Actividad antimalárica de un extracto hidroalcohólico de Bixa orellana L. / Antimalarial activity of hydroalcoholic extract from Bixa orellana L.

Introducción: Bixa orellana L. es una especie usada en la medicina tradicional de países de diversos continentes. Entre las propiedades medicinales que se le atribuyen se incluye su acción antimalárica. Objetivo: evaluar la actividad antimalárica in vitro e in vivo de un extracto de B. orellana cultivada en Cuba. Métodos: la actividad antimalárica del extracto hidroalcohólico de semillas de Bija se evaluó in vitro frente a la cepa Ghana de Plasmodium falciparum e in vivo utilizando un modelo de malaria de roedores, ratones Balb/c infectados con la cepa ANKA de Plasmodium berghei. La citotoxicidad se determinó frente a fibroblastos humanos de la línea MRC-5. Además, se caracterizó preliminarmente la composición fitoquímica del extracto estudiado. Resultados: el extracto exhibió un valor de concentración inhibitoria media de 11,6 µg/mL, concentración citotóxica media de 60,2 µg/mL e índice de selectividad de 5,1. La administración subcutánea del extracto a la dosis de 500 mg/kg causó una reducción de 50,3 ± 5,8 por ciento de la parasitemia en los animales infectados en comparación con la observada en los controles. El tamizaje fitoquímico fue consistente con la detección de triterpenoides y(o) esteroides, alcaloides, compuestos lactónicos, compuestos fenólicos, taninos y flavonoides. Conclusiones: el extracto hidroalcohólico de semillas de B. orellana cultivada en Cuba mostró actividad antimalárica moderada tanto in vitro como in vivo. El fraccionamiento guiado por bioensayos permitiría identificar las moléculas responsables de la actividad demostrada por este extracto y reevaluar sus potencialidades.

Introduction: Bixa orellana L. is one species used in traditional herb medicine in several continents. Among the medicinal properties attributed to this plant, the antimalarial action has been included. Objective: to evaluate in vitro and in vivo antimalarial activity of extract from B. orellana grown in Cuba. Methods: the antimalarial activity of the hydroalcoholic extract fro Bija seeds was evaluated in vitro against Plasmodium falciparum Ghana strain and in vivo using a model of murine malaria, that is, Balb/c mice infected with Plasmodium berghei ANKA strain. Citotoxicity was determined against MRC-5 human fibroblasts. Additionally, phytochemical composition of the studied extract was preliminarily informed. Results: the extract exhibited IC50 (Medium Inhibitory Concentration) of 11.6 µg/mL, CC50 (Medium Citotoxic Concentration) of 60.2 µg/mL and SI (Selectivity Index) of 5.1. Subcutaneous administration of the extract at a 500 mg/kg dose caused parasitemia reduction of 50.3 ± 5.8 percent on infected animals compared with that of the controls. Phytochemical screening was consistent with detection of triterpenoids and/or steroids, alkaloids, lactonic compounds, phenols, tanins and flavonoids. Conclusions: the hydroalcoholic extract from B. orellana seeds grown in Cuba showed in vitro and in vivo moderate antimalarial activity. Bioassay-guided fractioning will allow identifying the molecules responsible for the exhibited extract activity and re-evaluating the potentialities of this extract.

Actividad antimalárica de un extracto hidroalcohólico de Bixa orellana L / Antimalarial activity of hydroalcoholic extract from Bixa orellana L

