Chemical constituents and pharmacological profile of Gunnera manicata L. extracts

Gunnera perpensa L. (Gunneraceae) is a native South African plant widely used in traditional medicine as an antibacterial and antifungal. In southern Brazil there is the native species called Gunnera manicata L. that also belongs to the Gunneraceae. Nevertheless, there is no information about chemical and pharmacological properties of South American Gunnera species. Therefore this study aimed at assessing the phytochemical and pharmacological profiles of aqueous and methanol Brazilian G. manicata extracts. The results showed that antimicrobial activity in an agar diffusion assay was effective against Staphylococcus aureus and Candida albicans . Phenolic compounds were investigated by liquid chromatography coupled with a tandem mass spectrometer (LC-MS/MS) and all extracts presented gallic acid and only the methanol extract obtained from the leaves exhibited hyperoside. Rutin, quercetin and chlorogenic acid were not found in the samples analysed. Total phenolic content was higher in methanol extract and total flavonoid content was low in all extracts. Antioxidant activity was evaluated by the 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl (DPPH) radical test, and all samples presented good to moderate antioxidant activity. These results encourage complementary studies on the chemical composition of the plant extracts focusing on isolation and structure elucidation of their active compounds.

Gunnera perpensa L. (Gunneraceae) é uma planta nativa do sul da África utilizada na medicina tradicional como antibiótico e antifúngico. Gunnera manicata L. é uma planta nativa do sul do Brasil também da família Gunneraceae e, apesar disso, não há informações sobre suas propriedades químicas e farmacológicas. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o perfil fitoquímico e farmacológico dos extratos aquoso e metanólico de G. manicata. Os resultados do ensaio microbiológico de difusão em ágar demonstraram que os extratos testados foram ativos contra Staphylococcus aureus e Candida albicans. A presença de compostos fenólicos foi investigada pela técnica de Cromatografia Líquida acoplada a espectrômetro de massas em Tandem (CL-EM/EM). Em todas as amostras analisadas verificou-se a presença de ácido gálico e somente o extrato metanólico das folhas apresentou hiperosídeo. Rutina, quercetina e ácido clorogênico não foram encontrados. O conteúdo total de compostos fenólicos foi maior nos extratos metanólicos e o conteúdo de flavonóides totais foi baixo em todos os extratos. A atividade antioxidante foi avaliada pelo teste da atividade do radical 2,2-diphenyl-1-picril-hidrazil (DPPH) e todas as amostras apresentaram boa a moderada atividade antioxidante. Esses resultados encorajam estudos complementares da composição química dos extratos com foco no isolamento e na elucidação estrutural dos compostos ativos.

Evaluation of anti-estrogenic or estrogenic activities of aqueous root extracts of Gunnera manicata L / Avaliação das atividades anti-estrogênicos ou estrogênica de raiz aquosa extraida de Gunnera manicata L

Gunnera perpensa (Gunneraceae) is an African plant widely used in traditional medicine. This species is known for its activity involving the female reproductive system, such as inducing or increasing labor, treating female infertility, expelling the placenta and/or preventing post-partum hemorrhage. These properties are probably due to (z)-venusol, a majoritary compound, and its action in conjunction with substances in the whole extract and other natural products. In southern Brazil, a native species Gunnera manicata L. that also belongs to Gunneraceae can be found. In spite of the traditional use of G. perpensa, there is no pharmacological and phytochemical information regarding the South American Gunnera species. Therefore, the aim of this study was to investigate the activity of Brazilian G. manicata aqueous extracts on the reproductive system of immature female Wistar rats through a uterotrophic assay and to verify the presence of (z)-venusol by liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Data were analyzed by analysis of variance (ANOVA) and Bonferroni´s post-hoc test (p< 0.01). Results obtained shown that G. manicata extracts did not present in vivo anti or estrogenic activity. Furthermore, (z)-venusol compound was not found. This study represents the first preliminary screening done on the South American G. manicata species.

