Evaluation of acute toxicity of β-lapachone associated with chitosan as a cytoprotective agent / Avaliação da toxicidade aguda da β-lapachona associada à quitosana como agente citoprotetor

ABSTRACT INTRODUCTION: β-lapachone (β-LAP), a potent antitumor agent, has limited therapeutic use due to its low solubility and high toxicity. A possible strategy to overcome these drawbacks may be the use of adjuvants such as chitosan (CS), a cationic polysaccharide with biological properties of biocompatibility and biodegradability. OBJECTIVE: Evaluate the adjuvant action of CS as a cytoprotectant associated with β-LAP, through acute toxicity studies, evaluating histopathological changes in organs such as liver and kidneys. METHODS: The β-LAP-CS conjugate was prepared in a 1:1 ratio, administered orally, with a single dose of β-LAP of 80 mg/kg, in Swiss mice. Histomorphological and histomorphometric analyses of the kidneys and liver were performed. RESULTS: In the histomorphological studies of the tested groups, we observed that the hepatocytes of animals treated with the free drug presented morphological alterations, such as cytoplasmic vacuolization, cellular extravasation, atypical and pyknotic nuclei. In this same group, the kidneys presented granular aspects suggestive of glomerulonephritis. These changes were not found in the control group and in animals treated with CS-conjugated β-LAP. There was no statistical difference in the histomorphometric analyses of the distal tubules and the renal glomeruli between the three groups analyzed, even with evident histomorphological alterations. After histomorphometric studies, it was observed that the area of hepatocytes and their cell nuclei presented a statistically significant difference between the animals treated with free β-LAP and the β-LAP-CS. CONCLUSION: The decrease in β-LAP toxicity after conjugation may be related to the hepatoprotective property of CS.

RESUMO INTRODUÇÃO: A β-lapachona (β-LAP), um potente agente antitumoral, tem uso terapêutico limitado devido a sua baixa solubilidade e elevada toxicidade. Uma possível estratégia para contornar esses inconvenientes pode ser a utilização de adjuvantes como a quitosana (QS), um polissacarídeo catiônico com propriedades biológicas, como biocompatibilidade e biodegradabilidade. OBJETIVO: Avaliar a ação adjuvante da QS como citoprotetor associada à β-LAP por meio de estudos de toxicidade aguda, verificando as alterações histopatológicas em órgãos como fígado e rins. MÉTODOS: Um conjugado da β-LAP-QS foi preparado na proporção 1:1, administrado por via oral, com dose única da β-LAP de 80 mg/kg, em camundongos Swiss. Foram realizadas análises histomorfológicas e histomorfométricas dos rins e do fígado desses animais. RESULTADOS: Nos estudos histomorfológicos dos grupos testados, observamos que os hepatócitos dos animais tratados com a droga livre apresentaram alterações morfológicas, como vacuolização do citoplasma, extravasamento celular, núcleos atípicos e picnóticos. Nesse mesmo grupo, os rins apresentaram aspectos granulosos sugestivos de glomerulonefrite. Essas alterações não foram encontradas no grupo-controle e nos animais tratados com a β-LAP conjugada com QS. Não houve diferença estatística nas análises histomorfométricas dos túbulos distais e dos glomérulos renais entre os três grupos analisados, mesmo com alterações histomorfológicas evidentes. Após estudos histomorfométricos, foi observado que a área dos hepatócitos e seus núcleos celulares apresentaram diferença estatística significativa entre os animais tratados com a β-LAP livre e o conjugado β-LAP-QS. CONCLUSÃO: A diminuição da toxicidade da β-LAP, após ser conjugada, pode estar relacionada com a propriedade hepatoprotetora da QS.

