ABSTRACT
Activity-guided fractionation of an ethanol-soluble extract of the leaves of Swietenia macrophylla King, Meliaceae, led to several fractions. As a result, sample Sm13-16, 23 had the most promising activity against phospholipases A2 (PLA2), Asp49 and Lys49 types. This fraction inhibited PLA2 activity of the Asp49 PLA2, when aggregated substrate was used. On the other hand, this activity was weakly neutralized when monodispersed substrate was used. In addition, Sm13-16, 23 inhibited, in a dose dependent manner, the cytotoxicity, myotoxicity and edema induced by PLA2s, as well as the anticoagulant activity of Asp49 PLA2. Overall, this fraction exhibited a better inhibition of the toxic activities induced by the Lys49 PLA2 than those caused by the Asp49 PLA2. The spectral data of Sm13-16, 23 suggested the presence of aromatic compounds (UV λ max (nm) 655, 266, and 219; IR λ max KBr (cm-1): ~ 3600-3000 (OH), 2923.07 and 1438.90 (C-H), 1656.69 (C = O), 1618.63 and 1607.67 (C-O), 1285.47772.60). We suggest that phenolic compounds could interact and inhibit the toxins by several mechanisms. Further analysis of the compounds present in the active fraction could be a relevant contribution in the treatment of accidents caused by snake envenomation.
ABSTRACT
Los compuestos fenólicos han mostrado inhibir los efectos tóxicos inducidos por proteínas de veneno de serpiente. En éste trabajo, nosotros demostramos que el ácido gálico, el ácido ferúlico, el ácido cafeico, el propilgalato y el epigalocatequingalato inhiben la actividad enzimática de una fosfolipasa A2 (PLA2) usando yema de huevo como sustrato. Los valores de IC50 están entre 0,38 3,93 mM. Los compuestos mencionados también inhiben la actividad enzimática cuando un sustrato sintético es usado. Además, estos compuestos polifenólicos disminuyen el efecto citotóxico inducido por la fosfolipasa A2 miotóxica, el epigalocatequingalato exhibe la mejor capacidad inhibitoria con 90,92 ± 0,82%, mientras que el ácido ferúlico muestra la menor actividad inhibitoria con 30,96 ± 1,42%. Con el fin de determinar los posibles mecanismos de acción de los compuestos fenólicos, realizamos estudios de modelamiento molecular. Todos los polifenoles muestran puentes de hidrogeno con el sitio activo de la enzima; además el epigalocatequingalato presenta una unión más fuerte con la PLA2 que los otros compuestos. Adicionalmente, un análisis preliminar de relación estructura actividad muestra una correlación entre los valores de IC50 y el área superficial polar topológica (p = 0,0491, r = -0,8079 (-0,9878 a -0,2593)), la cual indica el área superficial requerida por cada molécula para unirse a la enzima. Además, nuestros resultados muestran al propilgalato y el epigalocatequingalato como dos nuevos productos naturales con potencial antimiotóxico. La aplicación tópica de estos polifenoles en el sitio de mordedura podría llevar a la prevención de la miotoxicidad; sin embargo, posteriores investigaciones in vivo serían necesarias para confirmar los resultados in vitro.
Subject(s)
Phenolic CompoundsABSTRACT
Snakebite continues to be a significant health problem in many countries of Latin America. Even though, there has been an improvement in the antivenom therapy, the local effects caused by myotoxic phospholipases A2 (PLA2) present in the venoms, still persist. In search for alternatives to antagonize the PLA2 activity of Bothrops asper's venom, 36 extracts belonging to seventeen families of vascular plants and bryophytes were screened. A significant inhibition of the enzymatic activity of PLA2 present in B. asper's whole venom was seen in eleven of these extracts. In addition, the antioxidant activity of all the extracts was evaluated. The results evidenced a significant statistical correlation between extracts with an inhibitory effect against PLA2 and those with an antioxidant activity. Moreover, the amount of phenols was quantified finding a relationship between the bioactivity and the presence of these compounds. Nine extracts were screened against a fraction of the venom rich in basic PLA2 (Fx-V B. asper), exhibiting an inhibitory effect on PLA2 activity of this fraction in a range from 30-80 percent. This activity was supported by the inhibition that these extracts presented on the cytotoxicity caused by Fx-V B. asper on murine skeletal muscle C2C12 myoblasts. The results obtained, could point to minimize efforts in the search of PLA2 inhibitors by focusing in samples with known antioxidant properties.
