Amoebicidal and trichomonicidal capacity of polymeric nanoparticles loaded with extracts of the plants Curcuma longa (Zingiberaceae) and Berberis vulgaris (Berberidaceae) / Capacidad amebicida y tricomonicida de nanopartículas poliméricas cargadas con extractos de las plantas Curcuma longa (Zingiberaceae) y Berberis vulgaris (Berberidaceae)

Abstract Introduction: Pathogenic protozoans, like Entamoeba histolytica and Trichomonas vaginalis, represent a major health problem in tropical countries; and polymeric nanoparticles could be used to apply plant extracts against those parasites. Objective: To test Curcuma longa ethanolic extract and Berberis vulgaris methanolic extracts, and their main constituents, against two species of protozoans. Methods: We tested the extracts, as well as their main constituents, curcumin (Cur) and berberine (Ber), both non-encapsulated and encapsulated in polymeric nanoparticles (NPs), in vitro. We also determined nanoparticle characteristics by photon correlation spectroscopy and scanning electron microscopy, and hemolytic capacity by hemolysis in healthy erythrocytes. Results: C. longa consisted mainly of tannins, phenols, and flavonoids; and B. vulgaris in alkaloids. Encapsulated particles were more effective (P < 0.001); however, curcumin and berberine nanoparticles were the most effective treatments. CurNPs had IC50 values (µg/mL) of 9.48 and 4.25, against E. histolytica and T. vaginalis, respectively, and BerNPs 0.24 and 0.71. The particle size and encapsulation percentage for CurNPs and BerNPs were 66.5 and 73.4 nm, and 83.59 and 76.48 %, respectively. The NPs were spherical and significantly reduced hemolysis when compared to non-encapsulated extracts. Conclusions: NPs represent a useful and novel bioactive compound delivery system for therapy in diseases caused by protozoans.

Resumen Introducción: Los protozoos patógenos, como Entamoeba histolytica y Trichomonas vaginalis, representan un importante problema de salud en los países tropicales; y se podrían usar nanopartículas poliméricas para aplicar extractos de plantas contra esos parásitos. Objetivo: Probar los extractos etanólicos de Curcuma longa y Berberis vulgaris, y sus principales constituyentes, contra dos especies de protozoos. Métodos: Probamos los extractos, así como sus principales constituyentes, curcumina (Cur) y berberina (Ber), tanto no encapsulados como encapsulados en nanopartículas poliméricas (NPs), in vitro. También determinamos las características de las nanopartículas por espectroscopía de correlación de fotones y microscopía electrónica de barrido, y la capacidad hemolítica por hemólisis en eritrocitos sanos. Resultados: C. longa tenía principalmente: taninos, fenoles y flavonoides; y B. vulgaris, alcaloides. Las partículas encapsuladas fueron más efectivas (P < 0.001); sin embargo, las nanopartículas de curcumina y berberina fueron los tratamientos más efectivos. CurNPs tenía valores IC50 (µg/mL) de 9.48 y 4.25, contra E. histolytica y T. vaginalis, respectivamente, y BerNPs 0.24 y 0.71. El tamaño de partícula y el porcentaje de encapsulación para CurNPs y BerNPs fueron: 66.5 y 73.4 nm, y 83.59 y 76.48 %, respectivamente. Los NP son esféricos y redujeron significativamente la hemólisis en comparación con los extractos no encapsulados. Conclusiones: Las NP representan un sistema de administración de compuestos bioactivos útil y novedoso para la terapia enfermedades causadas por protozoos.

Evaluación antimicrobiana y coagulante de extractos de cinco vegetales de interés etnobotánico / Antimicrobial and coagulating evaluation of extracts of five vegetables of ethnobotanical interest

