Efeitos terapêuticos de Achyrocline satureioides (Lam.) : estudos in vivo e in vitro

Abstract

Achyrocline satureioides (Asteraceae) ou "Marcela" é uma planta nativa de países latino-americanos e, apesar do seu uso generalizado na medicina tradicional, as propriedades químicas e biológicas que sustentam seu uso fitoterápico, ainda não foram completamente caracterizadas. Neste trabalho apresentamos benefícios terapêuticos de extratos de Achyrocline satureioides, através de estudos in vitro e in vivo. Avaliou-se o perfil químico, potencial antioxidante in vitro e atividade antimicrobiana de três extratos de Achyrocline satureioides. Dentre os extratos testados, o extrato hidroetanólico exibiu atividade antioxidante em concentrações de 34 μg/mL, e apresentou um amplo espectro de atividade antimicrobiana (100 a 200 mg/mL) contra bactérias patogênicas intestinais. Os efeitos antibacterianos foram superiores aos exercidos pela amoxicilina, quando testados contra Bacillus cereus e Staphylococcus aureus. Como estudos sobre o efeito do uso indiscriminado de infusões de plantas durante a gravidez são limitados, neste trabalho, também investigamos os efeitos da suplementação em ratas wistar com dois extratos de Achyrocline satureioides, um extrato aquoso (47mg/Kg/dia) e um extrato hidroetanólico (35mg/Kg/dia), administrados durante a gestação e lactação. Nossos dados sugerem que tanto o extrato aquoso quanto o hidroetanólico podem induzir sintomas de toxicidade nas concentrações testadas, no que se refere ao índice de nascimentos dos filhotes, diminuição da sobrevivência neonatal, além de causar alterações significativas específicas nos tecidos quanto aos parametros enzimáticos tanto das mães como dos filhotes fornecendo evidências que podem justificar a necessidade de controle na suplementação na gestação. A administração oral de um extrato hidroetanólico de A. satureioides também produziu atividade anti-hiperglicêmica promissora em ratos. Sendo comparável ao fármaco controle positivo: a acarbose. Este efeito foi observado em ratos que ingeriram níveis elevados de maltose e amido, e também em modelo de indução de diabetes mellitus (DM) com estreptozotocina. Para investigar o mecanismo de ação do extrato, determinamos seus efeitos inibitórios sobre maltase e α-amilase pancreática. O nível de extrato associado a 50% de inibição enzimática (IC50) foi de 185,21 μg/mL para maltase e 265,72 μg / mL para α-amilase pancreática. Uma investigação mais profunda dos constituintes de A. satureioides mostrou que o flavonoide, achyrobichalcona, produziu a maior inibição das glicosidases (IC50 de 4,74 μM para α-amilase e 6,71 μM para maltase), o que foi consistente com os nossos resultados de modelagem molecular. Estes achados sugerem uma potencial aplicação de A. satureioides como agente terapêutico em DM. As atividades antioxidantes, antimicrobianas e hiperglicêmica de parecem estar positivamente correlacionadas com a quantidade de flavonoides. Em conclusão, nossos resultados mostraram evidências de atividades antioxidante, antimicrobiana e hipoglicêmica convidando a pesquisas futuras sobre seu potencial uso como agente co-adjuvante terapêutico tanto para o tratamento das doenças gastrointestinais que podem apresentar altas taxas de resistência a antibióticos, bem como no DM. Contudo, são necessárias mais investigações para verificar os seus efeitos sobre a saúde.

Achyrocline satureioides (Asteraceae) or “Marcela” has been widely used in traditional medicine; however, chemical and biological properties supporting its phytotherapeutic usage are still poorly studied. In this work we present therapeutic benefits of extracts of Achyrocline satureioides, through in vitro and in vivo studies. We evaluated the chemical profiles of the dried extracts, along with antioxidant potential and antimicrobial activity against intestinal pathogenic bacteria. Our data suggest that dried A. satureioides extracts exert greater antibacterial effects than the antibiotic amoxicillin when tested against Bacillus cereus and Staphylococcus aureus. The antioxidant and antimicrobial activities of A. satureioides extracts appear to positively correlate with the amount of flavonoids measured in each extract. Our results provide evidence for the antioxidant and antimicrobial activities of A. satureioides extracts against intestinal pathogens. These findings justify further research regarding the potential for A. satureioides extracts as co-adjuvants to treat bacterial-induced intestinal diseases that may present high rates of antibiotic resistance. Studies regarding the indiscriminate use of plant infusions during pregnancy are limited. Recent reports have shown that chronic flavonoid supplementation induces toxicity in vivo and raises the mortality rates of healthy subjects. Therefore, we investigated whether supplementation of pregnant and lactating Wistar rats with two AS inflorescence extracts, consisting of an aqueous extract similar to a tea (47 mg/kg/day) and a hydroethanolic extract (35 mg/kg/day) with a higher flavonoid content, could induce redox-related side effects. Our data suggest that both aqueous extract and hydroethanolic extract of A. satureioides inflorescence extracts may induce symptoms of toxicity in concentrations tested in mothers regarding the delivery index and further decrease of neonatal survival. Our findings provide evidence that may support the need to control supplementation with the aqueous extract of A. satureioides inflorescence extracts during gestation due to potential toxicity in vivo, which might be related, at least in part, to changes in tissue-specific redox homeostasis and enzymatic activity. Oral administration of a hydroalcoholic extract from A. satureioides also produced promising antihyperglycemic activity in rats. This was comparable to the positive control drug: acarbose. This effect was observed in rats that ingested high levels of maltose and starch, and also in a rat streptozotocin model of DM. To investigate the mechanism of action of A. satureioides, we determined its inhibitory effects on maltase and pancreatic α-amylase. The level of A. satureioides associated with 50% enzyme inhibition (IC50) was 185.21 μg / mL for maltase and 265.72 μg / mL for pancreatic α-amylase. Further investigation of AS constituents showed that flavonoid, achyrobichalcona, produced the highest inhibition of the enzyme (IC50 of 4.74 μM for α-amylase and 6.71 μM for maltase), which was consistent with our modeling results molecular. These findings suggest a potential application of A. satureioides as a therapeutic agent in DM. The antioxidant and antimicrobial and hyperglycemic activities appear to be positively correlated with the amount of flavonoids. In conclusion, our results showed evidence of antioxidant, antimicrobial and hypoglycemic activity inviting future research on its potential use as a co-adjuvant therapeutic agent both for the treatment of gastrointestinal diseases that may present high rates of antibiotic resistance as well as in DM. However, more research is needed to verify its effects on health.