Anti-tick effect and cholinesterase inhibition caused by Prosopis juliflora alkaloids: in vitro and in silico studies / Efeito carrapaticida e inibição da acetilcolinesterase por alcaloides de Prosopis juliflora: estudos in vitro e in silico

We investigated the in vitro acaricide activity of the methanolic extract (ME) and alkaloid-rich fraction (AF) of Prosopis juliflora on Rhipicephalus microplus and correlated this effect with acetylcholinesterase (AChE) inhibition. The acaricide activity was evaluated using adult and larval immersion tests. Also, we studied the possible interaction mechanism of the major alkaloids present in this fraction via molecular docking at the active site of R. microplus AChE1 (RmAChE1). Higher reproductive inhibitory activity of the AF was recorded, with effective concentration (EC50) four times lower than that of the ME (31.6 versus 121 mg/mL). The AF caused mortality of tick larvae, with lethal concentration 50% (LC50) of 13.8 mg/mL. Both ME and AF were seen to have anticholinesterase activity on AChE of R. microplus larvae, while AF was more active with half-maximal inhibitory concentration (IC50) of 0.041 mg/mL. The LC-MS/MS analyses on the AF led to identification of three alkaloids: prosopine (1), juliprosinine (2) and juliprosopine (3). The molecular docking studies revealed that these alkaloids had interactions at the active site of the RmAChE1, mainly relating to hydrogen bonds and cation-pi interactions. We concluded that the alkaloids of P. juliflora showed acaricide activity on R. microplus and acted through an anticholinesterase mechanism.(AU)

A atividade carrapaticida in vitro do extrato metanólico (EM) e da fração de alcaloides (FA) de Prosopis juliflora foi investigada, frente ao Rhipicephalus microplus, e relacionada com a inibição da enzima acetilcolinesterase (AChE). A predição in silico das interações de alcaloides dessa fração com a AChE1 de R. microplus (RmAChE1) foi realizada por acoplamento molecular. A atividade carrapaticida foi avaliada, utilizando-se os ensaios de imersão de adultos e larvas. Maior efeito sobre parâmetros reprodutivos de teleóginas foi verificado para a FA, com valor de Concentração Efetiva 50% (CE50) (31.6 mg/mL), quatro vezes menor do que o valor do EM (121 mg/mL). A FA induziu mortalidade de larvas (Concentração Letal de 50% - CL50 = 13,8 mg/mL). A inibição da atividade da AChE de larvas do carrapato foi observada para EM e FA, sendo a FA mais ativa (Concentração Inibitória 50%- CI50 de 0,041mg/mL). As análises químicas da FA permitiram a identificação dos alcaloides prosopina (1), juliprosinina (2) e juliprosopina (3). No ensaio in silico, observou-se que esses alcaloides podem interagir com o sítio ativo da RmAChE1, principalmente por ligações de hidrogênio e interações cátion-pi. Os alcaloides de P. juliflora têm atividade carrapaticida contra R. microplus, atuando através do mecanismo anticolinesterásico.(AU)

Cytotoxicity effect of alkaloidal extract from Prosopis juliflora Sw. D.C. (Algaroba) pods on glial cells / Citotoxicidade do extrato alcaloidal das vagens de Prosopis julifloraSwartz. D.C. (Algaroba) em células gliais

Prosopis juliflora is largely used for feeding cattle and humans. Neurological signals have been reported in cattle due to intoxication with this plant. In this study, an alkaloidal fraction (AF) obtained from P. juliflora pods was tested on astrocyte primary cultures. Astrocytes display physiological functions essential to development, homeostasis and detoxification in the central nervous system (CNS). These cells are known for their role on energetic support and immune response in the CNS. Concentrations between 0.03 to 30 µg/ml AF were assayed for 24 - 72 h. The mitochondrial activity, assayed by MTT test, showed cytotoxicity at 30 µg/ml AF after 24 h. At concentrations ranging between 0.3 - 3 µg/ ml, the AF induced an increase on mitochondrial activity, indicating cell reactivity. lmmunocytochemistry assay for GFAP cytoskeletal protein, revealed alterations on cell morphology after treatment with 0.3 - 3 µg/ ml AF for 72 h. This result corroborates with western blot analysis when ceUs treated with 0.3 - 3 I-µg/ml AF for 72 h showed GFAP upregulation. The vimentin expression was not significantly altered in all tested concentrations. These results suggest that alkaloids induce astrocyte reactivity and might be involved in the neurotoxic effects induced by P. juliflora consumption.(AU)

A Prosopis juliflora é amplamente utilizada na alimentação humana e de várias espécies animais, especialmente bovinos. Quadros de intoxicação por esta planta, nesta espécie, têm sido relatados, principalmente quando a mesma é oferecida como única fonte alimentar, desencadeando uma doença de sintomatologia nervosa. Neste estudo, objetivou-se avaliar os efeitos in vitro da fração de alcalóides totais (F A) extraída das vagens da Prosopis juliflora utilizando cultura primária de astrócitos obtidos do córtex cerebral de ratos como modelo de estudo. A avaliação da atividade mitocondrial pelo teste do MTT demonstrou a citotoxicidade em 30 µg/ ml da FA após 24 h. As concentrações de 0,3 e 3 µg/ ml da FA induziram um aumento da atividade mitocondrial, indicando reatividade celular. Testes imunocitoquimicos para a GFAP, principal proteína de citoesqueleto de astrócitos, revelaram alterações morfológicas nas células após tratamento com 0,3 e 3 µg/ml da FA por 72 h. Tais resultados são consoantes à análise desta proteína por westernblot, quando as culturas foram tratadas com 0,3 e 3 µg/ml da FA por 72 h, demonstrando interferências na regulação da expressão da GFAP. A expressão de vimentina não foi significativamente alterada em nenhuma das concentrações testadas. Estes resultados sugerem que os alcalóides da P.juliflora induzem a reatividade astrocitária, o que pode estar envolvido nos efeitos neurotóxicos providos pelo consumo desta planta.(AU)