Publicado

2017-01-01

Dolabellane diterpenes from the Caribbean soft corals Eunicea laciniata and Eunicea asperula and determination of their anti HSV-1 activity

Dolabellanos de los octocorales caribeños Eunicea laciniata y Eunicea asperula y determinación de su actividad anti VHS-1

Palabras clave:

Soft corals, Eunicea, dolabellane diterpenes, antivirals (en)
octocorales, Eunicea, dolabellanos, antivirales (es)

Descargas

Autores/as

  • Fabián Amaya García Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Química
  • Maria Leonisa Sanchez Nuñez Universidade Federal Fluminense, Instituto de Biologia
  • Freddy A. Ramos Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Química
  • Mónica Puyana Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, Departamento de Ciencias Biológicas y Ambientales
  • Izabel Christina Nunes de Palmer Paixão Universidade Federal Fluminense, Instituto de Biologia, Departamento de Biologia Celular e Molecular
  • Valeria Laneuville Teixeira Universidade Federal Fluminense, Departamento de Biologia Marinha, Departamento de Biologia Celular e Molecular
  • Leonardo Castellanos Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Química
Dolabellane diterpenes have considerable antiviral activity, most studies have been focused towards compounds isolated from Dictyota brown algae. Although soft corals are also a significant source of these diterpenes, their antiviral potential has not been studied in detail. With the aim of assessing the biological activity of marine sources, we evaluated the dolabellane content in the soft corals Eunicea laciniata and E. asperula collected in Santa Marta, Colombian Caribbean. Dolabellanes 1-6 were isolated from E. laciniata while compounds 2, 4 and 5 were isolated from E. asperula. All compounds were identified by NMR, GC-EIMS, optical rotation and comparison with previously reported dolabellanes. GC-EIMS analyses showed that dolabellatrienone (2) transforms into compounds 4 and 5 as oxidation products upon prolonged storage; however, those compounds were also naturally present in the extract of the studied organisms. Pure dolabellanes were tested in vitro in antiviral assays against HSV-1. Compound 6 inhibited virus replication in infected cells (73.7% of inhibition at 50 μM) without cytotoxic effect (CC50 = 959), showing similar activity to the positive control Acyclovir®. Thus, compound 6 is an interesting candidate for further studies of dolabellanes as antivirals.

Los dolabellanos son diterpenos con importante actividad antiviral, la mayor parte de los estudios se han realizado con compuestos aislados de algas pardas del género Dictyota. Los corales blandos son también una importante fuente de dolabellanos, pero el potencial antiviral de éstos ha sido muy poco estudiado. Como parte de nuestra búsqueda de compuestos bioactivos a partir de fuentes marinas, se llevó a cabo el estudio químico de los dolabellanos presentes en los octocorales Eunicea laciniata y Eunicea asperula, recolectados en Santa Marta, Caribe colombiano. Los dolabellanos 1-6 fueron aislados del octocoral E. laciniata mientras que en E. asperula se encontraron los compuestos 2, 4 y 5. La elucidación estructural se llevó a cabo mediante experimentos de RMN, espectrometría de masas, rotación óptica y posterior comparación con reportes previos en la literatura. El análisis por CG-EM evidenció que la dolabellatrienona (2) se puede transformar en los compuestos 4 y 5 como producto del almacenamiento prolongado, no obstante, tales compuestos también estuvieron presentes en los extractos de los organismos estudiados. El compuesto 6 inhibió la replicación del VHS-1 (73,7% de inhibición en células infectadas a una concentración de 50 μM) sin efecto citotóxico (CC50 = 959), mostrando una citotoxicidad similar al Aciclovir®, un control positivo, por lo cual se perfila como un candidato para la realización de estudios adicionales sobre el potencial de los dolabellanos como agentes antivirales.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Blunt, J. W.; Copp, B. R.; Keyzers, R. A.; Munro, M. H. G.; Prinsep, M. R.; Faulkner, D. J. Marine natural products. Nat. Prod. Rep. 2016, 33 (3), 382–431. DOI: http://dx.doi.org/10.1039/C5NP00156K.

Zhou, X.; Liu, J.; Yang, X. W.; Liu, Y. Marine Natural Products with Anti-HIV Activities in the Last Decade. Curr. Med. Chem. 2013, 20 (7), 953-973. DOI: http://dx.doi.org/10.2174/0929867311320070009.

De Clercq, E. Antivirals: past, present and future. Biochem. Pharmacol. 2013, 85 (6), 727-744. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.bcp.2012.12.011.

