baze AT în locul mutantului hisG428. Mutația este transportată pe plasmidul multicopie pAQ1. Plasmidul conferă rezistență la tetraciclină, care este un marker convenabil pentru a detecta prezența plasmidului. Mutația hisG428 este o mutație ocru, TAA, în gena hisG, care poate fi inversată prin toate cele șase modificări posibile ale perechilor de baze; atât prin tranziții, cât și prin transversiuni. Această mutație este, de asemenea, reversibilă prin agenți mutageni care provoacă leziuni oxidative, pe lângă detectarea agenților de reticulare .

În plus, o substanță chimică biologic activă poate fi biotransformată într-un metabolit inactiv. În mod similar, un produs chimic inactiv poate fi biotransformat într-un metabolit activ . Prin urmare, este important să se utilizeze fracția S9 în testul Ames: aceasta permite efectuarea de analize în prezența metabolismului, oferind astfel rezultate mai fiabile.

În ceea ce privește siguranța, în constatările noastre, nici acidul kaurenoic, nici plantele investigate (extracte și oleorășini) nu au exercitat efecte mutagene în diferitele tulpini de Salmonella Typhimurium, indiferent de activarea S9.

Majoritatea lucrărilor despre genul Copaifera se referă la oleorășini extrase din trunchiul copacului. Cu toate acestea, studierea extractelor de frunze este, de asemenea, relevantă, deoarece acestea conțin molecule bioactive promițătoare. Într-adevăr, este posibil ca căutarea vindecării bolilor prin infuzie de frunze să fi fost una dintre primele modalități de utilizare a produselor naturale, o practică adoptată și în zilele noastre.

Multe Copaifera spp. sunt utilizate în mod popular ca plante medicinale în diferite țări, deoarece aceste specii prezintă numeroase proprietăți farmacologice. În ceea ce privește acidul kaurenoic, au fost raportate, de asemenea, mai multe efecte biologice .

Studiul nostru este primul care investighează asupra siguranței speciilor C. lucens și C. oblongifolia și, de asemenea, care utilizează C. langsdorffii în oleorășină pentru studiul mutagenității. Efectele C. multijuga (oleorășină/extract) asupra ADN-ului au fost abordate în studii anterioare, utilizând însă tehnici diferite în raport cu studiul nostru, care a utilizat testul Ames. Astfel, rezultatele noastre se coroborează cu datele publicate de alți autori, care au testat alte specii de Copaifera și constituenții chimici ai acestora, sau au folosit modele experimentale diferite, și au demonstrat că nu deteriorează ADN-ul.

În acest fel, oleorășina de C. multijuga și markerul său chimic, acidul diterpenic copalic, au fost evaluate de Alves et al. prin testul micronucleului (celula V79) și testul Ames pentru studiul in vitro, precum și prin testele micronucleului și cometei (șoareci elvețieni) pentru testul in vivo. Datele obținute au arătat că niciunul dintre aceștia nu exercită un efect genotoxic/mutagen în condițiile experimentale utilizate. În comparație cu rezultatele noastre, aceste date indică faptul că, pentru C. multijuga, atât extractul, care a fost evaluat în studiul nostru, cât și oleorășina, așa cum a fost evaluată de Alves et al. , nu afectează numărul de colonii revertante în comparație cu martorul negativ în testul Ames; același lucru este valabil și pentru acidul copalic și acidul kaurenoic. Aceste constatări sugerează că mutagenitatea este absentă, indiferent de activarea metabolică.

Într-un studiu recent, Furtado et al. au evaluat potențialul genotoxic al C. multijuga, iar rezultatele au demonstrat absența deteriorării ADN-ului, având în vedere că tratamentul atât cu oleorășină, cât și cu extractul de frunze de C. multijuga nu crește semnificativ frecvența micronucleilor in vitro (celula V79) și in vivo (șoareci elvețieni). În plus, autorii au evaluat, de asemenea, extracte și oleorășini de la alte specii din acest gen, cum ar fi C. duckei, C. reticulata, C. paupera și C. pubiflora și, la fel ca și în cazul rezultatelor găsite pentru C. multijuga, a fost raportată absența genotoxicității pentru toate speciile testate.

Rezultatele obținute în studiile lui Alves et al. și Batista et al. au demonstrat că extractul de C. langsdorffii nu a crescut semnificativ frecvența micronuclei (șoareci elvețieni) în sângele periferic și, respectiv, în măduva osoasă. Într-un alt studiu, testul cometei efectuat pe șobolani Wistar nu a evidențiat nicio diferență semnificativă între animalele tratate doar cu extract de C. langsdorffii și grupul de control negativ . Aceste date care arată că extractul nu prezintă genotoxicitate.