Introducción: Bixa orellana L. es una especie usada en la medicina tradicional de países de diversos continentes. Entre las propiedades medicinales que se le atribuyen se incluye su acción antimalárica. Objetivo: evaluar la actividad antimalárica in vitro e in vivo de un extracto de B. orellana cultivada en Cuba. Métodos: la actividad antimalárica del extracto hidroalcohólico de semillas de Bija se evaluó in vitro frente a la cepa Ghana de Plasmodium falciparum e in vivo utilizando un modelo de malaria de roedores, ratones Balb/c infectados con la cepa ANKA de Plasmodium berghei. La citotoxicidad se determinó frente a fibroblastos humanos de la línea MRC-5. Además, se caracterizó preliminarmente la composición fitoquímica del extracto estudiado. Resultados: el extracto exhibió un valor de concentración inhibitoria media de 11,6 Ág/mL, concentración citotóxica media de 60,2 Ág/mL e índice de selectividad de 5,1. La administración subcutánea del extracto a la dosis de 500 mg/kg causó una reducción de 50,3 ± 5,8 por ciento de la parasitemia en los animales infectados en comparación con la observada en los controles. El tamizaje fitoquímico fue consistente con la detección de triterpenoides y(o) esteroides, alcaloides, compuestos lactónicos, compuestos fenólicos, taninos y flavonoides. Conclusiones: el extracto hidroalcohólico de semillas de B. orellana cultivada en Cuba mostró actividad antimalárica moderada tanto in vitro como in vivo. El fraccionamiento guiado por bioensayos permitiría identificar las moléculas responsables de la actividad demostrada por este extracto y reevaluar sus potencialidades(AU)

Introduction: Bixa orellana L. is one species used in traditional herb medicine in several continents. Among the medicinal properties attributed to this plant, the antimalarial action has been included. Objective: to evaluate in vitro and in vivo antimalarial activity of extract from B. orellana grown in Cuba. Methods: the antimalarial activity of the hydroalcoholic extract fro Bija seeds was evaluated in vitro against Plasmodium falciparum Ghana strain and in vivo using a model of murine malaria, that is, Balb/c mice infected with Plasmodium berghei ANKA strain. Citotoxicity was determined against MRC-5 human fibroblasts. Additionally, phytochemical composition of the studied extract was preliminarily informed. Results: the extract exhibited IC50 (Medium Inhibitory Concentration) of 11.6 Ág/mL, CC50 (Medium Citotoxic Concentration) of 60.2 Ág/mL and SI (Selectivity Index) of 5.1. Subcutaneous administration of the extract at a 500 mg/kg dose caused parasitemia reduction of 50.3 ± 5.8 percent on infected animals compared with that of the controls. Phytochemical screening was consistent with detection of triterpenoids and/or steroids, alkaloids, lactonic compounds, phenols, tanins and flavonoids. Conclusions: the hydroalcoholic extract from B. orellana seeds grown in Cuba showed in vitro and in vivo moderate antimalarial activity. Bioassay-guided fractioning will allow identifying the molecules responsible for the exhibited extract activity and re-evaluating the potentialities of this extract(AU)

Actividad antimalárica y citotoxicidad de extractos hidroalcohólicos de seis especies de plantas usadas en la medicina tradicional cubana / Antimalarial activity and cytotoxicity of hydroalcoholic extracts from six plant species used in Cuban traditional medicine

INTRODUCCIÓN: la malaria es la enfermedad parasitaria de mayor importancia para la salud mundial. La carencia de diversidad estructural de los antimaláricos en uso convierte en una necesidad urgente la búsqueda de nuevas alternativas terapéuticas. Las plantas han demostrado su potencial para proveer antimaláricos efectivos. Una amplia muestra de plantas medicinales cubanas están siendo estudiadas con este propósito. OBJETIVO: evaluar la actividad antimalárica de extractos de 6 especies de plantas y determinar su selectividad midiendo la citotoxicidad frente a células humanas. MÉTODOS: se prepararon extractos hidroalcohólicos de partes aéreas de: Annona glabra L., Bidens pilosa L., Cecropia peltata L., Curcuma longa L., Hura crepitans L. y Pluchea odorata (L.) Cass. La actividad de los extractos se evaluó in vitro frente a Plasmodium falciparum y fibroblastos humanos MRC-5. Se calcularon la concentración inhibitoria media, concentración citotóxica media y el índice de selectividad. Se realizó un tamizaje fitoquímico preliminar del extracto más activo. RESULTADOS: solo el extracto de H. crepitans mostró buena actividad antiplasmodial (concentración inhibitoria media de 5,7 µg/mL) con excelente selectividad (índice de selectividad de 18,8). El tamizaje fitoquímico reveló la presencia de compuestos fenólicos, triterpenoides, alcaloides, quinonas, flavonoides y antocianidinas. CONCLUSIONES: se obtuvo un extracto con potente actividad antimalárica in vitro. Este resultado induce a continuar estudiando esta preparación vegetal.