Gunnera perpensa (Gunneraceae) é uma planta de origem africana extensamente utilizada na medicina tradicional do país. Esta espécie é conhecida por suas atividades no sistema reprodutor feminino, como indução ou aumento do trabalho de parto, tratamento da infertilidade em mulheres, expulsão da placenta e/ou impedimento de hemorragia pós-parto. Tais atividades devem-se, provavelmente, ao sinergismo existente entre o (z)-venusol, composto majoritário, e outros compostos presentes na planta. No sul do Brasil, encontra-se uma espécie nativa, Gunnera manicata L., pertencente à família Gunneraceae. Apesar do uso tradicional de G. perpensa, não há informações farmacológicas e fitoquímicas a respeito da espécie sul Americana de Gunnera. Assim, o objetivo deste estudo foi investigar a atividade de extratos aquosos da espécie brasileira G. manicata no sistema reprodutor de ratas Wistar imaturas através de ensaio uterotrófico e verificar a presença do composto (z)-venusol utilizando-se cromatografia líquida acoplada a espectrômetro de massas em tandem (CL-EM/EM). Para a análise estatística, utilizou-se ANOVA/Bonferroni (p<0,01). Os resultados obtidos demonstraram que os extratos de G. manicata testados não apresentaram atividade anti ou estrogênica in vivo. Na análise química não foi verificada a presença do composto (z)-venusol. Este estudo representa o primeiro screening realizado com a espécie sul-americana G. manicata.

Study of acute toxicity and investigation of the presence of β-N-methylamino-L-alanine in the Gunnera manicata L. a species native to Southern Brazil / Estudo da toxicidade aguda e investigação da presença de β -N-metilamino-L-alanina no manicata Gunnera L. uma espécie nativa sul do Brasil

Gunnera (Gunneraceae) forms a complex association with the cyanobacterium Nostoc puctiforme L. Gunnera-Nostoc symbiosis is the only one reported involving a flowering plant, and results in the formation of the neurotoxic amino acid β-N-methylamino-L-alanine (BMAA). The species Gunnera manicata L., for which phytochemical, pharmacological and toxicological studies are lacking, is found in Southern Brazil. Therefore, acute toxicity and the presence of neurotoxic amino acid were investigated in aqueous extracts of G. manicata. The acute toxicity test was conducted by administering aqueous root extract of G. manicata at a concentration of 2000 mg/kg in a single dose orally to Wistar rats. Lethality was monitored daily for 14 days after treatment. The relative mass of organs was analyzed by one-way ANOVA and macroscopic changes were investigated. The analysis of BMAA, a procedure performed by GC/MS, involved a preliminary derivatization step. The ESI-MS/MS analysis was done by direct infusion. The present study demonstrated absence of neurotoxin in the samples of G. manicata analyzed and absence of acute toxicity in aqueous root extracts. These data confirm that extracts from the roots of G. manicata have a high margin of drug safety.

Gunnera (Gunneraceae) forma uma complexa associação com a cianobactéria Nostoc puctiforme L. A simbiose Gunnera-Nostoc é a única relatada envolvendo uma angiosperma e, em decorrência desta, ocorre a formação da neurotoxina β-N-metilamino-L-alanina (BMAA). No sul do Brasil, encontra-se a espécie G. manicata L., da qual não constam, na literatura científica, estudos fitoquímicos, farmacológicos e toxicológicos. Assim, o presente estudo avaliou a toxicidade aguda e a presença da neurotoxina BMAA em extratos aquosos de G. manicata. O ensaio de toxicidade aguda foi realizado com extrato aquoso das raízes de G. manicata na concentração de 2000 mg/kg, administrado em dose única via oral em ratos Wistar. Letalidade foi observada diariamente durante 14 dias pós-tratamento. Após a eutanásia, a massa relativa dos órgãos foi analisada por ANOVA de uma via e investigou-se a presença de alterações macroscópicas. A análise do BMAA por CG/EM envolveu uma etapa preliminar de derivatização, já a análise por ESI-EM/EM foi realizada por infusão direta. O presente estudo demonstrou a ausência da neurotoxina nas amostras de G. manicata analisadas bem como a ausência de toxicidade aguda no extrato aquoso das raízes. Esses dados demonstram alta margem de segurança dos extratos testados.