Resumen Objetivo: Evaluar la actividad antibacteriana de los extractos de Mimosa tenuiflora, Equisetum arvense, Syzygium aromaticum, Lippia graveolens y Aloe vera contra cepas bacterianas de S. mutans (ATCC700611) y S. sobrinus (ATCC33478) comparado con clorhexidina a 1200 µg/mL (0.12%) y la actividad coagulante en sangre humana. Materiales y métodos: Estudio comparativo, abierto, experimental, prospectivo y transversal in vitro. Se realizaron diluciones a 500 y 1000 µg/mL de cinco extractos y se probaron por triplicado contra microorganismos orales por medio de técnica de pozo en agar y en la evaluación de la actividad coagulante se probaron los cinco extractos por triplicado en sangre humana evaluando TP (tiempo de protrombina) y TTPa (tiempo de tromboplastina parcial activado) mediante coagulómetro. Resultados: El extracto de Lippia graveolens a 500 y 1000 µg/mL mostró un promedio de halos de inhibición sobre S. mutans de 26mm con respecto a clorhexidina a 1200 µg/mL que mostró un promedio de 15mm. Contra cepas de S. sobrinus mostraron un promedio de 19mm a 500 µg/mL y 23mm a 1000 µg/mL con respecto a 15mm de clorhexidina. El valor de TP (tiempo de protrombina) de la muestra de sangre fue 12.27 segundos, al aplicarle E. arvense y S. aromaticum ambos a 1000 µg/mL presentaron tiempos de 13.37 segundos. En cuanto al tiempo de tromboplastina parcial activada (TTPa) el valor de la muestra sin extracto fue 32.63 segundos, al aplicar M. tenuiflora a 500 µg/mL se aumentó el tiempo a 39.17 segundos. Conclusiones: Se concluye que Lippia graveolens tiene mejor efecto antibacteriano contra micrrorganismos orales y M. tenuiflora fue el extracto que aumentó por más tiempo el valor de TTPa.

Abstract Objective: To evaluate the antimicrobial and coagulating activity from five vegetables of ethnobotanical interest extracts (Mimosa tenuiflora, Equisetum arvense, Syzygium aromaticum, Lippia graveolens and Aloe vera). Materials and methods: It was a Comparative, open, experimental, prospective and cross-sectional study through antimicrobial evaluation of the five extracts against bacterial strains of S. mutans (ATCC700611) and S. sobrinus (ATCC33478) by means of agar well technique and an evaluation of coagulating activity by measuring TP (prothrombin time) and APTT (activated partial thromboplastin time) using a coagulometer and comparing the results with those of a healthy patient. Results: It was found that the antimicrobial activity of the extracts on S. mutans at 500 and 1000ppm is statistically significant in the extracts of E. arvense and L. graveolens (p= 0.0057) and (p= 0.0000) respectively and on strains of S. sobrinus from the extracts of A. vera (p= 0.0011) and L. graveolens (p= 0.0089) in both concentrations, which show an antimicrobial effect superior to chlorhexidine. The PT patient's (prothrombin time) value was 12.27 seconds, no statistical difference was observed with a value of (p<0.05), however, E. arvense and S. aromaticum, both at 1000ppm, presented times of 13.37 seconds and at the activated partial thromboplastin time (PTPA) the value of the patient was 32.63 seconds, highlighting M. tenuiflora at 500 ppm, which presented times of 39.17 seconds. Conclusions: The extracts described above contain chemical compounds that are valuable alternatives against microorganisms and oral treatments, and it is also very important that research suggests materials and medications that are effective in the treatment of patients and that do not represent a health risk.

Antimicrobial and Antibiofilm Effect of Hydrogel with Origanum vulgare on Culture of Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus

ABSTRACT: The oral cavity is an ecosystem that provides ideal conditions for the growth of bacteria, the Streptococcus genus is important for the formation of biofilms that lead to the development of dental caries, which affects the population worldwide. The world health organization encourages the use of plants thanks to its various therapeutic actions. Origanum vulgare L. (oregano), is an aromatic plant with medicinal and culinary properties. The objective of this study was to investigate the in vitro antimicrobial and antibiofilm activity of the ethanolic extract of oregano, against the growth of Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus ATCC. Leaves of the plant were obtained and the ethanolic extract was made by maceration. Antimicrobial activity was evaluated using the Kirby-Bauer method and compared with 2% chlorhexidine, subsequently the extract was incorporated into a hydrogel and its effect on biofilm formation was assessed by fluorescence microscopy and the main compounds were identified. present in the extratco. The study revealed that the extract presented antimicrobial effect against both strains and at 2% it showed high antimicrobial action compared to chlorhexidine at the same concentration, with average inhibition halos of 26.3 mm and 19 mm for each microorganism analyzed, (p < 0.05). Likewise, the hydrogel prepared with 2% extract significantly eliminated the preformed Streptococcus biofilm, at 24 hours of exposure, due to the presence of a variety of chemical groups, such as sterols, triterpenes, flavonoids, flavanones, flavanonol s, lactones. sesquiterpenic, tannins and coumarins. The oregano extract presented high antimicrobial action for both species, with a greater effect towards Streptococcus mutans and an interesting antibiofilm action; These results show the importance of exploring treatment alternatives of plant origin, to be considered as interesting complementary aids in dental therapy.

