Aloe vera: capacidad antioxidante y uso potencial como agente terapéutico en el tratamiento del Alzheimer mediante evaluación in silico

Autores/as

  • Arturo Alberto Velázquez-López Instituto Politécnico Nacional, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Departamento de Ingeniería Bioquímica, Av. Wilfrido Massieu núm. 399, Nueva Industrial Vallejo, Gustavo A. Madero, Ciudad de México, México, C. P. 07738. https://orcid.org/0000-0002-7366-9130
  • Vanessa García-Rojas Instituto Politécnico Nacional, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Departamento de Ingeniería Bioquímica, Av. Wilfrido Massieu núm. 399, Nueva Industrial Vallejo, Gustavo A. Madero, Ciudad de México, México, C. P. 07738. https://orcid.org/0000-0002-9634-3598
  • Antonio Tornero-Martínez Instituto Politécnico Nacional, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Departamento de Ingeniería Bioquímica, Av. Wilfrido Massieu núm. 399, Nueva Industrial Vallejo, Gustavo A. Madero, Ciudad de México, México, C. P. 07738.
  • Rosalva Mora-Escobedo Instituto Politécnico Nacional, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Departamento de Ingeniería Bioquímica, Av. Wilfrido Massieu núm. 399, Nueva Industrial Vallejo, Gustavo A. Madero, Ciudad de México, México, C. P. 07738. https://orcid.org/0000-0003-3197-1187

DOI:

https://doi.org/10.29059/cienciauat.v18i2.1803

Palabras clave:

Aloe vera, antioxidante, Alzheimer, bioinformática, aloe-emodina

Resumen

El gel de Aloe vera es considerado una fuente natural de múltiples beneficios, originados por la acción combinada de vitaminas, aminoácidos, compuestos fenólicos, enzimas, minerales, ácidos orgánicos, lípidos y carbohidratos, que se relacionan con la mejora de enfermedades neuro-degenerativas como Alzheimer. Los ensayos in vitro e in silico permiten confirmar e identificar posibles beneficios de esta planta y sus compuestos en enfermedades. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la actividad antioxidante del gel de A. vera y mediante análisis in silico, establecer el potencial terapéutico de sus compuestos bioactivos en la enfermedad de Alzheimer. Se obtuvieron hojas de A. vera, de las que se extrajo el gel, retirando el exocarpio, se liofilizó y almacenó hasta su uso. Se caracterizó la capacidad antioxidante, se cuantificaron los compuestos fenólicos y flavonoides y se analizó la relación que existe entre los parámetros mediante correlación de Pearson. Mediante análisis in silico se evaluó el potencial de interacción de 8 compuestos del gel con la proteína gamma secretasa. El gel de A. vera obtuvo alta capacidad antioxidante por ABTS, DPPH, radical OH y poder reductor, usando bajas concentraciones para inhibir el 50 % de los radicales, y correlaciones positivas con fenoles totales y flavonoides. En el estudio in silico el compuesto que presentó mejor unión con gamma secretasa fue aloe-emodina, con menor energía libre de unión y menor concentración de constante de inhibición, sugiriendo su potencial uso como coadyuvante en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer.

Citas

Akhtar, M. F., Saleem, A., Rasul, A., Baig, M. M. F. A., Bin-Jumah, M., and Daim, M. M. A. (2020). Anticancer natural medicines: An overview of cell signaling and other targets of anticancer phytochemicals. European Journal of Pharmacology. 888: 173488. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2020.173488

Añibarro-Ortega, M., Pinela, J., Barros, L., Ćirić, A., Silva, S. P., Coelho, E., …, and Ferreira, I. C. F. R. (2019). Compositional features and bioactive properties of Aloe vera leaf (Fillet, Mucilage, and Rind) and Flower. Antioxidants. 8(10): 444. DOI: https://doi.org/10.3390/antiox8100444

Baldi, A., Sommella, E., Campiglia, P., and Daglia, M. (2020). Aloe gelbase food products: Chemical, toxicological, and regulatory aspects. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 119: 104818. DOI: https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2020.104818

Baruah, A., Bordoloi, M., and Baruah, H. P. D. (2016). Aloe vera: A multipurpose industrial crop. Industrial Crops and Products. 94: 951-963. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.08.034

Benzidia, B., Barbouchi, M., Hammouch, H., Belahbib, N., Zouarhi, M., Erramli, H., …, and Hajjaji, N. (2018). Chemical composition and antioxidant activity of tannins extract from green rind of Aloe vera (L.) Burm. F. Journal of King Saud University - Science. 31(4): 1175-1181. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jksus.2018.05.022

Bendjedid, S. and Benouchenne, D. (2023). In silico studies for assessing physicochemical, pharmacokinetic and cytotoxic properties of bioactive molecules identified by LC-MS in Aloe vera leaf extracts. South African Journal of Botany. 157: 75-81. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sajb.2023.03.052