INTRODUCTION: malaria is the most important parasitic disease for global health. Lack of the structural diversity in current antimalarials demands the urgent search for new therapeutic alternatives. The plants have shown their potential to provide effective antimalarials, therefore, a large sample of Cuban medicinal plants is being studied. OBJECTIVES: to evaluate antimalarial activity of extracts from six plant species and to determine their selectivity by meassuring cytotoxicity against human cells. METHODS: hydroalcoholic extracts from Annona glabra L., Bidens pilosa L., Cecropia peltata L., Curcuma longa L., Hura crepitans L. and Pluchea odorata (L.) Cass. were prepared. Their activity was evaluated in vitro against Plasmodium falciparum and human fibroblasts MRC-5. The mean inhibitory concentration, the mean cytotoxic concentration and the selectivity index were estimated. A preliminary phytochemical screening of the most active extract was made. RESULTS: H. crepitans extract was the only one that showed good antiplasmodial activity (mean inhibitory concentration of 5.7 µg/mL) with excellent selectivity (selectivity index of 18.8). Phytochemical screening revealed the presence of phenolic compounds, triterpenoids, alkaloids, quinones, flavonoids and anthocyanidins. CONCLUSIONS: one extract with potent antimalarial activity in vitro was obtained. This result is an incentive to continue studying this vegetal preparation.

Actividad antimalárica y citotoxicidad de extractos hidroalcohólicos de seis especies de plantas usadas en la medicina tradicional cubana / Antimalarial activity and cytotoxicity of hydroalcoholic extracts from six plant species used in Cuban traditional medicine

INTRODUCCIÓN: la malaria es la enfermedad parasitaria de mayor importancia para la salud mundial. La carencia de diversidad estructural de los antimaláricos en uso convierte en una necesidad urgente la búsqueda de nuevas alternativas terapéuticas. Las plantas han demostrado su potencial para proveer antimaláricos efectivos. Una amplia muestra de plantas medicinales cubanas están siendo estudiadas con este propósito. OBJETIVO: evaluar la actividad antimalárica de extractos de 6 especies de plantas y determinar su selectividad midiendo la citotoxicidad frente a células humanas. MÉTODOS: se prepararon extractos hidroalcohólicos de partes aéreas de: Annona glabra L., Bidens pilosa L., Cecropia peltata L., Curcuma longa L., Hura crepitans L. y Pluchea odorata (L.) Cass. La actividad de los extractos se evaluó in vitro frente a Plasmodium falciparum y fibroblastos humanos MRC-5. Se calcularon la concentración inhibitoria media, concentración citotóxica media y el índice de selectividad. Se realizó un tamizaje fitoquímico preliminar del extracto más activo. RESULTADOS: solo el extracto de H. crepitans mostró buena actividad antiplasmodial (concentración inhibitoria media de 5,7 Ág/mL) con excelente selectividad (índice de selectividad de 18,8). El tamizaje fitoquímico reveló la presencia de compuestos fenólicos, triterpenoides, alcaloides, quinonas, flavonoides y antocianidinas. CONCLUSIONES: se obtuvo un extracto con potente actividad antimalárica in vitro. Este resultado induce a continuar estudiando esta preparación vegetal(AU)

