Neutralization of toxic activities of Bothrops asper snake venom by ethnomedicinal plants used in Central America, with emphasis in Guatemala: a review / Neutralización de actividades tóxicas del veneno de la serpiente Bothrops asper por plantas etnomedicinales utilizadas en Centroamérica, con énfasis en Guatemala: Revisión

There are few scientific studies that explore the use of medicinal plants for snakebite envenoming in Central America, although plant-based therapies have been traditionally used in the region. This work reviews the studies conducted in Central America to assess the ability of extracts obtained from plants of local ethnomedical use to inhibit toxic activities of the venom of Bothrops asper, the snake responsible for approximately half of the snakebite envenomings in these countries. The search prioritized the description of the plants used in Guatemala, since most of the studies described in this work were conducted in that country, although references to other countries are included. Information concerning secondary metabolites and other pharmacological activities of these plant species, relevant to the treatment of snakebites, was also described. The literature search was conducted in the Google Scholar, PubMed and Scopus databases and completed with locally available literature. It was found that extracts of 12 plant species inhibited the hemorrhagic effect of the venom and three neutralized the edema-forming activity, while inhibition of proteolytic and phospholipase A2 (PLA2) activities was achieved by three and one plant species, respectively. Only Brownea rosa-de-monte was able to effectively counteract the in vitro coagulant effect of the venom. Some plant extracts screened in Guatemala demonstrated procoagulant or anti-thrombin intrinsic effects that might aggravate the coagulopathy induced by the venom. These findings underscore the need of carrying out scientific studies aimed to validate the inhibitory potential of Central American plant extracts and their metabolites against B. asper venom.

Pocos estudios científicos han explorado el uso de plantas medicinales para el tratamiento del envenenamiento ofídico en Centroamérica, a pesar de que las terapias basadas en plantas son de uso tradicional en la región. Este trabajo recopiló información sobre los estudios realizados en Centroamérica para evaluar la capacidad de extractos de plantas de uso etno-médico para inhibir las actividades tóxicas del veneno de Bothrops asper, la serpiente responsable de aproximadamente la mitad de los envenenamientos ofídicos en Centroamérica. La búsqueda priorizó la descripción de plantas utilizadas en Gua-temala, ya que la mayoría de los estudios aquí descritos fueron realizados en ese país. También se incluyó la descripción de los metabolitos secundarios y otras actividades farmacológicas de las especies evaluadas, que podrían explicar su uso como antiofídicos. La búsqueda de literatura se realizó en las bases de datos de Google Scholar, PubMed, Scopus, y se completó con literatura disponible localmente. Se determinó que 12 extractos de plantas inhibieron el efecto hemorrágico del veneno y tres el efecto edematígeno; la actividad proteolítica fue inhibida por extractos de tres especies y la fosfolipasa A2 (PLA2) por una especie. Solamente Brownea rosa-de-monte demostró inhibir efectivamente el efecto coagulante del veneno in vitro. Algunos extractos de las plantas tamizadas en Guatemala demostraron efectos procoagulantes o anti-trombina intrínsecos, que podrían agravar las alteraciones inducidas por el veneno en la coagulación. Estos hallazgos enfatizan la necesidad de validar el potencial de extractos de plantas centroamericanas y sus metabolitos secundarios para neutralizar el veneno de B. asper.

Inhibición de las actividades proteolítica y fosfolipasa A2 del veneno de Bothrops asper por el extracto etanólico de Neurolaena lobata (L) Cass / Inhibition of proteolytic and phospholipase A2 activities of Bothrops asper venom by the ethanolic extract of Neurolaena lobata (L) Cass

