Phytochemical evaluation and anti antioxidant, anti leukemic and immunomodulatory activities of Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott

A incidência crescente de doenças crônicas e câncer encontra-se relacionada com a má alimentação, além do alto nível de estresse, sedentarismo e envelhecimento. Neste sentido, os alimentos funcionais e nutracêuticos podem contribuir para a melhoria da qualidade e expectativa de vida. No Brasil, a espécie Xanthosoma sagittifolium (taioba), apresenta importante qualidade nutricional, porém é ainda subutilizada. O objetivo deste trabalho foi estudar a ação antioxidante, antileucêmica e imunomoduladora in vitro do extrato hidroetanólico de folhas de Xanthosoma sagittifolium (EFXs) e suas frações, e a fitoquímica das amostras mais ativas. A ação antioxidante foi avaliada por ensaios colorimétricos e detecção de EROs pela sonda DCFH. A citotoxicidade foi avaliada pelo teste do MTT sobre linhagens celulares leucêmicas (K562 e Jurkat), de tumores sólidos (MCF-7, A549, PC-3), e células não tumorais (macrófagos RAW 264.7, fibroblastos NIH-3T3 e esplenócitos murinos). Também foram avaliados a apoptose (anexina-V-FITC), o ciclo celular (iodeto de propídio) e a produção de óxido nítrico (reação de Griess), além das subpopulações de linfócitos (anticorpos específicos fluorescentes) e expressão da proteína p21 (citometria de fluxo). Os níveis de mRNA de Bax e Ciclina A foram analisados por qPCR. O EFXs e suas frações hexânica (FHex), diclorometânica (FDCM), acetato de etila (FAcEt) e aquosa (FAq) foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência, cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas e/ou espectrometria de massas com ionização por electronspray. O EFXs e a FAcET apresentaram alta neutralização do DPPH (63,8% e 70,5%, respectivamente, a 1 mg/mL), enquanto o EFXs, FAcET e a FAq reduziram a peroxidação lipídíca (55,8%, 61,7% e 57,2%, respectivamente) e todas as amostras foram capazes de quelar íons ferrosos (>90%, a 1 mg/mL). Somente o EFXs reduziu os níveis intracelulares de EROs em células RAW 264.7 (77,8%, a 50 μg/mL), sem causar citotoxicidade. O EFXs (IC50 = 95,46 μg/mL) e a FHex (IC50 = 118 μg/mL) mostraram baixa atividade, sendo este efeito aumentado na FDCM (IC50 = 63,1 μg/mL). Tanto o EFXs quanto a FDCM inibiram a proliferação de células Jurkat, reduzindo as células nas fases S e G2/M, e aumentando em Sub-G1 (85,9% e 56%, respectivamente), indicando associação com morte celular. Tais efeitos foram observados tanto na presença de redução do mRNA de ciclina A (FHex e Acido palmítico- AP) quanto aumento (FDCM). No entanto, a expressão de p21 foi aumentada pelo EFXs, FHex e FDCM em aproximadamente cinco vezes, além do AP, o que pode estar relacionado à indução de apoptose (aumento de células Anexina-V+). O nível de mRNA de Bax não foi alterado pelo tratamento com EFXs, FHex ou AP, e foi reduzido pela FDCM. O EFXs, FHex e FDCM inibiram a produção de NO (26,5%, 40,8% e 43,5%, respectivamente), TNF-α (40%, 22,5% e 26,4%, respectivamente), IL-10 (27,5%, 34,9% e 58,4%, respectivamente) e IL-1β (51,8%, 57,4% e 42,5%, respectivamente) por macrófagos RAW 264.7. Adicionalmente, o EFXs aumentou o percentual de linfócitos T CD8+ totais (46%) e de T CD8+CD69+ (ativos) (48%). O EFXs, FAcEt e FAq apresentaram diglicosídeos de apigenina (flavona) como compostos majoritários, enquanto nas frações apolares o ácido palmítico foi majoritário, os quais devem estar contribuindo para os efeitos observados. O EFXs e suas frações não apresentaram toxicidade in vitro para células não tumorais. As folhas