L’àcid maslínic: de fitoalexina a
nutracèutic?
M. Emília Juan i Joana M. Planas
Departament de Fisiologia & INSA,
Universitat de Barcelona
Barcelona, 3 de novembre de 2015
Introducció
Milloren el benestar físic i mental
Redueixen el risc de sofrir
malalties
Compostos bioactius
Recerca en els efectes
beneficiosos
Nutrients No-Nutrients
Àcid maslínic
Adaptada d’Stiti et al. (2007)
Àcid maslínic
Triterpens
no
esteroïdals
Esterols
2,3-Oxidoescualè
β-Amirina
Eritrodiol
À. oleanòlic
Catió
Oleanil
OH
OH
CH3
CH3CH3
CH3 CH3
CH3CH3
OH
O
L’àcid maslínic al mon vegetal
Lozano-Mena et al. Molecules, 19, 11538-11559, 2014
L’àcid maslínic és sintetitzat en
nombroses espècies vegetals com
un compost no nutritiu amb activitat
protectora en front:
• Estrés
• Lesió
• Infecció fúngica
• Radiació ultraviolada
Fitoalexina
Lesió
Atac per insectes
Temperatures baixes
(extremes)
Bacteris
Radiació
UV
Estrès
Concentracions
baixes de
nutrients
Banaba
Espino blanco
Olea europaea L.
Àcid maslínic
Ácid maslínico (MA)
Ácido 2α,3β-dihidroxiolean-12-en-28-oico
Crataegus oxyacantha L.
Ácido cratególico
Lozano-Mena et al. Molecules, 19, 11538-11559, 2014
1,18 mg/kg Li et al. (2011)
840 mg/kg Lin et al. (2011)
1260 mg/kg Lin et al. (2011)
Ácid maslínic
10,76 mg/kg Li et al. (2011)
287 – 1318 mg/kg Romero et al. (2010)
145 – 251 mg/kg Pérez-Camino y Cert
(1999)
61,9 mg/kg Kalogeropoulos et al. (2011) Ácid maslínico (MA)
Ácido 2α,3β-dihidroxiolean-12-en-28-oico
C30H48O4
Ácido cratególico
6
Efectes biològics de l’àcid maslínic
Antitumoral Juan et al. (2008)
Reyes-Zurita et al. (2011)
Villar et al. (2014)
Antidiabètic Wen et al. (2005)
Liu et al. (2007) Antiparasitari
De Pablos et al. (2010)
Moneriz et al. (2011)
Estimulant del creixement
Fernández-Navarro et al. (2006)
Fernández-Navarro et al. (2008)
Neuroprotector Qian et al. (2011a)
Qian et al. (2011b)
Antioxidant i antiinflamatori
Montilla et al. (2003)
Márquez-Martín et al. (2006)
Allouche et al. (2010)
Cardioprotector Liu et al. (2007)
Hussain Shaik et al. (2012)
Lozano-Mena et al. Molecules, 19, 11538-11559, 2014
OH
OH
CH3
CH3CH3
CH3 CH3
CH3CH3
OH
O
Distribución
y eliminación
• Aguda
• Subaguda
• Subcrónica
Toxicidad
A
100 µm
Digestión
Cáncer de colon
Sangre
Bio
dis
po
nib
ilid
ad
Absorción y
Metabolismo
• Magnitudes
hematológicas y
bioquímicas
• Estudio histopatológico
de los órganos vitales
Efectos biológicos
Ácid maslínic
Ácido maslínico
0 3 6 9 1 2 1 5
0
3 0
3 2
3 4
3 6
3 8
C o n t r o l
Á c id o m a s l ín ic o 1 g / k g
T ie m p o (d ía s )
Pe
so
(g
)
Peso corporal Peso relativo de los órganos
Híg
a d o
Riñ
ó n
P u lmó n
T e s t íc u lo
Ba zo
Co ra
zó n
E n cé falo
0
1
2
3
4
5 C o n t r o l
Á c id o m a s lín ic o 1 g / k g
Pe
so
re
lati
vo
(%
)
Estudi de la toxicitat
0 4 8 1 2 1 6 2 0 2 4 2 8
0
3 0
3 2
3 4
3 6
3 8
C o n t r o l
Á c id o m a s lín ic o 5 0 m g / k g
T ie m p o (d ía s )
Pe
so
(g
)
Híg
a d o
Riñ
ó n
P u lmó n
T imo
T e s t íc u lo
Ba zo
Co ra
zó n
E n cé falo
0
1
2
3
4
5 C o n t r o l
Á c id o m a s lín ic o 5 0 m g / k g
* *
Pe
so
re
lati
vo
(%
)50 mg/kg
Vía oral
Repetida 28
TOXICIDAD SUBAGUDA
TOXICIDAD AGUDA
1 g/kg
Vía oral
Única 14
Ratones
