Απομόνωση και βιολογική δράση ενεργών συστατικών φυσικών προϊόντων

Abstract

This thesis focuses on the study of the chemical composition and biological activity of five native taxa Sideritis: two taxa S. raeseri Boiss & Heldr ssp. raeseri were collected in Syrrako of Ioannina and in Kellari of Melissourgi, two taxa S. scardica Griseb were collected in Vourino in Rhodian of Kozani and in Krystallopigi of Florina, one taxon S. perfoliata L. ssp perfoliata was collected in Koryfi of Trikala. A comparative approach between Sideritis taxa and a commercial Ceylon green Tea (C. sinensis), known for its use in a wide range of research and its many biological activities) has been performed.In particular, extractions were performed with three solvents of different polarity (methanol, water, hexane). Dry extracts:•were tested for their percent yield of solid extraction for each plant species,•were tested for their content in total flavonoids and total phenolics as well as for their antioxidant activity with the DPPH test and were compared with the antioxidant activity of the standard compounds Quercetin, Vitamin C and Troxol,•were qualitatively and quantitatively determinated with standard compounds (eight phenolic acids, nine flavonoids, phenylethanoid glycoside verbascoside, two monoterpenoids and two triterpenoids) using ultra high pressure liquid chromatography coupled to high resolution and precision mass spectrometry and UHPLC / LTQ- Orbitrap XL,•were tested for their biological activity.The results were found to be similar among Sideritis taxa, while there were differences between them and C. Sinensis. In particular, Sideritis taxa exhibited the highest content in total flavonoids in highly polar solvents (methanol, water). In contrast to C. sinensis the highest content of total flavonoids was found in the solvent hexane. Finally, we compared the results (IC50) of the extracts with those of the standard compounds and all the methanolic and aqueous extracts were characterized by moderate antioxidant activity, except of the C. sinensis methanol extract, which had a strong antioxidant effect, and all hexane extracts were characterized by a weak antioxidant activity. We obtained similar quantitative and qualitative results for the Sideritis taxa while different ones for C. Sinensis. Finally, the biological activity was tested in vitro against four cell lines and was compared to cis-Diamminadichloroplatinum (cis-platin). Cell lines were: HeLa, A549, LS174 and the MRC5 series. Τhe results were compared to cis-DDP, which showed the highest cytotoxic activity. Interestingly, the S. perfoliata L. ssp.perfoliata extract exhibited the highest activity against the three cancer cell lines among all the extracts, including that of C. Sinensis, with a selective activity for the normal cell line. Finally, the results for the activity of the methanolic and aqueous extracts of the other two Sideritis taxon in the HeLa cell cancer cell line were also of interest.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή περιλαμβάνει τη μελέτη της χημικής σύστασης και βιολογικής δράσης πέντε αυτοφυών taxa Sideritis: δύο taxa S. raeseri Boiss & Heldr ssp. raeseri που συλλέχθηκαν στο Συρράκο Ιωαννίνων και το Κελλάρι Μελλισουργών Άρτας, δύο taxa S. scardica Griseb που συλλέχθηκαν στο Βούρινο -Ροδιανής Κοζάνης και την Κρυσταλοπηγή Φλώρινας, ένα taxon S. perfoliata L. ssp perfoliata που συλλέχθηκε στην Κορυφή Τρικάλων. Γίνεται συγκριτική προσέγγιση μεταξύ των taxa Siderits, καθώς και με ένα εμπορικό σκεύασμα πράσινου τσαγιού (C. sinensis, γνωστό για το μεγάλο εύρος ερευνών και την πληθώρα δράσεών του), τσάι Κεϋλάνης. Ειδικότερα, πραγματοποιήθηκαν εκχυλίσεις με τρεις διαλύτες διαφορετικής πολικότητας (μεθανόλη, νερό και εξάνιο). Στα ξηρά εκχυλίσματα:•έγινε έλεγχος ως προς την απόδοση επί τοις εκατό της εκχύλισης σε στερεό για κάθε φυτικό είδος,•έγινε έλεγχος ως προς την περιεκτικότητα σε ολικά φλαβονοειδή και ολικά φαινολικά, καθώς και ως προς την αντιοξειδωτική δράση με τη μέθοδο του DPPH˙ και σύγκριση με την αντιοξειδωτική δράση των πρότυπων ουσιών Quercetin, Vitamin C και Troxol,•έγινε ποιοτικός και ποσοτικός προσδιορισμός με τη χρήση πρότυπων ουσιών με υγρή χρωματογραφία συζευγμένη με φασματομετρία μάζας υψηλής διακριτικής ικανότητας και ακρίβειας UHPLC/LTQ-Orbitrap XL•έγινε έλεγχος ως προς την βιολογική δράση σε καρκινικές κυτταρικές σειρές και σύγκριση με φυσιολογικά κύτταρα.Τα αποτελέσματα βρέθηκαν παρόμοια μεταξύ των taxa Sideritis, ενώ παρατηρήθηκαν διαφορές μεταξύ αυτών και του C. Sinensis. Συγκεκριμένα, τα taxa Sideritis παρουσίασαν τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ολικά φλαβονοειδή σε υψηλής πολικότητας διαλύτες (μεθανόλη, νερό). Αντίθετα στο C. sinensis η μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ολικά φλαβονοειδή βρέθηκε στο διαλύτη εξάνιο. Τέλος, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα IC50 που βρέθηκαν για τα εκχυλίσματα με αυτά των πρότυπων ουσιών, όλα τα μεθανολικά και υδατικά εκχυλίσματα χαρακτηρίζονται ως μέτριας αντιοξειδωτικής δράσης, με εξαίρεση το μεθανολικό εκχύλισμα του C. Sinensis που εμφάνισε ισχυρή αντιοξειδωτική δράση, όλα δε τα εξανικά εκχυλίσματα χαρακτηρίζονται ασθενούς αντιοξειδωτικής δράσης. Κατά τον ποιοτικό και ποσοτικό προσδιορισμό, προέκυψαν παρόμοια αποτελέσματα για τα taxa Sideritis και διαφορετικά για το C. Sinensis. Για τις ουσίες που βρέθηκαν εκατέρωθεν (taxa Sideritis & C. Sinensis) τα επίπεδα συγκέντρωσης στο C. Sinensis είναι πολλαπλάσια των taxa Sideritis.Τέλος, ελέγχθηκε η κυτταροτοξικότητα in vitro, έναντι τεσσάρων κυτταρικών σειρών και συγκρίθηκε με το cis-Diamminadichloroplatinum (cis-platin). Οι κυτταρικές σειρές είναι: HeLa, Α549, LS174 και η σειρά MRC5. Τα αποτελέσματα συγκρινόμενα με cis-DDP υπολείπονται της κυτταροτοξικής δράσης τους. Όμως, θα μπορούσαν να αξιολογηθούν ως ενδιαφέροντα τα αποτελέσματα του εξανικού εκχυλίσματος του S. perfoliata L. ssp.perfoliata, το οποίο παρουσίασε τη μεγαλύτερη δραστικότητα έναντι και των τριών καρκινικών σειρών ακόμα, και από αυτή του C. Sinensis, ενώ εμφάνισε επιλεκτική δραστικότητα για τη φυσιολογική κυτταρική σειρά. Ενδιαφέρον παρουσίασαν τα αποτελέσματα για τη δραστικότητα των μεθανολικών και υδατικών εκχυλισμάτων των άλλων δυο taxon Sideritis στην καρκινική σειρά κυττάρων, HeLa.