Propuesta para seleccionar aceites esenciales de plantas de Colombia para investigación con base en su citotoxicidad / Proposal to select essential oils from colombian plants for research based on its cytoxicity

Antecedentes: Conocer la tendencia de productos de plantas a causar toxicidad en humanos es parte de la investigación orientada al descubrimiento de un medicamento natural. Las pruebas en animales son relativamente costosas, de bajo rendimiento, asociadas a sufrimiento del animal y diferencias relativas a la especie hacen difícil inferir efectos en humanos. Las pruebas en célula viva son recomendadas. Objetivo: Estudiar la tendencia a toxicidad de aceites esenciales (AE) de plantas de Colombia usando un ensayo basado en célula. Método: Los AE de 18 especies distintas de plantas fueron estudiados. Se usó el ensayo del MTT en seis líneas celulares de humano y animal derivadas de tejido normal y canceroso, las cuales se trataron antes y después de la proliferación. Los AE se organizaron en el orden de una agrupación jerárquica con base en los valores de CC50 y la sumatoria de la jerarquía ponderada en el panel de células (∑JPi) se usó como indicador de similitud. Cuanto mayor fue el valor de ∑JPi menor fue la tendencia a toxicidad. Resultados: Los AE con valores de CC50>200 µg/mL en al menos cinco condiciones experimentales presentaron valores de ∑JPi > 6,0 sugiriendo baja tendencia a toxicidad y fueron en orden descendente (∑JPi en paréntesis): Calycolpus moritzianus (O.Berg) Burret (9,7) < Psidium sartorianum (O. Berg) Nied. (8,9) < Wedelia calycina (6,5) < Lippia micromera Schauer (6,2) ≈ Piper haltonii. (6,2). AE con valores de CC50 < 100 µg/mL en cuatro o más condiciones experimentales presentaron valores ∑JPi < 4.0 sugiriendo alta tendencia a toxicidad y fueron en orden ascendente: Tagetes caracasana Kunth (2,7 ­ 2,8) > Chromolaena odorata (L.) R.M.King & H.Rob. (3,0) > Ageratina aff. popayanensis (Hieron.) R.M.King & H.Rob. (3,1) > Lantana colombiana López-Pal. (3,3) >Turnera disffusa. (3,4). AE de Tagetes caracasana presentó actividad antiproliferante (CI50: 42,2 y 47,9 µg/mL) sobre células humanas de cáncer de cérvix. Conclusión: El abordaje metodológico permitió identificar AE con baja y alta tendencia a toxicidad. Los resultados podrían tener valor para predecir actividad in vivo y priorizar muestras para futuras investigaciones.

Background: Part of the research process focused on discovering natural medicines is the study of products derived from plants, which may be toxic to humans. Animal-based test methods can be relatively expensive, low-throughput and associated with animal suffering, and differences in animal species may difficult to infer human health effects. Methods based on living cells are recommended. Objectives: To study the tendency to toxicity of essential oils (EOs) from plants of Colombia using a cell-based assay. Methods: EOs from different species (n = 18) of plants were included. The MTT assay was used on six human and animal cell lines derived from normal and cancerous organs, which were treated before and after proliferation. The EOs were arranged in the order of a hierarchical clustering based on their CC50 values, and the sum of weighted hierarchy across cell panel (∑iWH) was used as the similarity metric. The greater the value of ∑iWH lesser tendency to toxicity. Results: The EOs, which showed CC50 values > 200 µg/mL in at least five experimental conditions presented ∑iWH values > 5,0 suggesting lower tendency to toxicity, and they were in descending order (∑iWH in parentheses), as follows: Calycolpus moritzianus (O.Berg) Burret (9,7) < Psidium sartorianum (O. Berg) Nied. 1893 (8,9) < Wedelia calcycina (6,5) < Lippia micromera Schauer (6,2) ≈ Piper haltonii Jacq. (6,2) The EOs, which showed CC50 < 100 µg/mL in four or more experimental conditions presented ∑iWH values < 4.0 suggesting higher tendency to toxicity, and they were in ascending order, as follows: Tagetes caracasana Kunth (2,7 ­ 2,8) > Chromolaena odorata (L.) R.M.King & H.Rob. (3,0) > Ageratina aff. popayanensis (Hieron.) R.M.King & H.Rob. (3,1) > Lantana colombiana López-Pal. (3,3) > Turnera diffusa (3,4). EO from Tagetes caracasana Kunth presented relevant antiproliferative activity (CI50: < 50.0 µg/mL) on cells from human cervical carcinoma. Conclusions: The methodological approach allows identifying EOs with lower and higher tendency to toxicity. Data generated may be valuable for predicting in vivo toxicity and for prioritizing samples for further studies.

