Isolamento, identificação e avaliação da atividade antileucêmica de alcaloides indólicos monoterpênicos de Tabernaemontana salzmannii (A. DC.), Apocynaceae / Isolation, identification and antileukemic activity of the monoterpene indole alkaloids from Tabernaemontana salzmannii (A. DC.), Apocynaceae

O presente trabalho descreve o isolamento e a identificação de nove alcaloides indólicos monoterpênicos das cascas das raízes e folhas de Tabernaemontana salzmannii (Apocynaceae). As estruturas dos alcaloides foram identificadas através de métodos espectroscópicos uni (RMN ¹H, 13C, APT) e bidimensionais (¹H-¹H-COSY, ¹H-¹H-NOESY, HMQC e HMBC) e espectrometria de massas (EM), além da comparação com dados de literatura. Um screening in vitro da atividade antileucêmica foi feito com os alcaloides majoritários isolados. Dentre os nove alcaloides isolados, a isovoacangina e voacangina mostraram-se capazes de induzir morte celular por apoptose em células leucêmicas humanas THP-1.

This work describes the isolation and structural determination of nine monoterpenic indole alkaloids from the roots bark and leaves of Tabernaemontana salzmannii. The alkaloids were identified by spectroscopic methods uni (NMR ¹H, 13C, APT) and two-dimensional (¹H-¹H-COSY, ¹H-¹H-NOESY, HMQC and HMBC) and mass spectra besides comparison with literature data. An in vitro screening was done with the isolated major alkaloids. Among the nine alkaloids isolated, isovoacangine and voacangine alkaloids were able to induce apoptosis cell death in human leukemic cells line THP-1.

Cardiac cellular actions of quebrachidine, an indole alkaloid isolated from Rauwolfia viridis Roem et Schult

INTRODUCTION: the search for new drugs with safer therapeutic profiles in Cardiology is still a need and natural products, particularly from plants, constitute an excellent source of new compounds. OBJECTIVE: to study the cardiac cellular actions of quebrachidine an indole alkaloid, extracted from the roots of Rauwolfia viridis R et S, known as Quebrachidine, which is structurally related to the antiarrhythmics ajmaline and prajmaline. METHODS: several complementary experimental approaches to evaluate the effects of quebrachidine on the electrophysiological and contractile properties of cardiac tissues and cells were used. RESULTS: quebrachidine increased the ventricular fibrillation threshold in anaesthetized rabbits. It decreased the maximum rate of depolarization and increased the duration of the ventricular action potential in different species. These actions were accompanied by a positive inotropic effect over a broad concentration range and were consistent with the increase in Ca2+ currents recorded in single ventricular cardiomyocytes. CONCLUSIONS: the present results demonstrate that quebrachidine keeps the antiarrhythmic profile of ajmaline and prajmaline but also demonstrates a net positive inotropic action on cardiac tissues predictive of better therapeutic safety margin. Our results suggest that ajmalan-like molecular structures could provide a sound basis for the search of effective antiarrhythmics with positive inotropic effect

INTRODUCCIÓN: la búsqueda de nuevos fármacos con perfiles terapéuticos más seguros en cardiología, es aun una necesidad y los productos naturales, particularmente de plantas, constituyen una fuente excelente de nuevos compuestos. OBJETIVOS: estudiar las acciones celulares cardíacas de la quebrachidina, un alcaloide indólico extraído de las raíces de Rauwolfia viridis R et S, el cual está estructuralmente relacionado con los antiarrítmicos ajmalina y prajmalina. MÉTODOS: se utilizaron diferentes modelos experimentales complementarios para evaluar los efectos de la quebrachidina sobre las propiedades electrofisiológicas y contráctiles de tejidos y células cardíacas. RESULTADOS: la quebrachidina incrementó el umbral para la fibrilación ventricular en conejos anestesiados. Este alcaloide redujo la velocidad máxima de despolarización y aumentó la duración del potencial de acción ventricular de diferentes especies. Estas acciones estuvieron acompañadas de un efecto inotrópico positivo en un amplio rango de concentraciones y asociadas a un incremento en las corrientes de Ca2+ en cardiomiocitos ventriculares aislados. CONCLUSIONES: estos resultados demuestran que la quebrachidina conserva el perfil antiarrítmico de la ajmalina y la prajmalina pero muestra un efecto inotrópico positivo neto en tejidos cardíacos lo cual predice un mejor margen de seguridad terapéutico. Los resultados sugieren que las estructuras moleculares con núcleo ajmalano pueden constituir una base firme para la búsqueda de antiarrítmicos con efecto inotrópico positivo

Alkaloid-rich fraction of Himatanthus lancifolius contains anti-tumor agents against leukemic cells