Sánchez-González et al. Mol. Nutr. Food Res., 57, 339-346, 2013
Co
ntr
ol
Ác
ido
m
as
lín
ico
Estudi de la toxicitat
Sánchez-González et al. Mol. Nutr. Food Res., 57, 339-346, 2013
Ausencia de
efectos adversos
Administració i obtenció de muestres
Vena safena
Mostra de sang
(0-24 hores)
SANG
Administració oral (50 mg/kg)
Solvent: 40 % ciclodextrina i
0,5% carboximetilcel·lulosa
Administració endovenosa (1 mg/kg)
Solvent: 20 % ciclodextrina i
0,5% carboximetilcel·lulosa
Sánchez-González et al. Food Chem., 141, 4375-4381, 2013; Mol. Nutr. Food Res., 58, 1970-1979, 2014
Determinació de l’àcid maslínic
Reconstitució
(vòrtex 30 s) 3 min Evaporació a
sequedat
2500xg, 15 min, 4°C
200 µL plasma/orina
2 mL acetat d’etil 100 µL metanol 80%
1500xg, 30 min, 4°C
Segona extracció
Sánchez-González et al. Food Chem., 141, 4375-4381, 2013; Mol. Nutr. Food Res., 58, 1970-1979, 2014
Condicions HPLC
Columna Luna C18 en fase reversa, T = 40°C
Elució en gradient: aigua-acetonitril
Flux: 0.8 mL/min
Condicions MS
Font APCI at 500ºC, mode negatiu
Àcid maslínic: m/z 471.3
Àcid betulínic: m/z 455.3
HPLC-MS
Parámetro Unidades Análisis no
compartimental
Anàlisis
compartimental
Concentración máxima (Cmax) µM 5,36 4,03
Tiempo máximo (Tmax) h 0,513 0,500
Área bajo la curva (AUCO-∞) µmol·h/L 14,87 12,43
Tiempo medio de residencia (MRT) h 4,60 3,68
Biodisponibilidad (F) % 6,25 5,13
Constante de absorción (Ka) 1/h 0,519
Farmacocinética del ácido maslínico
Sánchez-González et al. Mol. Nutr. Food Res., 58, 1970-1979, 2014
0 2 0 4 0 6 0
0
1
2
3
4
5
6
9 0 2 2 5 4 5 0 9 5 0 1 4 5 0
T ie m p o (m in )
Ác
ido
ma
slí
nic
o (
µM
)
Administración oral
0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0
0
2
4
6
8
1 0
1 2
1 4
1 6
1 8
T ie m p o (m in )
Ác
ido
ma
slí
nic
o (
µM
)
Administración endovenosa
Metabolisme de xenobiótics
Àcid maslínic
Metabòlits
Membrana
basolateral
Membrana
apical
Fase I
Oxidación/reducción
Fase II
Conjugación
Xenobiótico
Metabolito
CYPs
Transferasas
Conjugado
O2
GSH UGT PAPS
OH
O gluc
ATP ADP
ATP ADP
OATPs
OATs
NTCP
MRP2
MDR1
BCRP
MRP3 OCT1
Fase 0
Entrada
Fase 3
Excreción
Xenobiótico
Fase 3
Excreción
Fase 0
Entrada
HPLC-LTQ-ORBITRAP
MODIFICACIÓN COMPUESTO TIEMPO DE
RETENCIÓN m/z
LOCALIZACIÓN
PLASMA ORINA DUODENO
Y YEYUNO ÍLEON CIEGO COLON
(C30H48O4) Ácido
maslínico 9.22 min 471,3479 + + + + + +
Hidroxilación
(C30H48O5)
M1 4.39 min 487,3425 ND ND - + + + M2 4.77 min 487,3426 + + - + + + M3 5.33 min 487,3425 + ND - + - + M4 6.61 min 487,3425 + ND - - - - M5 7.13 min 487,3424 + + - - - -
Hidroxilación +
Dehidrogenación
(C30H46O5)
M6 4.62 min 485,3273 ND ND - - + + M7 5.38 min 485,3270 ND ND - + + + M8 7.75 min 485,3271 + + - - - +
Dihidroxilación
(C30H48O6)
M9 3.34 min 503,3378 ND ND - + + + M10 3.69 min 503,3375 ND ND - - + + M11 3.98 min 503,3373 ND ND - - + +
Dihidroxilación +
Deshidrogenación
(C30H46O6)
M12 3.39 min 501,3219 ND ND - + + + M13 4.25 min 501,3216 + + - - + + M14 4.63 min 501,3218 + ND - - - +
Deshidrogenación
(C30H46O4) M15 4.75 min 469,3320 - - - - - +
Metabolits de l’àcid maslínic
METABOLITOS DE FASE I Sánchez-González et al. J. Agric. Food Chem., 63, 1126-1132, 2015
Àcid maslínic
Bomba
peristàltica
Paret intestinal
Sangr
?