RESUMEN: La cavidad oral es un ecosistema que proporciona condiciones ideales para el crecimiento de bacterias, el género Streptococcus es importante para la formación de biopelículas que conducen al desarrollo de caries dental, que afecta a la población a nivel mundial. La organización mundial de la salud, fomenta el uso de plantas gracias a sus diversas acciones terapéuticas. Origanum vulgare L. (orégano), es una planta aromática con propiedades medicinales y culinarias. El objetivo de este estudio fue investigar la actividad antimicrobiana y antibiofilm in vitro del extracto etanólico de oregano, contra el crecimiento de Streptococcus mutans y Streptococcus sobrinus ATCC. Se obtuvierón hojas de la planta y se realizó el extracto etanólico mediante maceración. La actividad antimicrobiana se evaluó mediante el método de Kirby-Bauer y se comparó con la clorhexidina al 2 %, posteriormente se incorporó el extracto en un hydrogel y se valoró su efecto sobre la formación del biofilm mediante microscopía de fluorescencia y se identificó los principales compuestos presentes en el extratco. El estudio reveló que el extracto presentó efecto antimicrobiano contra ambas cepas y al 2 % mostró alta acción antimicrobiana en comparación con la clorhexidina a la misma concentración, con halos de inhibición promedio de 26.3 mm y de 19 mm para cada microorganismo analizado, (p < 0.05). Así mismo, el hidrogel preparado con extracto al 2 %, eliminó significativamente la biopelícula preformada de Streptococcus, a las 24 horas de exposición, debido a la presencia de una variedad de grupos químicos, como esteroles, triterpenos, flavonoides, flavanonas, flavanonoles, lactonas sesquiterpénicas, taninos y cumarinas. El extracto de orégano presentó alta acción antimicrobiana para ambas especies, con mayor efecto hacia el Streptococcus mutans y una acción antibiofilm interesante; estos resultados muestran la importancia de explorar en alternativas de tratamiento de origen vegetal, para considerarse como auxiliares complementarios interesantes en la terapia dental.

Preparation of polymer nanoparticles loaded with Syzygium aromaticum essential oil: an oral potential application / Preparación de nanoparticulas polimericas cargadas con aceite esencial de Syzygium aromaticum: una potencial aplicación oral

Due to the biological activities of Syzygium aromaticum essential oil, its incorporation in methacrylate polymeric (Eudragit E100) nanoparticles (NP), physical characterization, and antimicrobial essays were evaluated. The clove bears great potential for applications in dentistry. The oil was obtained by hydrodistillation and oil loaded NP using the nanoprecipitation method. Particle size and polydispersity index were determined by photon correlation spectroscopy, and physical morphology by electron microscopy. Loading capacity and in vitro eugenol release were evaluated by gas mass chromatography, and the antimicrobial activity of oil loaded-NP was calculated against Streptococcus mutans. Different chemical ingredients were characterized, and eugenol was the principal compound with 51.55%. Polymer content was directly related to NP homogenous size, which was around 150 nm with spherical morphology. A 73.2% loading capacity of eugenol was obtained. Oil loaded NP presented a fickian-type release mechanism of eugenol. Antimicrobial activity to 300 µg/mL was obtained after 24 h.

Debido a las actividades biológicas del aceite esencial de Syzygium aromaticum, se evaluó su incorporación en nanopartículas (NP) de metacrilato polimérico (Eudragit E100), su caracterización y ensayos antimicrobianos. El clavo tiene un gran potencial para aplicaciones en odontología. El aceite se obtuvo por hidrodestilación y las NP cargado de aceite utilizando el método de nanoprecipitación. El tamaño de partícula y el índice de polidispersidad se determinaron mediante espectroscopia de correlación fotónica y su morfología por microscopía electrónica. La capacidad de carga y la liberación de eugenol in vitro se evaluaron mediante cromatografía de gases en masa, y la actividad antimicrobiana se evaluó contra Streptococcus mutans. Se caracterizaron diferentes ingredientes químicos, siendo el eugenol el principal compuesto con 51.55%. El contenido de polímero se relacionó directamente con el tamaño homogéneo de NP, que fue de alrededor de 150 nm con morfología esférica. Se obtuvo un 73,2% de capacidad de carga de eugenol. El aceite cargado en NP presentó un mecanismo de liberación de eugenol de tipo fickiano. La actividad antimicrobiana a 300 µg/mL se obtuvo después de 24 h.