Recent, testul micronucleului in vivo și testul cometei folosind șobolani Wistar au arătat că extractul de Copaifera malmei nu este genotoxic și are activitate antimutagenică. Mai mult, testul de toxicitate subcronică nu a evidențiat modificări relevante din punct de vedere toxicologic, așa cum s-a judecat în urma analizelor comportamentale, biochimice și hematologice timp de până la 30 de zile. Aceste rezultate au indicat marja de siguranță ridicată a extractului de Copaifera malmei pentru utilizarea terapeutică . Determinările de toxicitate și genotoxicitate au evidențiat faptul că utilizarea uleiului de Copaiba este, de asemenea, sigură: evaluarea histopatologică nu a evidențiat modificări la animalele tratate cu ulei de Copaiba, iar evaluarea mutagenității (testul micronucleului; 2000 mg / kg greutate corporală) nu a evidențiat efecte genotoxice .

Leandro et al. au folosit testul Ames pentru a demonstra că extractul de C. trapezifolia nu este mutagen față de aceleași tulpini de Salmonella Typhimurium testate aici, independent de activarea metabolică.

În ceea ce privește compoziția chimică a diferitelor specii de Copaifera, analizele UPLC-MS/MS și CG/MS ale oleorășinilor au identificat diterpene acide și sesquiterpene volatile majore, în timp ce în frunze au fost verificate conținuturi ridicate de compuși fenolici, inclusiv heterozide flavonoide și derivați ai acidului galloilchinic . Dintre constituenții oleorășinilor, diterpenele sunt de departe principalele componente și includ acidul ent-agathic, acidul ent-copalic și acidul ent-kaurenoic, urmate de sesquiterpene precum β-bisabolenul, α-humulenul și trans-β-cariofilenul . În cazul extractelor hidroalcoolice din frunzele speciei Copaifera, acestea conțin în principal quercetină, afzelină și acizi chinici .

Potrivit lui Almeida et al. , oleorășina de Copaiba (produs comercial) și fracțiunile sale, care conțin sesquiterpene, esteri metilici ai acidului carboxilic diterpenic și niveluri ridicate de β-cariofilen, nu sunt genotoxice, după cum reiese din testul cometei in vivo sau testul micronucleului. β-cariofilenul, principalul constituent al oleorășinilor și al fracțiunilor volatile, nu favorizează efectele citotoxice sau genotoxice în culturile de limfocite umane și protejează împotriva deteriorării ADN-ului induse de sulfatul de etil metan . Evaluarea a nouă sesquiterpene, inclusiv a trans-cariofilenului, prin testul Ames a arătat că niciunul dintre compuși nu este mutagena .

Într-un studiu recent, tratamentul liniilor celulare de cancer gastric și de mucoasă gastrică normală cu acid kaurenoic a arătat că concentrația de acid se corelează puternic cu indicele de deteriorare a ADN-ului și cu frecvența micronucleilor, determinate prin testul cometei și, respectiv, testul micronucleului . Pe de altă parte, Cavalcanti et al. au raportat că concentrațiile scăzute de acid kaurenoic, un diterpenoid bioactiv extras din C. langsdorffii, nu exercită daune asupra ADN-ului și nici nu modifică frecvența micronucleilor în celulele V79. Deteriorarea semnificativ crescută a ADN-ului a devenit evidentă numai după expunerea celulelor la concentrații mai mari de acid kaurenoic (30 sau 60 μg/mL).

În cazul de față, am determinat toxicitatea acidului kaurenoic pentru fiecare tulpină de Salmonella Typhimurium evaluată, utilizând concentrații de acid pornind de la limita de toxicitate. Concentrațiile mai mari de acid kaurenoic împiedică creșterea bacteriană, ceea ce ne-a permis să evaluăm potențialul mutagen al acestui compus. Pe baza rezultatelor noastre, oleorășinile testate aici nu sunt mutagene nici măcar la cele mai mari concentrații testate.

Conform literaturii de specialitate, utilizarea unor organisme diferite sau a unor sisteme de testare diverse poate oferi rezultate distincte . Acest lucru se datorează faptului că sistemele de testare a genotoxicității și mutagenității sunt împărțite în două grupe. Metodele citogenetice analizează eucariote și oferă informații care variază de la mutații genetice la leziuni cromozomiale și aneuploidii. În schimb, metodele bacteriene analizează procariote și oferă informații despre mutațiile genice și leziunile primare ale ADN-ului cauzate de un agent .