INTRODUCTION: malaria is the most important parasitic disease for global health. Lack of the structural diversity in current antimalarials demands the urgent search for new therapeutic alternatives. The plants have shown their potential to provide effective antimalarials, therefore, a large sample of Cuban medicinal plants is being studied. OBJECTIVES: to evaluate antimalarial activity of extracts from six plant species and to determine their selectivity by meassuring cytotoxicity against human cells. METHODS: hydroalcoholic extracts from Annona glabra L., Bidens pilosa L., Cecropia peltata L., Curcuma longa L., Hura crepitans L. and Pluchea odorata (L.) Cass. were prepared. Their activity was evaluated in vitro against Plasmodium falciparum and human fibroblasts MRC-5. The mean inhibitory concentration, the mean cytotoxic concentration and the selectivity index were estimated. A preliminary phytochemical screening of the most active extract was made. RESULTS: H. crepitans extract was the only one that showed good antiplasmodial activity (mean inhibitory concentration of 5.7 Ág/mL) with excellent selectivity (selectivity index of 18.8). Phytochemical screening revealed the presence of phenolic compounds, triterpenoids, alkaloids, quinones, flavonoids and anthocyanidins. CONCLUSIONS: one extract with potent antimalarial activity in vitro was obtained. This result is an incentive to continue studying this vegetal preparation(AU)

Evaluación de la actividad de extractos marinos sobre Plasmodium falciparum in vitro y aspártico proteasas / Evaluation of the marine extracts action on Plasmodium falciparum in vitro and on aspartic proteases

Introducción: la búsqueda de nuevas drogas o alternativas terapéuticas para el tratamiento de la malaria es una alta prioridad en la lucha por el control de esta enfermedad. En la actualidad, varios estudios se concentran en la evaluación de inhibidores de proteasas de tipo aspártico presentes en la vacuola digestiva de Plasmodium falciparum, las cuales son parte de las enzimas que participan en la degradación de la hemoglobina. Los escasos reportes en la literatura sobre la purificación de inhibidores de proteasas aspárticas a partir de organismos marinos sugieren que constituyen una fuente de este tipo de moléculas prácticamente inexplorada. Métodos: las especies de invertebrados marinos Phallusia nigra, Bugula sp., Lyssodendoryx isodictyalis, Ascidia sydneiensis, Microscosmus goanus, Holothuria mexicana, Lytechinus variegatus y Echinaster sp. fueron colectadas en la localidad de Puerto Esperanza, Pinar del Río, en abril de 2006 y se prepararon extractos etanólicos. Se realizó la evaluación antimalárica in vitro contra Plasmodium falciparum de estos extractos con valores descriptivos de eficacia comparables a los utilizados internacionalmente. Los resultados se relacionaron con los hallazgos de los ensayos de inhibición de la actividad enzimática de pepsina como modelo de proteasa aspártica y con el perfil químico de metabolitos secundarios en estos extractos. Resultados: se encontró una buena reproducibilidad de la actividad antimalárica de los extractos de P. nigra, M. goanus y L. isodictyalis con concentraciones inhibitorias medias menores que 50 µg/mL. El extracto de M. goanus mostró la posible presencia de un inhibidor de pepsina. El perfil químico obtenido para las ascidias se corresponde con los principales compuestos reportados para las familias Pyuridae y Ascidiidae. La actividad antimalárica, así como la actividad inhibidora de pepsina, pudiera ser atribuida a algunos de los grupos de metabolitos secundarios detectados...