Looney, D.; Ma, A.; Johns, S. HIV therapy-the state of art. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2015, 389, 1-29. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/82_2015_440.

Kinch, M. S.; Patridge, E. An analysis of FDA-approved drugs for infectious disease: HIV/AIDS drugs. Drug. Discov. Today. 2014, 19 (10), 1510-1513. DOI:

http://dx.doi.org/10.1016/j.drudis.2014.05.012.

James, S. H.; Prichard, M. N. Current and future therapies for herpes simplex virus infections: mechanism of action and drug resistance. Curr. Opin. Virol. 2014, 8, 54-61. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.coviro.2014.06.003.

Hawkins, T. Understanding and managing the adverse effects of antiretroviral therapy. Antiviral Res. 2010, 85 (1), 201-209. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.antiviral.2009.10.016.

Margolis, A. M.; Heverling, H.; Pham, P. A.; Stolbach, A. A review of the toxicity of HIV medications. J. Med. Toxicol. 2014, 10 (1), 26-39. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s13181-013-0325-8.

Yodsaoue, O.; Sonprasit, J.; Karalai, C.; Ponglimanont, C.; Tewtrakul, S.; Chantrapromma, S. Diterpenoids and triterpenoids with potential anti-inflammatory activity from the leaves of Aglaia odorata. Phytochemistry 2012, 76, 83-91. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.phytochem.2012.01.015.

Aboushoer, M. I.; Fathy, H. M.; Abdel-Kader, M. S.; Goetz, G.; Omar, A. A. Terpenes and flavonoids from an Egyptian collection of Cleome droserifolia. Nat. Prod. Res. 2010, 24 (7), 687-696. DOI: http://dx.doi.org/10.1080/14786410903292433.

Cai, X. H.; Wang, Y. Y.; Zhao, P. J.; Li, Y.; Luo, X. D. Dolabellane diterpenoids from Aglaia odorata. Phytochemistry 2010, 71 (8-9), 1020-1024. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.phytochem.2010.03.005.

Yoshimitsu, H.; Miyashita, H.; Nishida, M.; Mineno, T.; Nohara, T. Dolabellane Diterpene and Three Cycloartane Glycosides from Thalictrum squarrosum. Chem. Pharm. Bull. 2010, 58 (8), 1043-1046. DOI: http://dx.doi.org/10.1248/cpb.58.1043.

Hinkley, S. F.; Mazzola, E. P.; Fettinger, J. C.; Lam, Y.-F.; Jarvis, B. B. Atranones A–G, from the toxigenic mold Stachybotrys chartarum. Phytochemistry 2000, 55 (6), 663-673. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0031-9422(00)00231-4.

Rodríguez, A. D.; González, E.; Ramírez, C. The structural chemistry, reactivity, and total synthesis of dolabellane diterpenes. Tetrahedron, 1998, 54 (39), 11683-11729. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0040-4020(98)83033-0.

Wang, S.-K.; Huang, M.-J.; Duh, C.-Y. Cytotoxic constituents from the formosan soft coral Clavularia inflata var. luzoniana. J. Nat. Prod. 2006, 69 (10), 1411-1416. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/np0601253.

Duh, C.-Y.; Chia, M.-C.; Wang, S.-K.; Chen, H.-J.; El-Gamal, A. A. H.; Dai, C.-F. Cytotoxic dolabellane diterpenes from the Formosan soft coral Clavularia inflata. J. Nat. Prod. 2001, 64 (8), 1028-1031. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/np010106n.

ei odr gue , A. D.; Baran, P.; Raptis, R. G. Dolabellane-Type Diterpenoids with Antiprotozoan Activity from a Southwestern Caribbean Gorgonian Octocoral of the Genus Eunicea. J. Nat. Prod. 2010, 73 (5), 925-934. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/np100074r.

Barbosa, J. P.; Pereira, R. C.; Abrantes, J. L.; Cirne dos Santos, C.C.; Rebello, M. A.; Frugulhetti, I. C. et al. In vitro Antiviral Diterpenes from the Brazilian Brown Alga Dictyota pfaffii. Planta Med. 2004, 70 (09), 856-860. DOI: http://dx.doi.org/10.1055/s-2004-827235

Pardo-Vargas, A.; de Barcelos Oliveira, I.; Stephens, P.R.S.; Cirne-Santos, C.C.; de Palmer Paixão, I.C.N.; Ramos, F.A. et al. Dolabelladienols A–C, New Diterpenes Isolated from Brazilian Brown Alga Dictyota pfaffii. Mar. Drugs, 2014, 12, 4247-4259. DOI: http://dx.doi.org/10.3390/md12074247.

