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Fitocaracterización y actividad biológica de extractos de helechos de las familias Polypodiaceae y Aspleniaceae procedentes de las montañas de Prades (Tarragona)

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Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia

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[spa] Desde tiempos prehistóricos los humanos han empleado sustancias provenientes de la naturaleza para la prevención y tratamiento de enfermedades. Estos recursos con actividad biológica pueden obtenerse de fuentes diversas, pero la mayoría de ellos son de origen vegetal. Actualmente muchas de las principales medicinas tradicionales, especialmente las orientales, han descrito el uso de determinadas especies de helechos para el tratamiento de enfermedades de distinta etiología. Aunque existen pocos trabajos de investigación que relacionen la actividad biológica de los helechos con sus usos medicinales en comparación con otras especies vegetales, las principales actividades biológicas documentadas incluyen actividad antioxidante, anticancerígena, quimiopreventiva, antidiabética, antiviral, antiinflamatoria, antimicrobiana, cicatrizante y protectora frente enfermedades neurodegenerativas. No obstante, los helechos son un taxon todavía poco estudiado desde la etnobotánica y la bioprospección. Este hecho posiciona los extractos de helechos como una nueva fuente de inspiración y aislamiento de nuevos fitoquímicos con un potencial terapéutico aún por determinar.
La abundante flora de la región de los Pirineos Aragoneses y Catalanes ha permitido multitud de investigaciones etnobotánicas que describen una diversidad de especies de helechos. Por ello, la zona de las montañas de Prades es en la actualidad un potencial reservorio para la realización de estudios etnobotánicos y de bioprospección.
En la presente investigación se ha realizado una primera bioprospección de extractos metanólicos y hexánicos de las frondes de los cuatro principales helechos de las montañas de Prades que son: Polypodium vulgare L., Asplenium adiantum-nigrum L., Asplenium trichomanes L. y Ceterach officinarum Willd. Se ha determinado e identificado estos cuatro principales helechos en la zona de las montañas de Prades, se han recolectado para obtener el correspondiente extracto metanólico y hexánico de sus frondes. Posteriormente se ha realizado la fitocaracterización por cromatografía en capa fina (CCF, del inglés thin layer chromatography (TLC)) con la paralela evaluación de la actividad antioxidante y anti-tirosinasa in chemico. De ello se ha concluido que la extracción metanólica presenta mejor rendimiento y que los extractos metanólicos son los que presentan mayor capacidad antioxidante y anti-tirosinasa.
Los correspondientes extractos metanólicos han sido fitocaracterizados por cromatografía líquida de alta eficacia acoplado a un detector de diodos (CLAE-DD, del inglés high performance liquid chromatography by diode array detector (HPLC-DAD)) y también acoplado con un detector de espectroscopia de masas (CLAE-EM, del inglés high performance liquid chromatography by mass spectrum (HPLC-MS/MS)). Así se ha determinado que P. vulgare y C. officinarum son ricos en ácidos
 
fenólicos y que su actividad antioxidante se podría asociar al ácido clorogénico. Mientras que A. adiantum-nigrum es el que presenta menor cantidad de polifenoles y A. trichomanes es la única especie en la cual los flavonoides representan la mayoría de los fitoquímicos determinados.
Finalmente se ha evaluado su citotoxicidad, fototoxicidad y actividad protectora in vitro frente la agresión oxidativa en las líneas celulares 3T3 y HaCaT. En paralelo, se determinó la capacidad antiproliferativa de estos extractos metanólicos mediante la evaluación de la citotoxicidad en líneas tumorales humanas como las HeLa, HepG2, MCF-7 y A549. Los extractos, en general, presentan poca actividad tóxica en los ensayos realizados en las células no tumorales y se intuye capacidad de reparación celular en 3T3, sobre todo en el caso de A. adiantum-nigrum que además induce un incremento de la producción de ROS.
Una vez determinado el perfil fitoquímico de los extractos de las frondes de las cuatro principales especies de helechos de las montañas de Prades hay una relación de la composición que justifica las actividades in chemico e in vitro determinadas.
Sin embargo, quedan todavía aspectos a clarificar sobre la actividad de los extractos de estos helechos, como la potencial capacidad de reparación celular y el posible aumento de la biogénesis mitocondrial observada para A. adiantum-nigrum o el uso tradicional como cicatrizante de P. vulgare y su directa relación con su composición. Por todo ello, hay que continuar investigando otras actividades biológicas de los extractos, así como acabar de perfilar su composición fitoquímica y aportar la base científica de sus usos tradicionales en medicina y veterinaria.

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[eng] The imbalance of the redox state of the organism in favour of an oxidized state has been linked to different types of diseases resulting in oxidative damage. The administration of certain phytochemicals has been shown to prevent the development of oxidative damage. Ferns are a group of plants that have been few studied, even though the fern P. leucotomos has been shown to be a reservoir of polyphenols.
The area of the Prades mountains is an area of great plant biodiversity. However, there are few ethnobotanical and bioprospecting studies, among which we find ferns. In the present investigation, a first bioprospection of methanolic and hexane extracts from the fronds of the four main ferns of the Prades mountains has been carried out, which are: Polypodium vulgare L., Asplenium adiantum- nigrum L., Asplenium trichomanes L. and Ceterach officinarum Willd. After obtaining the corresponding methanolic and hexanic extracts from their fronds, phytocharacterization was carried out by thin layer chromatography (TLC) with the parallel evaluation of antioxidant and anti-tyrosinase activity in chemico. Concluding that the methanolic extracts present a better extraction yield and that the methanolic extracts are the ones that present the highest antioxidant capacity and anti-tyrosinase. Reason for which its phytocharacterization has been obtained by high performance liquid chromatography by diode array detector (HPLC-DAD) and by high performance liquid chromatography by mass spectrum (HPLC-MS/MS). Determining that P. vulgare and C. officinarum are the ferns with the highest number of phenolic acids, especially chlorogenic acid. While A. adiantum-nigrum is the one with the lowest number of polyphenols and A. trichomanes is the only species in which flavonoids represent most of the determined phytochemicals. The methanolic extracts generally show low toxic activity in the assays carried out in the non-tumoral cells lines (3T3 and HaCaT) and tumoral cells lines (HeLa, HepG2, MCF-7 and A549). In the cytoprotection assays of the ferns in 3T3 and HaCaT, the determined activity of A. adiantum-nigrum is surprising.

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cc by-nc-nd (c) Farràs Martínez, Adrián, 2022

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Tesis Doctorals - Departament - Bioquímica i Fisiologia

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Fitocaracterización y actividad biológica de extractos de helechos de las familias Polypodiaceae y Aspleniaceae procedentes de las montañas de Prades (Tarragona)