Category Archives: Angiogenesis

Marine microorganism metabolites in cancer, immunity, and inflammation

J Pharm Pharmacogn Res 8(5): 368-391, 2020.

DOI: https://doi.org/10.56499/jppres19.739_8.5.368

Review

Metabolites from marine microorganisms in cancer, immunity, and inflammation: A critical review

[Metabolitos procedentes de microorganismos marinos en cáncer, inmunidad e inflamación: Una revisión crítica]

Mario Riera-Romo, Liem Wilson-Savón, Ivones Hernandez-Balmaseda*

Department of Pharmacology, Institute of Marine Sciences, Havana 10600, Cuba.
Abstract

Context: Marine microorganisms represent a promising source of bioactive molecules for biomedical applications. Increasing scientific literature is describing novel metabolites isolated from marine microbes with attractive pharmacological properties, such as anti-inflammatory, immunomodulatory, and anticancer.

Aims: To reveal a background of the main marine microbial-derived products that have been isolated and characterized, including recent examples. The main mechanisms of action of these compounds in different models are also discussed.

Methods: This research was structured based on a four phases design. 1) the identification of research questions, 2) selection of relevant studies, 3) filtering of studies based on inclusion and exclusion criteria, and 4) collection and organization of the data. For the web search, were used PubMed, Web of Science, Science Direct and ProQuest. For the selection and classification of the papers was used PRISMA software.

Results: A wide variety of marine microbial metabolites with important pharmacological properties have been discovered and characterized so far. The main sources of these compounds are marine actinomycetes, bacilli, fungi from Aspergillus and Penicillium genus, microalgae, and some marine symbiotic bacteria and fungi. Most of these metabolites exhibit cytotoxic, pro-apoptotic, anticancer, anti-inflammatory, and immunomodulatory activities. Complex structural moieties, such as multiple aromatic rings and heteroatoms, seem to be related to these properties. The mechanisms of action of most of these molecules target apoptosis-related proteins, enzymes, transcription factors, DNA binding proteins and some cell surface receptors.

Conclusions: The marine environment offers an efficient and attractive way to obtain novel natural products. Marine microorganisms are a prolific source of new molecules and extracts with therapeutic potential in the treatment of chronic inflammatory diseases. They represent and ecofriendly and feasible option to obtain drug candidates with multiple mechanisms of action and important biomedical applications.

Keywords: bioactive compounds; biomedical applications; cancer; inflammation; immunity; marine microorganisms.

Resumen

Contexto: Los microorganismos marinos constituyen una fuente de moléculas bioactivas para aplicaciones biomédicas. En la literatura se han descrito metabolitos novedosos aislados de microbios marinos con propiedades farmacológicas atractivas como anti-inflamatoria, inmunomoduladora y anticancer.

Objetivos: Revelar estado del arte de los principales productos derivados de microbios marinos que han sido aislados y caracterizados, incluyendo ejemplos recientes. También se discuten los principales mecanismos de acción de estos compuestos en diferentes modelos.

Métodos: Esta investigación fue estructurada en un diseño de cuatro fases. 1) Identificación de las preguntas de investigación, 2) selección de los estudios relevantes, 3) filtrado de los estudios basado en los criterios de inclusión y exclusión, y 4) colección y organización de los datos. Para la búsqueda en la web se utilizaron PubMed, Web of Science, Science Direct and ProQuest. Para la selección y clasificación de los artículos se empleó el software PRISMA.

Resultados: Una amplia variedad de metabolitos derivados de microbios marinos con propiedades farmacológicas importantes han sido descubiertos y caracterizados hasta la fecha. Las principales fuentes de estos compuestos son los actinomicetos marinos, bacilos, hongos de los géneros Aspergillus y Penicillium, microalgas y algunas bacterias y hongos simbióticos. La mayoría de estos metabolitos exhiben actividad citotóxica, pro-apoptótica, anticancer, anti-inflamatoria e inmunomoduladora. Motivos estructurales complejos como múltiples anillos aromáticos y heteroátomos parecen estar relacionados con estas propiedades. Los mecanismos de acción de casi todas estas moléculas tienen como blanco proteínas relacionadas a la apoptosis, enzimas, factores de transcripción, proteínas de unión al ADN y algunos receptores de la superficie celular.

Conclusiones: El medioambiente marino ofrece una vía atractiva y eficiente de obtener novedosos productos naturales. Los microorganismos marinos son una fuente prolífica de nuevas moléculas y extractos con potencial terapéutico en el tratamiento de enfermedades inflamatorias crónicas. Ellos representan una opción ecológica y factible para obtener nuevos candidatos a fármacos con múltiples mecanismos de acción e importantes aplicaciones biomédicas.

Palabras Clave: aplicaciones biomédicas; cáncer; compuestos bioactivos; inflamación; inmunidad; microorganismos marinos.

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Citation Format: Riera-Romo M, Wilson-Savón L, Hernandez-Balmaseda I (2020) Metabolites from marine microorganisms in cancer, immunity, and inflammation: A critical review. J Pharm Pharmacogn Res 8(5): 368–391. DOI: https://doi.org/10.56499/jppres19.739_8.5.368

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Anti-angiogenic Citrullus colocynthis fruit extract

J Pharm Pharmacogn Res 7(5): 331-342, 2019.

