Nutraceutici dalla foresta pluviale australiana-Immagine Credit Public Domain-
In una recente recensione pubblicata sull’International Journal of Molecular Sciences, i ricercatori forniscono una panoramica dei composti vegetali bioattivi come potenziali agenti anti-neuroinfiammatori e le procedure coinvolte nel loro sviluppo.
Sfruttare il potenziale terapeutico delle foreste pluviali in Australia
Dato il loro lungo isolamento geografico dal mondo, le foreste pluviali australiane forniscono una ricca fonte di rimedi erboristici che si sono sviluppati nonostante le enormi sfide ecologiche nel corso degli anni. La foresta pluviale è naturalmente ricca di prodotti metabolici secondari che necessitano di ulteriori ricerche e convalide per essere incorporati nella gestione delle malattie e migliorare la salute umana.
Le comunità aborigene in Australia forniscono preziose fonti per l’identificazione di nuovi farmaci per il trattamento di varie malattie infettive e non infettive, comprese le malattie legate all’infiammazione. Queste piante, come Melaleuca alternifoliavia, Eucalyptus, Angophora costata, Centipeda minima, Ipomoea pes-caprae, Tinospora smilacina, Ficus opposto, Passiflora foetida, Eremophila e Dodonaea viscosa, sono note per la loro flora diversificata e le elevate pressioni biotiche.
Le foreste pluviali probabilmente producono concentrazioni e varietà più elevate di piante farmacologicamente attive, rendendo così queste regioni una fonte critica di nuovi composti bioattivi. Comprendere le complesse interazioni chimiche tra piante, animali e microbi nella foresta pluviale tropicale è fondamentale per identificare nuovi composti bioattivi.
Il potenziale terapeutico delle piante della foresta pluviale può essere apprezzato dai risultati ottenuti in passato, come il chinino utilizzato nel trattamento della malaria, la tubocurarina come miorilassante, la cocaina come anestetico locale e l’EBC-46 per distruggere le cellule tumorali.
Alla scoperta di nuovi nutraceutici per le malattie neurodegenerative
Le malattie neurodegenerative sono influenzate dalla neurotossicità infiammatoria e dall’attivazione della microglia, che possono essere innescate a livello centrale e locale. Le cellule microgliali attivate secernono molecole neurotossiche come le specie reattive dell’ossigeno (ROS) e il fattore di necrosi tumorale-alfa (TNF-α) che danneggiano i neuroni vicini. Le molecole del modello molecolare associato al danno (DAMP) che attivano la microglia vengono rilasciate dai neuroni danneggiati, che successivamente porta a un’ulteriore attivazione della microglia.
I trattamenti mirati alla neuroinfiammazione cronica sono stati proposti come modificanti la malattia per una varietà di disturbi neurodegenerativi, tra cui il morbo di Alzheimer (AD). I farmaci antinfiammatori soppressori delle citochine (CSAID) e i nutraceutici possono essere migliori alternative ai farmaci antinfiammatori non steroidei convenzionali (FANS) per la gestione del dolore e dell’infiammazione.
I FANS sono inefficaci nei disturbi neuroinfiammatori, in quanto non interferiscono con la produzione di chemochine e citochine a concentrazioni terapeutiche. I nutraceutici, tra cui apigenina, curcumina, epigallocatechina gallato, acido docosaesaenoico, resveratrolo e acido alfa-lipoico, possiedono proprietà antinfiammatorie. Studi sugli animali hanno riportato che l’apigenina e la curcumina esercitano effetti antinfiammatori e penetrano nella barriera emato-encefalica.
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La curcumina, il principale curcuminoide nella curcuma ( Curcuma longa ), inibisce la produzione di interleuchina-6 (IL-6), TNF-α e ossido nitrico (NO) nella microglia. Gli studi che utilizzano la proteina acida fibrillare gliale (GFAP) e modelli murini di IL-6 indicano che la curcumina potrebbe invertire gli effetti dannosi dell’attivazione gliale cronica durante la neuroinfiammazione ed essere utilizzata per trattare le malattie neurodegenerative. Nonostante la sua attività antinfiammatoria, la curcumina ha una biodisponibilità e stabilità limitate.
L’uso tradizionale in medicina e nella ricerca etnobotanica ha facilitato l’identificazione di numerose piante bioattive. Successivamente, gli estratti vegetali vengono sottoposti a screening biologico ad alto rendimento e purificazione mediante cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC).
Anche la cristallografia a raggi X, la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) e la spettrometria di massa vengono utilizzate per identificare la struttura delle sostanze chimiche bioattive. Inoltre, l’efficacia delle sostanze chimiche bioattive viene valutata mediante esperimenti in vitro e in vivo che simulano le complesse interazioni all’interno del cervello.
Saggi di screening basati su cellule per lo studio della neuroinfiammazione
I macrofagi sono cellule immunitarie essenziali e svolgono un ruolo cruciale nella regolazione dell’attivazione e della proliferazione dei linfociti. Nella ricerca, le linee cellulari murine di macrofagi come RAW 264.7 e J774 forniscono un comodo modello in vitro per lo screening dei farmaci, riducendo così costi e tempi.
I macrofagi sono attratti da sostanze estranee attraverso gli anticorpi e svolgono un ruolo protettivo nel distruggere gli invasori attraverso la fagocitosi. I macrofagi producono anche citochine, come IL-3, IL-4 e IL-10, che inducono la proliferazione e la produzione di collagene.
Le microglia, cellule immunocompetenti del sistema nervoso centrale, svolgono un ruolo chiave nelle difese cerebrali agendo come scavenger di cellule morte e cellule effettrici immunitarie. Queste cellule esprimono recettori di riconoscimento del modello (PRR) e recettori toll-like (TLR), influenzando così l’immunità innata.
Un potente stimolo che attiva la microglia è il lipopolisaccaride (LPS), il ligando TLR-4, secreto dalle cellule microgliali N11 e BV-2. Le cellule microgliali immortalizzate eliminano l’onere delle colture primarie e forniscono robusti modelli in vitro per lo studio dell’infiammazione cerebrale e lo screening dei farmaci. I modelli animali di infiammazione includono modelli di roditori di neuroinfiammazione acuta indotta da LPS e modelli di infiammazione cronica, come modelli transgenici immuno-sfidati, indotti da tossine e GFAP IL-6.
Prospettiva futura
Sulla base dei risultati della revisione, la foresta pluviale australiana si arricchisce di piante terapeutiche che si sono evolute nonostante le sfide ambientali. Studi precedenti hanno esplorato potenti sostanze chimiche bioattive e antinfiammatorie derivate da piante che sono state sottoposte a identificazione strutturale, test di potenza, neuroprotezione e convalida in modelli murini GFAP-IL6.
Sono necessarie ulteriori ricerche per valutare i composti bioattivi di origine vegetale nei modelli di neuroinfiammazione murini prima che possano essere avviate valutazioni tossicologiche e studi sull’uomo.