Benítez-Estrada, A., Villanueva-Sánchez, J., González-Rosendo, G., Alcántar-Rodríguez, V., Puga-Díaz, R. y Quintero-Gutiérrez, A. (2020). Determinación de la capacidad antioxidante total de alimentos y plasma humano por fotoquimiolumnisencia: Correlación con ensayos fluorométricos (ORAC) y espectrofotométricos (FRAP). Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas. 23: 1-9. DOI: https://doi.org/10.22201/fesz.23958723e.2020.0.244

Bobo-García, G., Davidov-Pardo, G., Arroqui, C., Vírseda, P., Marín-Arroyo, M. R., and Navarro, M. (2015). Intralaboratory validation of microplate methods for total phenolic content and antioxidant activity on polyphenolic extracts, and comparison with conventional spectrophotometric methods. Journal of the Science of Food and Agriculture. 95(1): 204-209. DOI: https://doi.org/10.1002/jsfa.6706

Borges-Argáez, R., Chan-Balan, R., Cetina-Montejo, L., Ayora-Talavera, G., Sansores-Peraza, P., Gómez-Carballo, J., and Cáceres-Farfán, M. (2019). In vitro evaluation of anthraquinones from Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) roots and several derivatives against strains of influenza virus. Industrial Crops and Products. 132: 468-475. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.02.056

Clementi, M., Tringali, G., Triggiani, D., and Giardina, B. (2015). Aloe arborescens extract protects IMR-32 cells against Alzheimer amyloid beta peptide via inhibition of radical peroxide production. Natural Product Comunications. 10(11): 1993-1995. DOI: https://doi.org/10.1177/1934578X1501001147

Cruzado, M., Pastor, A., Castro, N. y Cedron, J. (2013). Determinación de compuestos fenólicos y actividad antioxidante de extractos de alcachofa (Cynara scolymus L.). Revista de la Sociedad Química del Perú. 79(1): 57-63.

Domínguez-Fernández, R. N., Arzate-Vázquez, I., Chanona-Pérez, J., Welti-Chanes, J., Alvarado-González, J., Calderón-Domínguez, G., … y Gutiérrez-López, F. (2012). El gel de Aloe vera: Estructura, composición química, procesamiento, actividad biológica e importancia en la industria farmacéutica y alimentaria. Revista Mexicana de Ingeniería Química. 11(1): 23-43.

Dong, X., Zeng, Y., Liu, Y., You, L., Yin, X., Fu, J., and Ni, J. (2019). Aloe-amodin: A review of its pharmacology, toxicity, and pharmacokinetics. Phytotherapy Reseaarch. 34(2): 270-281. DOI: https://doi.org/10.1002/ptr.6532

Farrugia, C. J. E., Burke, E. S., Haley, M. E., Bedi, K. T., and Gandhi, M. A. (2019). The use of aloe vera in cancer radiation: An updated comprehensive review. Complementary Therapies in Clinical Practice. 35: 126-130. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ctcp.2019.01.013

Fehrmann-Cartes, K., Coronado, M., Hernández, A. J., Allende, M. L., and Feijoo, C. G. (2019). Anti-inflammatory effects of Aloe vera on soy mealinduced intestinal inflammation in zebrafish. Fish & Shellfish Immunology. 95: 564-573. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fsi.2019.10.075

Gao, Y., Zhang, X., Li, X., Qi, R., Han, Y., Kang, Y., ..., and Qi, Y. (2021). Aloe-emodin, a naturally occurring anthraquinone, is a highly potent mast cell stabilizer through activating mitochondrial calcium uniporter. Biochemical Pharmacology. 186: 114476. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bcp.2021.114476

Gebashe, F., Baskaran, P., and Van-Staden, J. (2019). Pharmacology and polyphenolic contents of in vitro propagated Aloe pruinosa Reynolds grown ex vitro. South African Journal of Botany. 122: 504-509. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sajb.2018.04.012

Guo, Q., Fu, W., Xie, J., Luo, H., Sells, S. F., Geddes, J. W., …, and Mattson, M. P. (1998). Par-4 is a mediator of neuronal degeneration associated with the pathogenesis of Alzheimer disease. Nature Medicine. 4(8): 957-962. DOI: https://doi.org/10.1038/nm0898-957

Han, J., Hyun, J., Park. J., Jung, S., Oh, Y., Kim, Y., …, and Jung., Y. (2021). Aberrant role of pyruvate kina-se M2 in the regulation of gamma-secretase and memory deficits in Alzheimer’s disease. Cell Reports. 37: 110102. DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.110102