Aceites esenciales de plantas colombianas inactivan el virus del dengue y el virus de la fiebre amarilla / Essential oils from colombian plants inactive dengue virus and yellow fever virus

Introducción: Un antiviral contra el virus del dengue (VDEN) y el virus de la fiebre amarilla (VFA) para tratamiento de los enfermos no está disponible en el mercado, a pesar de numerosas investigaciones con compuestos sintéticos. Objetivo: Evaluar el efecto inhibitorio in vitro sobre el VDEN y el VFA del aceite esencial obtenido de plantas cultivadas en Colombia. Materiales y métodos: Los virus se incubaron con el aceite esencial (100 µg/mL) 2 h a 37oC antes de la adsorción a la célula y el efecto inhibitorio fue determinado por el método de reducción de placa. Resultados: El aceite esencial obtenido de 10 y 8 plantas redujo desde 74 hasta 100% placas del VDEN y del VFA, respectivamente. Los aceites de Lippia citriodora (verbena) y Pimenta racemosa (laurel) fueron más activos contra ambos virus reduciendo 100% las placas. La magnitud del efecto inhibitorio se relacionó con el método de extracción del aceite y la parte de la planta seleccionada. Conclusión: El aceite esencial de las plantas colombianas puede inhibir la replicación in vitro del VDEN y VFA. Se requieren más estudios para determinar la concentración mínima inhibitoria y el índice de selectividad para considerar estas plantas como fuente de compuestos antivirales.

Background: Products obtained from plants can inhibit in vitro viruses that cause human diseases. An antiviral drug against dengue virus (DENV) and yellow fever virus (YFV) does not exist despite extensive research exploring synthetic compounds. Objective: To evaluate the inhibitory effect on DENV and YFV of essential oils obtained from Colombian plants. Materials and methods: Viruses were incubated with essential oil (100 µg/mL) 2 h at 37oC before cell adsorption and the inhibitory effect was determined by plaque reduction assay. Results: The essential oil obtained from 10 and 8 plants reduced from 74 to 100% DENV and YFV plaques, respectively. Essential oils from Lippia citriodora and Pimenta racemosa were the most active against both viruses causing 100% reduction of plaques. The magnitude of the inhibitory effect was related to the method of oil extraction and part of plant used. Conclusion: Essential oils from Colombian plants can inhibit the replication in vitro of DENV and YFV. Further studies determining the minimal inhibitory concentrations and selectivity index are needed in order to consider these plants as a source of antiviral compounds.

Anticuerpos neutralizantes contra el virus de la fiebre amarilla 17 D en colombianos vacunados y no vacunados con inmunidad a dengue / Yellow fever virus 17D neutralising antibodies in vaccinated Colombian people and unvaccinated ones having immunity against dengue

