Anti-inflammatory potential of aqueous extract of Echinodorus macrophyllus and its fractions in acute inflammation model

A Echinodorus macrophyllus (Alismataceae), conhecida como chapéu de couro no Brasil, é usada popularmente para tratar doenças reumáticas e inflamatórias. Neste trabalho, foram avaliados os efeitos antiinflamatórios do extrato aquoso de E. macrophyllus (EAEm) e suas frações etanólicas no modelo murino de air pouch. Para a obtenção das frações, 7 g do EAEm foram aplicadas em uma coluna cromatográfica aberta de sílica gel eluída com diferentes concentrações de etanol. Os cromatogramas do EAEm/frações foram obtidos usando um sistema de HPLC. Foram obtidas quatro frações, duas delas com maior rendimento. Resumidamente, a bolha de ar foi induzida pela injeção de 5 mL de ar estéril (s.c) no dorso de camundongos SW machos (25-35 g). Após 3 dias, mas 3 mL de ar estéril foram injetados para manter a bolha. No sexto dia, cada grupo (n = 4) foi tratado intraperitoneal (ip) ou oralmente (v.o) com EAEm (25 ou 250 mg/kg), Fr20 ou Fr40 (2,5, 25, 50 ou 100 mg/kg) e os controles com indometacina (10 mg/kg, v.o.) ou veículo (salina). Uma hora depois, 1 mL de salina ou de carragenina 1% estéril foi injetada dentro da bolha. Após 4 h, a cavidade foi lavada com NaCl 0,9%, EDTA 2 mM (1 mL), para a determinação do número de leucócitos, volume do exsudato e concentração de proteínas. Células do exsudato foram preparadas em citocentrífuga e coradas pelo método do Panótico para a contagem diferencial dos leucócitos. Cortes histológicos coletados dos diferentes grupos foram fixados com formol tamponado 10% (pH 7,4) por 7 dias, corados com HE e analisados em MO. A análise da expressão da iNOS e da COX-2 foi realizada em células do exsudato por RT-PCR. O acúmulo de nitrito (NO2−) no sobrenadante do cultivo de células RAW 264.7 foi determinado usando um ensaio colorimétrico baseado na reação de Griess. Os resultados foram expressos como média EP e comparados usando ANOVA seguido de teste de Dunnet. Os experimentos foram realizados em triplicata. No modelo air pouch, a injeção de carragenina 1% aumentou tanto a migração celular quanto a concentração de proteína no exsudato. Contudo, enquanto o pré-tratamento com a Fr40 aumentou a resposta inflamatória, o pré-tratamento com o EAEm e a Fr20, sobretudo por via i.p., inibiu esta resposta quando comparado ao grupo controle tratado apenas com o veículo. Assim, foram observadas as seguintes razões de inibição da migração de células: EAEm, i.p. a 25 mg/kg (66,44%) e a 250 mg/kg (87,27%) e Fr20 a 2,5 mg/kg (26,89%), 25 mg/kg (60,06%), 50 mg/kg (63,13%) e a 100 mg/kg (77,47%). Em relação à contagem diferencial, o EAEm e a Fr20 afetaram principalmente o número de neutrófilos, inibindo sua migração no exsudato. O EAEm e a Fr20 também reduziram a concentração total de proteínas no exsudato principalmente no tratamento i.p.; EAEm a 25 e 250 mg/kg mostrou 3,33 0,55 e 2,05 0,51 mg/mL, respectivamente, quando comparado aos grupos controles (Indometacina 2.88 0.64 mg/mL; Veículo 5.48 0.88 mg/mL). A Fr20 a 2,5, 25, 50 e 100 mg/kg mostrou 4,788 0,444, 1,417 0,519, 2,474 0,529 e 2,215 0, 361 mg/mL. A análise histológica mostrou infiltrado celular, principalmente composto de leucócitos polimorfonucleares ao longo da derme inflamada de animais tratados com veículo. O tratamento com o EAEm ou Fr20 reduziu a infiltração de leucócitos no tecido inflamado. Além disso, o tratamento com o EAEm e a Fr20 mostrou atividade supressora sobre a expressão de iNOS e COX-2, e mostrou efeitos inibitórios na produção de NO induzida por LPS. Concluindo, todos estes resultados confirmam o potencial antiinflamatório sugerido para esta planta e fornecem uma base para a compreensão de seus mecanismos moleculares de ação. Contudo, outros estudos devem ser realizados para melhor elucidar as vias pelas quais o EAEm e a Fr20 exercem seus efeitos