Neurolaena lobata es utilizada tradicionalmente en Centroamérica para tratar la mordedura de serpiente, pero su efectividad para contrarrestar el envenenamiento producido por Bothrops asper ha sido poco estudiada. Se evaluó la capacidad del extracto etanólico de sus hojas para inhibir las actividades proteolítica, fosfolipasa A2 (PLA2; evaluada como hemólisis indirecta) y coagulante del veneno in vitro. El material vegetal fue colectado en Izabal, Guatemala, secado, se hicieron extracciones con etanol y se evaluó la presencia de actividades proteolítica, PLA2 y coagulante in-trínsecas en ensayos de concentración-actividad. Los efectos inhibitorios de la actividad proteolítica y PLA2 del veneno se evaluaron después de pre-incubar concentraciones variables del extracto con concentraciones fijas de veneno. La inhibición de la actividad coagulante del veneno no fue evaluada porque el extracto presentó actividad anticoagulante intrínseca dependiente de la concentración. El extracto inhibió completamente las actividades proteolítica (CE50 = 15.7 µg/µl) y PLA2 (CE50 = 32.5 µg/µl) del veneno. El análisis fitoquímico utilizando ensayos macro y semimicrométricos de cromatografía en capa fina, demostró la presencia de flavonoides, cumarinas, saponinas, taninos, sesquiterpenlactonas y aceites esenciales en el extracto. Su efecto sobre las proteínas del veneno se evaluó por electroforesis SDS-PAGE, mostrando cambios en el patrón electroforético atribuidos a la formación de complejos moleculares con los metabo-litos del extracto. Los resultados indican que el extracto podría inhibir los efectos tóxicos del veneno inducidos por las metaloproteinasas dependientes de zinc (SVMPs) y PLA2s, pero podría afectar las alteraciones en la coagulación, coadyuvando en la desfibrinogenación inducida por el veneno.

Neurolaena lobata has been used by traditional healers in Central America to treat snakebite, but its ability to neutralize Bothrops asper envenomations needs to be proved. This study evaluated the inhibitory potential of the ethanolic extract of the leaves of N. lobata against proteolytic, phospholipase A2 (PLA2) and coagulant activities of the venom in vitro. Leaves were collected in Izabal, Guatemala, dried, extracted with ethanol and concentration-response assays were conducted to detect intrinsic proteolytic, PLA2 (evaluated as indirect hemolysis) and coagulant activities. Assays for anti-proteolytic and anti-PLA2 activities were performed after pre-incubation of several amounts of extract with a fixed concentration of venom. Inhibition assay for the coagulant effect of the venom was not tested because pre-incubation of thrombin with the extract prolonged the clotting time of plasma in a concentration-dependent manner. Proteolytic (EC50 = 15.7 µg/µl) and PLA2 (EC50 = 32.5 µg/µl) activities of the venom resulted completely inhibited by the extract. Phytochemical profiles, determined by micrometric assays and semi microanalysis by thin layer chro-matography, showed the presence of flavonoids, coumarins, saponins, tannins, sesquiterpene lactones and essential oils in the extract. SDS-PAGE was used to assess the action of the extract on the venom proteins. Results showed changes in the electrophoretic profile, probably due to the formation of insoluble complexes with plant specialized metabolites. These findings demonstrated that the extract could be able to inhibit toxic effects triggered by zinc-dependent snake venom metalloproteinases (SVMPs) y PLA2s but might aggravate the alterations induced by the venom in coagulation.

Epidemiology of snakebites in Colombia (2008-2016) / Epidemiología de las mordeduras por serpientes en Colombia (2008-2016)

ABSTRACT Objective To describe the main epidemiological features of snakebites in Colombia during the period 2008 to 2016. Methods A retrospective (quantitative) descriptive analytical empirical study was carried out, based on the official databases of the Public Health Surveillance in the Integral Information System of the Social Protection (SISPRO) and the Surveillance System in Public Health (Sivigila) of the reported cases of snakebites in Colombia for that period. Results In total, 37 066 cases were reported, with annual incidences ranging from 7.0 (2008) to 9.7 (2011 and 2012) cases per 100,000 population. Mortality rates ranged from 0.059 (2013) to 0.091 (2011) deaths per 100 000 population, with case fatality rates ranging from 0.6% (2013) to 1.0% (2010). Indigenous and Afro-Colombian populations were highly affected, and highest incidences occurred in males, and in people living in rural areas. The average age of affected people is 31.7 years (95% CI 28.3 34.5). The regions with higher incidence are Amazonia and Orinoquia. Species of the genus Bothrops are responsible for the highest number of bites (64.5%), owing to their wide distribution in Colombia. Regarding clinical manifestations, pain and edema were observed in 86.9% and 78.8% of patients, respectively. Cellulitis and abscesses were the most frequent local complications of these envenomings. Conclusions Results underscore the relevance of snakebite envenoming in Colombia, and provide information for improving the public health attention to these envenoming.(AU)