DOI: https://doi.org/10.56499/jppres19.548_7.5.331

Original Article

Ethyl acetate extract of Citrullus colocynthis (Linn.) Schrad. fruit suppresses angiogenesis

[Extracto de acetato de etilo del fruto de Citrullus colocynthis (Linn.) Schrad. suprime la angiogénesis]

Mayuri Gaikwad1, Vaishali Shirsat1*, Mrunal Bulbule1, Samidha Kalekar2, Renuka Munshi2

1Department of Pharmaceutical Analysis, Bombay College of Pharmacy, Kalina, Santacruz (E), Mumbai-400098, India.
2Department of Clinical Pharmacology, Topiwala National Medical College and B. Y. L Nair Charitable Hospital, Dr. A. L. Nair Road, Mumbai-400008, India.
Abstract

Context: Anti-angiogenesis is a targeted therapy that uses drugs or other substances to stop tumors from making new blood vessels. Citrullus colocynthis is a medicinal plant that has anticancer property mediated by apoptosis.

Aims: To evaluate the anti-angiogenic potential of C. colocynthis fruits extract through chorioallantoic membrane (CAM) assay.

Methods: For the CAM assay, heparin (an anti-angiogenic agent) was used as a positive control, and quercetin (Q) as the marker compound in the extracts to demonstrate the inhibition of angiogenesis. The reduction in the number of blood vessels in each area and in each image was used as a measure to determine the anti-angiogenic activity of the extract.

Results: From the results of phytochemical screening, the polyphenol and flavonoid contents of the ethyl acetate extract were 0.6708 mg equivalent of gallic acid per gram of the dry extract and 7.65 mg equivalent of Q per gram of the dry extract, respectively. From the results of CAM assay, Q caused marked reduction in the formation of new blood vessels. Similarly, ethyl acetate extract of C. colocynthis fruits (50 µg/mL) showed 53.52% inhibition of blood vessel formation in the CAM vasculature, whereas 25 µg/mL of Q exhibited 64.78% inhibition. The analysis with Bonferroni’s post-hoc test showed statistically significant difference at p<0.0001, with respect to the positive control, heparin. The EC50 values obtained by non-linear regression analysis using GraphPad Prism software 8.1.2 were 14.74 µg/mL (Q) and 44.13 µg/mL (ethyl acetate fruit extract of C. colocynthis).

Conclusions: Ethyl acetate extract of C. colocynthis fruits demonstrated potential angiogenesis suppression activity.

Keywords: angiogenesis suppression; chorioallantoic membrane assay; Citrullus colocynthis; cancer; quercetin.

Resumen

Contexto: La antiangiogénesis es una terapia dirigida que usa medicamentos u otras sustancias para evitar que los tumores produzcan nuevos vasos sanguíneos. Citrullus colocynthis es una planta medicinal que tiene propiedades anticancerígenas mediadas por la apoptosis.

Objetivos: Evaluar el potencial antiangiogénico del extracto de frutos de C. colocynthis mediante el ensayo de membrana corioalantoica (CAM).

Métodos: Para el ensayo de CAM, se utilizó heparina (un agente antiangiogénico) como control positivo, y quercetina (Q) como compuesto marcador en los extractos para demostrar la inhibición de la angiogénesis. La reducción en el número de vasos sanguíneos en cada área y en cada imagen se usó como una medida para determinar la actividad anti-angiogénica del extracto.

Resultados: A partir de los resultados del tamizaje fitoquímico, los contenidos de polifenoles y flavonoides del extracto de acetato de etilo fueron 0.6708 mg equivalentes de ácido gálico por gramo del extracto seco y 7.65 mg equivalentes de Q por gramo del extracto seco, respectivamente. A partir de los resultados del ensayo CAM, Q causó una reducción marcada en la formación de nuevos vasos sanguíneos. De manera similar, el extracto de acetato de etilo de frutos de C. colocynthis (50 µg/mL) mostró una inhibición del 53.52% de la formación de vasos sanguíneos en la vasculatura CAM, mientras que 25 µg/mL de Q mostraron una inhibición de 64.78%. El análisis con la prueba post hoc de Bonferroni mostró una diferencia estadísticamente significativa a p<0,0001, con respecto al control positivo, la heparina. Los valores de EC50 obtenidos por análisis de regresión no lineal utilizando el software GraphPad Prism 8.1.2 fueron 14.74 µg / mL (Q) y 44.13 µg/mL (extracto de acetato de etilo de C. colocynthis).

Conclusiones: El extracto de acetato de etilo de las frutas de C. colocynthis demostró una actividad potencial de supresión de la angiogénesis.

Palabras Clave: cáncer; Citrullus colocynthis; ensayo de membrana corioalantoica; quercetina; supresión de la angiogénesis.

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Citation Format: Gaikwad M, Shirsat V, Bulbule M, Kalekar S, Munshi R (2019) Ethyl acetate extract of Citrullus colocynthis (Linn.) Schrad. fruit suppresses angiogenesis. J Pharm Pharmacogn Res 7(5): 331–342. DOI: https://doi.org/10.56499/jppres19.548_7.5.331

© 2019 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)