Prospecção e obtenção de compostos com potencial terapêutico, a partir de subprodutos industriais

Abstract

Cymbopogon citratus (DC.) Stapf (Cc), mundialmente conhecido como lemongrass é usado na medicina tradicional como infusão, no tratamento de patologias inflamatórias, designadamente em gastrites e úlceras pépticas. Mais ainda, o óleo essencial do Cc é usado na agricultura e nas indústrias de cosmética e farmacêutica. No entanto, a solução aquosa resultante da extracção do óleo essencial, por hidrodestilação, é descartada. Assim, o objectivo deste estudo foi fraccionar e caracterizar quimicamente este desperdício, bem como avaliar o seu potencial antioxidante e terapêutico em condições inflamatórias induzidas por um lipopolissacarideo bacteriano (LPS) em macrófagos de rato, assim como a ausência de citotoxicidade para concentrações eficazes. As folhas do Cc foram extraídas por infusão e hidrodestilação. Os extractos obtidos (CcI e CcHD, respectivamente) foram deslipidificados com n-hexano e liofilizados. O CcHD foi fraccionado, do que resultaram três fracções: FIII+FIV, FA e FB. Um ensaio quantitativo foi realizado em CcI e CcHD, avaliando-se o teor de fenóis, ácidos hidroxicinâmicos, flavonóides e taninos totais. Registou-se maior concentração de fenóis e taninos totais para o CcHD e de ácidos hidroxicinâmicos e flavonóides para o CcI. A caracterização do perfil fenólico do CcHD e das fracções obtidas foi realizada usando HPLC-PDA e HPLC-PDA-ESI/MSn, ilustrando perfis distintos. O CcHD evidenciou um perfil rico em ácidos fenólicos e flavonóides, sem que fosse muito perceptível a presença de taninos. A FIII+FIV revelou, na sua maioria, flavonóides, essencialmente glicósidos da luteolina e muito poucos taninos, concretamente, proantocianidinas. As fracções FA e FB apresentaram um perfil rico em taninos, embora com naturezas químicas diversas. Na FA foram predominantemente detectadas proantocianidinas do tipo A, algumas das quais, glicosiladas e poucos heteropoliflavanos glicosilados constituídos por pro-3-desoxi-antocianidinas e uma unidade flavanona. A outra fracção, FB evidenciou a presença maioritária de heteropoliflavanos. A actividade antioxidante de todas as fracções foi superior à do CcHD, sendo a FB a mais activa e a FA a menos activa. Adicionalmente, todas as fracções demonstraram melhores propriedades anti-inflamatórias, ao inibir a produção de óxido nítrico (NO) em macrófagos estimulados por um lipopolissacárido. A fracção FIII+FIV foi a mais activa, seguida pela FA e pela FB. A fracção FA também demonstrou propriedades imuno-estimulantes. Mais ainda, nenhuma citotoxicidade foi observada, para as concentrações eficazes testadas, sugerindo a segurança da administração in vivo do CcHD e das fracções dele obtidas. Em conclusão, o presente trabalho revelou, pela primeira vez, a composição fenólica do CcHD, bem como o seu potencial biológico, nomeadamente, propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. Assim, estes resultados encorajam o reaproveitamento, da solução aquosa resultante da extracção do óleo essencial por hidrodestilação das folhas de Cymbopogon citratus, como fonte de compostos seguros e bioactivos, que podem conferir um valor adicional a esta planta. Além disso, o processo conducente a este extracto permite obter maiores concentrações de taninos e, eventualmente induzir transformações químicas que constituem um desafio para estudos futuros.

Cymbopogon citratus (DC.) Stapf (Cc, also known as lemongrass) is used in traditional medicine, as infusion of its leaves, to treat inflammatory, mainly gastritis and peptic ulcers. Additionally, Cc essential oil is used by cosmetics, agriculture and pharmaceutical industry, but the waste aqueous solution resulting from the essential oil extraction by hydrodistillation is discarded. Therefore, the aim of this study was to fractionate and characterize the chemical profile of this waste, and to establish its therapeutic potential in inflammatory conditions induced by bacterial lipopolysaccharide (LPS), as well as its safety profile in murine macrophages, at effective concentrations. Dry aerial parts of Cc were extracted by infusion and by hydrodistillation. The two aqueous extracts (CcI and CcHD, respectively) were washed with n-hexane and freezedried. CcHD was then fractionated and three fractions were obtained: FIII+FIV, FA and FB. Quantitative assays were performed in CcI and CcHD to evaluate the total phenols, total hidroxicinamic acids, total flavonoids and total tannins. It was observed a higher concentration of total phenols and tannins to the CcHD and hydroxycinnamic acids and flavonoids for the CcI. The chemical characterization of CcHD and its fractions was achieved using both HPLCPDA and HPLC/PDA/ESI-MSn, presenting distinct profiles. CcHD exhibited the presence of phenolic acids, flavonoids, without being highly perceptible the presence of tannins. FIII+FIV presented mostly flavonoids, mainly glycosides of luteolin and very few tannins, in particular, proanthocyanidins.. FA and FB showed a tannin-rich profile, although with different chemical characteristics. FA showed predominantly A-type proanthocyanidins, some of which are glycosylated and a few glycosylated heteropolyflavan consisting of pro-anthocyanidins 3- deoxy-unit and a flavanone. The other fraction, FB revealed the presence of heteropolyflavan as majority compounds. The antioxidant activity of all fractions was higher than CcHD, being FB the most active and FA the less active. Additionally, all fractions showed greater anti-inflammatory properties than CcHD by reducing nitric oxide (NO) production in lipopolysaccharide-stimulated macrophages. FIII+FIV was the most active fraction, followed by FA and FB. FA also showed immunostimulatory properties. Furthermore, no cytotoxicity was observed, suggesting the in vivo safety of CcHD and its fractions. In conclusion, the present work disclosure, for the first time, the CcHD chemical composition and its biological activities, namely antioxidant and anti-inflammatory properties. Thus, these results encourage the recovering of the aqueous solution resulting from the extraction of the essential oil by hydrodistillation of Cymbopogon citratus leaves, as a source of safe and bioactive compounds which may give additional value to this plant. Furthermore, the process leading to this statement allows to obtain higher concentrations of tannins and eventually induce chemical transformations that are a challenge for future studies.