Evaluation of the orofacial antinociceptive profile of the ethyl acetate fraction and its major constituent, rosmarinic acid, from the leaves of Hyptis pectinata on rodents

ABSTRACT Hyptis pectinata (L.) Poit., Lamiaceae, popularly known as "sambacaitá," is an aromatic shrub largely grown in the Brazilian northeastern. We investigated the antinociceptive effects of the ethyl acetate fraction obtained from the leaves of H. pectinata and of its main constituent rosmarinic acid, on formalin (2%)-, glutamate (25 µM)- and capsaicin (2.5 µg)-induced orofacial nociception in rodents. Male mice were pretreated with ethyl acetate fraction (100, 200 or 400 mg/kg, p.o.), rosmarinic acid (10 or 20 mg/kg, p.o.), morphine (5 mg/kg, i.p.), or vehicle (distilled water + 0.2% Tween 80). Ethyl acetate fraction reduced the nociceptive face-rubbing behavior during the two phase of the formalin test, whereas pretreatment with rosmarinic acid decreased the pain behavior in the second phase. Ethyl acetate fraction produced significant antinociceptive effects in the capsaicin and glutamate tests. This study showed that oral administration of ethyl acetate fraction produced potent antinociceptive effects compared to treatment with rosmarinic acid.

Chemical composition, botanical evaluation and screening of radical scavenging activity of collected pollen by the stingless bees Melipona rufiventris (Uruçu-amarela)

Stingless bees in Brazil are indigenous and found all over the country. Bee pollen is used for its nutritional value in the human diet. It is made up of natural flower pollen mixed with nectar and bee secretions. In order to evaluate the chemical composition, free radical scavenging activity, and botanical origin, sample of pollen loads from stingless bee, Melipona rufiventris (Uruçu amarela) was studied. The EtOAc extract of pollen of Melipona rufiventris yielded the following compounds: p-hydroxycinnamic acid, dihydroquercetin, isorhamnetin, isorhamnetin3-O-(6"-O-E-p-coumaroyl)-β-D-glucopyranoside, luteolin, and quercetin. This is the first report of the isolation of isorhamnetin3-O-(6"O-E-p-coumaroyl)β-D-glucopyranoside from pollen. The free radicalscavenging activities of different solvent extracts of pollen were determined using DPPH assay. This activity decreases in the order: EtOAc>EtOH>Hexane extract. It appears that the EtOAc extract of the pollen is a good scavenger of active oxygen species. The botanical evaluation of pollen loads showed the composition by two pollen types, with the dominant type (97.3 percent) being Scopariadulcis (L.) (Scrophulariaceae) and the minor one Senna obtusifolia (L.) Irwin & Barneby (Fabaceae). This suggests a specific foraging behavior in Melipona rufiventris bees, even in an environment with such a rich botanical diversity as the Northeastern Brazil.

As abelhas sem ferrão são espécies indígenas encontradas em todo o Brasil. Seu pólen é utilizado devido ao seu valor nutricional na dieta humana. É produzido a partir de pólen floral misturado com néctar e líquidos secretados pelas abelhas. Visando avaliar a composição química, a atividade sequestradora de radicais livres e a origem botânica foi estudado o pólencoletado pela abelha sem ferrão Melipona rufiventris (Uruçu-amarela). Do extrato acetato de etila foram isolados os compostos: ácido phidroxicinâmico, dihidroquercetina, isoramnetina, 3O(6"OEpcoumaroil)βDglicopiranosideoisoramnetina, luteolina e quercetina. Esta é a primeira vez que a 3O(6"OEpcoumaroil)βDglicopiranosideoisoramnetina é isolada de pólen apícola. A atividade sequestradora de radicais livres de vários extratos com solventes diferentes foi determinada pelo teste com DPPH (difenilpicrilhidrazida). A atividade mostrou a ordem decrescente para os extratos AcOEt>EtOH>Hexano. O extrato AcOEt apresenta melhor atividade sequestradora de radicais. A avaliação botânica palinológicamostrou que o pólen era composto de dois tipos, um majoritário(97.3 por cento) proveniente de Scoparia dulcis (L.) (Scrophulariaceae) e outro minoritário proveniente de Senna obtusifolia (L.) Irwin& Barneby (Fabaceae). Estes resultados sugerem o comportamento de forragem bastante específico exibido pela abelha Melipona rufiventris, mesmo em um ambiente tão rico em diversidade vegetal como o Nordeste do Brasil.

