Absorció i metabolisme intestinal de l’àcid maslínic, un component bioactiu de l’Olea europaea L. Efecte quimiopreventiu sobre lesions preneoplàsiques en còlon de rata

Abstract

L’àcid maslínic és un component bioactiu present en un ampli ventall de fonts naturals, des de plantes emprades en medicina tradicional asiàtica fins a fruites i verdures de consum habitual en el marc de la dieta mediterrània. Entre altres efectes biològics atribuïts a aquest triterpè pentacíclic destaquen l’antitumoral, antidiabètic, antioxidant, neuroprotector i antiparasitari. Actualment, però, són pocs els estudis que han caracteritzat l’àcid maslínic in vivo. Per aquest motiu, els objectius de la present tesi han inclòs l’avaluació de la seguretat d’aquest compost després de la seva administració oral així com també l’estudi de la seva absorció intestinal, lligada amb les concentracions que s’assoleixen tant en plasma com en la llum intestinal i amb el seu efecte sobre lesions preneoplàsiques en còlon. L’assaig de toxicitat subaguda ha posat de manifest que l’administració oral repetida d’àcid maslínic (50 mg/kg) a ratolins durant 28 dies no provoca alteracions en el pes corporal ni en les variables hematològiques i bioquímiques. L’anàlisi histopatològica dels principals òrgans tampoc no ha evidenciat signes de toxicitat derivats de l’exposició al triterpè. Un cop establerta l’absència d’efectes adversos s’ha desenvolupat un mètode de cromatografia de líquids d’alta eficàcia (HPLC) per a la determinació de l’àcid maslínic en plasma de rata, mitjançant el qual aquest compost s’ha quantificat fins a 60 min després de la seva administració oral (50 mg/kg). Les concentracions plasmàtiques s’han ajustat a un model farmacocinètic monocompartimental, a partir del qual s’ha estimat una Cmax de 3,74 µM i una Tmax de 18,0 min. Seguidament s’ha optimitzat i validat un mètode d’HPLC acoblada a espectrometria de masses (HPLC‐MS) per a la determinació de l’àcid maslínic en el contingut intestinal de rata. El mètode s’ha aplicat a mostres obtingudes d’animals que han rebut el triterpè (1, 2 o 5 mg/kg) per via oral durant dos dies consecutius i s’ha vist que la major concentració es troba en el cec, seguit del còlon i l’ili. A més, mitjançant espectrometria de masses d’alta resolució (HPLC‐APCI‐LTQ‐Orbitrap‐MS) també s’han identificat els principals metabòlits de l’àcid maslínic en aquestes mostres. El triterpè és sotmès a reaccions de fase I, concretament hidroxilacions i deshidrogenacions en diferents combinacions que donen lloc a onze derivats. L’estudi de l’absorció intestinal de l’àcid maslínic emprant la tècnica dels sacs evertits i la perfusió en jejú de rata ha mostrat que el compost travessa la paret intestinal per difusió simple, sense implicació de mecanismes de transport actiu, amb una constant aparent de difusió (Kd) de 6,95 µL/5 min∙mg pes sec, indicativa d’una baixa absorció. Així, donat que el còlon és un dels teixits diana de l’àcid maslínic, se n’ha avaluat l’activitat quimiopreventiva en rata en un model de lesions preneoplàsiques induïdes per 1,2‐ dimetilhidrazina. El tractament amb el triterpè a diferents dosis oral (5, 10 o 25 mg/kg) durant 49 dies, tant en mascles com en femelles, ha reduït l’aparició de focus de criptes aberrants en un 22–35% i un 21–29%, respectivament. En resum, els resultats obtinguts en la present tesi doctoral evidencien que l’àcid maslínic pot administrar‐se per via oral amb seguretat, que la seva absorció intestinal té lloc per un procés de difusió simple i que administrat com a ingredient funcional o nutracèutic podria exercir, entre altres, un efecte protector durant les primeres etapes del desenvolupament del càncer de còlon.

Maslinic acid is a bioactive compound found in a wide range of natural sources, from plants used in traditional Asian medicine to fresh vegetables and fruits regularly consumed as part of the Mediterranean diet. Several biological effects have been attributed to this pentacyclic triterpene, including antitumor, antidiabetic, antioxidant, neuroprotective and antiparasitic. Thus far, however, only a few studies have characterized maslinic acid in vivo. For this reason, the aims of this thesis have been to assess the safety of maslinic acid after its oral administration and to evaluate its oral absorption. Moreover, the latter has been related to the concentrations reached both in plasma and the intestinal lumen. Finally, the in vivo antitumor effect of the triterpene has been investigated on colonic preneoplastic lesions. The subacute toxicity assessment has evidenced that the repeated oral administration of maslinic acid (50 mg/kg) to mice over 28 days does not modify either the body weight or the hematologic and biochemical variables. Similarly, the histopathological examination of the main organs has not revealed any signs of toxicity derived from the exposition to the triterpene. Once the absence of adverse effects has been proved, a high performance liquid chromatography (HPLC) method has been developed to determine maslinic acid in plasma, which has been applied for the quantification of the triterpene up to 60 min after its oral administration to rats (50 mg/kg). Plasma concentrations have been best fitted to a pharmacokinetic monocompartmental model, from which a Cmax of 3.74 µM and a Tmax of 18.0 min have been estimated. An HPLC coupled to mass spectrometry (HPLC‐MS) method has also been optimized and validated to determine maslinic acid in rat intestinal content. This method has been used for the analysis of samples obtained from rats after the oral administration of the triterpene (1, 2 or 5 mg/kg) for two consecutive days. The highest concentration has been found in the caecum, followed by the colon and the ileum. In addition, the main metabolites of maslinic acid have been identified in these samples by high resolution mass spectrometry (HPLC‐APCI‐LTQ‐Orbitrap‐MS). The triterpene undergoes phase I reactions giving a total of eleven hydroxylated and/or dehydrogenated derivatives. Maslinic acid intestinal absorption has been addressed by means of the ex vivo everted gut sac and the in situ intestinal perfusion techniques. The compound is absorbed by simple diffusion, without any active transport mechanism involved, and with an apparent diffusion constant (Kd) of 6,95 µL/5 min∙mg dry weight, which indicates a low absorption. Since the colon is a target tissue of maslinic acid, the chemopreventive activity of the triterpene has been evaluated in a rat model of preneoplastic lesions induced by 1,2‐ dimethylhydrazine. The treatment with the triterpene at different doses (5, 10 or 25 mg/kg) over 49 days, both in male and female rats, reduces the formation of aberrant crypt foci by 22–35% and 21–29%, respectively. In summary, the results obtained from the present thesis show that maslinic acid can be safely administered by the oral route, its intestinal absorption takes place by a simple diffusion process and its use as a functional ingredient or nutraceutical may exert, among others, a protective effect in the first stages of colon carcinogenesis.