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EL ESLABÓN CLAVE EN COLOMBIA PARA EL DESARROLLO DE PRODUCTOS FARMACÉUTICOS, COSMÉTICOS Y ALIMENTARIOS INNOVADORES Y NATURALES

CRIBADO VIRTUAL: IDENTIFICACIÓN DE POSIBLES COMPUESTOS CON ACTIVIDAD MODULADORA DEL QUORUM SENSING EN Pseudomonas aeruginosa

ABSTRACT Background: Quorum sensing (QS) is a cell density dependent mechanism that allows bacteria to regulate the expression of specific genes in response to changes in their population density, thus controlling their activities in order to produce a response as a unit multicellular. These responses include production of virulence factors, formation of biofilm, bioluminescence, sporulation, among other behavior. Objectives: The objective of this work was to obtain pharmacophore models able to filter and identify molecules with possible agonist activity of uorum sensing and to find possible candidates based on calculations of molecular docking. Methods: The structure of the receptor was taken from the Protein Data Bank (PDB). The program AutoDock 4.2 was used to perform docking calculations. The 3D structure of the ligand TP1 was extracted from the complex co-crystallized identified with the code PDB 3IX3. The geometries of ligands were optimized using the PM3 semiempirical method. Results: Two pharmacophoric models were designed, the first one was made using the most active compound (TP-1), highlighting the most important chemical characteristics for molecular recognition. The second model was based on the alignment of three of the most active ligands (TP-1, TP-3 and TP-4). These models were used as a filter in a screening on a database of conformations of several compounds with possible agonist activity of the main circuit of QS present in Pseudomonas aeruginosa. The pharmacophoric model based on alignment of the most active compounds showed greater capacity to select or identify compounds exhibiting significant structural and chemical characteristics to be considered possible hit. With this model, 22 compounds were identified. These compounds were subjected to a series of calculations of docking. The outcomes of the docking were used to identify interactions making a SAR analysis and were used as support to understand how chemically distinct compounds can be accommodated by a highly selective receptor, and provide the framework for the development of novel quorum-sensing regulators, utilizing the 2-benzamido(methyl) phenyl benzoate scaffold and to assess the possibility of synthetic routes, considering the structural similarity presenting between these compounds, generating in this way an alternative to find new compounds with modulating activity QS. These two strategies were used to select a list of potential modulators of quorum sensing or new pharmacophoric candidates. Conclusions: The two pharmacophoric models designed in this study, the number 2 (model based on the alignment of the most active compounds) showed greater hability to select or identify compounds that had important structural and chemical characteristics to be considered possible hits. With this model, 22 compounds were identified, which were subsequently subjected to docking calculations. In general, the docking protocol used is adequate, since in validating the conformation of the co-crystallized ligand.