Hęś, M., Dziedzic, K., Górecka, D., Jędrusek-Golińska, A., and Gujska, E. (2019). Aloe vera (L.) Webb.: Natural Sources of Antioxidants – A Review. Plant Foods for Human Nutrition. 74(3): 255-265. DOI: https://doi.org/10.1007/s11130-019-00747-5

Ji, J., Qin, Y., Wang, R., Huang, Z., Zhang, Y., Zhou, R., …, and Lu, C. (2016). Copy number gain of VCX, X-linked multicopy gene, leads to cell proliferation and apoptosis during spermatogenesis. Oncotarget. 7(48): 78532-78540. DOI: https://doi.org/10.18632/oncotarget.12397

Khan, I., Mohanta, T. K., Ihsan, N., Halim, S. A., Khan, A., Rehman, N. U., ..., and Al-Harrasi, A. (2022). Antiamnesic Effects of Feralolide Isolated from Aloe vera Resin Miller against Learning Impairments Induced in Mice. Antioxidants. 12(162): 1-18. DOI: https://doi.org/10.3390/antiox12010161

Kumar, R., Singh, A. K., Gupta, A., Bishayee, A., and Pandey, A. K. (2019). Therapeutic potential of Aloe vera -A miracle gift of nature. Phytomedicine. 60: 152996. DOI: https://doi.org/10.1016/j.phymed.2019.152996

Leite, D. O. D., Camilo, C. J., Nonato, C. F. A., Carvalho, N. K. G., Salazar, G. J. T., de-Morais, S. M., and Costa, J. G. M. D. (2021). Chemical profile and evaluation of the antioxidant and anti-acetylcho-linesterase activities of Annona squamosa L. (Annonaceae) Extracts. Foods. 10(10): 2343. DOI: https://doi.org/10.3390/foods10102343

Li, T., Guo, R., Zong, Q., and Ling, G. (2021a). Application of molecular docking in elaborating molecular mechanisms and interactions of supra molecular cyclodextrin. Carbohydrate Polymers. 276: 118644. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.118644

Li, Y., Jiang, B., Zhang, T., Mu, W., and Liu, J. (2008). Antioxidant and free radical-scavenging ac-tivities of chickpea protein hydrolysate (CPH). Food Chemistry. 106(2): 444-450. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.04.067

Li, Z., Bi, H., Jiang, H., Song, J., Meng, Q., Zhang, Y., and Fei, X. (2021b). Neuroprotective effect of emodin against Alzheimer’s disease via Nrf2 signaling in U251 cells and APP/PS1 mice. Molecular Medicine Reports. 23(2): 108-117. DOI: https://doi.org/10.3892/mmr.2020.11747

Lonescu-Tucker, A. and Cotman, C. W. (2021). Emerging roles of oxidative stress in brain aging and Alzheimer’s disease. Neurobiology of Aging. 107: 86-95. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neurobiolaging.2021.07.014

Maan, A. A., Nazir, A., Khan, M. K. I., Ahmad, T., Zia, R., Murid, M., and Abrar, M. (2018). The therapeutic properties and applications of Aloe vera: A review. Journal of Herbal Medicine. 12: 1-10. DOI: https://doi.org/10.1016/j.hermed.2018.01.002

Maan, A. A., Reiad-Ahmed, Z. F., Iqbal-Khan, M. K., Riaz, A., and Nazir, A. (2021). Aloe vera gel, an excellent base material for edible films and coatings. Trends in Food Science & Technology. 116: 329-341. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.07.035

Majumder, R., Das, C. K., and Mandal, M. (2019). Lead bioactive compounds of Aloe vera as potential anticancer agent. Pharmacological Research. 148: 104416. DOI: https://doi.org/10.1016/j.phrs.2019.104416

Martin, A., Stillman, J., Miguez, M., McDaniel, R., Konefal, J., Woolger, J., and Lewis, J. (2017). The effect of dietary supplementation on brain-derived neurotrophic factor and cognitive functioning in Alzheimer’s dementia. Journal of Clinical and Transational Research. 3(3): 337-343.

Meneses, L. y Cuesta, S. (2015). Determinación computacional de la afinidad y eficiencia de enlace de antiinflamatorios no esteroideos inhibidores de la ciclooxigensas-2. Revista Ecuatoriana de Medicina y Ciencias Biológicas. 36(2): 17-25. DOI: https://doi.org/10.26807/remcb.v36i1-2.62

Mijatovic, S., Maksimovic, D., Radovic, J., Miljkovic, Dj., Harhaji, Lj., Vuckovic, O., ..., and Trajkovic, V. (2005). Anti-glioma action of aloe emodin: the role of ERK inhibition. Cellular and Molecular Life Sciences. 62: 589-598. DOI: https://doi.org/10.1007/s00018-005-4425-8