The effects of the alkaloid-rich fraction of Himatanthus lancifolius (Müll. Arg) Woodson on normal marrow cells and leukemic cell lines were investigated. After 48 h exposure, the proliferation assay showed significant cell growth inhibition for Daudi (0.1-10 µg/mL), K-562 (1-10 µg/mL), and REH cells (10-100 µg/mL), yet was inert for normal marrow cells. A similar inhibition profile was observed in clonogenic assays. This alkaloid-rich fraction, in which uleine is the main compound, showed no signs of toxicity to any cells up to 10 µg/mL. Cell feature analyses after induction of differentiation showed maintenance of the initial phenotype. Flow cytometric expression of Annexin-V and 7-AAD in K-562 and Daudi cells has indicated that the cells were not undergoing apoptosis or necrosis, suggesting cytostatic activity for tumor cells.

Os efeitos da fração rica em alcalóides indólicos de Himatanthus lancifolius (Müll. Arg) Woodson sobre células normais de medula óssea e linhagens celulares leucêmicas foram investigados. Após 48 horas de exposição, os ensaios de proliferação demonstraram efeitos inibitórios significativos para as linhagens Daudi (0,1-10 µg/mL), K-562 (1-10 µg/mL) e REH (10-100 µg/mL), enquanto mostrou-se inerte sobre células normais de medula óssea. Os perfis de inibição se repetiram nos ensaios clonogênicos. A fração rica em alcalóides, na qual a uleína é a substância majoritária, não demonstrou toxicidade até a dose de 10 µg/mL para nenhuma das células incluídas no estudo. Da mesma forma, não se observou influência dessa fração sobre a diferenciação celular dessas linhagens, mas manutenção de seu estado maturacional inicial. O conjunto de dados descritos associado à baixa co-expressão de anexina-V e 7-AAD sugerem que esta fração exerce atividade citostática para células tumorais.

Isolamento, identificação e avaliação da atividade antileucêmica de alcaloides indólicos monoterpênicos de Tabernaemontana salzmannii A. DC., Apocynaceae / Isolation, identification and antileukemic activity of the monoterpene indole alkaloids from Tabernaemontana salzmannii A. DC., Apocynaceae

O presente trabalho descreve o isolamento e a identificação de nove alcaloides indólicos monoterpênicos das cascas das raízes e folhas de Tabernaemontana salzmannii (Apocynaceae). As estruturas dos alcaloides foram identificadas através de métodos espectroscópicos uni (RMN ¹H, 13C, APT) e bidimensionais (¹H-¹H-COSY, ¹H-¹H-NOESY, HMQC e HMBC) e espectrometria de massas (EM), além da comparação com dados de literatura. Um screening in vitro da atividade antileucêmica foi feito com os alcaloides majoritários isolados. Dentre os nove alcaloides isolados, a isovoacangina e voacangina mostraram-se capazes de induzir morte celular por apoptose em células leucêmicas humanas THP-1.

This work describes the isolation and structural determination of nine monoterpenic indole alkaloids from the root barks and leaves of Tabernaemontana salzmannii. The alkaloids were identified by spectroscopic methods uni (NMR ¹H, 13C, APT) and two-dimensional (¹H-¹H-COSY, ¹H-¹H-NOESY, HMQC and HMBC) and mass spectra besides comparison with literature data. An in vitro screening was done with the isolated major alkaloids. Among the nine alkaloids isolated, isovoacangine and voacangine alkaloids were able to induce apoptosis cell death in human leukemic cells line THP-1.

Produção de metabólitos secundários em cultura de células e tecidos de plantas: o exemplo dos gêneros Tabernaemontana e Aspidosperma: [revisão] / Production of plant secondary metabolites in plant cell and tissue culture: the example of Tabernaemontana and Aspidosperma genera: [revision]

Os estudos dos metabólitos secundários de plantas se desenvolveram aceleradamente nos últimos 50 anos. Estes compostos são conhecidos por desempenharem um papel importante na adaptação das plantas aos seus ambientes e também representam uma fonte importante de substâncias farmacologicamente ativas. As técnicas de cultura de células de plantas iniciaramse na década de 1960 como uma possível ferramenta para estudar e produzir os metabólitos secundários de plantas. O uso de cultura de células de planta para a produção de substâncias de interesse contribuiu grandemente para avanços em diversas áreas da fisiologia e bioquímica vegetal. Diferentes estratégias, usando sistemas de cultura in vitro, foram estudadas com o objetivo de aumentar a produção de metabólitos secundários. As plantas dos gêneros Aspidosperma e Tabernaemontana são importantes fontes de alcalóides indólicos biologicamente ativos, sendo que no Brasil existe um número considerável de espécies destes gêneros. As culturas de células de Aspidosperma e Tabernaemontana foram iniciadas há pelo menos 16 anos, as quais produzem um grande número de alcalóides, o que estimulou o desenvolvimento de diversas técnicas para sua produção, extração e identificação.