Astfel, teste precum schimbul de cromatide surori, aberațiile cromozomiale și micronucleul au fost aplicate pentru a detecta leziunile ADN la nivel cromozomial în biomonitorizarea umană, în timp ce testul de mutagenitate Ames Salmonella/microsom a fost utilizat pe scară largă pentru a verifica activitatea mutagenă a nenumărate substanțe chimice și extracte vegetale brute .

Potrivit lui Ferguson , substanțele pot fi clastogene în cazul celulelor de mamifere, ceea ce este cazul substanțelor utilizate în testul micronucleului. Cu toate acestea, aceleași substanțe pot fi testate negativ în testele bacteriene, cum ar fi testul Ames. Astfel, este important să se evalueze siguranța plantelor sau a compușilor chimici ai acestora concentrându-se pe evaluarea diferitelor tipuri de daune genetice. Se recomandă asocierea testului Ames cu studii in vitro pe celule de mamifere, deoarece acestea pot acoperi mai mulți parametri mutageni esențiali (mutații genetice, leziuni structurale ale cromozomilor și aneuploidie) și, de asemenea, acoperă testele în sisteme procariote și eucariote. În plus, literatura de specialitate subliniază, de asemenea, că studiul prin testul Ames nu trebuie omis, deoarece testul de mutație genetică bacteriană detectează toate modurile de acțiune relevante care conduc în mod specific la mutații genetice .

Lucrările anterioare au observat că compușii pot fi exclusiv pozitivi în una sau mai multe dintre liniile celulare de mamifere, adică rezultatele pozitive nu au fost susținute de testul Ames sau de testele in vivo . De fapt, rezultatele obținute mai întâi prin testul Ames sunt reproduse ulterior în testele pe animale ; prin urmare, absența mutagenității în testul Ames a permis producerea de noi medicamente cu mai puține efecte secundare . Aceste date evidențiază importanța unor studii ca al nostru, care demonstrează absența mutagenității plantelor și a principalelor componente ale acestora, folosind testul Ames.

5. Concluzii

În general, rezultatele noastre susțin utilizarea sigură a plantelor medicinale selectate aparținând genului Copaifera. Cu toate acestea, efectele mutagene ale compușilor individuali ar putea fi mascate datorită efectelor antagoniste ale altor compuși prezenți în extracte sau oleorășini . Astfel, constatările noastre demonstrează, de asemenea, că atât acidul kaurenoic, cât și plantele medicinale evaluate pot fi considerate potențial sigure pentru utilizarea terapeutică.

Date disponibile

Datele utilizate pentru a susține constatările acestui studiu sunt incluse în cadrul articolului.

Divulgare

Carlos Henrique Gomes Martins, Flávia Aparecida Resende și Jaqueline Lopes Damasceno au avut acces deplin la toate datele din studiu și își asumă responsabilitatea pentru integritatea datelor și acuratețea analizei datelor.

Conflicte de interese

Autorii nu au conflicte de interese de dezvăluit.

Contribuțiile autorilor

Yadira Fernández Arnet, Giovanna Capaldi Fortunato, Luiza Girotto, Gabriel Davi Marena, Beatriz Patti Rocha, Flávia Aparecida Resende, Sergio Ricardo Ambrosio, Rodrigo Cássio Sola Veneziani și Jairo Kenupp Bastos au contribuit substanțial la conceperea și proiectarea, achiziționarea, analiza și interpretarea datelor. Jaqueline Lopes Damasceno, Flávia Aparecida Resende și Carlos Henrique Gomes Martins au fost implicați în redactarea manuscrisului sau în revizuirea critică a acestuia pentru conținut intelectual important. Carlos Henrique Gomes Martins și Flávia Aparecida Resende au fost de acord să își asume responsabilitatea pentru toate aspectele lucrării. Toți autorii au citit și aprobat manuscrisul final.

Recunoștințe

Autorii mulțumesc CAPES (Coordonarea pentru îmbunătățirea personalului din învățământul superior), CNPq (Consiliul Național pentru Dezvoltare Științifică și Tehnologică) și Fundația de Cercetare din São Paulo (FAPESP, Granturile nr. 2011/13630-7 și 2012/25237-0) pentru sprijinul financiar și Universității din Franca pentru sprijinul primit. Jaqueline Lopes Damasceno a beneficiat de o bursă de doctorat CAPES (Coordination for the Improvement of Higher Level-or Education-Personal).

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.