Background: the search for new drugs or therapeutic alternatives for malaria treatment is a high priority in the struggle against this disease. At present, several studies are focused on the evaluation of aspartic protease inhibitors present in the digestive vacuole of Plasmodium falciparum, which are part of the enzymes involved in hemoglobin degradation. The few reports in literature on the purification of aspartic proteases inhibitors from marine organisms suggest that they are a practically unexplored source of this type of molecules. Methods: marine invertebrate species Phallusia nigra, Bugula sp., Lyssodendoryx isodictyalis, Ascidia sydneiensis, Microscosmus goanus, Holothuria mexicana, Lytechinus variegatus y Echinaster sp.were detected in Puerto Esperanza area, Pinar del Rio province, on April 2006 and then ethanol extracts were prepared. In vitro antimalarial evaluation of these extracts against Plasmodium falciparum, with descriptive efficacy values being comparable with those used worldwide. The results were associated to the findings of aspartic protease model-like pepsin enzymatic action inhibition tests and to the chemical profile of secondary metabolites in these extracts. RESULTS: good reproducibility of antimalarial action of P. nigra, M. goanus y L. isodictyalis extracts was found, being the average inhibitory concentrations lower than 50 µg/mL. M. goanus extract showed a possible pepsin inhibitor. The chemical profile for ascidians corresponded to the main compounds reported in Pyuridae y Ascidiidae families. The antimalarial activity as well as the pepsin inhibitory activity might be attributed to some of the detected secondary metabolites. Conclusions: the breaking-up of these extracts is recommended in order to isolate the chemical compounds involved in the studied biological activities.

Evaluación de la actividad de extractos marinos sobre Plasmodium falciparum in vitro y aspártico proteasas / Evaluation of the marine extracts action on Plasmodium falciparum in vitro and on aspartic proteases

Introducción: la búsqueda de nuevas drogas o alternativas terapéuticas para el tratamiento de la malaria es una alta prioridad en la lucha por el control de esta enfermedad. En la actualidad, varios estudios se concentran en la evaluación de inhibidores de proteasas de tipo aspártico presentes en la vacuola digestiva de Plasmodium falciparum, las cuales son parte de las enzimas que participan en la degradación de la hemoglobina. Los escasos reportes en la literatura sobre la purificación de inhibidores de proteasas aspárticas a partir de organismos marinos sugieren que constituyen una fuente de este tipo de moléculas prácticamente inexplorada. Métodos: las especies de invertebrados marinos Phallusia nigra, Bugula sp., Lyssodendoryx isodictyalis, Ascidia sydneiensis, Microscosmus goanus, Holothuria mexicana, Lytechinus variegatus y Echinaster sp. fueron colectadas en la localidad de Puerto Esperanza, Pinar del Río, en abril de 2006 y se prepararon extractos etanólicos. Se realizó la evaluación antimalárica in vitro contra Plasmodium falciparum de estos extractos con valores descriptivos de eficacia comparables a los utilizados internacionalmente. Los resultados se relacionaron con los hallazgos de los ensayos de inhibición de la actividad enzimática de pepsina como modelo de proteasa aspártica y con el perfil químico de metabolitos secundarios en estos extractos. Resultados: se encontró una buena reproducibilidad de la actividad antimalárica de los extractos de P. nigra, M. goanus y L. isodictyalis con concentraciones inhibitorias medias menores que 50 µg/mL. El extracto de M. goanus mostró la posible presencia de un inhibidor de pepsina. El perfil químico obtenido para las ascidias se corresponde con los principales compuestos reportados para las familias Pyuridae y Ascidiidae. La actividad antimalárica, así como la actividad inhibidora de pepsina, pudiera ser atribuida a algunos de los grupos de metabolitos secundarios detectados...(AU)

Background: the search for new drugs or therapeutic alternatives for malaria treatment is a high priority in the struggle against this disease. At present, several studies are focused on the evaluation of aspartic protease inhibitors present in the digestive vacuole of Plasmodium falciparum, which are part of the enzymes involved in hemoglobin degradation. The few reports in literature on the purification of aspartic proteases inhibitors from marine organisms suggest that they are a practically unexplored source of this type of molecules. Methods: marine invertebrate species Phallusia nigra, Bugula sp., Lyssodendoryx isodictyalis, Ascidia sydneiensis, Microscosmus goanus, Holothuria mexicana, Lytechinus variegatus y Echinaster sp.were detected in Puerto Esperanza area, Pinar del Rio province, on April 2006 and then ethanol extracts were prepared. In vitro antimalarial evaluation of these extracts against Plasmodium falciparum, with descriptive efficacy values being comparable with those used worldwide. The results were associated to the findings of aspartic protease model-like pepsin enzymatic action inhibition tests and to the chemical profile of secondary metabolites in these extracts. RESULTS: good reproducibility of antimalarial action of P. nigra, M. goanus y L. isodictyalis extracts was found, being the average inhibitory concentrations lower than 50 µg/mL. M. goanus extract showed a possible pepsin inhibitor. The chemical profile for ascidians corresponded to the main compounds reported in Pyuridae y Ascidiidae families. The antimalarial activity as well as the pepsin inhibitory activity might be attributed to some of the detected secondary metabolites. Conclusions: the breaking-up of these extracts is recommended in order to isolate the chemical compounds involved in the studied biological activities(AU)

