Απομόνωση και φαρμακολογική αξιολόγηση βιοδραστικών μεταβολιτών από θαλάσσια φανερόγαμα (Cymodocea nodosa), χλωροφύκη (Acetabularia acetabulum ) και μικροφύκη (Odontella aurita, Galdieria sulphuraria, Chaetoceros sp.)
Authors: Κοντιζά Ιωάννα 
Published: January 2014

Η θαλάσσια φαρμακογνωσία είναι ένας σχετικά νέος διεπιστημονικός κλάδος που περιλαμβάνει μεταξύ άλλων την χημική μελέτη των οργανισμών που ζουν στην θάλασσα, με στόχο τον εντοπισμό νέων μεταβολιτών με αξιοποιήσιμες βιολογικές δράσεις. Το θέμα της παρούσας διδακτορικής διατριβής, κινούμενο στα προαναφερθέντα πλαίσια, περιλαμβάνει την απομόνωση και φαρμακολογική αξιολόγηση δευτερογενών μεταβολιτών από τους επιλεγμένους οργανισμούς: α) Acetabularia acetabulum (χλωροφύκος), β) Cymodocea nodosa (θαλάσσιο αγγειόσπερμο) και γ) Odontella aurita, Galdieria sulphuraria και Chaetoceros sp. (μικροφύκη). Tα εκχυλίσματα των παραπάνω οργανισμών επεξεργάστηκαν με τεχνικές υγρής χρωματογραφίας και απέδωσαν 33 διαφορετικούς δευτερογενείς μεταβολίτες, η δομική ταυτοποίηση των οποίων, πραγματοποιήθηκε με βάση τα φασματοσκοπικά τους δεδομένα. Από το χλωροφύκος Acetabularia acetabulum που συλλέχθηκε στο Σούνιο Αττικής απομονώθηκαν έντεκα μεταβολίτες εκ των οποίων έξι είναι νέα φυσικά προϊόντα, ενώ όλοι αναφέρονται για πρώτη φορά ως συστατικά του οργανισμού. Από τους δευτερογενείς μεταβολίτες που ταυτοποιήθηκαν, ένας άνηκε στην κατηγορία των καροτενοειδών, έξι στην κατηγορία των αποκαροτενοειδών, δύο ήταν βρωμιωμένα σεσκιτερπένια και δύο στεροειδή. To θαλάσσιο αγγειόσπερμο Cymodocea nodosa συλλέχθηκε από δύο περιοχές. Η πρώτη συλλογή από την περιοχή του Αγ. Κοσμά Αττικής απέδωσε δεκατρείς μεταβολίτες, ενώ η δεύτερη συλλογή από το Πόρτο Γερμενό Αττικής απέδωσε δεκατρείς μεταβολίτες. Αφαιρώντας τους κοινούς μεταβολίτες, από τον οργανισμό C. nodosa απομονώθηκαν εικοσιένας διαφορετικοί μεταβολίτες. Συγκεκριμένα έξι από αυτούς είναι νέα φυσικά προϊόντα, ενώ όλοι αναφέρονται για πρώτη φορά ως μεταβολίτες του οργανισμού C. nodosa. Από τα νέα φυσικά προϊόντα τέσσερα ανήκουν στην κατηγορία των διαρυλοεπτανοϊδών, που μέχρι στιγμής έχουν αναφερθεί μόνο από χερσαία φυτά, ένας στην κατηγορία των μεροτερπενίων, και ένας στην κατηγορία των βρωμιωμένων διτερπενίων βριαρενικού τύπου, ο οποίος αποτελεί τον πρώτο βρωμιωμένο εκπρόσωπο της χημικής του κατηγορίας. Αξιόλογη αποδείχτηκε η κυτταροτοξική δράση ενός εκ των τεσσάρων διαρυλοεπτανοϊδών έναντι τριών κυτταρικών σειρών, ενώ πολύ σημαντική ήταν η δράση τριών εκ των τεσσάρων διαρυλοεπτανοϊδών και του μεροτερπενίου, έναντι ανθεκτικών στελεχών του Staphylococcus aureus και των ταχέως πολλαπλασιαζόμενων μυκοβακτηρίων Mycobacteria smegmatis, M. phlei και Μ. fortuitum. Εκ των υπολοίπων μεταβολιτών, έξι ανήκουν στην κατηγορία των στεροειδών και σε τέσσερις από αυτούς αποδίδονται για πρώτη φορά τα πλήρη φασματοσκοπικά τους δεδομένα, ενώ παράλληλα γίνεται διόρθωση κάποιων λαθών της βιβλιογραφίας στην απόδοση των χημικών μετατοπίσεων ανθράκων και πρωτονίων ενός μεταβολίτη. Απομονώθηκαν επίσης τρία καροτενοειδή, ένα εκ των οποίων, η φυκοξανθίνη παρουσίασε ισχυρή κυτταροτοξική δράση έναντι τριών κυτταρικών καρκινικών σειρών. Παράλληλα απομονώθηκαν ένα σεσκιτερπένιο της κατηγορίας γουαϊανολιδίων, που μέχρι τώρα έχει απομονωθεί μόνο από χερσαίο οργανισμό, ένα βρωμιωμένο σεσκιτερπένιο γνωστό στα ροδοφύκη, ένα διτερπένιο με ισχυρή αντιβακτηριακή δράση, ένα λιπαρό οξύ με συζυγιακούς διπλούς δεσμούς απομονωμένο μόνο από χερσαία φυτά, και τέλος ο γνωστός μεταβολίτης φυτόλη και ο οξικός εστέρας της 12-ακετοξυ-φαρνεσόλης, γνωστός μεταβολίτης στα χερσαία φυτά. Η απομόνωση δευτεροταγών μεταβολιτών από τα μικροφύκη Odontella aurita, Galdieria sulphuraria και Chaetoceros sp. ήταν βιοκατευθυνόμενη και οδήγησε στην απομόνωση τριών καροτενοειδών, εκ των οποίων η φυκοξανθίνη έδειξε ισχυρή κυτταροτοξική δράση έναντι των κυτταρικών σειρών A-549 (κυτταρική καρκινική σειρά επιθηλιακών κυττάρων του πνεύμονα τύπου II), NSCLC-N6-L16 (μη μικροκυτταρικός καρκίνος του πνεύμονα) και SRA 01/04 (ανθρώπινα επιθηλιακά κύτταρα του φακού).