RESUMEN Antecedentes: Quorum sensing (QS) es un mecanismo dependiente de la densidad celular que le permite a las bacterias regular la expresión de genes específicos en respuesta a cambios en su densidad poblacional, controlando de esta manera sus actividades, con el fin de producir una respuesta como una unidad multicelular. Estas repuestas incluyen, producción de factores de virulencia, formación de biopelículas, bioluminiscencia, esporulación, entre otros comportamientos. Objetivos: Obtener modelos farmacofóricos capaces de filtrar e identificar moléculas con posible actividad agonista del QS y buscar posibles candidatos basados en cálculos de docking molecular. Métodos: La estructura del receptor LasR fue obtenida del Protein Data Bank (PDB). El programa utilizando para el acoplamiento fue AutoDock 4.2. Las estructuras de los cuatro compuestos identificados como líderes en el estudio realizado por Muh et al, (2006), fueron utilizadas con el fin de diseñar modelos farmacofóricos capaces de identificar molécu-las con posible actividad agonista del QS. La estructura 3D del ligando TP-1 fue extraída del complejo co-cristalizado identificado con el código PDB 3IX3. Las geometrías de los ligandos obtenidos como resultado de la búsqueda farmacofórica fueron optimizadas usando el método semiempírico PM3, para posteriormente realizar los cálculos de docking molecular. Resultados: Se diseñaron dos modelos farmacofóricos, el primero se creó utilizando el compuesto más activo identificado como TP-1, resaltando las características químicas más importantes para el reconocimiento molecular. El segundo modelo se basó en el alineamiento de tres de los ligandos más activos (TP-1, TP-3 y TP-4). Estos modelos se utilizaron como filtro en un cribado sobre una base de datos de conformaciones de varios compuestos con posible actividad agonista del circuito principal de QS presente en Pseudomonas aeruginosa. El modelo farmacofórico basado en el alineamiento de los compuestos más activos se utilizó para seleccionar o identificar los compuestos que presentaban características estructurales y químicas importantes para ser considerados posibles hits. Con este modelo se identificaron 22 compuestos. A estos 22 compuestos se les realizo una serie de cálculos de docking molecular. Los resultados del docking sirvieron para identificar las interacciones haciendo un análisis SAR (structure-activity relationship) y fueron usados como soporte para entender como compuestos distintos químicamente se pueden acoplar selectivamente al receptor LasR y apoyo para evaluar la posibilidad de rutas de síntesis, teniendo en cuenta la similitud estructural que presentan estos compuestos con el núcleo base 2-(benzamidometil) fenil benzoato, generando una alternativa para encontrar nuevos compuestos con actividad agonista del QS. Estas dos estrategias fueron usadas para seleccionar una lista de posibles moduldores del QS e identificar un nuevo farmacofóro. Conclusiones: Los dos modelos farmacofóricos diseñados en este estudio, el número 2 (modelo basado en la alineación de los compuestos más activos) mostró mayor habilidad para seleccionar o identificar compuestos que tenían las características estructurales y químicas importantes para ser considerados como posibles fármacos. Con este modelo, se identificaron 22 compuestos, los cuales fueron posteriormente sometidos a cálculos de acoplamiento. En general, el protocolo de acoplamiento utilizado fue el adecuado, ya que se validó la conformación del ligando co-cristalizado

GUACAMOLE EN POLVO: ESTANDARIZACIÓN DEL PROCESO DE SECADO POR ASPERSIÓN

ABSTRACT Background: Guacamole is a sauce or dressing composed of avocado pulp and other ingredients. Guacamole powder is an important advance in the generation of value added for the avocado chain, as it is an alternative product with the potential to be used by the final consumer. Objectives: The aim of this study was to standardize the spray drying process for guacamole powder using the response surface methodology. Methods: Four independent variables were taken into account for the experiment design: atomizing disk speed (ADS), air inlet temperature (AIT), air outlet temperature (AOT) and vacuum pressure (VP). In addition, the following dependent variables were considered: water activity (aw), moisture (Xw), solubility (S), hygroscopicity (H), color (L*, a* and b*), extractable oil content (EO), peroxide index (PI) and particle size (D10, D50 and D 90). Likewise, the following two dependent variables associated with the process were identified: yield (Y) and deposit formation (DF). Results: The best conditions for the process were obtained with ADS = 27451 rpm, AIT = 168ºC, AOT = 90ºC and VP = 1.77 ″H2O. These conditions yielded guacamole powder with the desired properties, namely: maximum Y, S, L*, b*, EO and minimal DF, aw, Xw, H, a*, PI, D10, D50, D90. Conclusions: The spray drying process is an effective technology that provides added value to avocado, the ADS being the independent variable that has the greatest impact on the quality of powdered guacamole.

RESUMEN Antecedentes: El guacamole es una salsa o aderezo compuesto por pulpa de aguacate y otros ingredientes. El guacamole en polvo representa un avance importante en la generación de valor agregado de la cadena del aguacate, al identificarse como un producto alternativo con potencial uso por el consumidor final. Objetivos: El objetivo del presente estudio fue estandarizar el proceso de secado por aspersión para la obtención de guacamole en polvo, utilizando la metodología de superficie de respuesta. Métodos: Para el diseño experimental se consideró cuatro variables independientes: velocidad del disco atomizador (VDA), temperatura de entrada de aire (TEA), temperatura de salida de aire (TSA) y presión de vacío (PV). Además, se consideraron las siguientes variables dependientes: actividad de agua (aw), humedad Xw), solubilidad (S), higroscopicidad (H), color (L*, a* y b*), contenido de aceite extraíble (AE), índice de peróxido (IP) y tamaño de partícula (D10, D50 y D90). Además, se determinaron dos variables dependientes asociadas al proceso, rendimiento (Y), y la formación de depósito (FD). Resultados: La mejor condición de proceso se alcanzó con VDA = 27451 rpm, TEA = 168ºC, TSA = 90ºC y PV = 1,77 ″H2O. En esta condición se obtuvo guacamole en polvo con propiedades deseadas máximo R, S, L*, b*, AE y mínima FD, aw, Xw, H, a*, IP, D10, D50, D90. Conclusiones: El proceso de secado por aspersión es una tecnología efectiva que proporciona valor agregado al aguacate, siendo la VDA la variable independiente que mayor afectación tiene sobre la calidad del guacamole en polvo.