New iodine derivatives of flavonol and isoflavone

The reaction of the flavonol 3,7,3', 4'-tetra-O-methylquercetin (1) and of the isoflavone 7,4'-di-O-methylgenistein (2) with alkaline iodine in methanol afforded four new iodine derivatives: 8-iodo-5-hydroxy-3,7,3', 4'-tetramethoxy- flavone (1a) and 6-iodo-5-hydroxy-3,7,3', 4'-tetramethoxyflavone (1b) from 1; 2 afforded a mixture of two compounds, identified as a racemic mixture of (±)-trans-5-hydroxy-2,3,7,4'-tetramethoxy-8-iodo-isoflavanone (2a) and (±)-trans-5-hydroxy-2,3,7,4'-tetramethoxy-6,8-diiodo-isoflavanone (2b). The formation of these different products reveals a significant difference involving the chemical interaction between the reactive site of α, β-unsaturated ketones of flavonol and isoflavone under the tested reaction conditions (using I2/KOH/MeOH). Furthermore, the trans stereo selectivity is noteworthy in the nucleophylic addition of methanol at the isoflavone α, β-unsaturated system. The structures were identified on the basis of spectral data, mainly 1D and 2D NMR and mass spectra.

A reação do flavonol 3,7,3',4'-tetra-O-metilquercetina (1) e da isoflavona 7,4'-di-O-metilgenisteina (2) com iodo/KOH em metanol forneceu como produto quatro derivados iodados: 8-iodo-5-hidroxi-3,7,3',4'-tetrametoxiflavona (1a) e 6-iodo-5-hidroxi-3,7,3',4'-tetrametoxiflavona (1b) a partir da iodação de 1; a partir de 2 foi obtida uma mistura racêmica composta de (±)-trans-5-hidroxi-2,3,7,4'-tetrametoxi-8-iodo-isoflavanona (2a) e (±)-trans-5-hidroxi-2,3,7,4'-tetrametoxi-6,8-diiodo-isoflavanona (2b). A formação destes diferentes produtos revela a significante diferença envolvendo a interação química entre o sitio reativo de cetonas α, β-insaturadas de flavonol e de isoflavonas nas condições experimentais testadas (usando I2/KOH/MeOH). Além disso, ressalta-se a estereosseletividade trans na adição de metanol ao sistema α, β-insaturado da isoflavona. As estruturas foram identificadas com análise nos dados espectrométricos de RMN 1D e 2D e massas.

Spasmolytic activity of lapachol and its derivatives, alpha and beta-lapachone, on the guinea-pig ileum involves blockade of voltage-gated calcium channels / Atividade espasmolítica do lapachol e seus derivados, alfa e beta-lapachona, em íleo de cobaia envolve bloqueio dos canais de cálcio dependentes de voltagem

O lapachol, alfa e beta-lapachona são o naftoquinonas obtidas de espécies de Tabebuia, apresentam propriedades antiinflamatória, antibacteriana, anticâncer e tripanossomicida. O objetivo deste trabalho foi investigar um possível efeito espasmolítico destas naftoquinonas em íleo de cobaia, uma vez que, outras naftoquinonas inibem a atividade contrátil de músculos lisos. O lapachol, alfa e beta-lapachona inibiram as contrações fásicas induzidas tanto por carbacol (CI50 = 1,5 ± 0,2 x 10-4; 7,3 ± 0,9 x 10-5 e 3,2 ± 0,5 x 10-5 M, respectivamente) quanto por histamina (CI50 = 3,6± 0,5; 3,6 ± 0,7 e 3,3 ± 0,6 x 10-5 M, respectivamente). Estes compostos também relaxaram o íleo pré-contraído com KCl (CE50 = 1,2 ± 0,4; 4,3 ± 0,8 e 2,7 ± 0,2 x 10-5 M, respectivamente); carbacol (CE50 = 2,6 ± 0,7; 3,5 ± 0,5 e 2,2 ± 0,7 x 10-5 M, respectivamente) ou histamina (CE50 = 3,0 ± 0,8; 1,1 ± 0,3 e 3,3 ± 0,6 x 10-5 M, respectivamente) de maneira dependente de concentração. Este efeito é provavelmente devido à inibição do influxo de Ca2+ através dos canais de Ca2+ dependentes de voltagem (CaV). Beta-lapachona antagonizou (pD'2 = 5,73 ± 0,12; "slope" = 1,51 ± 0,05) as contrações induzidas por CaCl2 em meio despolarizante nominalmente sem Ca2+. O achado de que a beta-lapachona inibiu as contrações tônicas induzidas por S-(-)-Bay K8644 (CE50 = 1,4 ± 0,1 x 10-5 M) é sugestivo que o CaV envolvido é o do tipo L. Em conclusão lapachol, alfa e beta-lapachona apresentam atividade espasmolítica não seletiva em íleo de cobaia, e beta-lapachona exerce este efeito pelo bloqueio dos canais CaV tipo L.

