Author(s): Rego, Elisabete Amaral
Date: 2013
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.3/1871
Origin: Repositório da Universidade dos Açores
Subject(s): Actividade Anti-Inflamatória; Biomedicina; Bioquímica Vegetal; Ilex perado (Azevinho); Plantas Medicinais; Umbilicus rupestris (Coucelos); Açores; Anti-Inflammatory Activity; Medicinal Plants; Azores
Dissertação de Mestrado em Ciências Biomédicas.
A maioria do tratamento de patologias que envolvem a inflamação baseia-se no bloqueio da produção de eicosanóides após a libertação do ácido araquidónico dos fosfolípidos membranares pela acção da fosfolipase A2. Os fármacos mais frequentemente prescritos no tratamento de doenças que têm por base uma resposta inflamatória são os anti-inflamatórios não esteróides, como a aspirina, o ibuprofeno e o diclofenac. Estes actuam pela inibição não selectiva das enzimas cicloxigenase 1 e 2, responsáveis pela produção de prostaglandinas no processo inflamatório. No entanto, os efeitos secundários que advêm do seu uso prolongado representam um grande problema clínico. Os metabolitos secundários derivados de plantas representam uma importante fonte de compostos anti-inflamatórios e sabe-se que muitos destes interferem no metabolismo do ácido araquidónico, através da inibição da cicloxigenase e lipoxigenase. A cicloxigenase 1 e 2 levam à produção de prostaglandinas pró-inflamatórias e a 15-lipoxigenase influencia a progressão da aterosclerose. Contudo, a inibição preferencial da cicloxigenase-2 sobre a cicloxigenase-1 é mais viável, uma vez que esta última é produzida em muitos processos homeostáticos. Ilex perado Aiton ssp. azorica (Loes.) Tutin, de nome comum “azevinho” é uma planta endémica dos Açores e é relacionada filogeneticamente com Ilex paraguariensis, planta tradicionalmente utilizada na América do Sul para o tratamento de artrite reumatóide e outras patologias inflamatórias. Umbilicus rupestris (Salisb.) Dandy, comummente designada de “coucelos”, é utilizada para o tratamento de inflamações nos Açores. Como parte do estudo, cujo objectivo principal é a descoberta de novos compostos anti-inflamatórios, foi avaliada a actividade anti-inflamatória de I. perado e U. rupestris em diversos mecanismos da cascata inflamatória no sentido de se obter no final compostos com capacidade de inibição elevada sobre as enzimas cicloxigenase-2 e 15-lipoxigenase. Numa fase inicial do trabalho, estudou-se o potencial anti-inflamatório das fracções de hexano, diclorometano, clorofórmio e de acetato de etilo de I. perado e U. rupestris em ensaios de screening baseados em diferentes mecanismos inflamatórios: inibição da desnaturação da albumina, inibição da hemólise induzida pelo calor e inibição da acção da protease tripsina. As fracções mais activas foram as de hexano e clorofórmio de I. perado e a fracção de hexano de U. rupestris, sendo que estas evidenciaram actividades pronunciadas de inibição da desnaturação da albumina e da acção da protease tripsina. Seguidamente, estas fracções foram submetidas a fraccionamentos por cromatografia em camada fina, tendo-se obtido sete sub-fracções de I. perado e duas de U. rupestris. As percentagens de inibição das enzimas cicloxigenase-1, cicloxigenase-2 e 15-lipoxigenase causadas pelas sub-fracções foram estudadas. Constatou-se que as sub-fracções mais activas foram as de clorofórmio de I. perado com percentagens de inibição da cicloxigenase 1 e 2 próxima da indometacina e capacidade inibidora da 15-lipoxigenase semelhante à quercetina. No entanto, a sub-fracção mais polar (IP 1.3.3) foi a que evidenciou actividade de inibição selectiva da cicloxigenase-2 e da 15-lipoxigenase à mesma concentração (0,025 mg/mL). Os compostos responsáveis por esta actividade parecem ser de natureza polar, pertencendo ao grupo de compostos das xantinas. Estes resultados são, então, promissores para a descoberta de fármacos alternativos aos anti-inflamatórios comercializados. Por seu turno, as sub-fracções de U. rupestris evidenciaram pouca a nenhuma inibição destas enzimas.
ABSTRACT: Most of the treatments of pathologies that involve inflammation are based on the blockade of eicosanoid production after arachidonic acid release from membrane phospholipids by the action of phospholipase A2. Non-steroidal anti-inflammatory drugs are the most frequently prescribed for the treatment of inflammatory diseases such as aspirin, ibuprofen and diclofenac. They act through non-selective inhibition of cycloocygenase 1 and 2, responsible for prostaglandins production in the inflammatory process. However, the side effects arising from their prolonged use are a major clinical problem. Secondary metabolites derived from plants are a significant source of anti-inflammatory compounds and it is known that many of these interfere with the arachidonic acid metabolism, by inhibiting both cyclooxygenase and lipoxygenase. Cyclooxygenase 1 and 2 lead to the production of pro-inflammatory prostaglandins and 15-lipoxygenase influences the progression of atherosclerosis. However, the selective inhibition of cyclooxygenase-2 over cyclooxygenase-1 is more viable, since the latter is produced in many homeostatic processes. Ilex perado Aiton ssp. azorica (Loes.) Tutin, with the common name “azevinho”, is an endemic plant of the Azores and shares the same genus of Ilex paraguariensis, plant traditionally used in South America for the treatment of rheumatoid arthritis and other inflammatory disorders. Umbilicus rupestris (Salisb.) Dandy, commonly referred to as “coucelos”, is used to treat topical inflammation in the Azores. As part of the study, whose main objective is to discover new anti-inflammatory compounds, the anti-inflammatory activity of I. perado and U. rupestris was evaluated in various mechanisms of the inflammatory cascade in order to obtain in the end compounds capable of a high inhibition of the enzymes cyclooxygenase-2 and 15-lipoxygenase. At an early stage of the reasearch work, the anti-inflammatory potential of hexane, dichloromethane, chloroform and ethyl acetate fractions of I. perado and U. rupestris was studied, using screening assays based on distinct inflammatory mechanisms: inhibition of albumin denaturation, inhibition of heat induced hemolysis and inhibition of trypsin protease action. I. perado hexane and chloroform fractions and U. rupestris hexane fraction were the most active. These fractions showed pronounced inhibition of albumin denaturation and inhibition of trypsin protease action. Subsequently, these fractions were fractionated through thin layer chromatography, yielding seven sub-fractions of I. perado and two of U. rupestris. The percentage inhibition of cyclooxygenase-1, cyclooxygenase-2 and 15-lipoxygenase caused by the sub-fractions was evaluated. It was found that the most active samples were I. perado chloroform sub-fractions with percentage inhibition of cyclooxygenase 1 and 2 near the inhibitory capacity of indomethacin and 15-lipoxygenase inhibition capacity similar to quercetin. However, the most polar sub-fraction (IP 1.3.3) was the only that demonstrated selective inhibition of cyclooxygenase-2 and 15-lipoxygenase at the same concentration (0.025 mg/mL). The compounds responsible for this action seem to be polar in nature, belonging to the group of xanthines. These results are thus promising on the discovery of alternative drugs to marketed anti-inflammatory drugs. On the other hand, U. rupestris sub-fractions showed little to no inhibition of these enzymes.