RESUMEN Objetivo Describir las principales características epidemiológicas de las mordeduras por serpientes en Colombia durante el período 2008-2016. Métodos Se realizó un estudio retrospectivo (cuantitativo) analítico empírico sobre los reportes de accidentes por mordedura de serpientes en Colombia para el período 2008 a 2016, a partir de las bases de datos oficiales del Sistema Integral de Información de la Protección Social (SISPRO) y del Sistema Nacional de Vigilancia en Salud Pública (Sivigila). Resultados Se reportaron 37 066 casos de mordeduras por serpientes en ese período. Las incidencias anuales oscilaron entre 7,0 (2008) y 9,7 (2011 y 2012) casos por 100,000 habitantes. Las tasas de mortalidad oscilaron entre 0,059 (2013) y 0,091 (2011) muertes por 100 000 habitantes, con tasas de letalidad entre 0,6% (2013) y 1,0% (2010). Los grupos más afectados fueron las poblaciones indígenas y afrocolombianas, y las personas residentes en zonas rurales. La edad promedio de las personas afectadas fue 31,7 años (IC 95% 28,3 34,5). Las regiones con mayor incidencia fueron la Amazonía y la Orino-quía. Especies del género Bothrops fueron responsables del mayor número de casos (64,5%), debido a su amplia distribución en el territorio colombiano. Con relación a las manifestaciones clínicas, se describió dolor y edema en 86,9% y 78,8% de los pacientes, respectivamente. Las complicaciones locales más frecuentes fueron las celulitis y los abscesos. Conclusiones Los resultados muestran la importancia de las mordeduras por serpientes en Colombia y suministran información para mejorar la atención de la salud pública ante estos envenenamientos.(AU)

Inhibición de los efectos coagulante, fosfolipasa A2 y proteolítico del veneno de Bothrops asper por plantas usadas tradicionalmente en Centroamérica / Inhibition of the coagulant, phospholipase A2 and proteolytic effects of Bothrops asper venom by plants traditionally used in Central America

Existen pocos estudios científicos que demuestren el valor terapéutico de las plantas usadas en la medicina tradicional centroamericana para tratar el envenenamiento ofídico. En este estudio se evaluó la capacidad de los extractos etanólicos de nueve plantas de uso etnomédico en Centroamérica (Acacia hindsii, Aristolochia maxima, Bursera simaruba, Cissampelos pareira, Eryngium foetidum, Hamelia patens, Pimenta dioica, Piper peltatum y Sansevieria hyacinthoides) para inhibir el efecto coagulante del veneno de Bothrops asper. Tres de ellas (B. simaruba, E. foetidum y P. dioica) también fueron evaluadas en cuanto a su capacidad inhibitoria de los efectos fosfolipasa A2 (PLA2) y proteolítico del veneno. Las plantas fueron colectadas en Guatemala, secadas, extraídas con etanol y los efectos inhibitorios evaluados in vitro después de preincubar concentraciones variables de extracto con concentraciones fijas de veneno. Los resultados demostraron que ninguno de los extractos logró inhibir los efectos coagulante y PLA2, pero los extractos clorofilados de P. dioica y E. foetidum inhibieron efectivamente la actividad proteolítica del veneno. El tamizaje fitoquímico, mediante ensayos macro y semimicrométricos de cromatografía en capa fina, demostró la presencia de metabolitos secundarios reportados con actividad antiproteolítica (flavonoides, antocianinas, catequinas y taninos) en la composición química de los extractos de E. foetidum y P. dioica. Su efecto sobre el veneno se evaluó mediante electroforesis SDS-PAGE, demostrándose que no está mediado por degradación proteolítica de los componentes del veneno. El aislamiento y caracterización específica de sus metabolitos secundarios en futuros estudios, permitirá determinar el mecanismo de acción inhibitoria ejercido por estos extractos.

