Chemical and biological characterization of an aqueous Sambucus nigra L. flower extract

Abstract

Atualmente, há um crescente interesse no uso de recursos naturais como fonte de compostos bioativos, com potenciais benefícios para a saúde. Desde a antiguidade que é recorrente o uso plantas ao nível da medicina tradicional, nomeadamente a flor de sabugueiro (Sambucus nigra L.). Recentemente, esta planta tem sido a base de vários produtos nutracêuticos, contudo, ainda não existem evidências científicas claras que fundamentem a sua bioatividade, bem como os mecanismos celulares associados. De acordo com a literatura, os extratos de sabugueiro são constituídos sobretudo por compostos terpénicos voláteis, triterpénicos, esteróis, e compostos fenólicos. É, contudo, importante salientar que a composição de cada uma destas famílias é dependente do método de extração (solvente, temperatura e tempo). O principal objetivo deste estudo foi a caracterização química de um extrato aquoso de flor de sabugueiro e a sua validação como agente anticancerígeno. A extração aquosa da flor de Sabugueiro foi realizada a diferentes temperaturas (50, 70 e 90 ºC). O extrato aquoso obtido a 90 ºC apresentou a atividade anti-radicalar mais elevada (0.157 ± 0.001 mmol TE g-1) e uma concentração de compostos fenólicos mais elevada (45.32 ± 2.20 mg CAE g-1). As análises qualitativas e quantitativas de GC-MS e HPLC-MS do extrato aquoso de flor de sabugueiro permitiram identificar 46 compostos, sendo a quercetina e o ácido clorogénico representativos de 86 % da totalidade dos compostos fenólicos identificados na fração hidrofílica, e a naringenina (27.16 %) o composto maioritário na fração lipofílica. A atividade epigenética do extrato da flor de sabugueiro na desmetilação do MLH1 foi testada em combinação com o 5-fluorouracil em células do cancro colorretal (RKO), usando a 5-azacitidina como controlo positivo. Os resultados sugerem que a combinação do extrato de sabugueiro com o 5-FU não resulta num efeito sinergético, o que indica que o extrato não tem influência na desmetilação do MLH1. Apesar do extrato da flor sabugueiro ter diversas moléculas com capacidade antioxidante, o extrato não demonstrou proteção ou indução de reparação de danos do DNA após um insulto oxidativo (H2O2). Ao nível da atividade antimicrobiana, verificou-se que bactérias gram-positivas são mais suscetíveis à presença deste extrato, nomeadamente, Staphylococcus aureus clinicamente isolado e Staphylococcus epidermidis. Em conclusão, verificou-se que o extrato de flor de sabugueiro não possui capacidade de modular atividade epigénica e estimular a proteção/reparação de danos oxidativos. Ao invés, verificou-se que o extrato possui atividade microbiana, nomeadamente contra bactérias gram-positivas.

Nowadays, there is a growing interest on the use of natural resources as sources of bioactive compounds with potential health benefits. Since the antiquity, that is recurrent the use of plants in folk medicine, such as the elderflower (Sambucus nigra L.). Recently, this plant has been the basis of several nutraceutical products. Thus, there is not a clear scientific explanation for its bioactivity, as well as the responsible cellular mechanisms. According to the literature, elderflower extracts are mainly composed by volatile terpenic, triterpenic, sterols and phenolic compounds. However, the composition of each one of this families will be dependent of extraction method (solvent, temperature, time). The main gold of this study was the chemical characterization of an aqueous elderflower extract and its validation as an anticarcinogenic agent. The aqueous extraction of elderflower was performed at different temperatures (50,70 and 90 ºC). The aqueous extract obtained at 90 ºC exhibited the highest antiradical activity (0.157 ± 0.001 mmol TE g-1) and the highest concentration of phenolic compounds (45.32 ± 2.20 mg CAE g-1). The qualitative and quantitative analysis of GC-MS and HPLC-MS of elderflower aqueous extract allowed the identification of 46 compounds, being quercetin and chlorogenic acid representative of 86 % of the total of phenolic compounds identified in hydrophilic fraction, and naringenin (27.16 %), the major compound in lipophilic fraction. The epigenetic activity of elderflower aqueous extract on demethylation of MLH1 was tested in combination with 5-fluorouracil (5-FU) in colorectal cancer cells (RKO), using 5-azacytidine (5-azaC) as a positive control. The results suggest that the combination of elderflower extract with 5-FU did not result in a synergetic effect, which indicates that elderflower extract did not have an influence on MLH1 demethylation. Even though, the elderflower extract has several molecules with antioxidant potential, the extract did not exhibit protection or induction of repair of DNA damage after exposure to oxidative stress (H2O2). The antimicrobial activity of elderflower extract was evaluated, and it was verified that gram-positive bacteria were the most susceptible to the presence of this extract, namely, Staphylococcus aureus clinically isolated and Staphylococcus epidermidis. In conclusion, it was verified that S. nigra extract does not have the ability to modulate epigenetic activity and stimulate DNA protection/repair against oxidative stress. Although, this extract exhibits antimicrobial activity, particularly on gram-positive bacteria.