Evaluación del potencial antiinflamatorio de especies vegetales que habitan en zonas extremas del noroeste argentino

Abstract

En el presente trabajo se evaluó la capacidad antiinflamatoria de extractos hidroalcohólicos obtenidos a partir de 13 especies vegetales medicinales, las cuales fueron recolectadas en distintas regiones de la Puna argentina. La composición fitoquímica de los extractos se determinó cuali y cuantitativamente y se evaluó su capacidad para proteger la membrana de los lisosomas e inhibir diferentes enzimas proinflamatorias en sistemas celulares (macrófagos RAW 264.7) y libres de células. Asimismo, se determinó su capacidad antioxidante (depuración del óxido nítrico (NO) y radical ABTS, reducción del Fe3+, quelación del Fe2+ e inhibición de la oxidación lipídica). En función de los resultados obtenidos, se seleccionaron las tres especies más activas y se realizó la identificación tentativa de sus principales componentes por HPLC-ESI-MS/MS. Estas 3 especies se combinaron para obtener mezclas binarias y ternarias, y se evaluó su capacidad antioxidante e inhibitoria de enzimas proinflamatorias. Adicionalmente, se obtuvieron perfiles de HPLC-DAD de las combinaciones a fin de determinar la presencia de marcadores químicos y se evaluó la toxicidad de las especies vegetales y las mezclas.Los resultados mostraron que todas las especies evaluadas inhibieron las diferentes enzimas proinflamatorias. En particular se destacaron tres especies, las cuales fueron seleccionadas para preparar las mezclas: Parastrephia lucida, Tessaria absinthioides y Ephedra multiflora. P. lucida y T. absinthiodes se destacaron como las especies con mayor capacidad inhibitoria de las enzimas fosfolipasa A2 (sFLA2), ciclooxigenasa (COX-2) y óxido nítrico sintasa (iNOS). Adicionalmente, T. absinthioides fue capaz de inhibir la actividad de la hialuronidasa en mayor medida que los antiinflamatorios comerciales utilizados como controles. E. multiflora fue la especie más activa en la inhibición de la lipoxigenasa (LOX), además de ser una de las especies con mayor capacidad inhibitoria de la hialuronidasa y COX-2. El análisis por HPLC-ESI-MS/MS de estas tres especies permitió identificar tentativamente 12 compuestos entre los que se destacan diversos flavonoides y ácidos fenólicos.A partir de estas tres especies se obtuvieron siete mezclas binarias y ternarias, las cuales exhibieron sinergismo en la inhibición de las enzimas hialuronidasa, LOX y COX-2. La mayoría de las combinaciones inhibieron ligeramente la actividad de las enzimas sFLA2 y xantina oxidasa, mientras que dos mezclas ternarias, y dos binarias inhibieron en mayor medida la expresión de la iNOS en cultivos celulares. Por otra parte, todas las combinaciones presentaron sinergismo en la reducción del Fe3+, inhibición de la hemólisis oxidativa y depuración del NO y del radical catión ABTS. Todas las combinaciones fueron capaces de reducir los niveles oxidativos de los macrófagos murinos (extraídos de ratones C57/BL6) hasta niveles inferiores a los basales. Ninguna de las especies y combinaciones presentó citotoxicidad en glóbulos rojos humanos ni toxicidad en el test de Artemia salina. Asimismo, ninguna combinación presentó propiedades mutagénicas ni pro-mutagénicas.Los resultados obtenidos sugieren que las especies arbustivas analizadas serían capaces de inhibir la producción de diferentes mediadores de la inflamación. Esto respalda los usos populares atribuidos a las mismas, y su uso potencial de forma individual o en combinación como parte de formulaciones fitoterápicas para el tratamiento de patologías crónicas asociadas a procesos inflamatorios. Adicionalmente, estos estudios aportan al conocimiento fitoquímico y bioquímico la flora nativa de ambientes extremos del Noroeste Argentino y contribuyen a la valorización de los usos medicinales tradicionales de nuestra flora nativa.

We evaluated the anti-inflammatory capacity of 13 medicinal plant species, which were collected at different region of the Argentine Puna. The phytochemical composition of the extracts was determined using qualitative and quantitative methods, and their capacity to protect the red blood cells’ membrane and their capacity to inhibit pro-inflammatory enzymes in cellular (macrophages RAW 264.7) and cell free systems was also evaluated. The antioxidant capacity was determined according to the plant species’ capacity to reduce Fe3+, chelate Fe2+, scavenge NO and ABTS radical and to inhibit lipid peroxidation. The three most active plant species were selected, and their phytochemical components were elucidated by HPLC-ESI-MS/MS. These three plant species combined to obtain binary and ternary herbal mixtures, which were analyzed to determine their antioxidant and anti-inflammatory capacities. An HPLC-DAD analysis was carried out to stablish the presence of chemical markers. The toxicity of the 13 plant species and the binary and ternary mixtures was also evaluated. All the plant species were able to inhibit different pro-inflammatory enzymes, and three of them were selected according to their higher inhibitory activity: Parastrephia lucida, Tessaria absinthioides and Ephedra multiflora. P. lucida and T. absinthioides exhibited the highest capacity to inhibit the enzymes sPLA2, COX-2 and iNOS, while T. absinthioides was the most active specie to inhibit hyaluronidase activity, being more active than the commercial anti-inflammatory drugs used as control. E. multiflora was the most active species to inhibit LOX activity and showed some of the highest capacity to inhibit hyaluronidase and COX-2 activity. The HPLC-ESIMS/MS analysis of these three plant species led to the tentative identification of 12 phytochemical compounds, which were mostly flavonoids and phenolic acids. These three plant species were combined to obtain seven binary and ternary mixtures, which showed a synergistic effect for the inhibition of hyaluronidase, LOX and COX-2. Most of the combinations showed a slight capacity to inhibit sFLA2 and xanthine oxidase, while two ternary combinations and two binary combinations were able to inhibit the expression of iNOS in cellular systems. On the other hand, all the herbal mixtures showed synergism for the inhibition of the oxidative hemolysis, reduction of Fe3+ and to scavenge NO and ABTS•+ radical. Moreover, all the herbal mixtures were able to deplete the oxidative potential of murine macrophages to levels lower than the basal status. Neither the plant species or the herbal mixtures were cytotoxic and did not affect the viability of Artemia salina. Moreover, the herbal combinations were not mutagenic nor pro-mutagenic on the Ames test. These results suggest that these plant species could inhibit the synthesis of different inflammation mediators, which support their traditional use as well as their potentiality to be used individually or in combination as part of phytotherapic formulation aimed to treat chronic inflammatory diseases. Additionally, this study contributes to the phytochemical and biochemical knowledge, as well as contribute to valorizate the tradicional use of native medicinal plant species that inhabit the northwestern Argentina.