SELECCIÓN Y FUNCIÓN DE UNA MEZCLA DE ASCORBIL PALMITATO-ROMERO (Rosmarinus officinalis) COMO ANTIOXIDANTE EN UN PROCESO DE FRITURA

ABSTRACT Background: Several investigations report to rosemary as a plant rich in bioactive components with antioxidant potential, in this work, a rosemary extract was obtained that combined with ascorbyl palmitate provides a synergistic protection to a high fat diet (palm olein). Objectives: The objective of this study was to evaluate the effect of the addition of two extracts of rosemary (Rosmarinus officinalis): AP10R and AP30R at three concentrations of 1000, 1500 and 2000 ppm, on the oxidative stability of palm oil subjected to accelerated oxidation conditions and in a frying process. Methods: Lipid peroxidation of palm olein with and without antioxidants was monitored by measuring the concentration of hydroperoxides and total polar compounds; the thermal stability of the phenolic compounds in the oil was evaluated by fluorescence spectroscopy. Results: The AP10R extract at 2000 ppm inhibited olein oxidation by 30% and 60% in terms of total hydroperoxide and polar concentrations, respectively. The AP30 extract at 2000 ppm had similar inhibition behaviors with values of 27% of total hydroperoxides and 54% by total polar compounds in a time from 20 to 25 h. Conclusions: The results indicated that heating reduces the concentration of polyphenols; this decrease was more evident in olein without antioxidants, reflecting the effect of the polyphenols of rosemary extract on the thermal stability of palm olein.

RESUMEN Antecedentes: Diversas investigaciones reportan al romero como una planta rica en componentes bioactivos con potencial antioxidante, en este trabajo, se obtuvo un extracto de romero que combinado con ascorbil palmitato brinda una protección sinérgica a un sistema alimenticio con alto contenido graso (oleína de palma). Objetivos: El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la adición de dos ex-tractos de romero (Rosmarinus officinalis): AP10R y AP30R a tres concentraciones de 1000, 1500 y 2000 ppm, sobre la estabilidad oxidativa del aceite de palma sometido a condiciones de oxidación acelerada y en un proceso de fritura. Métodos: La peroxidación lipídica de la oleína de palma con y sin antioxidantes fue monitoreada midiendo la concentración de hidroperóxidos y los compuestos polares totales; la estabilidad térmica de los compuestos fenólicos en el aceite se evaluó por espectroscopia de fluorescencia. Resultados: El extracto AP10R a 2000 ppm inhibió la oxidación de oleína en 30% y 60% en términos de la concentración de hidroperóxidos y polares totales, respectivamente. El extracto AP30 a 2000 ppm tuvo comportamientos similares de inhibición con valores de 27% para hidroperóxidos y 54% para el contenido de fenoles totales en un tiempo de 20 a 25 h. Conclusiones: Los resultados indicaron que el calentamiento disminuye la concentración de polifenoles; esta disminución fue más evidente en la oleína sin antioxidantes, reflejando el efecto de los polifenoles del extracto de romero sobre la estabilidad térmica de la oleína de palma.