Studies on plant secondary metabolites have been increasing over the last 50 years. These compounds are known to play a major role in the adaptation of plants to their environment and an important source of active pharmaceuticals. Plant cell culture technologies were introduced at the end of the 1960s as a possible tool for both studying and producing plant secondary metabolites. Different strategies, using in vitro systems, have been extensively studied with the objective of improving the production of secondary plant compounds. The Aspidosperma and Tabernaemontana genera are an important source of biologically active alkaloids and in Brazil there is a considerable number of species of these genera. About 16 years ago cell cultures of Tabernemontana and Aspidosperma were initiated. These cell cultures did produce a number of alkaloids of pharmaceutical interest that stimulated the development of several techniques to production, extraction and identification.

Two fast screening methods (GC-MS and TLC-ChEI assay) for rapid evaluation of potential anticholinesterasic indole alkaloids in complex mixtures

The pharmacotherapyfor Alzheimer's disease (AD) includes the use of acetylcholinesterase inhibitors (AChEI). Recent investigations for novel AD therapeutic agents from plants suggested that Tabernaemontana genus is a promising source of novel anticholinesterasic indole alkaloids. In this work two fast screening techniques were combined in order to easily identify novel cholinesterase inhibitors (ChEI). Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) of the less polar alkaloidic fractions obtained from the acid-base extraction of the stalk of T. laeta revealed thirteen monoindole alkaloids, four of them confirmed by co-injection with previously isolated alkaloids. The others were tentatively identified by mass fragmentation analysis. By gas chromatography with flame ionization detection (GC-FID) and using isatin as internal standard, affinisine and voachalotine were determined as major compounds. These fractions and fourteen previously isolated alkaloids, obtained from root bark of T. laeta and T. hystrix were investigated for acetyl (AChE) and butyrylcholinesterase (BuChE) inhibitory activities by the modified Ellman's method in thin layer chromatography(TLC-ChEI). Results showed selective inhibition of the alkaloids heyneanine and Nb-methylvoachalotine for BuChE, and 19-epi-isovoacristine for AChE, whereas olivacine, affinisine, ibogamine, affinine, conodurine and hystrixnineinhibited both enzymes. In addition to confirming that monoterpenoid indole alkaloids can be novel therapeutic agents for AD, this is the first report of the ChEI activity of olivacine, a pyridocarbazole alkaloid.

Dentre os tratamentos da doença de Alzheimer (DA) está o uso de inibidores da enzima acetilcolinesterase. Pesquisas recentes visando a descoberta de novos agentes terapêuticos naturais para esta doença sugerem que o gênero Tabernaemontana é uma fonte promissora de alcalóides indólicos anticolinesterásicos. Neste trabalho, duas técnicas de análise em mistura foram associadas de modo a identificar facilmente novos inibidores colinesterásicos. A cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG-EM) das frações alcaloídicas apolares, obtidas da extração ácido-base do caule de T. laeta, revelou a presença de treze alcalóides monoindólicos, quatro deles confirmados por co-injeção com padrões previamente isolados. Os outros alcalóides foram tentativamente identificados pelo padrão de fragmentação de massas. Por cromatografia em fase gasosa com detecção por ionização de chama (CG-DIC) e utilizando isatina como padrão interno, affinisina e voachalotina foram identificadas como substâncias majoritárias. As frações alcaloídicas obtidas e os quatorze alcalóides previamente isolados das raízes de T. laeta e T. hystrix foram analisados quanto à atividade inibitória das enzimas acetil (AChE) e butirilcolinesterase (BuChE) pelo método de Ellman em cromatografia em camada delgada (CCD-ChEI). Os resultados revelaram uma inibição seletiva dos alcalóides heyneanina e Nb-metilvoachalotina para BuChE e de 19-epi-isovoacristina para AChE, enquanto que olivacina, affinisina, ibogamina, affinina, conodurina e hystrixnina inibiram ambas as enzimas. Além de confirmar que alcalóides indólicos monoterpênicos são agentes terapêuticos promissores para o tratamento da DA, este é o primeiro relato da atividade anticolinesterásica de olivacina, um alcalóide piridocarbazólico.

