Biomarkers of anti-inflammatory and neuroprotective activity investigated by untargeted UPLC-ESI-QTOF-MS metabolomics analyses.

Abstract

A triagem de metabólitos bioativos é freqüentemente realizada na descoberta de medicamentos, e a metabolômica surge como uma ferramenta moderna aplicada no campo de pesquisa de Produtos Naturais (NP) para acessar os metabólitos de plantas por meio de análises mais rápidas em tempo real. Assim, esta pesquisa teve como objetivo realizar um estudo abrangente de metabolômica baseada em LC / MS para investigar o potencial anti-inflamatório de espécies de Ocotea (Lauraceae), bem como a atividade neuroprotetora da bebida conhecida popularmente por Ayahuasca e de suas plantas matrizes. É bem conhecido o papel principal da PGE2 em doenças inflamatórias agudas, e publicações recentes também indicaram que uma expressão mais alta de COX 2 e níveis aumentados de PGE2 circulantes desempenham um papel significativo na progressão do câncer através do crescimento linfangiogênico. Por outro lado, o dano neural está envolvido na progressão da doença de Parkinson (DP) e em outras doenças neurodegenerativas, e os candidatos neuroprotetores ao tratamento médico são absolutamente necessários para desenvolver terapias que possam impedir a progressão natural da doença. Assim, novos fármacos capazes de desencadear atividade neuroprotetora ou inibir a liberação de PGE2 são alvos potenciais para a descoberta e desenvolvimento de fármacos. Um total de 60 espécies diferentes de Ocotea e as plantas matrizes da bebida Ayahuasca foram extraídas seguindo o atual protocolo de extração metabolômica. Para atividade biológica, uma triagem anti-inflamatória ex vivo foi realizada usando inflamação induzida por LPS no sangue humano para determinação quantitativa de PGE2 no plasma por UPLC-MS / MS. A dexametasona e a indometacina foram usadas como controles positivos. Para a avaliação neuroprotetora, a bebida Ayahuasca, os extratos de suas plantas matriciais (Banisteriopsis caapi e Psychotria viridis), suas frações e seus principais alcaloides foram avaliados quanto à viabilidade das células do neuroblastoma SH-SY5Y em modelo PD in vitro. Para as análises metabolômicas, foram preparadas amostras de controle de qualidade e todas as amostras foram submetidas a UPLC-ESI-TOF-MS. A aquisição e o tratamento dos dados obtidos por MS E foram realizados, juntamente com os bancos de dados do software UNIFI (Waters®) e o Dictionary of Natural Products (DNP) para MS 1 e correspondência de fórmula molecular. A identificação do nível 2 foi realizada pelos íons produto MS E obtidos, os quais foram comparados com uma biblioteca espectral na literatura para identificação experimental de compostos. O estudo da Ayahuasca foi realizado via nível 3, de acordo com os padrões atuais de metabolômica. Os dados tratados foram analisados ​​por análise estatística multivariada para investigação de biomarcadores. As impressões digitais metabólicas geradas permitiram a desreplicação da maioria dos compostos extraídos encontrados nos extratos avaliados. No estudo da metabolômica de Ocotea, observou-se quantitativamente mais alcalóides de aporfina e flavonóides glicosilados na maioria dos extratos de Ocotea. Além disso, 12 de 60 Ocotea spp. avaliados exibiram alta inibição satisfatória da PGE2. Em relação à avaliação neuroprotetora, as doses mais baixas das amostras ativas da Ayahuasca e de suas plantas de base mostraram-se capazes de estimular a proliferação de células neuronais e / ou exibir o perfil de neuroproteção mais eficaz. Curiosamente, as frações hidroalcoólicas apresentaram efeitos neuroprotetores aprimorados quando comparadas a outras amostras e alcalóides isolados. A análise metabolômica geral permitiu determinar os biomarcadores da atividade anti-inflamatória e neuroprotetora, além de possivelmente novos compostos sem hits em bancos de dados químicos.. Além disso, este é o primeiro relatório sobre a composição química e a bioatividade de várias espécies endêmicas de Ocotea spp. do território brasileiro. E também, este trabalho descobriu que a bebida Ayahuasca e suas plantas de base têm potencial aplicabilidade para o tratamento da DP e outras doenças neurodegenerativas.