Caracterización química, toxicológica y farmacodinámica de la especie Achillea millefolium como potencial agente antihipertensivo

RESUMEN Las plantas medicinales son una de las principales alternativas medicamentosas a la que recurre la población para el tratamiento de diversas enfermedades, además de que ofrecen una gran variedad de compuestos químicos en cada una de las partes que la constituyen. Por ello, han sido fuente importante de moléculas que han permitido el desarrollo de la medicina moderna. Es necesario continuar con el estudio de estas moléculas para favorecer el desarrollo de novedosos fármacos con potencial terapéutico. En este contexto, Achillea millefolium es una planta medicinal que se utiliza en México para tratar diversas enfermedades, dentro de las que destacan la hipertensión arterial. Por tal motivo, en el presente trabajo se profundizó en la evaluación de esta especie como agente antihipertensivo en modelos murinos in vivo y ex vivo, y un enfoque in silico para caracterizar los compuestos bioactivos responsables de sus acciones. Se determinó el efecto vasorrelajante de los extractos hexánico, diclorometánico, metanólico e hidroalcohólico de flor, hoja, tallo y raíz derivados de A. millefolium en un modelo ex vivo de anillos de aorta de rata con y sin endotelio, precontraídos con noradrenalina 0.1 µM y el efecto antihipertensivo en ratas espontáneamente hipertensas (SHR). El extracto que mostró las mejores actividades vasorrelajante y antihipertensiva fue el hexánico de flor, cuyo efecto fue dependiente de la concentración y de la dosis, además de ser parcialmente dependiente de la presencia de endotelio. Al ser el extracto más activo se seleccionó para aislar, purificar e identificar los compuestos responsables de la actividad farmacológica. Se aislaron Leucodina y Achillina, lactonas sesquiterpénicas, que mostraron un efecto vasorrelajante significativo con respecto al control (con un Emax= 74.59 % y una CE50= 153.56 μM en presencia de endotelio, y en su ausencia de endotelio un Emax= 49.89 % y una CE50= 345.40 μM y un Emax= 77.72% y CE50= 293.02 μM en presencia de endotelio y en su ausencia generó un Emax= 31.82 % y una CE50= 260.76 μM, respectivamente).Adicionalmente, la evaluación del efecto relajante en presencia de L-NAME (inhibidor de eNOS) y ODQ (inhibidor de guanilato ciclasa soluble), indicó que la vía NO/GMPc está involucrada en el proceso de relajación del músculo liso de aorta. Por otro lado, la evaluación del efecto de los compuestos sobre las contracciones inducidas por KCl (80 mM) y CaCl2 indicó un posible bloqueo de canales de calcio en su efecto relajante, y el enfoque in silico mostró 9 interacciones únicas respecto al óxido nítrico sintasa endotelial, lo que podría explicar la diferencia de potencia de los compuestos. De esta manera, se da sustento al efecto antihipertensivo observado por Leucodina y Achillina a la dosis de 50 mg/Kg. Posteriormente se determinó que los compuestos no mostraron citotoxicidad significativa y además se observó disminución en la expresión a nivel de proteína de las moléculas de adhesión vascular VCAM e ICAM en células HUVEC endoteliales, de cordón umbilical humano. Finalmente, el extracto hexánico de flor, no mostró toxicidad aparente y celular en los estudios toxicológicos agudos y sub-agudos in vivo.

ABSTRACT Medicinal plants are one of the main medicinal alternatives to which the population resorts to for the treatment of various diseases, in addition to offering a great structural diversity in each of their constituent parts. Nevertheless, the study of these molecules will allow the development of novel drugs with therapeutic potential. In this context, Achillea millefolium is a medicinal plant that is used in Mexico to treat various diseases, among which arterial hypertension stands out. For this reason, the present work delved into the efficacy of yarrow as an antihypertensive agent in in vivo and ex vivo murine models, and in silico approach to characterize the bioactive compounds responsible for its actions. The vasorelaxant effect of the hexane, dichloromethane, methanolic and hydroalcoholic extracts of flower, leaf, stem and root derived from A. millefolium was determined in an ex vivo model of rat aorta rings, with and without endothelium pre-contracted with 0.1 μM norepinephrine, and its antihypertensive effect in spontaneously hypertensive rats (SHR). The extract that showed the highest vasorelaxant and antihypertensive activity was the flower hexane, whose effect was dependent on concentration and dose, in addition to being partially dependent of endothelium. Being the most active extract, it was selected to isolate, purify and identify the compounds responsible for the pharmacological activity. It was possible to isolate the compound Leucodine and Achillin that showed a vasorelaxant effect of Emax 74.59% and EC50 153.56 μM in the presence of endothelium, in its absence Emax 49.89% and EC50 345.40 μM, and Emax 77.72% and EC50 293.02 μM, in the presence of endothelium and in its absence generated an Emax 31.82% and EC50 260.76 μM, respectively. Additionally, the evaluation of the relaxing effect in presence of L-NAME (eNOS inhibitor) and ODQ (soluble guanylate cyclase inhibitor), indicated that the NO / cGMP pathway is involved in the relaxation process of aortic smooth muscle. On the other hand, the evaluation of the effect of the compounds on the contractions induced by KCl (80 mM) and CaCl2, indicated a possible blockade of calcium channels in its relaxing effect, the in silico approach showed 9 unique interactions with respect to endothelial nitric oxide synthase, which could explain the difference in potency of the compounds. In this way, it supports the anti-hypertensive effect observed by with Leucodine and Achillin at a dose of 50 mg / Kg. Subsequently, it was determined that the compounds did not show a significant cytotoxicity. In addition, a decrease in the expression at the protein level of the vascular adhesion molecules VCAM and ICAM was observed in endothelial HUVEC cells obtained from the umbilical cord. Finally, the hexane extract of the flower did not show signs of apparent and cellular toxicity in acute and sub-acute toxicological studies in an in vivo model. Leucodine and Achillin could be proposed as prototypes for obtaining antihypertensive drugs.