Indole monoterpene alkaloids from Chimarrhis turbinata DC Prodr: a contribution to the chemotaxonomic studies of the Rubiaceae family / Alcalóides indólicos monoterpênicos de Chimarrhis turbinata DC. Prodr.: uma contribuição para os estudos de quimiotaxonomia da família Rubiaceae

The morphological parameters used to establish close connections among species taxonomically different into the Rubiaceae family is complex, mainly due to the lack of information on habitat and morphoanatomical characters in the lower hierarchic groups, for example, Chimarrhis genus. The micromolecular profile of delimited species into determined taxa can be useful to establish the boundaries among close taxonomic groups, and to indicate evolutionary phylogenetic trends into the taxa. Several indole alkaloids isolated from C. turbinata showed to be a valuable tool to support the taxonomic classification performed by Robbrecht, who established the most recent taxonomy for Rubiaceae, based on morphological characters, and concluded that Chimarrhis belong to Condamineae, and subfamily Cinchonoideae.

A utilização de parâmetros apenas morfológicos para posicionar taxonomicamente diversas espécies em sub-famílias e tribos na família Rubiaceae é bastante problemática devido à falta de informações sobre a distribuição geográfica e de características morfoanatômicas nos níveis hierárquicos mais baixos, como por exemplo, o gênero Chimarrhis. O perfil micromolecular de diferentes espécies pode auxiliar na delimitação de tribos indicando tendências filogenéticas mais completas entre as tribos das sub-famílias, já que os metabólitos secundários são expressões de adaptação, regulação e evolução de um determinado táxon. Nesse contexto, os alcalóides indólicos monoterpênicos isolados de Chimarrhis turbinata foram bastante úteis para embasar a classificação taxonômica feita por Robbrecht, em que posiciona Chimarrhis como um gênero da tribo Condamineae e subfamília Cinchonoideae.

A citometria de fluxo como instrumento de avaliação da atividade imunomodulatória de extratos e substâncias isoladas de plantas medicinais / Flow cytometry as instrument for evaluating the immunopotential of medicinal plant extracts and their isolated compounds

A citometria de fluxo vem se consolidando como metodologia para vários estudos de atividade celular e, nesse trabalho, ela foi empregada para avaliar as ações da fitohemaglutinina, dos alcalóides vimblastina e vindolina e dos extratos de Chamomilla recutita (L.) Rauschert, Bauhinia microstachya (Raddi) Machr. e Himatanthus lancifolius (Muell. Arg.) Woodson, conhecidos popularmente no Brasil como camomila, escada-de-macaco e agoniada, respectivamente, sobre a imunomodulação de células mononucleares humanas, comparando-se o desempenho obtido com as alterações morfológicas relacionadas à ativação e proliferação dessas células in vitro. Os resultados demonstram que foi possível identificar, pela metodologia proposta, os efeitos proliferativos estimulantes já descritos para a fitohemaglutinina e para o extrato de C. recutita, assim como para o extrato de B. microstachya, observado pela primeira vez nesse trabalho. A conhecida atividade inibitória da vimblastina sobre a proliferação de linfócitos induzida por fitohemaglutinina, em contraste como a ausência de efeitos da vindolina, também puderam ser evidenciadas. Efeito inibitório foi observado para o extrato de H. lancifolius devido à sua ação tóxica sobre o sistema. Os resultados apresentados sugerem que a citometria de fluxo pode ser usada como uma alternativa metodológica quando se deseja investigar a ação de substâncias puras ou de extratos de plantas sobre a imunomodulação de células mononucleares humanas.

Flow cytometry has been widely applied for studying several cellular activities. In this work it has been used to evaluate the effects of phytohemagglutinin, vinblastine, and vindoline upon human mononuclear cells immunomodulation. The same protocol was used to investigate the effects of extracts prepared from Chamomilla recutita (L.) Rauschert, Bauhinia microstachya (Raddi) Machr., and Himatanthus lancifolius (Muell. Arg.) Woodson, plants popularly known in Brazil as camomila, escada-de-macaco, and agoniada, respectively. The activity was then compared with the in vitro cellular morphological changes. By the results herein presented, the proposed method allowed the identification of the already known phytohemagglutinin and C. recutita extract proliferative effects, as well as for the B. microstachya extract, reported for the first time. The inhibition of vinblastine upon the proliferation of phytohemagglutin-stimulated cells and the lack of effects of vindoline were also evident. Exposition to H. lancifolius extract has led to inhibition of lymphocyte proliferation as a result of the high toxicity of the extract upon the system. Results presented strongly suggest flow cytometry as a useful instrument to evaluatethe immunomodulation effects of pure compounds or complex mixtures such as plant extracts upon human mononuclear cells.

Strychnos L. da América do Sul e Central / Strychnos L. of South America and Central

Uma revisão do perfil químico e farmacológico é apresentada de espécies de Strychnos (Loganiaceae) ocorrentes na América do Sul e Central, incluindo o uso popular, as substâncias isoladas e suas atividades biológicas.

A review of the chemical and pharmacological profile of Strychnos species (Loganiaceae) found in South and in Central America is presented. It includes the folk uses, the isolated compounds as well as the pharmacological activities as reported in the literature.