Absorció intestinal: perfusió
3,6 mL/min
12 mL
5 min
Juan et al., J. Nutr., 140, 489-495, 2010
Absorció d’àcid maslínic
Anestèsia de la rata (ketamina
90 mg/kg i xilacina 10 mg/kg)
Laparotomia, selecció i canulació
d’un segment de jeju (30 cm)
Perfusió de les soluciones d’àcid
maslínic (0,010 – 20 µM)
Juan et al., J. Nutr., 140, 489-495, 2010; Lozano-Mena et al., XXXVI Congreso de la SEBBM, 2013
0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0
0
2 0
4 0
6 0
8 0
1 0 0
1 2 0
1 4 0
1 6 0
1 8 0
C o n s ta n te a p a re n te d e d ifu s ió n (K d ) =
6 ,9 5 ± 0 ,3 7 µ L / 5 m in ·m g p e s o s e c o
C o n c e n t r a c ió n p e r fu n d id a (µ M )
De
sa
pa
ric
ión
de
l á
cid
o m
as
lín
ico
(pm
ol/
5 m
in ·
mg
pe
so
se
co
)
0 .0 1 0 .5 2 .5 2 0
0 .0
0 .1
0 .2
0 .3
5
1 5
1 0 0
2 0 0
3 0 0 S in D N P
+ D N P 1 m M
C o n c e n t r a c ió n p e r fu n d id a (µ M )
De
sa
pa
ric
ión
de
l á
cid
o m
as
lín
ico
(pm
ol/
5 m
in·m
g p
es
o s
ec
o)
Absència de
transport
mediat
Absència de
transport
actiu
Absorció d’àcid maslínic
DIFUSIÓ
SIMPLE
Lozano-Mena et al., XXXVI Congreso de la SEBBM, 2013
Efecto antitumoral in vitro
Juan et al., Brit. J. Nutr., 100, 36-43, 2008
Citotoxicitat
0 1 1 0 2 5 5 0 7 5 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0
0
1 0
2 0
3 0
4 0
C o n c e n tra c ió ( M )
Nú
me
ro d
e c
èl·
lule
s
(%
cè
l·lu
les
mo
rte
s)
À c id o le a n ò lic
À c id m a s lín ic
E x tra c te o liv e s
Proliferació
1 0 0 1 0 1 1 0 2 1 0 3
0
2 5
5 0
7 5
1 0 0
1 2 5
C o n c e n tra c ió ( lo g M )
Nú
me
ro d
e c
èl·
lule
s
(% c
èl·
lule
s m
ort
es
)
À c id o le a n ò lic
À c id m a s lín ic
E x tra c te o liv e s EC50 = 74,0 ± 3,2 M
EC50 = 160,6 ± 10,6 μM
EC50 = 101,2 ± 7,8 μM
Efecto antitumoral in vitro
Juan et al., Brit. J. Nutr., 100, 36-43, 2008 Juan et al., Brit. J. Nutr., 100, 36-43, 2008
Efecte sobre les espècies reactives d’oxigen
Efecto antitumoral in vitro
Juan et al., Nutr., 136, 2553-2557, 2006; Brit. J. Nutr., 100, 36-43, 2008; Mol. Nutr. Food Res., 52, 595-599, 2008
Caspasa-3
0 2 5 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0
0
2 0 0
4 0 0
6 0 0
8 0 0
1 0 0 0
2 0 0 0
3 0 0 0
4 0 0 0
6 0 0 0
7 0 0 0
8 0 0 0E xtra c te o liv e s
À c id o le a n ò lic
À c id m a s lín ic
C o n c e n tra c ió (M )
Ac
tiv
ita
t C
as
pa
se
-3
(% d
el
co
ntr
ol)
Efecto antitumoral in vitro
Juan et al., Brit. J. Nutr., 100, 36-43, 2008
CANVIS EN LA PERMEABILITAT DE LA MEMBRANA (Hoechst 33342)
FRAGMENTACIÓ NUCLEAR (Hoechst 33258)
23
Model de càncer de còlon
Focus amb depleció
de mucines (FDM)
Focus de criptes
aberrants (FCA)
Lesiones preneoplàstiques
Tinció amb blau de metilè 2 % en PBS
Tinció amb diamines/ ferro/ blau alcià
Epiteli control
Johnson y Fleet (2013)
24
Perše y Cerar (2011)
Mucosa
normal
Criptes
displàsiques Adenoma Carcinoma
Criptes
hiperplàsiques
Model de càncer de còlon
Intraperitoneal
Dosis 20 mg/kg
Solvent EDTA 1 mM pH 6.5
Volumen administrat 1 mL/kg
n 6 rates/grup
Inductor del càncer de colon