antiinflamatórios. Além disso, estudos fitoquímicos devem ser realizados para identificar os compostos ativos no EAEm e na Fr20.Echinodorus macrophyllus (Alismataceae), known as "chapéu de couro" in Brazil, is used popularly to treat rheumatic and inflammatory diseases. In this work we have evaluated the anti-inflammatory effects of the aqueous extract of E. macrophyllus (AEEm) and of its ethanolic fractions in mice air pouch model. Fractions were obtained by applying 7 g AEEm on a silica gel chromatography open column eluted with different ethanol concentrations. The fractions so obtained were evaporated under vacuum and lyophilized. Representatives chromatograms of EAEm/fractions were obtained using a HPLC system. We obtained four fractions, two with higher-yielding. Briefly, the air pouch was induced by 5 mL of sterile air injection (s.c.) on the back of male SW mice (25-35 g). After 3 days, 3 mL of sterile air has been injected again to keep it. After six days each group (n = 4) received intraperitoneal (i.p.) or oral (p.o.) treatment with AEEm (25 or 250 mg/kg), Fr20 or Fr40 (2.5, 25, 50 or 100 mg/kg) or controls indomethacin (10 mg/kg, p.o.) and vehicle (saline). One hour later 1 mL saline or carrageenan 1% sterile was injected into the pouch. After 4 h, the cavity was washed with NaCl 0.9%, EDTA 2 mM (1 mL), for determination of leukocyte numbers, final exudate volume and protein concentration. Cytospin preparations of exudates were stained with Panotic method for differential leukocyte count. Histological sections of tissue collected from different groups were fixed with 10% buffered formalin (pH 7.4) for 7 days and stained with HE and analyzed by MO. The iNOS and COX-2 expression analyses were performed on the exudate cells by RT-PCR. Accumulated nitrite (NO2−) in the media obtained from the RAW 264.6 cell cultures was determined using a colorimetric assay based on the Griess reaction. Results were expressed as mean SEM and compared using ANOVA and Dunnet‟s test. Experiments were performed in triplicate. In air pouch model, carrageenan 1% increased both the cell migration and the exudate protein level. However, while pretreatment with Fr40 increased inflammatory response, the pretreatment with AEEm and Fr20, mainly i.p. inhibited its when compared to the control group treated only the vehicle. So, the following rates of inhibition of cell migration were observed: AEEm, i.p. at 25 mg/kg (66.44%) and at 250 mg/kg (87.27%) and Fr20 at 2.5 mg/kg (26.89%), at 25 mg/kg (60.06%), at 50 mg/kg (63.13%) and at 100 mg/kg (77.47%). Regarding the differential count, the EAEm and Fr20 affected mainly the content of neutrophils, inhibiting the neutrophils migration in exudate. AEEm and Fr20 also reduced the total protein level in exudates mainly in the i.p. treatment. AEEm at 25 and 250 mg/kg showed 3.33 0.55 and 2.05 0.51 mg/mL, respectively, when compared to controls groups (Indomethacin 2.88 0.64 mg/mL; vehicle 5.48 0.88 mg/mL). Fr20 at 2.5, 25, 50 and 100 mg/kg showed 4.788 0.444, 1.417 0.519, 2.474 0.529 and 2.215 0.361 mg/mL. The histological analysis showed cellular infiltrate, mainly composed by polymorphonuclear leukocytes throughout the inflamed dermis of animals treated with vehicle. Treatment with AEEm or Fr20 reduced the leukocyte infiltrate on inflamed tissue. In addition, treatment with AEEm and Fr20 showed suppressive activity on iNOS and COX-2 expression, and showed inhibitory effects on LPS-induced nitric oxide production. In conclusion, all these findings support an anti-inflammatory potential suggested for this plant and provides a basis for understanding their action molecular mechanism. However, further studies should be undertaken to better elucidate the pathways by which AEEm and Fr20 exert their anti-inflammatory effects. In addition, phytochemical studies must be underway to identify active compounds in AEEm and Fr20