FRACCIONAMIENTO BIODIRIGIDO DE Solanum elaeagnifolium PARA EVALUAR LA TOXICIDAD EN LÍNEAS CELULARES Y EXPLANTES DE TUMOR DE MAMA

ABSTRACT Background: Bioactive compounds from the fruit of S. elaeagnifolium were isolated since could be highly potential source to develop functional foods or pharmaceutical products. Objectives: In this study a bioguided fractionation of the methanolic extract from S. elaeagnifolium fruit was carried out to evaluate their cytotoxicity and antitumoral potential on several cell lines and breast tumor explants, respectively. Methods: Microdilution method with A. salina was used to isolate bioactive compounds. Fractionation was performed by vacuum liquid chromatography, and the monitoring from fractions was done by thin layer chromatography. The effect of the fractions on viability in Vero, HeLa, and MCF-7 cells was assessed using WST-1 assay, whereas in breast tumor explants was evaluated by Alamar blue assay. A qualitative phytochemical analysis was performed to partially identify the compounds contained in the fractions and a spectroscopic characterization by RP-HPLC-MS was done to identify the group of compounds responsible for the effect on the cell lines and the mammary explants. Results: Several fractions were isolated from the fruit of S. elaeagnifolim. Notwithstanding, the FVLC7 showed a higher activity in A. salina assay. This fraction reduced the viability at 39 ± 1.67, 15.05 ± 0.09 and 66.10 ± 4 % in Vero, HeLa and MCF-7 cells, at 100 mg/mL, respectively. On the other hand, showed an effect in breast tumor explants obtained from a patient in remission. Qualitative phytochemical analysis showed that FVLC7 contains alkaloids, coumarins, and sesquiterpene lactones. Characterization by RP-HPLC-MS detected quinic acid, chlorogenic acid, dicaffeoylquinic acid as well as presence of an alkaloid. Conclusion: On this basis, our results suggest that cytotoxic effect of FVLC7 isolated from the fruit of S. elaeagnifolium could be mediated by quinic, chlorogenic, and dicaffeoylquinic acids.

RESUMEN Antecedentes: Los compuestos bioactivos del fruto de S. elaeagnifolium fueron aislados ya que representan compuestos con un alto potencial para el desarrollo de alimentos funcionales o productos farmacéuticos. Objetivos: En este estudio se realizó un fraccionamiento biodirigido de un extracto metanólico de frutos de S. elaeagnifolium para evaluar la citotoxicidad y el potencial antitumoral en los explantes de tumor de mama. Métodos: Se utilizó el método de microdilución con A. salina para aislar los compuestos bioactivos. El fraccionamiento se realizó mediante cromatografía de líquido a vacío, y la monitorización de las fracciones se realizó por cromatografía en capa fina. La viabilidad de las fracciones en las líneas de células Vero, HeLa y MCF-7 se evaluó usando el ensayo WST-1, mientras que en los explantes tumorales de mama se evaluaron mediante el ensayo azul de Alamar. Así mismo, se realizó un análisis fitoquímico cualitativo para identificar parcialmente los compuestos que contenían las fracciones y una caracterización espectroscópica por RP-HPLC-MS de los compuestos responsables del efecto sobre las líneas celulares y los explantes mamarios. Resultados: De todas las fracciones aisladas de S. elaeagnifolium, la fracción FVLC7 (100 μg/mL) tuvo la actividad más alta en el ensayo de A. salina. Por otra parte, redujo la viabilidad un 39 ± 1,67, 15,05 ± 0,09 y 66,10 ± 4,44% en las células Vero, HeLa y MCF-7, respectivamente. Esta fracción mostró un efecto en los explantes de tumor de mama obtenidos de un paciente en remisión. El análisis fitoquímico cualitativo reveló que la FVLC7 contiene alcaloides, cumarinas y lactonas sesquiterpénicas. La caracterización por RP-HPLC-MS detectó ácido quínico, ácido clorogénico, ácido dicafeoilquínico así como presencia de un alcaloide. Conclusión: Nuestros resultados sugieren que el efecto tóxico de la fracción FVLC7 aislada del fruto de S. elaeagnifolium podría deberse a los ácidos quínico, clorogénico y dicafeoilquínico.