Medicinal plants have been traditionally used in Central America to treat snakebite envenomations, however, very few scientific studies aimed to demonstrate their efficacy and safety have been performed. In this study, ethanolic extracts of nine plants used in the region by traditional healers in snakebite cases (Acacia hindsii, Aristolochia maxima, Bursera simaruba, Cissampelos pareira, Eryngium foetidum, Hamelia patens, Pimenta dioica, Piper peltatum and Sansevieria hyacinthoides) were evaluated for their ability to inhibit the coagulant effect induced by the venom of the snake Bothrops asper. Three of these extracts (B. simaruba, E. foetidum and P. dioica) were also evaluated for their inhibitory effect on the phospholipase A2 (PLA2) and proteolytic activities of the venom. Plants were collected in Guatemala, dried, extracted with ethanol, and their inhibitory effects were evaluated in vitro after pre-incubation of several amounts of each extract with a challenge concentration of venom. Results showed that none of the extracts inhibited the coagulant and PLA2 effects; however, chlorophyllated extracts of E. foetidum and P. dioica effectively inhibited the proteolytic activity of the venom. Phytochemical analysis of these extracts, conducted by macrometric assays and semimicroanalysis by thin layer chromatography, identified secondary metabolites (flavones, anthocyanins, catequines and tannins) whose anti-proteolytic activities have been widely reported. SDS-PAGE analysis demonstrated that the mechanism of inhibition is not related to proteolytic degradation of the venom proteins by the plant extracts. Further studies are needed to isolate and identify the active venom inhibitory compounds of these plants, aimed to understand their mechanism of action.

Evaluación de la capacidad neutralizante de extractos de plantas de uso popular en Guatemala como antídotos para el envenenamiento por la mordedura de Bothrops asper / Neutralizing activities of ethanolic extracts of six plants traditionally used in Guatemala as antidotes for the envenomation caused by the snake Bothrops asper

Se determinó la capacidad de los extractos de seis plantas de uso etnomédico (Acacia hindsii, Aristolochia maxima, Cissampelos pareira, Hamelia patens, Piper peltatum y Sansevieria hyacinthoides) para neutralizar los efectos proteolítico y fosfolipasa A2 (PLA2) del veneno de Bothrops asper, la principal especie causante de envenenamiento en el país. Estos efectos, indicadores de la capacidad miotóxica, hemorrágica e inflamatoria del veneno, se evaluaron en ensayos controlados in vitro. Las plantas fueroncolectadas, secadas y extraídas por percolación con etanol. Los resultados demuestran que ninguno de los extractos posee actividad PLA2 o proteo-lítica intrínseca a las dosis estudiadas. Se determinó que tres de los extractos neutralizaron pobremente (< 50%) los efectos estudiados: S. hyacinthoides neutralizó 13.90 ± 6.41% del efecto PLA2 y P. peltatum y C. pareira el 32.98 ± 5.51% y 24.52 ± 7.45%, respectivamente, del efecto proteolítico. Por ello, ningún extracto se evaluó en pruebas de neutralización de la letalidad en ratones. Se concluye que no es recomendable el uso aislado de estas plantas en el tratamiento del envenenamiento por mordedura de B. asper, aunque posiblemente las que demostraron alguna actividad puedan resultar potenciadas al usarse en combinación con otras plantas, como se hace en las recetas tradicionales. Dada la complejidad de los componentes del veneno y sus efectos fisiopatológicos, falta investigar la capacidad de las plantas estudiadas para neutralizar las coagulopatías, edema y miotoxicidad producidas durante el envenenamiento.

Many plants are reported to be used in Guatemalan traditional medicine as antidotes against various effects of the snakebite; however, very few attempts have been made to evaluate their neutralizing capacity in controlled experiments. Six plants (Acacia hindsii, Cissampelos pareira; Hamelia patens, Piper peltatum, Sansevieria hyacinthoides and Aristolochia maxima) were evaluated in vitro for their ability to neutralize phospholipase A2 (PLA2) and proteolytic effects of the venom of Bothrops asper, the snake responsible for approximately half of the snakebite envenomations in Central America. These effects are indicatives of the ability of B. asper venom to produce myotoxicity, hemorrhage and inflammation. Plants were collected, dried and extracted by maceration with ethanol. After pre-incubation of several amounts of each extract with a challenge dose of venom, S. hyacinthoides demonstrated a low neutralizing capacity (< DE 50) of the PLA2 effect (13.90 ± 6.41%); C. pareira (32.98 ± 5.51%) and P. peltatum (24.52 ± 7.45%) neutralized less than 50% of the proteolytic effect. The results suggest that neither of the tested plants should be used individually to treat the main effects of B. asperenvenomation. However, the three low-active extracts might be potentiated when used in mixtures composed of several plants, as prepared by traditional healers. Given the complexity of the venom components and the multiple pathologic effects produced by B. asper envenomation, more tests are required to fully investigate the ability of this plants to neutralize the coagulant, fibrin(ogen)olytic, edematizing and myotoxic effects of the venom.