de taioba podem ser consideradas importantes fontes de compostos com ação imunomoduladora, antioxidante e antileucêmica, potencialmente benéficos para a manutenção da saúde e prevenção de doençasThe increasing incidence of chronic diseases and cancer has been related to poor diet, high level of stress, sedentary lifestyle and aging. In this sense, functional foods and nutraceuticals have been improving health quality and life expectance. In Brazil, the Xanthosoma sagittifolium species, known as taioba, presents many nutrients, however it is not widely used. The aim of this work was to study the antioxidant, antileukemic and/or immunomodulators in vitro effects of the hydroethanolic extract of Xanthosoma sagittifolium leaves (HEXs-L) and fractions, and the phytochemical aspects of active samples. The antioxidant action was measured by colorimetric methods and ROS detection by fluorescent probe DCFH-DA. Cytotoxicity was assessed by MTT assay on leukemic cell lines (K562 and Jurkat), solid tumors (MCF-7, A549, PC3) and non-tumor cells (macrophage line RAW 264.7, NIH-3T3 fibroblasts and murine splenocytes). The apoptosis (annexin V staining), cell cycle (propide iodide staining) and nitric oxide production (Griess reaction) were also evaluated, as well as lymphocytes subpopulation (specific fluorescent antibodies) and p21 protein expression, by flow cytometry. The mRNA levels of Bax and cyclin A were analyzed by qPCR. The HEXs-L and its hexanic (HexF), diclorometanic (DCMF), ethyl acetate (EtAcF) and aqueous (AqF) fractions were analyzed by high-performance liquid chromatography, gas chromatography mass spectrometry and/or electrospray ionization/mass spectrometry. The HEXs-L and AcETF showed high DPPH neutralization (63.8% and 70.5%, respectively, at 1 mg/mL), while the HEXs-L, EtAcF and AqF reduced lipid peroxidation (55.8%, 61.8% and 57.2%, respectively) and all samples were able to chelate ferrous ions (>90% at 1 mg/ml). Only HEXs-L reduced intracellular ROS levels in RAW 264.7 cells (77.8%, 50 μg/ml) without causing cytotoxicity. The HEXs-L (IC50 = 95.5 μg/mL) and HexF (IC50 = 118 μg/mL) showed low activity, and higher with DCMF (IC50=63.1 μg/mL). Both HEXs-L and DCMF inhibited Jurkat cell proliferation, reducing cells in S and G2/M phases, and increasing in sub- G1 (85.9% and 56%, respectively), indicating cell death association. These effects occurred with both reduced cyclin A mRNA level (FHex and palmitic acid) or increased one (DCMF). Otherwise, the p21 protein expression was increased approximately five fold after incubation with HEXs-L, HexF and DCMF, beyond AP, which may be related to apoptosis induction (increased Annexin-V+ cells). The mRNA level of Bax was not changed by treatment with HEXs-L, HexF or AP, and it was reduced by DCMF. HEXs-L, HexF and DCMF inhibited NO production (26.5%, 40.8% and 43.5%, respectively), TNF-α (40%, 22.5% and 26.4%, respectively), IL-10 (27.5%, 34.9% and 58.4%, respectively) and IL-1β (51.8%, 57.4% and 42.5%, respectively) by macrophages RAW 264.7. In addition, the EFXs increase both the percentage of total T CD8+ (46%) and T CD8+CD69+ (active) (48%) lymphocytes. The HEXs-L, EtAcF and AqF showed diglucoside apigenin (flavone) as major compounds, while HexF and DCMF showed palmitic acid, which must be contributing to the observed effects. Highlighting, neither HEXs-L nor their fractions were toxic to non-tumor cells. Taioba leaves can be considered an important source of compounds with immunomodulatory, antioxidant and antileukemia action, potentially beneficial to health maintenance and disease preventio