Avaliação metabolômica e atividade antioxidante, citotóxica e antimicrobiana de extratos do estigma de zea mays l.

Abstract

INTRODUÇÃO: O estigma de milho é parte da flor feminina de Zea mays L., bem conhecida pela medicina tradicional chinesa. A literatura científica relata suas atividades farmacológicas, mas são poucos os estudos científicos que realizam um mapeamento químico global e correlacionam os metabólitos com as atividades investigadas por meio de uma metabolômica. OBJETIVO: Caracterizar o perfil metabolômico e as atividades antioxidante, antimicrobiana e citotóxica de extratos do estigma de Zea mays L. in natura e seu produto comercial. MATERIAIS E MÉTODOS: Os extratos foram obtidos a partir do estigma do milho, por maceração em diferentes solventes, como hexano, acetato de etila e etanol. A atividade antioxidante foi fornecida pelo método de sequestro de radicais livres 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH) e os fenóis totais foram quantificados pelo ensaio de Folin-Ciocalteu. A atividade antimicrobiana foi avaliada pelo método de microdiluição em caldo contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, além de fungos não filamentosos. A citotoxicidade foi avaliada contra uma linhagem tumoral de glioma de camundongo (C6), através da análise da viabilidade celular pelo método de redução do brometo de 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5- difeniltetrazólio (MTT). O perfil metabolômico foi avaliado por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a espectrometria de massas (CLAE-EM) e cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG-EM). Na análise univariada foram utilizadas análises de variância (ANOVA), plotagem de vulcão e análise de correlação. Na análise multivariada os métodos foram o PLS-DA, VIP e o mapa de calor. Em geral, os extratos etanólicos apresentam melhor atividade antioxidante e maiores valores de fenóis totais. RESULTADOS E DISCUSSÃO: A atividade antioxidante (IC50) variou de 77,44 μg mL-1 para o extrato etanólico do estádio reprodutivo 1 (E1R1) até 950,31 μg mL-1 para o extrato hexânico do produto comercial (CH). Os valores de fenóis totais variaram de 12,95 mg EAG g-1 para extrato etanólico com etanol de produto comercial a 46,14 mg EAG g-1 para extrato etanólico no estádio reprodutivo 1. O extrato com acetato de etila estádio reprodutivo 1 (EAR1) apresentou melhor atividade antibacteriana contra Bacillus subtilis e Pseudomonas aeruginosa (500 μg mL-1). O extrato EAR1 apresentou maior atividade citotóxica, pois conseguiu diminuir a viabilidade da linhagem tumoral C6 (100 μg mL-1) em 40,74%. Foram identificados trinta metabólitos. CONCLUSÃO: Embora alguns estudos apresentem as atividades biológicas dos extratos de Zea mays L., este foi o pioneiro em apresentar uma avaliação metabolômica global de extratos com diferentes polaridades e correlacionar os resultados das atividades antioxidante, citotóxica e antitumicrobiana com os metabólitos localizados nos extratos. A ramnose, yiamoloside B, ácido 2-ceto-L-glucônico, glicose, ácido lático, ácido glicérico são os metabólitos mais correlacionados com as atividades biológicas. A utilização dos solventes, acetato de etila e etanol, influenciou o perfil metabolômico dos extratos, EAR1, E1R1 e E2R3, e estes apresentaram atividades biológicas superiores quando comparados com os extratos hexânicos. Os extratos no estádio fenológico reprodutivo 1 apresentaram perfil metabolômico importante para as atividades biológicas testadas neste estudo quando comparado estádio fenológico reprodutivo 2. Os extratos obtidos das amostras in natura apresentaram maiores atividades biológicas quando comparados com as amostas comerciais.

ABSTRACT INTRODUCTION: Corn silk is part of the female flower of Zea mays L., well known in traditional Chinese medicine. The scientific literature reports its pharmacological activities, but there are few scientific studies that perform a global chemical mapping and correlate the metabolites with the activities investigated through a metabolomics. OBJECTIVE: To characterize the metabolomic profile and the antioxidant, antimicrobial and cytotoxic activities of extracts of the stigma of Zea mays L. in natura and its commercial product. MATERIALS AND METHODS: The extracts were chosen from the corn silk, by maceration in different solvents, such as hexane, ethyl acetate and ethanol. The antioxidant activity was requested by the 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazil (DPPH) free radical scavenging method and the total phenols were quantified by the Folin-Ciocalteu assay. Antimicrobial activity was evaluated by the broth microdilution method against Gram-positive and Gram-negative bacteria, in addition to non-filamentous fungi. Cytotoxicity was evaluated against a mouse glioma tumor line (C6), through analysis of cell viability by the 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) method ) The metabolomic profile was evaluated by high performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry (HPLC-MS) and gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). In the univariate analysis, analysis of variance (ANOVA), volcano plotting and correlation analysis were used. In the multivariate analysis of the methods were the PLS-DA, VIP and the heat map. In general, ethanolic extracts have better antioxidant activity and higher values of total phenols. RESULTS AND DISCUSSION: The antioxidant activity (IC50) ranged from 77.44 μg mL-1 for the reproductive stage 1 ethanolic extract (E1R1) to 950.31 μg mL-1 for the hexane extract of the commercial product (CH). The values of total phenols vary from 12.95 mg EAG g-1 for ethanol extract with commercial product ethanol to 46.14 mg EAG g-1 for ethanol extract in reproductive stage 1. The extract with ethyl acetate reproductive stage 1 (EAR1) showed better antibacterial activity against Bacillus subtilis and Pseudomonas aeruginosa (500 μg mL-1). The EAR1 extract showed the highest cytotoxic activity, as it managed to decrease the viability of the C6 tumor line (100 μg mL-1) by 40.74%.Thirty metabolites have been identified. CONCLUSION: Although some studies present the biological activities of Zea mays L. extracts, this one was the pioneer in presenting a global metabolomic evaluation of extracts with different polarities and correlating the results of antioxidant, cytotoxic and antitumicrobial activities with the metabolites in the extracts. Rhamnose, yiamoloside B, 2-keto-L-gluconic acid, glucose, lactic acid, glycolic acid are the metabolites most correlated with biological activities. The use of solvents, ethyl acetate and ethanol, influenced the metabolomic profile of the extracts, EAR1, E1R1 and E2R3, and these higher biological activities when compared with hexane extracts. The extracts in the reproductive phenological stage 1 important metabolomic profile for the biological activities tested in this study when compared to the reproductive phenological stage 2. The extracts obtained from their own natural heat greater biological activities when compared with the commercial samples.