Secondary metabolites profile characterization of Lupinus mutabilis seeds. Study of bioactivities of interest to human health.

Abstract

O cancro colorrectal e o carcinoma hepatocelular são ambos cancros com uma elevada tava de mortalidade a nível mundial devido ao desenvolvimento de metastases e por serem resistentes a tratamentos anticancerígenos. Inclusivamente, as doenças inflamatórias intestinais, como a doença de Crohn e as colites ulcerativas, possuem um elevado risco de desenvolver tumores nos intestinos. As metaloproteinases de matriz (MMPs) são reguladores fisiológicos importantes com capacidade de degradar a componente proteica da matriz extracelular e das membranas basais das células dos tecidos. Contudo, também participam em patologias como o cancro e a inflamação, em particular a gelatinase MMP-9 que possui uma maior incidência. Os alimentos são uma fonte natural de compostos bioativos, sendo alguns metabólitos secundários como os compostos fenólicos, com diversas aplicações na saúde que podem auxiliar na prevenção e redução da incidência de cancro e inflamação crónica. As leguminosas, e em particular o tremoço, oferecem para além dos benefícios nutricionais, compostos bioativos benéficos para a saúde. Lupinus mutabilis, originário dos Andes, destaca-se das demais espécies de tremoço não só pela composição, mas também pela adaptabilidade e resiliência às severas condições ambientais. Foi relatado que possui um conteúdo fenólico superior ao das outras espécies e, em contraste com outros tremoços, é rico em isoflavonas. Apesar de seu potencial, o estudo do conteúdo fenólico de L. mutabilis ainda está em desenvolvimento. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os benefícios para a saúde de compostos fenólicos de L. mutabilis e compará-los com a espécie de referência L.albus, a nível de bioatividades antioxidantes, anti-tumorais e anti-inflamatórias. Foi possível concluir que L. mutabilis possui compostos fenólicos não citotóxicos e bioativos, em que a composição fenólica influência as bioatividades nas cultivares estudadas. Os extratos fenólicos de L. mutabilis exibiram um poder antioxidante superior a L. albus e também foram capazes de inibir a atividade gelatinolítica da MM-9 em dose-dependente. Para além disso, também demonstraram capacidade de inibir a migração celular de células de cancro colorretal HT29 e de carcinoma hepatocelular HepG2, mas não a nível da inibição extracelular de MMPs. De todas as cultivares de L. mutabilis em estudo, Potosi destaca-se pela sua composição em compostos fenólicos, nomeadamente apigenina, genisteína e diosmetina, que contribuem para sua atividade antioxidante e antitumoral.

Cancer and chronic inflammation account for many clinical cases and deaths in the world. Matrix metalloproteinases are enzymes with important physiological roles but also biomarkers for cancer progression and inflammation, particularly the gelatinase MMP-9 which is highly implicated in colorectal cancer and hepatocellular carcinoma metastases as well as inflammatory bowel diseases. Edible plants are a natural source of bioactive compounds, some being secondary metabolites such as phenolic compounds, with diverse applications in health that can aid in prevention and reduction of cancer and chronic inflammation. Lupins offer many nutritional benefits as well as health-promoting properties. Lupinus mutabilis, originally from the Andes, stands out from the other lupin species not only for its composition but also for its adaptability and resilience to harsh environmental conditions. It has been reported to have a higher phenolic content than other species and, in contrast with other lupins, it is rich in isoflavones. Despite its potential, the study of L. mutabilis phenolic content is still under development. The present work aimed to evaluate the health benefits of L. mutabilis secondary metabolites, namely to identify and characterize which phenolic compounds have antioxidant, antitumor and anti-inflammatory bioactivities. It was possible to conclude that L. mutabilis has non-cytotoxic and bioactive phenolic compounds. The composition of phenolic compounds influences the bioactivities in the cultivars studied, in which Potosi stands out for its composition of genistein, apigenin and diosmetin. L. mutabilis phenolic extracts exhibited a higher antioxidant power then L. albus and were also able to inhibit MM-9 gelatinolític activity. Regarding cancer cell migration, L. mutabilis revealed promising results by inhibiting both colorectal cancer HT29 cells and hepatocelullar carcinoma HepG2 cells monolayer regeneration, which does not seem to be related to extracellular MMP inhibition. Out of all L. mutabilis cultivars in study, Potosi stands out for its composition in phenolic compounds, that contribute to its antioxidant and antitumor activity.