ESTUDIO COMPARATIVO DE LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE EN TÉ VERDE POR EXTRACCIÓN A DIFERENTES TEMPERATURAS DE CUATRO MARCAS VENDIDAS EN COLOMBIA

ABSTRACT Background: Tea (Camellia sinensis) is the most highly consumed beverage in the world in addition to water. The most common way of preparation is by immersing the tea bag in hot or cold water. In Colombia, it is a recent trend and the market is growing continuously. Objectives: The objective of this study is to compare the antioxidant characteristics of four brands of green tea sold in Colombia at room and hot-temperature in relation to the preparation conditions. Methods: Four commercial brands of green tea (Oriental®, Lipton®, Hindú®, Jaibel®) were used in an aqueous extraction at two temperatures: Cold tea extract (25°C) and hot tea extract (80°C). Total polyphenol concentration (TPC) was determined by Folin-Ciocalteu method; Total flavonoid content (TFC) was determined by spectrophotometric method and the antioxidant capacity was determined by two methods: DPPH radical capture assay, and the oxygen radical absorbance capacity (ORAC) assay. Finally, a method to quantify the catechins of the tea extracts, high performance liquid chromatography (HPLC) was applied. Results: The TPC vary between: 2.53-14.63 mg GAE/ g sample for cold tea extract and 29.34-55.06mg GAE/g sample for hot tea extract. The TFC vary between: 2.67-7.08mg CE/g per sample for the cold tea extract and 5.43-8.41 mg CE/ g sample for hot tea extract. A similar profile assays: for cold tea extract: 22.36 - 41.29 mg TE /g sample for DPPH and 22.95-46.25mg TE/g sample for ORAC. Similarly, for hot tea extract the following ranges were: 38.50 - 110.01 mg TE/g sample for DPPH and 23.40- 113.60 mg TE/g sample for ORAC. In general, the values obtained in each assay for each brand were as follows: Oriental®> Lipton®> Hindú®> Jaibel®. The chromatographic profiles showed the presence of ten compounds. Conclusions: These results confirm that the aqueous extraction of green tea at 80°C leads to the formation of infusions made up of compounds with higher antioxidant capacity in comparison with extractions at room temperature.

RESUMEN Antecedentes: El té (Camellia sinensis) es la bebida más consumida en el mundo, además del agua. La forma más común de preparación es sumergiendo la bolsa de té en agua caliente o fría. En Colombia, es una tendencia reciente y el mercado está creciendo. Objetivos: El objetivo de este estudio es comparar las características antioxidantes de cuatro marcas de té verde vendidas en Colombia en relación con las condiciones de preparación. Métodos: Se utilizaron cuatro marcas comerciales de té verde (Oriental®, Lipton®, Hindú®, Jaibel®) mediante extracción acuosa a dos temperaturas: extracto de té frío (25°C) y extracto de té caliente (80°C). La concentración total de polifenoles (TPC) se determinó mediante el método de Folin-Ciocalteu; el contenido total de flavonoides (TFC) se determinó mediante método espectrofotométrico y la capacidad antioxidante se determinó mediante dos métodos: ensayo de captura del radical DPPH y ensayo de capacidad de absorción de radicales de oxígeno (ORAC). Finalmente, para cuantificar las catequínas de los extractos de té se aplicó cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Resultados: Los valores para TPC varían entre 2,53 -14,63 mg GAE/g extracto de té frío y entre 29,34 - 55,06 mg GAE/g extracto de té caliente. Los valores para TFC varían entre 2,67 - 7,08 mg de CE/g extracto de té frío y entre 5,43 - 8,41 mg de CE/g extracto de té caliente. Se observó un perfil similar en la capacidad antioxidante mediante ambos ensayos, extracto de té frío: 22,36 - 41,29 mg TE/g por DPPH y 22,95 - 46,25 mg TE/g por ORAC, extracto de té caliente: 38,50 - 110,01 mg TE/g por DPPH y 23,40-113,60 mg TE/g por ORAC. En general, los valores obtenidos en cada ensayo respecto a cada marca se comportaron así: Oriental®> Lipton®> Hindú®> Jaibel®. Los perfiles cromatográficos mostraron la presencia de 10 compuestos. Conclusiones: Estos resultados confirman que la extracción acuosa de té verde a 80°C conduce a la formación de infusiones ricas en compuestos con capacidad antioxidante en comparación con extracciones a temperatura ambiente.