Berberina, curcumina y quercetina como potenciales agentes con capacidad antiparasitaria

Introducción: El uso indiscriminado de agentes antiparasitarios ha resultado en el establecimiento de resistencia a ellos. Por lo cual es necesario el desarrollo de nuevas alternativas de tratamiento. Los productos naturales poseen diversas cualidades como posibles coadyuvantes en terapias contra distintos agentes etiológicos, entre los que destaca sus efectos antiparasitarios. Objetivo: Evaluar la actividad antiparasitaria, antioxidante, citotóxica y citoprotectora de Berberina (Ber), Curcumina (Cur) y Quercetina (Qr). Metodología: Se prepararon soluciones de Ber, Cur y Qr grado analítico y se realizaron alícuotas a diferentes concentraciones para su evaluación en contra de: Entamoeba histolytica, Trichomonas vaginalis y Strongyloides venezuelensis, paraello, se determinó la concentración inhibitoria media (IC50), además se determinó la capacidad antioxidante (CE50) mediante la prueba de DPPH, ambos por la prueba de Probit. Mediante la técnica de hemólisis se determinó la actividad citotóxica y citoprotectora, se aplicó Anova y la prueba de Tukey para determinar la diferencia de las medias en los tratamientos evaluados. Resultados: Ber, Cur y Qr, presentaron actividad en contra de E. histolytica, T. vaginalis y S. venezuelensis in-vitro. Ber presentó IC50 de 1.7, 1.2 y 1.9 μM respectivamente siendo más efectivo en comparación de Cur con IC50 de 55.3, 40.6 y 13.7 μM o Qr con IC50 de 147.2, 93.2 y 110.9 μM, sin embargo, la mejor actividad antioxidante (EC50 = 1.1 μg/ml), citoprotectora y menos hemolítica, fue presentada por Qr (P < 0.001) en comparación con el control evaluado. Conclusiones: Los metabolitos de origen natural berberina, curcumina y quercetina, poseen actividad en contra de trofozoítos de E. histolytica, T. vaginalisy larvas de S. venezuelensis en dosis bajas comparables con los fármacos de referencia para el caso de Ber. Además, estos productos de origen natural, no sintético podrían ser objeto de futuras investigaciones para coadyuvar al tratamiento de parasitosis, ya que, en dosis bajas, mostraron actividad antioxidante sin mostrar hemólisis considerable en eritrocitos humanos.

Introduction: The indiscriminate use of antiparasitic agents has resulted in the establishment of resistance to them. Therefore, the development of new treatment alternatives is necessary. Natural products have various qualities as possible adjuvants in therapies against different etiological agents, among which its antiparasitic effects stand out. Objective: To evaluate the antiparasitic, antioxidant, cytotoxic, and cytoprotective activity of Berberine (Ber), Curcumin (Cur), and Quercetin (Qr). Methods: Analytical grade Ber, Cur, and Qr solutions were prepared, and aliquots were made at different concentrations for their evaluation against Entamoeba histolytica, Trichomonas vaginalis, and Strongyloides venezuelensis. To do this, the mean inhibitory concentration (IC50) was determined, and the antioxidant capacity (EC50) was also determined by the DPPH assay, both using the Probit statistical test. The cytotoxic and cytoprotective activity was determined by the hemolysis technique, Anova and Tukey's test were applied to determine the difference in the means in the treatments evaluated. Results: Ber, Cur, and Qr, showed activity against E. histolytica, T. vaginalis, and S. venezuelensisin-vitro. Ber presented IC50 of 1.7, 1.2, and 1.9 μM respectively, being more effective compared to Cur with IC50 of 55.3, 40.6, and 13.7 μM, or Qr with IC50 of 147.2, 93.2, and 110.9 μM, however, the best antioxidant activity (EC50 = 1.1 μg/ml), cytoprotective and less hemolytic, was presented by Qr (P < 0.001) compared to the evaluated control. Conclusions: The metabolites of natural origin berberine, curcumin, and quercetin, have activity against trophozoites of E. histolytica, T. vaginalis and larvae of S. venezuelensis in low doses comparable to the reference drugs in the case of Ber. Furthermore, these non-synthetic products of natural origin could be the subject of future research to help treat parasitosis, since in low doses, they showed antioxidant activity without showing considerable cytotoxicity in human erythrocytes.