Lapachol, alpha and beta-lapachone are naphthoquinones extracted from species of Tabebuia that have shown antiinflammatory, antibacterial, anticancer and trypanosomicidal properties. The aim of this work was to investigate the spasmolytic effect of these naphthoquinones on the guinea-pig ileum, since other naphthoquinones are known to depress the contractile activity of smooth muscles. Lapachol, alpha and beta-lapachone inhibited the phasic contractions induced by both carbachol (IC50 = 1.5 ± 0.2 x 10-4; 7.3 ± 0.9 x 10-5 and 3.2 ± 0.5 x 10-5 M, respectively) and histamine (IC50 = 3.6± 0.5; 3.6 ± 0.7 and 3.3 ± 0.6 x 10-5 M, respectively). These compounds also relaxed the ileum pre-contracted with KCl (EC50 = 1.2 ± 0.4; 4.3 ± 0.8 and 2.7 ± 0.2 x 10-5 M, respectively); carbachol (EC50 = 2.6 ± 0.7; 3.5 ± 0.5 and 2.2 ± 0.7 x 10-5 M, respectively) or histamine (EC50 = 3.0 ± 0.8; 1.1 ± 0.3 and 3.3 ± 0.6 x 10-5 M, respectively) in a concentration-dependent manner. This effect is probably due to inhibition of calcium influx through voltage-gated calcium channels (Ca v). Beta-lapachone antagonized (pD'2 = 5.73 ± 0.12; slope = 1.51 ± 0.05) CaCl2-induced contractions in depolarizing medium nominally without Ca2+. The finding that Beta-lapachone inhibited the tonic contractions induced by S-(-)-Bay K8644 (EC50 = 1.4 ± 0.1 x 10-5 M) is suggestive that the L-type CaV is involved. In conclusion, lapachol, alpha and beta-lapachone showed non-selective spasmolytic activity in guinea-pig ileum, and beta-lapachone exerts this effect by to blockade of L-type CaV channels.

Molluscicidal activity of 2-hydroxy-[1, 4]naphthoquinone and derivatives

The toxic profile of lawsone (2-hydroxy-[1,4]naphthoquinone) and a series of [1,4]naphthoquinone derivatives was evaluated against the brine shrimp Artemia salina and against the mollusk Biomphalaria glabrata, the main transmitting vector of schistosomiasis in Brazil. Of the seventeen compounds tested nine fell below the threshold of 100 µg/mL set for potential molluscicidal activity by the World Health Organization. As a general rule derivatives with non-polar substituents presented the highest molluscicidal activities. These substances showed significant toxicity in A. salina lethality bioassay.

A toxicidade da lausona (2-hidroxi-1,4)-naftoquinona e de diversos derivados foi avaliada frente à Artemia salina e ao molusco Biomphalaria glabrata, o principal vetor de transmissão da esquistossomose no Brasil. Entre os dezessete compostos testados, nove apresentaram um perfil de toxicidade menor que 100 µg/mL, sendo potenciais agentes moluscicidas de acordo com as designações da Organização Mundial da Saúde. No presente estudo, os compostos contendo substituintes apolares exibiram as maiores atividades. Estes compostos também se mostraram significantemente tóxicos frente à A. salina.

