Alkaloid-enriched extracts from the tree Neltuma flexuosa (Fabaceae): chemical characterization, fractionation, and cytotoxic effects

Abstract

Introduction: Neltuma flexuosa is a key species in arid regions, offering nutritional benefits but also containingalkaloids that can pose toxicological risks.Objective: To analyze the chemical composition and alkaloid content of N. flexuosa pods collected over fouryears (2019-2022) in Cafayate, Argentina, considering the influence of climatic variations, and to evaluate theirpotential cytotoxic effects on C6 glioma cells.Methods: Dried and ground pods were analyzed for chemical composition using standard methods. Alkaloidenrichedextracts (AEE1-AEE4) were obtained through acid/base extraction and analyzed by HPLC-HRMS forjuliprosine and juliprosopine quantification. AEE4 was fractionated using flash chromatography, yielding fractions(F1-F5), which were also analyzed for alkaloid content. Cytotoxicity on C6 glioma cell lines was evaluatedusing crystal violet staining assay, and apoptosis induction was confirmed in C6 cells treated with AEE4 usingthe TUNEL assay.Results: Chemical analysis revealed interannual variations in pod composition, particularly in fiber and proteincontent. HPLC-HRMS identified juliprosine and juliprosopine, with the highest concentrations in AEE4.Fractionation of AEE4 by flash chromatography yielded an alkaloid-rich fraction (F4). Cytotoxicity assays demonstrateddose-dependent reductions in cell viability, with AEE4 exhibiting the lowest 50 % cytotoxic concentration(CC50) values. Furthermore, F4 displayed the highest cytotoxicity against C6 cells. TUNEL assays confirmedthe induction of apoptosis by AEE4.Conclusions: These findings provide valuable insights into the chemical composition, alkaloid content, and cytotoxiceffects of N. flexuosa extracts, contributing to the development of guidelines for their safe and sustainableuse as a feed resource.

Introducción: Neltuma flexuosa es una especie importante en regiones áridas, ofrece beneficios nutricionales, pero también contiene alcaloides que pueden presentar riesgos toxicológicos. Objetivos: Analizar la composición química y el contenido de alcaloides de vainas de N. flexuosa recolectadas durante cuatro años (2019-2022) en Cafayate, Argentina, considerando la influencia de las variaciones climáticas y evaluar su potencial efecto citotóxico sobre células de glioma de la línea C6. Adicionalmente, evaluar los potenciales efectos citotóxicos de células de glioma C6. Métodos: Las vainas secas y molidas, fueron analizadas para su composición química mediante métodos estándares. Los extractos enriquecidos en alcaloides (EEA1-EEA4) se obtuvieron mediante extracción ácido/base y se analizaron por HPLC-HRMS para cuantificar la juliprosina y la juliprosopina. El EEA4 se fraccionó mediante cromatografía flash, obteniéndose diferentes fracciones (F1-F5), que también se analizaron para determinar su contenido en alcaloides. Se evaluó la citotoxicidad de los extractos y fracciones a partir de la línea celular de glioma C6 mediante el ensayo de tinción con violeta cristal y se confirmó la inducción de apoptosis en las células C6 tratadas con EEA4 mediante el ensayo TUNEL. Resultados: El análisis químico reveló variaciones interanuales en la composición de las vainas, particularmente en el contenido de fibra y proteína. El análisis por HPLC-HRMS identificó juliprosina y juliprosopina, con las mayores concentraciones en el EEA4. El fraccionamiento de EEA4 mediante cromatografía flash produjo una fracción rica en alcaloides (F4). Los ensayos de citotoxicidad demostraron disminución en la viabilidad celular dependiente de la dosis, exhibiendo, EEA4, los valores más bajos de concentración citotóxica del 50 % (CC50). Además, F4 mostró la mayor citotoxicidad contra las células C6. Los ensayos TUNEL confirmaron la inducción de apoptosis por EEA4. Conclusiones: Estos resultados aportan información valiosa sobre la composición química, el contenido de alcaloides y los efectos citotóxicos de los extractos de N. flexuosa, contribuyendo al desarrollo de directrices para su uso seguro y sostenible como recurso alimenticio.