Concentración natural de compuestos antimaláricos en artrópodos tropicales (in vitro)

Natural concentration of antimalaric components in Tropical arthropods (in vitro). Alcohol, hexane and dichlorometane extracts of 751 samples of Costa Rican arthropods were studied for the presence of antimalaric components. With Plasmodium berghei we set an in vitro model in which the effect of the extract was determined by staining of the parasites with cresil brilliant blue. Active extracts at concentration of 50 mg or less, were considered positive. Promissory extracts were found in the orders Lepidoptera (24.1%), Coleoptera (32.8%), Hemiptera (38.5%) and Polydesmida (81.3%). Since most of the Lepidoptera samples were in the immature stages, the relation with the host plant was analyzed. Cannaceae, Flacourtiaceae, Crisobalanaceae, Lauraceae, Fagaceae, Ulmaceae, Rosaceae, Asteraceae, Rubiaceae, Lauraceae and Caprifoliaceae were related with the Lepidoptera larvae, and an antimalaric effect has been reported in most of these families. In the orders Polydesmida, Opiliones and Blattodea, the extract from adults also had some important effect, probably because all of them fed on plants. Polydesmida and Opiliones have chemical substances that probably serve as defensive purposes; these chemicals could also have some antiparasitic effect. Therefore, the detection of antimalaric components in arthropod species led to the identification of plants with promissory antimalaric components. Rev. Biol. Trop. 56 (2): 473-485. Epub 2008 June 30.

Extractos alcohólicos, hexánicos y diclorometánicos de 751 muestras de artrópodos fueron estudiados por la presencia de actividad antimalárica. En este trabajo se empleó un modelo murino usando el Plasmodium berghei, modelo que es biológicamente similar a la malaria humana. El estudio fue realizado determinando el efecto del extracto sobre el parásito por la inclusión o no del colorante azul de cresil brillante. Estimando como positivos aquellos extractos cuya actividad antimalárica se mostró en concentraciones no mayores de 50 mg, se encontró que los órdenes más promisorios fueron Lepidoptera (24.1%), Polydesmida (81.3%), Blattodea (25%) y Opiliones, entre otros. Las formas inmaduras de Lepidoptera fueron las más positivas, por lo que se analizaron las plantas hospederos de donde se alimentaban dichos organismos. Las familias de estas plantas eran Malvaceae, Acanthaceae, Rutaceae, Myrtaceae, Solanaceae, Fabaceae, Urticaceae, Anacardiaceae, Rosaceae, Asteraceae, Rubiaceae, Lauraceae y Caprifoliaceae. Especies de casi todas estas familias han sido reportadas con actividad antimalárica. En el caso de los órdenes Polydesmida, Opiliones y Blattodea, cuyas formas adultas presentaron alguna actividad contra P. berghei, encontramos que todos esos grupos se alimentan también de plantas. En el caso de Opiliones sus especies son predadores de lepidópteros, coleópteros, hemípteros fitófagos y otros artrópodos, además de que producen sustancias de defensas tales como alcoholes, cetonas y quinonas, entre otros, todo lo cual podría explicar la actividad encontrada. Algunas especies del Orden Polydesmida, también secretan ciertas sustancias químicas, las cuales podrían tener un efecto antiparasitario. Así, a través de este trabajo en artrópodos hemos llegado a identificar fuentes vegetales potenciales para componentes antimaláricos.