Mitra, S., Anjum, J., Muni, M., Das, R., Rauf, A., Islam, F., …, and Wilairatana, P. (2022). Exploring the journey of emodin as a potential neuroprotective agent: Novel therapeutic insighits with molecular mechanism of action. Biomedicine & Pharmacotherapy. 149: 112877. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2022.112877

Nalimu, F., Oloro, J., Kahwa, I., and Ogwang, P. E. (2021). Review on the phytochemistry and toxicological profiles of Aloe vera and Aloe ferox. Fture Journal of Pharmaceutical Sciences. 7: 1-21. DOI: https://doi.org/10.1186/s43094-021-00296-2

Nitsche, A., Arnold, C., Ueberham, U., Reiche, K., Fallmann, J., Hackermüller, J., …, and Arendt, T. (2021). Alzheimer-related genes show accelerated evolution. Molecular Psychiatry. 26(10): 5790-5796. DOI: https://doi.org/10.1038/s41380-020-0680-1

Oyaizu, M. (1986). Studies on products of browning reactions: Antioxidative activities of product of browning reaction prepared from glucosamine. Japan Journal of Nutrition. 44: 307-315. DOI: https://doi.org/10.5264/eiyogakuzashi.44.307

Ozsoy, N., Candoken, E., and Akev, N. (2009). Implications for degenerative disorders: Antioxidative activity, total phenols, flavonoids, ascorbic acid, b-carotene and a-tocopherol in Aloe vera. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2(2): 99-106. DOI: https://doi.org/10.4161/oxim.2.2.8493

Pasala, P. K., Abbas-Shaik, R., Rudrapal, M., Khan, J., Alaidarous, M. A., Jagdish-Khairnar, S., …, and Walode, S. G. (2022). Cerebroprotective effect of aloe emodin: In silico and in vivo studies. Saudi Journal of Biological Sciences. 29(2): 998-1005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2021.09.077

Pinzi, L. and Rastelli, G. (2019). Molecular docking: Shifting paradigms in drug discovery. International Journal of Molecular Sciences. 20(18): 4331. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms20184331

Pluta, R., Koziol, M., Januszewski, S., and Czuczwar, S. (2020). Gut microbiota and pro/prebiotics in Alzheimer´s disease. Aging. 12(6): 5539-5550. DOI: https://doi.org/10.18632/aging.102930

Priness, I., Maimon, O., and Ben-Gal, I. (2007). Evaluation of geneexpression clustering via mutual information distance measure. BMC Bioinformatics. 8(111): 1-12. DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2105-8-111

Schmidt, F., Fitz, K., Feilen, L., Okochi, M., Steiner, H., and Langosh, D. (2022). Different transmembrane domain determine the specificity and efficiency of the cleavage activity of the g-secretase subunit presenilin. Journal of Biochemical Chemical. 299(5): 104626. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbc.2023.104626

Soria-Lopez, J. A., González, H. M., and Léger, G. C. (2019). Alzheimer’s disease. Handbook of Clinical Neurology. 167: 231-255. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-804766-8.00013-3

Tariq, H., Zia, M., Ihsanul-Haq, Muhammad, S. A., Khan, S. A., Fatima, N., …, and Zhang, M. (2019). Antioxidant, antimicrobial, cytotoxic, and protein kinase inhibition potential in Aloe vera L. BioMed Research International. 2019: 1-14. DOI: https://doi.org/10.1155/2019/6478187

Vuoristo, J. T., Berrettini, W. H., and Ala-Kokko, L. (2001). C18orf2, a novel, highly conserved intronless gene within intron 5 of the GNAL gene on chromosome 18p11. Cytogenetics and Cell Genetics. 93(1-2): 19–22. DOI: https://doi.org/10.1159/000056940

Wang, Z. T., Tan, C. C., Tan, L., and Yu, J. T. (2019). Systems biology and gene networks in Alzheimer’s disease. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 96: 31-44. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2018.11.007

Wolfe, M. (2019). Structure and Function of the g-Secretase Complex. Biochemistry. 58(27): 2953-2966. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.biochem.9b00401

Yang, Y., Wu, J. J., Xia, J., Wan, Y., Xu, J. F., Zhang, L., ..., and Peng, C. (2022). Can aloin develop to medicines or healthcare products? Biomedicine & Pharmacotherapy. 153: 113421. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2022.113421

Publicado

2024-01-30

Cómo citar

Velázquez-López, A. A., García-Rojas, V., Tornero-Martínez, A., & Mora-Escobedo, R. (2024). Aloe vera: capacidad antioxidante y uso potencial como agente terapéutico en el tratamiento del Alzheimer mediante evaluación in silico. CienciaUAT, 18(2), 107–121. https://doi.org/10.29059/cienciauat.v18i2.1803

Número

Sección

Biotecnología y Ciencias Agropecuarias

Artículos similares

1 2 3 4 > >> 

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.