Brine shrimp bioassay of some species of Solanum from Northestern Brazil

Os extratos metanólicos de 13 espécies de Solanum (Solanaceae) foram testados para verifificação da bioatividade em Artemia salina. As espécies testadas (partes aéreas, raízes e frutos) foram: S. asperum, S. capsicoides, S. palinacantum, S. paludosum, S. paniculatum, S. paraibanum, S. sisymbriifolium, S. crinitum, S. diamantinense, S. megalonyx, S. torvum, S. asterophorum e S. stipulaceum. Das treze espécies testadas, quatro foram inativas. Os extratos dos frutos de S. asperum (CL50 = 420,5 µg/mL) e S. paludosum (CL50 = 548,0 µg/mL), partes aéreas de S. diamantinense (CL50 = 481,0 µg/mL) e S. sisymbrifolium (CL50 = 382,7 µg/mL), e das raízes S. asperum (CL50 = 593,4 µg/mL) e S. stipulaceum (CL50 = 823,1 µg/mL) que mostraram atividade moluscicida contra Biomphalaria glabrata também mostraram atividade tóxica em Artemia salina.

The methanolic extracts of 13 Specieis of the genus Solanum (Solanaceae) have been tested for bioactivity in Artemia salina. The extracts investigated were prepared from various parts (aerial parts, roots and fruits) of S. asperum, S. capsicoides, S. palinacantum, S. paludosum, S. paniculatum, S. paraibanum, S. sisymbriifolium, S. crinitum, S. diamantinense, S. megalonyx, S. torvum, S. asterophorum and S. stipulaceum. The lethal concentrations were determined for the extracts and among thirteen plants tested, four appear to be inactive. The extracts of the fruits of S. asperum (LC50 = 420.5 µg/mL) and S. paludosum (LC50 = 548.0 µg/mL), aerial parts of S. diamantinense (LC50 = 481.0 µg/mL) and S. sisymbrifolium (LC50 = 382.7 µg/mL), and the roots of S. asperum (LC50 = 593.4 µg/mL) and S. stipulaceum (LC50 = 823.1 µg/mL), all of which previously showed molluscicidal activity against Biomphalaria glabrata were also found to be active in the present study with brine shrimp.

Atividade antimicrobiana "in vitro" e determinação da concentração inibitória mínina (CIM) de fitoconstituintes e produtos sintéticos sobre bactérias e fungos leveduriformes / In vitro antimicrobial activity and determination of the minimum inhibitory concentration (MIC) of natural and synthetic compounds against bacteria and leveduriform fungi

Diante da problemática da resistência microbiana as pesquisas apontam para o uso de novos antibióticos que sejam eficazes ante os patógenos emergentes. Este trabalho objetiva testar frente a bactérias gram-positivas (Staphylococcus aureus), bactérias gram-negativas (Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa) e fungos leveduriformes (Candida albicans), a atividade antimicrobiana e a concentração inibitória mínima (CIM) de fitoconstituintes de Ocotea duckei Vattimo, do lapachol, seus derivados semi-sintéticos, alfa-lapachona, beta-nor-lapachona, beta-lapachona, alfa-nor-lapachona, beta-3-iodo-lapachona e alfa-3-iodo-lapachona, assim como 07 derivados nitrogenados obtidos a partir do lapachol por semi-síntese e de imidas cíclicas similares ao alcalóide filantimida. Os resultados obtidos estimulam o aprofundamento dos estudos para algumas dessas substâncias a exemplo do lapachol e seus análogos que demonstraram atividade antimicrobiana, de modo que os produtos que se apresentaram ativos para S. aureus, foram lapachol e o extrato etanólico de Ocotea duckei, para E. coli foi a iangambina e para a Candida albicans foram as imidas. As demais substâncias não apresentaram atividade antimicrobiana para as cepas testadas.

Regarding the problem of microbial resistance, the researches point to the use of new antibiotic which can be active against the emergent pathogens. This work aims to test the activity against Gram-positive bacteria (Staphylococcus aureus), Gram-negative bacteria (Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa) and leveduriform fungi (Candida albicans), and also the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of the constituent of Ocotea duckei Vattimo, lapachol and its synthetic derivatives alpha-lapachone, beta-nor-lapachone, beta-lapachone, alpha-nor-lapachone, beta-3-iodin-lapachone and alpha-3-iodin-lapachone, as well as seven nitrogenated derivatives of lapachol obtained through semi synthesis. The achieved results stimulate the deepening of the studies for some of theses substances such as lapachol and its analogous which demonstrated antimicrobial activity. The substances which were active against S. aureus, were lapachol and the ethanolic extract of Ocotea duckei Vattimo, against Escherichia coli iangambin and against C. albicans the imides. The other substances did not show any activity against the tested bacteria.