Evaluación de la actividad inmunomoduladora de biomoléculas de origen vegetal

Abstract

OBJETIVO. El estudio busca la valoración de la actividad antioxidante e inmunomoduladora in vitro de quince aceites esenciales, cuatro fracciones de aceites esenciales y tres compuestos (timol, carvacrol y eugenol).

MÉTODOS. Las muestras fueron caracterizadas por GC y GC-MS. El ensayo del DPPH y la cuantificación de la producción de ROS por oxidación de la 2´,7´-diclorofluorescina diacetato (DCFH-DA) en los leucocitos humanos estimulados (PMA o H2O2) permitieron estudiar la actividad antioxidante. Además se determinó la producción de NO en leucocitos humanos estimulados (LPS) mediante la reacción de Griess y la actividad de la MPO (aislada o en presencia de células) por oxidación del clorhidrato de o-dianisidina. La evaluación por citometría de flujo de la fagocitosis de partículas fluorescentes en neutrófilos humanos y la valoración de la actividad en las vías clásica y alternativa del complemento utilizando suero humano como fuente del complemento permitieron analizar el efecto inmunomodulador de las muestras bajo estudio.

PRINCIPALES RESULTADOS. El aceite de clavo y el eugenol mostraron una intensa actividad de captación del radical libre del DPPH (IC50= 13,2 µg/mL y 11,7 µg/mL, respectivamente) y de inhibición de la producción de ROS en neutrófilos estimulados por PMA (IC50= 7,5 µg/mL y 1,6 µg/mL) o H2O2 (IC50= 22,6 µg/mL y 27,1 µg/mL). Los aceites de nuez moscada, jengibre y palmarosa fueron también muy activos en las células estimuladas con PMA mientras que el aceite de orégano español y el carvacrol indujeron aún más producción de ROS en neutrófilos estimulados con H2O2. El pre-tratamiento con clavo, jengibre, eugenol, carvacrol y acetato de bornilo produjo una IC50 in vitro <50,0 µg/mL en los experimentos de inhibición de la producción de NO. La actividad inhibidora sobre la MPO, lo mismo en experimentos con el enzima aislado que en presencia de leucocitos, fue más intensa en el clavo, el tomillo rojo, el orégano español, el eugenol, el timol y el carvacrol. Los isómeros carvacrol y timol mostraron un comportamiento dispar en los ensayos realizados en presencia de leucocitos. La mayoría de los aceites esenciales (nuez moscada, clavo, niaulí, árbol del té, laurel, limón, tomillo rojo, jengibre) y los terpenos de nuez moscada, el eugenol, y el carvacrol inhibieron la fagocitosis de forma leve o moderada (inhibición del 25 al 40% a dosis comprendidas entre 40 y 60 µg/mL); la mayor inhibición se encontró en el timol (72% a 56 µg/mL). Todas las muestras fueron inactivas sobre la vía alternativa del sistema del complemento. En la vía clásica el aceite de clavo, el eugenol, los aceites esenciales de palmarosa, tomillo rojo y estragón, y el carvacrol, fueron los más activos, con valores de IC50 entre 65 y 78 µg/mL.

CONCLUSIONES. Tomando el conjunto de pruebas realizadas, la actividad fue mayor en los aceites esenciales ricos en compuestos fenólicos y monoterpenos oxigenados. La divergencia de comportamiento entre el carvacrol y el timol fue más evidente en los ensayos realizados en presencia de leucocitos. El aceite esencial de clavo y el eugenol, su componente mayoritario y responsable de la actividad, han mostrado el mejor perfil antioxidante e inmunomodulador, lo cual justifica su empleo como promotores del crecimiento en los animales de granja.

OBJECTIVES. The aim of the present study was to investigate the in vitro antioxidant and immunomodulatory activity of fifteen essential oils, four essential oil fractions, and three compounds (thymol, carvacrol, and eugenol).

METHODS. Samples were characterized by GC and GC-MS. Antioxidant activity was investigated by DPPH and ROS production assays in activated human neutrophils. The effect on NO production, MPO activity, phagocytosis and the complement system were also researched.

KEY FINDINGS. Clove oil and eugenol showed strong activity on DPPH free-radical scavenging (IC50.= 13.2 µg/mL and 11.7 µg/mL, respectively) and ROS production in neutrophils stimulated by PMA (IC50= 7.5 µg/mL and 1.6 µg/mL) or H2O2 (IC50= 22.6 µg/mL and 27.1 µg/mL). Nutmeg, ginger and palmarosa oils were also highly active on PMA stimulated cells while Spanish oregano and carvacrol induced further ROS production in neutrophils stimulated by H2O2. Pre-treatment with clove, ginger, eugenol, carvacrol and bornyl acetate produced an in vitro IC50< 50,0 µg/mL in NO inhibition experiments. MPO inhibitory activity in cell-free experiments or in leukocytes presence was the highest for clove, red thyme, Spanish oregano, eugenol, thymol and carvacrol. Isomers carvacrol and thymol displayed a disparate behaviour in tests performed in leukocytes presence. Most of the oils (nutmeg, clove, niaouli, tea tree, bay laurel, lemon, red thyme, ginger), nutmeg terpenes, eugenol, and carvacrol showed mild to moderate inhibition of phagocytosis (25−40% inhibition at doses ranging from 40 to 60 μg/mL); highest inhibitory activity was found for thymol (72% at 56 μg/mL). All samples were inactive in the alternative pathway of complement system, whereas on classical pathway, clove oil, eugenol, palmarosa oil, red thyme oil, tarragon oil, and carvacrol showed the highest activity, with IC50 values ranging from 65 to 78 μg/mL.

CONCLUSIONS. Considering tests altogether, activity peaked in oils rich in phenolics and oxygenated monoterpenes. A disparate behaviour between carvacrol and thymol was more evident in tests performed in leukocytes presence. Eugenol proved to be responsible for clove oil activity, showing both substances the best immunomodulatory and antioxidant profile and supporting its use as growth promoters in farm animals.