Objetivo Determinar la frecuencia de título protector de anticuerpos neutralizantes contra el virus de la fiebre amarilla (AN-VFA a título >1:10) en colombianos vacunados con la cepa 17 D y conocer la magnitud de neutralización del VFA por anticuerpos contra dengue. Metodología Se colectó suero de 100 individuos con vacuna documentada por carné y de 116 residentes en municipios de Norte de Santander afectados por el brote en 2002-2003, quienes informaron haber sido vacunados. Se incluyeron sueros de individuos no vacunados con (n=61) y sin (n=16) anticuerpos contra dengue. Todos los sueros se analizaron por la prueba de neutralización para VFA por 75 por ciento de reducción de placa. Resultados AN-VFA a título >1:10 se encontraron en 90 por ciento de vacunados con carné y sin variación aparente en relación con edad. Al contrario, hubo correlación entre disminución de la frecuencia de título protector de anticuerpos e incremento del tiempo de inmunización (r=0,95; p=0,04). En residentes de Norte de Santander, AN-VFA a título >1:10 se encontraron en 92,6 por ciento adultos y 69 por ciento niños. El VFA fue neutralizado (52 -100 por ciento) por sueros de inmunes a dengue más eficientemente que por sueros de no inmunes (p<0.001). Conclusiones Vacunados con el virus 17 D podrían no estar protegidos contra fiebre amarilla: hasta 31 por ciento niños y 10 por ciento adultos. Anticuerpos contra dengue inhibieron el VFA y su significancia en términos de protección contra fiebre amarilla deberá ser investigada.

Objective Determining the frequency of yellow fever seroprotective antibody neutralising titres (YF-NT >1:10) in Colombians vaccinated with the 17 D virus and ascertaining the extent to which YF virus can be neutralised by dengue antibodies. Materials and Methods Serum samples were taken from 100 subjects who showed their vaccination record and from 116 residents in municipalities (Norte de Santander) affected by a wild YF outbreak in 2002-2003 who were reported to have been YF vaccinated. Sera from individuals with (n=61) and without (n=16) dengue antibodies who had never been YF vaccinated were included. All the sera were tested by 75 percent YF plaque-reduction neutralization test. Results YF-NT titres >1:10 were founded in 90 percent of subjects with vaccination recorded with minors variations in relation to age. In contrast, there was correlation between decrease of seroprotective YF-NT titres frequency and increase of immunization time (r=0.95; p=0.04). In residents in YF endemic area, YF-NT titres > 1.10 were founded in 92,6 percent adults and 69 percent children. YF 17 D virus was neutralized (52-100 percent) by dengue sera more efficiently than non-dengue immune sera (p<0.001). Conclusions Individuals immunised with YF vaccine 17 D could not be protected against YF: up to 31 percent children and 10 percent adults. Dengue antibodies inhibited YF virus and its significance in terms of YF protection must be investigated.

Serotipo, Patrón de Infección y Dengue Hemorrágico en Area Endémica Colombiana / Dengue hemorrhagic fever serotype and infection pattern in a Colombian endemic area

Objetivo: La relación entre serotipo del virus, patrón de infección y dengue hemorrágico es presentada. Métodos: Se estudiaron 1 545 pacientes febriles de municipios del Departamento de Santander, Colombia, entre 1998-2004. El dengue se confirmó por ELISA-IgM y el aislamiento viral se hizo en células C6/36. El patrón de infección se estableció investigando anticuerpos IgG en suero agudo. El título de anticuerpos neutralizantes se determinó usando la prueba de neutralización por reducción de placa (PRNT). Resultados: Predominancia del DEN-1 en 1998 y re-introducción del DEN-3 en 2001 coincidieron con epidemias. El dengue hemorrágico fue más frecuente en infecciones por virus DEN-2 que DEN-3 (24,5 por ciento vs 11,2 por ciento; p<0,05). El DEN-2 se asoció más con infección secundaria que el DEN-3 (56,8 por ciento vs 15,7 por ciento; p< 0,001). Disminución anual del DH correlacionó con disminución de la dominancia del DEN-2 (r = 0,95, p=0,01) y de la infección secundaria (r=0,9; p=0,03) e incremento de la dominancia del DEN-3 (r=-0,91; p=0,03). No se encontraron diferencias en el título de anticuerpos neutralizantes en los casos analizados. Los anticuerpos neutralizantes del DEN-1 fueron los de mayor título. Conclusión: Cambios en la abundancia relativa de serotipos del virus se asociaron con cambios en el patrón de infección y frecuencia del dengue hemorrágico. La vigilancia virológica permanente deberá ser prioridad para la prevención del dengue hemorrágico en áreas endémicas.