Análisis funcional de oligómeros de alfa-sinucleína en la permeabilidad de membranas / Functional analysis of oligomeric alpha-synuclein in membrane permeabilization / Análise funcional dos oligômeros de alfa-sinucleína na permeabilidade das membranas

La enfermedad de Parkinson es un desorden neurodegenerativo común originado por la muerte celular dentro de la substancia nigra pars compacta. Se caracteriza por la presencia de agregados intracelulares proteicos compuestos principalmente por la alfa-sinucleína. Aunque los mecanismos moleculares por los cuales esta proteína contribuye a la toxicidad neuronal todavía se desconocen, se ha sugerido que los intermediarios oligoméricos son citotóxicos y permeabilizan las membranas celulares posiblemente a través de complejos que forman un poro en la bicapa; sin embargo, este mecanismo es altamente controversial. Así pues es necesario identificar el mecanismo por el cual ocurre la permeabilización de membranas para entender la interacción entre oligómeros y lípidos y poder estimar la relevancia biológica de este proceso.En este trabajo se evaluó por espectroscopía de fluorescencia la liberación de contenidos acuosos originados por oligómeros de alfa-sinucleína desde vesículas fosfolipídicas de distinta composición mediante el método ANTS/DPX. Los resultados muestran que la disrupción de membranas solo ocurre en presencia de lípidos aniónicos y también por parámetros de empaquetamiento lipídico, lo que sugiere que la accesibilidad a la región hidrofóbica de las vesículas modula la interacción lípido-oligómero.

Parkinson's disease is a common neurodegenerative disorder marked by increased cell death within the substantia nigra pars compacta. It is characterized by the presence of intracellular aggregates composed primarily of the protein alpha-synuclein. How the aggregation of a-synuclein is related to neuronal degeneration is an important unresolved question. Oligomeric intermediates have been found to be more toxic to cells than monomeric or fibrillar forms of the protein. A possible mechanism by which oligomers could be toxic is through the disruption and permeabilization of cellular membranes. The proposed disruption mechanism is the formation of pore-like structures within the lipid bilayer although this mechanism is still highly controversial. To identify the mechanism through which membrane permeabilization is facilitated and to estimate the biological relevance of this process, it is crucial to have a greater knowledge of the lipid-oligomer interaction. The membrane disruptive effect of Alpha-synuclein oligomers on lipid vesicles of different headgroup composition using the ANTS/DPX assay was evaluated in this work. It was shown that membrane permeabilization is mainly determined by the presence of negatively charged lipids and also by lipid packing parameters, suggesting that the accessibility to the bilayer hydrocarbon core modulates oligomer-membrane interaction.

pars compacta. é caracterizada pela presença de agregados intracelulares protéicos compostos especialmente pela alfa-sinucleína.Mesmo que se desconheça os mecanismos moleculares por onde essa proteína contribui para toxicidade neuronal, existe uma possibilidade de que os intermediários oligoméricos sejam citotóxicos, e permeabilizam as membranas celulares possivelmente através de complexos que formam um poro na capa dupla, entretanto, este mecanismo gera muita controvérsia. Sendo assim, é necessário identificar o mecanismo responsável pela permeabilidade das membranas para entender a interação entre os oligômeros e os lipídios, e para ter uma estimativa da relevância biológica deste processo. Neste trabalho, analisamos através de espectroscopia de fluorescência, a liberação dos conteúdos aquoso originados por oligômeros de alfa-sinucleína a partir das vesículas fosfolídicas de composição diferente através do método ANTS/DPX. Os resultados mostraram que a ruptura de membranas ocorrerá somente diante da presença de lipídios aniônicos, e também pelos parâmetros de empacotamento lipídico, e isso sugere que a acessibilidade à região hidrofóbica das vesículas faz a modulação da interação lípidio-oligômero.