Isomerization of oxindole alkaloids from Uncaria tomentosa (Willd.) DC. (cat’s claw) induced by technological processing and its influence about cytotoxic activity against T24 and RT4 human bladder cell lines

Uncaria tomentosa (Willd.) DC. é uma liana nativa da região Amazônica popularmente conhecida como “unha-de-gato”. Três principais frações bioativas reconhecidas estão presentes em suas cascas, a saber: polifenóis, derivados do ácido quinóvico e alcalóides oxindólicos. Aos últimos são atribuídas diversas atividades biológicas, dentre as quais a antitumoral. No entanto, a elevada suscetibilidade dos alcalóides oxindólicos à isomerização pode implicar em atividades biológicas diferenciadas, dependendo do método de processamento da matéria-prima. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a ocorrência de isomerização dos alcalóides oxindólicos nas etapas de extração e de purificação, e sua influência sobre a atividade citotóxica em linhagens de células tumorais de bexiga T24 e RT4. Para isso foi desenvolvido e validado, de forma satisfatória, um método analítico por CLAE-PDA, que permitiu monitorar a isomerização em diferentes processos extrativos, a saber, maceração estática, maceração dinâmica, turbo-extração, ultrassom e refluxo. A isomerização pôde ser evitada apenas com o emprego da maceração dinâmica e ultrassom. Além disso, a cinética de isomerização dos alcalóides, induzida por aquecimento sob refluxo, foi bem ajustada pelo modelo de Weibull de quatro parâmetros. O processo de maceração dinâmica pôde ser satisfatoriamente otimizado permitindo a obtenção de rendimentos máximos para as três frações bioativas mediante aplicação de um desenho experimetal de Box-Behnken. Uma fração purificada em alcalóides oxindólicos foi obtida por fracionamento com resina de troca iônica, de modo a evitar a ocorrência de isomerização. Esta fração purificada apresentou atividade citotóxica dose-dependente significativa sobre as linhagens de células tumorais T24 e RT4. Contudo, o potencial citotóxico não foi alterado pela isomerização induzida pelo aquecimento sob refluxo, indicando um efeito sinérgico dos alcalóides oxindólicos ou uma relação estrutura-atividade bastante complexa.Uncaria tomentosa (Willd.) DC. is a vine from the Amazonian rainforest, commonly known as “cat’s claw” or “uña-de-gato”. Concerning its barks chemical composition is worth mentioning the presence of polyphenols, quinovic acid glycosides, and oxindole alkaloids to which several biological activities are ascribed, including antitumoral activity. Nevertheless, these alkaloids are easily prone to isomerization, and that can alter the biological activities of cat’s claw preparations. This work aimed to evaluate the oxindole alkaloid isomerization in the extraction and purification steps, as well as assess its effect on the cytotoxic activity against T24 and RT4 human bladder cell lines. An HPLC-PDA method was satisfactorily developed and validated for that intend. Five extraction process commonly used in phytomedicine preparation were studied, namely, static maceration, dynamic maceration, turbo-extraction, ultrasoundassisted extraction, and reflux. Both dynamic maceration and ultrasound-assisted extraction avoided the alkaloid isomerization. Isomerization kinetics previously induced by heating under reflux was well fitted by four-parameters Weibull model. Optimal extraction conditions for obtaining the maximal yields of oxindole alkaloids, polyphenols and quinovic acid glycosides by dynamic maceration extraction could be established by applying a Box-Behnken design. The ion-exchange process was developed to obtain an oxindole alkaloid purified fraction avoiding alkaloid isomerization. This fraction showed a significant and dose-dependent cytotoxic activity against T24 and RT4 human bladder cell lines. However, both isomerized and non-isomerized alkaloid fractions present an equivalent cytotoxic activity, suggesting a synergic effect among oxindole alkaloids or a rather complex structure-activity relationship