Objective: Describing the relationship between viral serotypes, infection pattern and dengue hemorrhagic fever. Methods: 1 545 febrile patients were studied from 1998-2004 in the Santander department of Colombia. Dengue infection was confirmed by IgM ELISA and the virus was isolated in C6/36 cells. Infection pattern was established by detecting IgG antibodies in acute serum. Neutralising antibody titres were investigated in dengue cases occurring during years when less (1998) and more (2001) dengue hemorrhagic cases were reported by using PRNT. Results: DEN-1 predominance in 1998 and the re-introduction of DEN-3 in 2001 coincided with an epidemic. DEN-2 infection caused more hemorrhagic cases than DEN-3 infection (24,5 percent cf 11,2 percent; p<0.05). DEN-2 was more associated with secondary infection than DEN-3 (56,8 percent cf 15,7 percent; p<0.001). An annual decrease of DHF was correlated with decreased DEN-2 dominance (r=0.95; p= 0.01), and secondary infection (r=0.9; p=0.03) and increased DEN-3 predominance (r=-0.91; p=0.03). There were no differences in neutralising antibody titres amongst analysed cases. DEN-1 neutralising antibodies presented the highest titres. Conclusions: Change in relative dengue virus serotype abundance was associated with changed infection pattern and DHF frequency. Continuing virological surveillance should become a priority for preventing dengue hemorrhagic fever in endemic areas.

Vigilancia del dengue basada en el laboratorio: diferencias en el número de casos y virus aislados según la recolección del suero y la prueba serológica / Dengue surveillance in laboratory: differences in the number of cases and isolated virus according to collect serum and test

Introducción: El control del dengue depende de los datos de la vigilancia basada en el laboratorio. El objetivo de este estudio fue establecer las diferencias en número de casos (IgM positiva) y serotipos del virus según la estrategia de vigilancia. Materiales y métodos: Se compararon los resultados de dos estrategias de vigilancia. Primera (SIVIGILA local): de 337 casos con sospecha clínica de dengue se colectó un único suero (agudo o convaleciente) que se almacenó a 4oC. Se utilizó el estuche UMELISA DENGUE (IPK, Cuba) para detectar anticuerpos IgM y se hicieron intentos de aislamiento del virus en células C6/36. Segunda: de 318 casos sospechosos se colectaron sueros pareados que se almacenaron a -70oC, se usó una prueba local de MAC-ELISA y se intentó el aislamiento del virus como en la primera. Algunos sueros procesados por el MAC-ELISA se analizaron también por el UMELISA y los estuches Dengue IgM-capture ELISA (PANBIO) e IgM*ELISA anti-dengue (IPK, Cuba). Resultados: Se encontraron más casos IgM+ con la primera que con la segunda estrategia tanto con sueros agudos como convalecientes. Esto es, 61.1 vs 22/100 (p<0.001) y 86.8 vs 49.3/100 (p<0.001), respectivamente. Los resultados del MAC-ELISA concordaron 85/100 (k=0.29) con los del UMELISA, pero 90.4/100 (k=0.84 ) y 100/100 (k=1) con los estuches de PAMBIO e IgM*ELISA, respectivamente. Se encontraron diferencias significativas en la frecuencia del dengue en casos de la segunda estrategia, cuando el resultado de la serología con suero agudo o con pareado se comparó: 70 (22/100) vs 155 (48.7/100) (p<0.001). El aislamiento viral fue más exitoso de los sueros almacenados a -70oC que a 4oC: 17.8/100 vs. 4.7/100 (p<0.001). Se identificaron los 4 serotipos del virus. Se discuten la especificidad del UMELISA DENGUE y las consecuencias en el control del dengue en relación a la estrategia de vigilancia. Conclusiones: Se requiere evaluar la especificidad del estuche UMELISA considerando la alta frecuencia del dengue en casos con sospecha. El análisis de sueros pareados en la vigilancia del dengue es necesario para obtener información confiable