Isolation, modeling and phytosome forms of antimicrobial and antiproliferative compounds from plectranthus spp.ectranthus spp

Resumen

Los productos naturales han sido una valiosa fuente de potenciales fármacos. Las plantas del género Plectranthus L'Her (Lamiaceae) poseen una amplia diversidad de usos etnomedicinales, que son una indicación de la presencia de potenciales fármacos en su composición. Los innovadores nanocarregadores de productos naturales, como el fitosoma, han demostrado ser una estrategia prometedora para la mejora de su veiculación y estabilidad. En este trabajo, tres plantas del género Plectranthus fueron estudiadas: P. madagascariensis, P. neochilus y P. porcatus. Varios extractos fueron preparados por la combinación de métodos de extracción (infusión, decocción, maceración, microondas, ultrasonido o extracción con fluido supercrítico) utilizando disolventes de diferente polaridad (agua, acetona, metanol o dióxido de carbono supercrítico). Los extractos preparados fueron perfilados por HPLC-DAD y se identificaron los majores componentes principales, incluyendo polifenoles (ácido cafeico, ácido clorogénico y ácido rosmarínico), diterpenos (7α-acetoxi-6β-hidroxiroileanona y coleona U) y flavonas. Los extractos preparados han sido evaluados por su actividad antimicrobiana (bacterias Gram positivas, Gram negativas, levaduras), antioxidante (captación de radicales por DPPH) y citotóxica (células MDA-MB-231). Los extractos de P. madagascariensis (maceracion y ultrasonido con acetona) y P. neochilus (ultrasonido com acetona) mostraron efectos antibacterianos contra Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, S. epidermidis (bacterias Gram positivas) y Klebsiella pneumoniae (bacterias Gram negativas). Lo extracto de ultrasonido de P. madagascariensis obtenido con acetona reveló efectos antibacterianos potentes en Staphylococcus spp., incluyendo una cepa resistente a la meticilina, con valores de concentración mínima inhibitoria en el rango de 1,95 a 7,81 µg/mL. Esto está de acuerdo con los usos tradicionales de tales plantas como agentes anti-infecciosos. Cada extracto metanólico mostró potentes efectos antioxidantes en una concentración de extracto de 100 ng/mL (60,8-89,0%). El extracto de maceración de P. madagascariensis mostró algunos efectos citotóxicos en la línea celular de cáncer de mama MDA-MB-231 con IC50 de 64,52 mg/mL. Dado que los extractos más bioactivos se obtuvieron de P. madagascariensis, aquellos se caracterizaron con más detalle con la identificación y cuantificación de los principales compuestos en los extractos. Cuatro compuestos fueron identificados por comparación con estándares: ácido rosmarínico, 7α,6β-dihidroxiroyleanona, 7αacetoxi-6β-hidroxiroileanona y coleona U. Se aisló un compuesto diterpénico del extracto ultrasonido de acetona de P. madagascariensis que se caracterizó por RMN 1H y 13C como 7α-formiloxi-6β-hidroxiroileanona. Esto supone el aislamiento por primera vez, de este compuesto en esta planta. Los efectos citotóxicos de los compuestos determinados en una batería de líneas celulares de cáncer y en conjugación con los datos disponibles de la literatura proporcionaron el establecimiento de algunas relaciones estructura-actividad de la estructura abietanica de la roilenanona. Se observó cierta selectividad para líneas celulares de cáncer de 7α,6β-dihidroxiroileanona y 7αacetoxi-6β-hidroxiroileanona con el índice de selectividad de 4,3 y 3,2 respectivamente. El extracto más antibacteriano resultante del cribado inicial fue seleccionado para su incorporación en una formulación fitosomal y posteriormente recubierto por el quitosano. Los fitosomas obtenidos eran amorfos, uniformes en forma (SEM y AFM), con un tamaño medio de 1082 ± 363 nm y lo potencial zeta de 20,59 ± 12,02 mV. La eficiencia de encapsulación se determinó por HPLC (57,7 ± 0,06%). La interacción entre los componentes de la formulación se demostró mediante DSC y DRIFTS. Los fitosomas mostraron una liberación sostenida y el flujo de membrana de baja con una cierta mejora de la actividad anti-estafilococos (concentración mínima inhibitoria de 0,49 a 31,25 mg/ml). La seguridad de dicha formulación se demuestra in vitro por la baja citotoxicidad en queratinocitos humanos y in vivo con ensayos de irritación cutánea aguda y sub-crónica en ratones. Este estudio demostró el potencial del género Plectranthus como fuente de nuevos agentes antibacterianos y de tratamiento del cáncer, justificándose algunos de los usos etnomedicinales de esas plantas. Los diterpenos del tipo abietano aislados a partir de P. madagascariensis poseen prometedores efectos citotóxicos selectivos contra algunas líneas de cáncer. Además, la formulación desarrollada de extracto de P. madagascariensis corresponde a un candidato antibacteriano tópico potente con un amplio espectro de actividad.