por la seva activitat alquilant del ADN
1,2-Dimetilhidrazina
(DMH)
Disseny experimental
25
Inductor del càncer de colon
por la seva activitat alquilant del ADN
1,2-Dimetilhidrazina
(DMH)
26
Disseny experimental
Punción cardíaca Laparotomia
Admistración
Obtención del colon
Proximal
Medial
Distal Formalina neutra tamponada 10%
Fijación
Major intensitat tinció
Mida 2-3 cops més gran
Solen estar mes elevades
Presenten una obertura allargada
Tinció de blau de metilè
Focus de criptes aberrants (FCA)
Tinció de diamines i ferro, blau alcià i vermell neutre
Focus de criptes amb depleció de mucines (FDM)
Bird (1987)
Caderni et al. (2003)
Observació de lesions preneoplàstiques
Mida 2-3 cops més gran
Solen estar mes elevades
Presenten una obertura allargada
Absència de mucines
27
Efecto del ácido maslínico
0 1 2 3 4 5 6 7
0
5
1 0
1 5
2 0
2 5
3 0
3 5
T ie m p o (s e m a n a s )
FC
E (
%)
0 7 14 21 28 35 42 490
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Tiempo (días)
Pes
o c
orp
ora
l (g)
Pes
Taxa de conversió
dels aliments
Major intensitat tinció
Mida 2-3 cops més gran
Solen estar mes elevades
Presenten una obertura allargada
Tinció de blau de metilè
Focus de criptes aberrants (FCA)
Tinció de diamines i ferro, blau alcià i vermell neutre
Focus de criptes amb depleció de mucines (FDM)
Bird (1987)
Caderni et al. (2003)
Observació de lesions preneoplàstiques
Mida 2-3 cops més gran
Solen estar mes elevades
Presenten una obertura allargada
Absència de mucines
29
P ro x im a l M e d ia l D is ta l
0
5
1 0
1 5
2 0
2 5
3 0
*
Nú
me
ro d
e F
CA
/ á
rea
1 2 3 4 > 4
0
1
2
3
4
5
6
7
*
*
#
N ú m e r o d e c r ip t a s p o r f o c o
Nú
me
ro d
e F
CA
/ á
rea
D M H 5 m g / k g 1 0 m g / k g 2 5 m g / k g
0
3
6
9
1 2
1 5
*
Nú
me
ro d
e F
CA
/ á
rea 22% 24% 35%
Efecte de l’àcid maslínic
DMH
DMH – Àcid maslínic 5 mg/kg
DMH – Àcid maslínic 10 mg/kg
DMH – Àcid maslínic 25 mg/kg
30
P ro x im a l M e d ia l D is ta l
0
1
2
3
4
5
6
7
*
*
Nú
me
ro d
e F
DM
/ á
rea
DMH 5 mg/kg 10 mg/kg 25 mg/kg0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
*
Nú
me
ro d
e F
DM
/ á
rea
1 2 3 4 > 4
0 .0
0 .2
0 .4
0 .6
0 .8
1 .0
N ú m e r o d e c r ip t a s p o r f o c o
Nú
me
ro d
e F
DM
/ á
rea
38% 44% 39% DMH
DMH – Àcid maslínic 5 mg/kg
DMH – Àcid maslínic 10 mg/kg
DMH – Àcid maslínic 25 mg/kg
Efecte de l’àcid maslínic
31
Ácido maslínico
De un componente bioactivo… …a un nutracéutico?
Espectrometria de masses
Centres Científics i Tecnològics – UB
Olga Jáuregui
Isidre Casals
Servei d’Experimentació Animal
(Facultat de Farmàcia)
AGL2009-12866 y AGL2013-41188-R Ministerio de Economía y Competitividad
2009-SGR-00471 y 2014-SGR-1221 Generalitat de Catalunya
Anàlisis Clíniques
CAP Just Oliveras
(Hospitalet de Llobregat)
Grup de Fisiologia i Fisiopatologia
Nutricionals
(Departament de Fisiologia)
Joana M. Planas
M. Emília Juan
Marta Sánchez
Glòria Lozano
Agraïments
Unitat de Biofarmàcia i Farmacocinètica
(Departament de Farmàcia
i Tecnologia Farmacèutica)
Helena Colom