Genoprotective effects of Cuban endemic Phyllanthus

J Pharm Pharmacogn Res 5(4): 251-261, 2017.

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Antioxidant, photoprotective and antimutagenic properties of Phyllanthus spp. from Cuban flora

[Propiedades antioxidantes, fotoprotectoras y antimutagénicas de Phyllanthus spp. de la flora cubana]

Ivette M. Menéndez-Perdomo1,2, Maylin Wong-Guerra3,4, Fabiana Fuentes-León1, Elizabeth Carrazana1, Isis Casadelvalle3, Alexis Vidal3, Ángel Sánchez-Lamar1*

1Departamento de Biología Vegetal, Facultad de Biología, Universidad de La Habana, calle 25, No. 455 e/ I y J, CP 10 400, La Habana, Cuba.
2Current address: Department of Biological Sciences, University of Calgary, 2500 University Drive NW, Calgary, AB T2N 1N4, Canada.
3Departamento de Bioquímica, Facultad de Biología, Universidad de La Habana, calle 25, No. 455 e/ I y J, CP 10 400, La Habana, Cuba.
4Current address: Centro de Investigación y Desarrollo de Medicamentos (CIDEM), Ave 26, No. 1605 e/ Boyeros y Puentes Grandes, CP 10600, La Habana, Cuba.

*E-mail: alamar@fbio.uh.cu

Abstract

Context: Sunlight ultraviolet (UV) radiation constitutes a significant physical carcinogen in nature. It could induce direct and indirect DNA damage, which if not properly repaired may generate mutations. Plants in the genus Phyllanthus (Phyllanthaceae) are widely used in traditional medicine and known as natural sources of antioxidant compounds. Recent investigations support their genoprotective activity against chemical and physical mutagens, among them UV radiation.

Aims: To compare the antioxidant, photoprotective and antimutagenic activity of aqueous extracts obtained from three Cuban endemic Phyllanthus species: P. chamaecristoides Urb., P. microdictyus Urb., and P. williamioides Gr.

Methods: DPPH radical scavenging assay was use for quantify the in vitro antioxidant capacity. Genoprotection against UVC radiation was measured at two levels: structural DNA damage and mutations, by means of the SOS Chromotest, Survival assay, and RifR mutagenicity test in Caulobacter crescentus cells.

Results: P. chamaecristoides extract showed the highest antioxidant capacity (IC50 = 0.032 mg/mL), and together with P. microdictyus exhibited the greatest bioantimutagenic effects (RMF ≤ 5%), diminishing UVC-induced DNA damage in three and five times, respectively.

Conclusions: The reduction in DNA damage is not founded in a Phyllanthus aqueous extracts desmutagenic effect. It is possible that the genoprotective activity detected could be due to modulation of DNA repair mechanisms, diminishing SOS response and related mutagenicity induced by UVC radiation. Moreover, high antioxidant capacity could also decrease UV radiation oxidative-damage. Altogether, these outcomes validate future pre-clinic research regarding Phyllanthus photoprotective capacities.

Keywords: genoprotection; Phyllanthus chamaecristoides; Phyllanthus microdictyus; Phyllanthus williamioides; phytochemistry; plant aqueous extract; UVC.

Resumen

Contexto: La radiación ultravioleta (UV) constituye un importante carcinógeno físico natural. Puede inducir daños directos e indirectos al ADN, los que de no ser reparados correctamente pueden generar mutaciones. Las plantas pertenecientes al género Phyllanthus (Phyllanthaceae) son ampliamente utilizadas en la medicina tradicional y fuentes naturales de antioxidantes. Estudios recientes apoyan su actividad genoprotectora frente a mutágenos químicos y físicos, como la radiación UV.

Objetivos: Comparar las actividades antioxidante, fotoprotectora y antimutagénica de los extractos acuosos obtenidos de tres especies de Phyllanthus endémicas de Cuba: P. chamaecristoides Urb., P. microdictyus Urb. y P. williamioides Gr.

Métodos: El ensayo de atrapamiento del radical DPPH se empleó para cuantificar la capacidad antioxidante in vitro. La genoprotección frente a la radiación UVC fue determinada a dos niveles: estructura primaria del ADN y mutagénesis, mediante los ensayos SOS Colorimétrico, Sobrevivencia bacteriana y RifR en células de Caulobacter crescentus.

Resultados: El extracto de P. chamaecristoides mostró la mayor capacidad antioxidante (IC50 = 0.032 mg/mL), y junto con P. microdictyus, los mejores efectos bioantimutagénicos (RMF ≤ 5%), disminuyendo los daños al ADN inducidos por la radiación UVC en tres y cinco veces, respectivamente.

Conclusiones: La reducción del daño al ADN no está basada en un efecto desmutagénico de los extractos acuosos de Phyllanthus. La actividad genoprotectora puede deberse a la modulación de mecanismos de reparación del ADN, disminuyendo la respuesta SOS y la consecuente mutagenicidad inducida por la radiación UVC. Además, una elevada capacidad antioxidante pudiera disminuir el daño oxidativo causado por esta radiación. Estos resultados validan posteriores investigaciones pre-clínicas respecto a la capacidad fotoprotectora de Phyllanthus.

Palabras Clave: extracto acuoso vegetal; fitoquímica; genoprotección; Phyllanthus chamaecristoides; Phyllanthus microdictyus; Phyllanthus williamioides; UVC.

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Citation Format: Menéndez-Perdomo IM, Wong-Guerra M, Fuentes-León F, Carrazana E, Casadelvalle I, Vidal A, Sánchez-Lamar A (2017) Antioxidant, photoprotective and antimutagenic properties of Phyllanthus spp. from Cuban flora. J Pharm Pharmacogn Res 5(4): 251–261.
This article has been cited by:
Ivette María Menéndez-Perdomo, Ángel Sánchez-Lamar (2017) Phyllanthus plants in photoprotection: a broad spectrum of molecular mechanisms. Pharmacophore 8(3): 1-10. Website
Fabiana Fuentes-León, Maribel González-Pumariega, Marioly Vernhes Tamayo, Carlos Frederico Martin Menck, Ángel Sánchez-Lamar (2017) Toxic evaluation of Cymbopogon citratus chemical fractions in E. coli. Cosmetics 4(2): 20. DOI: 10.3390/cosmetics4020020

© 2017 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)