Caracterización analítica de extractos vegetales y evaluación de su actividad en modelos celulares y animales

  1. Fernández Arroyo, Salvador
Supervised by:
  1. Alberto Fernández Gutiérrez Director
  2. Vicente Micol Molina Director
  3. Antonio Segura Carretero Director

Defence university: Universidad de Granada

Fecha de defensa: 26 April 2012

Committee:
  1. Alberto Navalón Montón Chair
  2. Jesús Rodríguez Huertas Secretary
  3. Jesús Pintor Committee member
  4. Laurence Legeai Mallet Committee member
  5. Enrique Roche Collado Committee member
Department:
  1. QUÍMICA ANALÍTICA

Type: Thesis

Abstract

Los compuestos fenólicos constituyen un grupo de metabolitos secundarios en las plantas con una amplia actividad biológica, por lo que muchas de las investigaciones realizadas en varias areas de la ciencia (bioquímica, farmacia, medicina, etc.) se centran en ellos. La presente tesis doctoral, dividida en tres bloques, se ha enfocado en el estudio de este tipo de compuestos en diferentes fuentes vegetales y en la bioactividad que presentan in vitro e in vivo. En el bloque I, llevado a cabo en colaboración con el Instituto de Biología Molecular y Celular (IBMC) de la Universidad Miguel Hernández y con la empresa Químicas del Vinalopó se ha dedicado al estudio de especies del género Cistus. Este género comprende especies ampliamente distribuidas en la región mediterránea y especialmente abundantes en la península Ibérica y noroeste de África. Aunque sus aceites esenciales han sido muy estudiados, existe muy poca información sobre el contenido polifenólico de estas plantas, pudiendo suponer una fuente abundante y de bajo coste para la obtención de polifenoles con potencial uso en diversas aplicaciones. Por esta razón, en el capítulo 1 se ha procedido a caracterizar por primera vez un extracto acuoso obtenido de Cistus ladanifer mediante cromatografía líquida de alta resolución acoplada a espectroscopía UV/Visible y espectrometría de masas con analizador de tiempo de vuelo y trampa de iones (HPLC-DAD-ESI-TOF-MS/IT-MS/MS). La caracterización de C. ladanifer ha servido como base para, en el capítulo 2, caracterizar los compuestos más importantes de las especies de este género y poder llevar a cabo un análisis comparativo sobre el perfil polifenólico de las especies de Cistus más comunes en España, y relacionar evolutivamente los diferentes subgéneros. El estudio de la bioactividad de C. ladanifer y C. populifolius (seleccionadas por su elevado contenido en elagitaninos) se ha llevado a cabo en el capítulo 3 de este primer bloque, analizando su actividad antioxidante mediante diversos métodos basados en transferencia de electrones y en transferencia de átomos de hidrógeno, su actividad antimicrobiana contra bacterias Gram negativas y Gram positivas y su actividad anticancerígena en varias líneas celulares. En el segundo bloque de esta tesis doctoral se ha evaluado la bioactividad en cáncer de mama y colon de catorce aceites pertenecientes a cinco variedades distintas que difieren en su perfil polifenólico. El aceite de oliva virgen extra, un importante ingrediente de la dieta mediterránea, es conocido por sus múltiples propiedades beneficiosas para el organismo. Gran parte de estos efectos saludables se deben a los compuestos fenólicos que se encuentran presentes en el aceite. En el capítulo 4 se ha estudiado la relación entre la capacidad antiproliferativa de estos aceites en una línea celular de cáncer de mama resistente a los tratamientos anti-HER2 y el perfil polifenólico que presentan, en colaboración con el Instituto Catalán de Oncología (ICO) de Girona. En el capítulo 5, también en colaboración con el ICO, se ha estudiado la capacidad de estos mismos aceites para prevenir la transición que sufren las células epiteliales hacia un fenotipo mesenquimal en algunas enfermedades, dando como resultado una fibrosis excesiva o, en el caso del cáncer, metástasis. Para finalizar este segundo bloque, en el capítulo 6, y en colaboración con el IBMC de la Universidad Miguel Hernández, se ha llevado a cabo un estudio de absorción, metabolización y capacidad anticancerígena de los compuestos fenólicos presentes en extractos de aceites de oliva virgen extra en las líneas celulares HT29 y SW480 de adenocarcinoma de colon, utilizando para ello nLC-ESI-TOF-MS. El tercer bloque se ha dedicado al estudio de Hibiscus sabdariffa mediante una colaboración multidisciplinar entre el IBMC de la UMH, el Centre de Recerca Biomèdica del Hospital Universitari Sant Joan de Reus, el Departamento de Bioquímica de la Escuela de Óptica de la Universidad Complutense de Madrid y el Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) del Hôpital Necker-Enfants Malades de París y las empresas Monteloeder y NDN. En el capítulo 7 se han cuantificado los compuestos de un extracto acuoso de H. sabdariffa mediante HPLC-DAD-ESI-TOF-MS y se ha validado el método calculando la reproducibilidad, repetitividad y los límites de detección y cuantificación. Además, se ha evaluado la capacidad antihiperlipémica de este extracto en ratones knock-out LDLr-/-. En el capítulo 8 se ha caracterizado y cuantificado un extracto polifenólico enriquecido de H. sabdariffa así como diferentes fracciones obtenidas a partir de éste. Se ha evaluado la capacidad que poseen mejorando el estrés oxidativo e inflamatorio e inhibiendo la adipogénesis en preadipocitos 3T3-L1, en adipocitos maduros y en adipocitos hipertrofiados resistentes a insulina. En el capítulo 9 se ha llevado a cabo un estudio de biodisponibilidad en ratas de los compuestos fenólicos y la metabolización que sufren tras una ingesta forzada del extracto polifenólico enriquecido de H. sabdariffa mediante HPLC-ESI-TOF-MS, relacionándolo con el estatus oxidativo del plasma. Por último, en el capítulo 10, se pone de manifiesto que en enfermedades para las que actualmente no existe tratamiento como es el caso de las condrodisplasias, la búsqueda de nuevos compuestos bioactivos en extractos vegetales es una buena aproximación para mejorar, desde un punto de vista molecular y celular, los transtornos ocasionados por estas enfermedades.