Própolis : estudo químico, biológico e quimiométrico de amostras de abelhas africanizadas e de diferentes espécies de Meliponini

Abstract

Resumo: Os extratos de própolis são tradicionalmente utilizados na medicina popular e apresentam propriedades como antitumoral e antimicrobiana. No entanto, esses produtos são pouco explorados em associação com medicamentos utilizados na prática clínica. Ademais, a composição química complexa dificulta o controle de qualidade e autenticação desses produtos. Este estudo teve como objetivos avaliar a composição química de extratos de própolis de Apis mellifera scutellata e diferentes espécies de Meliponini e caracterizar sua citotoxicidade frente a células tumorais, efeitos antibacterianos e interferências nas ações da doxorrubicina e gentamicina. Além disso, objetivou investigar o potencial da espectroscopia de infravermelho médio (MIR) e análises quimiométricas para a autenticação das amostras de própolis. As análises cromatográficas e espectrométricas foram realizadas usando cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC-MS). Extratos de própolis foram submetidos à avaliação de citotoxicidade e sinergismo utilizando o ensaio de redução do brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio (MTT). A atividade antimicrobiana foi realizada pela técnica de microdiluição em caldo e o sinergismo pelos ensaios checkerboard e time-kill. Os teores de compostos fenólicos e flavonoides totais foram utilizados como parâmetros de qualidade de acordo com as diretrizes da legislação brasileira. Foi realizada espectroscopia de infravermelho acoplada à refletância total atenuada (ATR-IR) e um modelo quimiométrico foi desenvolvido e validado para discriminar e classificar as quatro amostras de própolis. A caracterização química revelou a presença de 63 compostos. Os extratos apresentaram citotoxicidade seletiva contra linhagens de células tumorais humanas. Extratos de própolis de mandaçaia e plebeia exerceram citotoxicidade sinérgica seletiva associada à doxorrubicina. Com exceção da tubuna, todos os extratos avaliados exibiram efeitos antibacterianos em cepas gram-positivas. Os extratos de mandaçaia e plebeia exerceram efeito sinérgico com a gentamicina, entretanto, apenas o extrato de mandaçaia exerceu efeito seletivo. O modelo de análise discriminante de mínimos quadrados parciais (PLS-DA) mostrou-se sensível e específico, podendo ser usado para o controle de qualidade dessas amostras de própolis para fins de autenticação. O própolis de plebeia apresentou o menor teor de fenólicos totais e flavonoides. Conforme sugerido pelo ATR-IR e confirmado pela determinação de fenólicos totais e flavonoides, apenas própolis verde, tubuna e mandaçaia atenderam aos critérios estabelecidos pela legislação brasileira para comercialização. Esses produtos naturais podem reduzir a ocorrência de efeitos adversos, resistência ou ambos, relacionados à doxorrubicina e gentamicina. O modelo quimiométrico desenvolvido neste estudo pode ser implementado como ferramenta para a autenticação das classes de própolis estudadas.

Abstract: Propolis extracts are traditionally used in folk medicine and have properties such as antitumor and antimicrobial. However, these products are little explored in association with drugs used in clinical practice. In addition, the complex chemical composition makes quality control and authentication of these products difficult. This study aimed to evaluate the chemical composition of propolis extracts from Apis mellifera scutellata and different species of Meliponini and to characterize their cytotoxicity against tumor cells, antibacterial effects and interference in the actions of doxorubicin and gentamicin. Furthermore, to investigate the potential of mid-infrared spectroscopy (MIR) and chemometric analyzes for the authentication of propolis samples. Chromatographic and spectrometric analyzes were performed using liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS). Propolis extracts were evaluated for cytotoxicity and synergism using the 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5 diphenyl tetrazolium bromide (MTT) reduction assay. Antimicrobial activity was performed by the broth microdilution technique and synergism by checkerboard and time-kill assays. The levels of phenolic compounds and total flavonoids were used as quality parameters according to the guidelines of Brazilian legislation. Infrared spectroscopy coupled to attenuated total reflectance (ATR-IR) was performed and a chemometric model was developed and validated to discriminate and classify the four propolis samples. Chemical characterization revealed the presence of 63 compounds. The extracts showed selective cytotoxicity against tumor cell lines. Mandaçaia and plebeia propolis extracts exerted selective synergistic cytotoxicity associated with doxorubicin. With the exception of tubuna, all extracts evaluated exhibited antibacterial effects on gram-positive strains. Mandaçaia and plebeia extracts had a synergistic effect with gentamicin; however, only the mandaçaia extract exerted a selective effect. The partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA) model proved to be sensitive, specific and accurate, and can be used for quality control of these propolis samples for authentication purposes. Plebeia propolis had the lowest content of total phenolics and flavonoids. As suggested by the ATRIR and confirmed by the determination of total phenolics and flavonoids, only green propolis, tubuna and mandaçaia met the criteria established by Brazilian legislation for commercialization. Propolis can be a source of antineoplastics and antibiotics. These natural products may reduce the occurrence of adverse effects, resistance, or both, related to doxorubicin and gentamicin. The chemometric model developed in this study can be implemented as a tool for the authentication of the studied propolis classes.