Veneno de cobra continua a ser um problema importante de saúde em muitos países da América Latina. Apesar dos avanços na terapia antiveneno, os efeitos locais causados por fosfolipases A2 miotóxica (PLA2) presentes no veneno, ainda persistem. Em busca de alternativas para antagonizar a atividade da PLA2 do veneno de Bothrops asper, foram selecionados 36 extratos pertencentes a dezessete famílias de plantas vasculares e briófitas. Uma inibição significativa da atividade enzimática de PLA2 presente no veneno de B. asper foi observada em onze extratos. Além disso, a atividade antioxidante dos extratos foi avaliada. Os resultados evidenciaram uma correlação estatisticamente significativa entre os extratos com ação inibitória contra a PLA2 e aqueles com atividade antioxidante. Também, a quantidade de fenóis foi avaliada e foi encontrada uma relação entre a atividade biológica e a presença dessas substâncias. Nove extratos foram testados contra uma fração do veneno rico em PLA2 básica (Fx-V B. asper), resultando em um efeito inibitório na atividade desta fração da PLA2 na faixa de 30-80 por cento. Esta atividade foi apoiada pela inibição que esses extratos apresentaram na citotoxicidade causada pelo Fx-V B. asper sobre mioblastos C2C12 de músculo esquelético de murino. Os resultados podem indicar a minimização dos esforços na busca de inibidores da PLA2, com foco nas amostras com propriedades antioxidantes conhecidas.
ABSTRACT
Los envenenamientos causados por serpientes del género Bothrops constituyen un problema de salud en algunos países tropicales, no solamente por la mortalidad sino por el alto porcentaje de incapacidades físicas que ocasionan. Las fosfolipasas A2(PLA2) son componentes abundantes en los venenos bothrópicos y crotálicos, y se caracterizan por inducir daños irreversibles en el músculo. Considerando el aporte de las plantas en el tratamiento ofídico, este trabajo se enfocó en la búsqueda de inhibidores de las fosfolipasas, bien sea como alternativa terapéutica o como coadyuvante del tratamiento ofídico. De un tamizaje de 37 especies de plantas vasculares y briofitos contra las PLA2, se seleccionó la especie Murraya paniculata por su promisoria actividad preliminar. Se siguió con el fraccionamiento biodirigido por la evaluación de la actividad inhibitoria de la PLA2 y de la fracción con mayor actividad inhibitoria, por medio de cromatografía de gases acoplada a masas se identificaron metabolitos responsables de la actividad, para proponer un modelo de inhibición enzima-sustrato. Los resultados de este proyecto pretenden contribuir en la búsqueda de moléculas inhibitorias de las PLA2en plantas vasculares, como la especie M. paniculata, que podrían llegar a ser una herramienta en el desarrollo de nuevos productos para mejorar el pronóstico del accidente ofídico.
Envenomation by snakes of the genus Bothrops are a health problem in some tropical countries, not only because of the mortality but given the high percentage of physical disabilities it causes. Phospholipases A2 (PLA2) are abundant constituents in bothropic and crotalic venoms, characterized by inducing irreversible muscle damage. Due to the contribution of plants in the snakebite treatment, we focus on the search of phospholipases inhibitors, either as an alternative treatment or as a therapeutic adjuvant of the current treatments. From a screening of 37 vascular plants and bryophytes in the search for such inhibitors, the species Murraya paniculata was selected due to its promising preliminary activity. Starting from this point further work consisting of bioassay-guided fractionation followed by the evaluation of the inhibitory activity of PLA2, the metabolites responsible for the activity were detected through a tandem of gas chromatography - mass spectrometry in the most active fraction, to propose substrate-enzyme inhibition model. The aims of this project was the search of promising compounds with an inhibitory activity of the PLA2 in vascular plants such as M. paniculata, that could become tools for developing new products to improve the prognosis of the snakebite.
Subject(s)
Crotalid VenomsABSTRACT
Este estudio pretende demostrar que residuos de la agroindustria, como son las semillas de Vitis vinífera y Citrus sinensis, y la almendra de Mangifera indica, poseen capacidad neutralizante de algunos efectos enzimáticos inducidos por los venenos de Bothrops asper y Porthidium nasutum; además, actividad inhibitoria del crecimiento de algunos microorganismos de la flora normal de los colmillos y la boca de las serpientes; es así como se determina que los extractos de M. indica y V. vinífera poseen buena capacidad inhibitoria de la actividad de fosfolipasa A2 dependiente de la dosis, y una mayor potencia neutralizante hacia tal actividad del veneno de P. nasutum. Frente al efecto proteolítico inducido por el veneno de las dos víboras, V. vinífera presenta los mejores porcentajes de inhibición dependiendo de la cantidad de extracto utilizado. Sobre la actividad coagulante del veneno de B. asper, M. indica y V. vinífera logran prolongar el tiempo de coagulación hasta ~ 31 y 13 veces respectivamente, el tiempo de l correspondiente control positivo.M. indica y V. vinífera inhiben el crecimiento de Escherichia coli y Staphylococcus aureus. Por el contrario, el extracto etanólico de las semillas de C. sinensis no presenta resultados de inhibición muy prometedores.