Ενδοπληθυσμιακή και διαπληθυσμιακή μελέτη πτητικών συστατικών της ομάδας Thymus sect. Teucrioides jalas: απομόνωση μεταβολιτών από το Thymus Teucrioides boiss. και Spruner subsp. Sandilicus (Beauverd) Hartvig

Abstract

Various species of the genus Τhymus L. were known since the ancient times and were used extensively in ancient Egypt, Hellas and Rome. The genus Τhymus L. (tribe Menthae, subfamily Nepetoideae), one of the eight most important genera of the family Labiatae, is divided in eight sections. Section Teucrioides comprises of Th. leucospermus, Th. hartvigii and the subspecies of the species of Th. teucrioides.The subject of the present PhD thesis is the intra- and interpopulation study of the taxa of Thymus sect. Teucrioides Jalas, as well as the isolation, structure elucidation and biological evaluation of the secondary metabolites biosynthesized by Thymus teucrioides subsp. candilicus, a member of section Teucrioides.Twenty-two populations of the species and subspecies of section Teucrioides were collected across their distribution range in Hellas. After hydrodistillation, the chemical composition of the essential oils was studied with GC (GC-FID, GC-MS) and the data were subjected to statistical analysis (CA, PCA, ANOVA, Post Hoc Tests - Bonferroni).In addition, the crude extract of Thymus teucrioides subsp. candilicus was subjected to chromatographic separations to yield forty-one secondary metabolites that were identified on the basis of their spectroscopic data. Eight out of forty-three metabolites are new natural products. Seven of them are prenyl-sesquiterpenes (10-16) and feature novel bicyclic carbon skeletons. The eighth new natural product belongs to the class of monoterpenes (6).The cytotoxic activity for a number of the isolated metabolites was evaluated against six cancer cell lines. Moreover, antimicrobial assays were conducted on metabolites 10, 12 and 13, the essential oils and the extracts of Thymus teucrioides subsp. candilicus and Th. leucospermus against the bacteria Streptococcus pneumoniae, multi resistant Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Clostridium perfringens, Salmonella enteritidis, Micrococcus flavus and the fungi Candida albicans, Candida krusei, Aspergillus fumigatus. Finally, the larvicidal and the repellent activity of the essential oils and the extracts of Th. teucrioides subsp. candilicus and Th. leucospermus against the mosquito Culex pipiens biotype molestus, the vector of West Nile Virus, was tested.

Tα διάφορα είδη θυμαριού (Τhymus L.) ήταν γνωστά από την αρχαιότητα και χρησιμοποιούνταν ευρέως υπό διάφορες μορφές στην Αίγυπτο, την Ελλάδα και την Ρώμη. Σο γένος Τhymus L. (ομάδα Menthae, υποοικογένεια Nepetoideae), ένα από τα οκτώ σημαντικότερα γένη της οικογένειας των Labiatae, χωρίζεται σε οκτώ sectiones. Η sectio Teucrioides περλαμβάνει τα Th. leucospermus, Th. hartvigii, καθώς επίσης και το σύνολο των υποειδών του Th. teucrioides, τα οποία είναι από τα πιο διακριτά, αλλά ταυτόχρονα και από τα πλέον ποικιλόμορφα μεταξύ των ελληνικών θυμαριών.Σο θέμα της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι αφενός η ενδοπληθυσμιακή και διαπληθυσμιακή μελέτη των taxa του Thymus sect. Teucrioides Jalas, καθώς επίσης και η απομόνωση και ταυτοποίηση φυσικών βιοδραστικών ουσιών ενός εκπροσώπου της sectio, του υποείδους Thymus teucrioides subsp. candilicus.΢υνολικά συλλέχθησαν 22 πληθυσμοί, από 3 έως 6 άτομα αναλόγως της αφθονίας των ατόμων που απάρτιζαν τον πληθυσμό, ειδών και υποειδών και πιθανών υβριδίων του Thymus sectio Teucrioides από όλη την περιοχή εξάπλωσής της sectio Teucrioides στην Ελλάδα. Μετά από απόσταξη των αιθερίων ελαίων μελετήθηκε η χημική σύστασή τους με αέρια χρωματογραφία (GC-FID, GC-MS) και κατόπιν πραγματοποιήθηκε στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων (CA, PCA, ANOVA, Post Hoc Tests - Bonferroni).Επιπλέον, το εκχύλισμα του υποείδους Thymus teucrioides subsp. candilicus επεξεργάστηκε με τεχνικές υγρής χρωματογραφίας και απέδωσε σαράντα ένα διαφορετικούς δευτερογενείς μεταβολίτες, η δομική ταυτοποίηση των οποίων, πραγματοποιήθηκε με βάση τα φασματοσκοπικά τους δεδομένα.Από τους σαράντα ένα δευτερογενείς μεταβολίτες, οι οκτώ αποτελούν νέα φυσικά προϊόντα. Από τους οκτώ αυτούς δευτερογενείς μεταβολίτες, οι επτά είναι πρενυλιωμένα σεσκιτερπένια και έχουν πρωτότυπους ανθρακικούς σκελετούς (10-16) και ο όγδοος ανήκει στην κατηγορία των μονοτερπενίων (6).Διενεργήθηκαν φαρμακολογικοί έλεγχοι σε αριθμό μεταβολιτών ως προς την κυτταροτοξική δράση έναντι έξι καρκινικών σειρών με αξιόλογα αποτελέσματα. Παράλληλα πραγματοποιήθηκαν βιοδοκιμές αντιμικροβιακής δράσης στους μεταβολίτες 10, 12 και 13, τα αιθέρια έλαια και τα φυτικά εκχυλίσματα των Thymus teucrioides subsp. candilicus και Th. leucospermus έναντι των βακτηριακών στελεχών Streptococcus pneumoniae, multi resistant Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Clostridium perfringens, Salmonella enteritidis, Micrococcus flavus, και των μυκήτων Candida albicans, Candida krusei και Aspergillus fumigatus. Σέλος, ελέγχθηκε η προνυμφοκτόνος και απωθητική δράση των ανωτέρω αιθερίων ελαίων και φυτικών εκχυλισμάτων εκπροσώπων της sectio Teucrioides στο δίπτερο υγειονομικής σημασίας Culex pipiens biotype molestus (κοινό κουνούπι), φορέα του ιού του Δυτικού Νείλου, με ενδιαφέροντα αποτελέσματα.