Abrantes, J. L.; Barbosa, J.; Cavalcanti, D.; Pereira, R. C.; Frederico Fontes, C. L.; Teixeira, V. L. et al. The effects of the diterpenes isolated from the Brazilian brown algae Dictyota pfaffii and Dictyota menstrualis against the herpes simplex type-1 replicative cycle. Planta Med. 2010, 76 (4), 339-44. DOI: http://dx.doi.org/10.1055/s-0029-1186144.

Cirne-Santos, C. C.; Souza, T. M.; Teixeira, V. L.; Fontes, C. F.; Rebello, M. A.; Castello-Branco, L. R. et al. The dolabellane diterpene Dolabelladienetriol is a typical noncompetitive inhibitor of HIV-1 reverse transcriptase enzyme. Antiviral Res. 2008, 77 (1), 64-71. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.antiviral.2007.08.006.

Coll, J. C. The chemistry and chemical ecology of octocorals (Coelenterata, Anthozoa, Octocorallia). Chem. Rev. 1992, 92 (4), 613–631. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/cr00012a006.

Sánchez, J. A. Systematics of the candelabrum gorgonian corals (Eunicea Lamouroux; Plexauridae; Octocorallia; Cnidaria). Zool. J. Linn. Soc. 2009, 157 (2), 237-263. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1096-3642.2008.00515.x.

Cuadrado, C.; Castellanos, L.; Osorno, O. E.; Ramos, F. A.; Duque, C.; Puyana, M. Estudio Químico y evaluación de la actividad antifouling del octocoral caribeño Eunicea laciniata. Quim. Nova. 2010, 33 (3), 656-661. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S0100-0422010000300033.

Pardo-Vargas, A.; Ramos, F. A.; Cirne-Santos, C. C.; Stephens, P. R.; Paixão, I. C. P.; Teixeira, V. L. et al. Semi-synthesis of oxygenated dolabellane diterpenes with highly in vitro anti-HIV-1 activity. Bioorg. Med. Chem. Lett., 2014, 24 (18), 4381-4383. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.bmcl.2014.08.019.

Kingsbury, J. S.; Corey, E. J. Enantioselective Total Synthesis of Isoedunol and β-Araneosene Featuring Unconventional Strategy and Methodology. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (40), 13813-13815. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/ja055137+.

Miyaoka, H.; Isaji, Y.; Mitome, H.; Yamada, Y. Total synthesis of the dolabellane marine diterpenoids, claenone, palominol and dolabellatrienone. Tetrahedron, 2003, 59 (1), 61-75. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0040-4020(02)01474-6.

Esquenazi, D.; Wigg, M. D.; Miranda, M. M. F. S.; Rodrigues, H. M.; Tostes, J. B. F.; Rozental, S. et al. Antimicrobial and antiviral activities of polyphenolics from Cocos nucifera Linn. (Palmae) husk fiber extract. Res. Microbiol. 2002, 153 (10), 647-652. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0923-2508(02)01377-3.

Kuo, Y.-C.; Chen, C.-C.; Tsai, W.-J.; Ho, Y.-H. Regulation of herpes simplex virus type 1 replication in Vero cells by Psychotria serpens: relationship to gene expression, DNA replication, and protein synthesis. Antiviral Res. 2001, 51 (2), 95-109. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0166-3542(01)00141-3

Mosmann, T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: Application to proliferation and cytotoxicity assays. J. Immunol. Methods. 1983, 65 (1), 55-63. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/0022-1759(83)90303-4

Shin, J.; Fenical, W. Structures and reactivities of new dolabellane diterpenoids from the Caribbean gorgonian Eunicea laciniata. J. Org. Chem. 1991, 56 (10), 3392-3398. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jo00010a039.

Look, S. A.; Fenical, W., New bicyclic diterpenoids from the Caribbean gorgonian octocoral Eunicea calyculata. J. Org. Chem. 1982, 47 (21), 4129-4134. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jo00142a024.

Shin, J.; Fenical, W. Asperketals A-F, new diterpenoids of the dilophol class from the Caribbean gorgonian Eunicea asperula. J. Org. Chem. 1988, 53 (14), 3271-3276. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jo00249a024.

Puyana, M.; Narvaez, G.; Paz, A.; Osorno, O.; Duque, C. Pseudopterosin Content Variability of the Purple Sea Whip Pseudopterogorgia elisabethae at the Islands of San Andres and Providencia (Sw Caribbean). J. Chem. Ecol. 2004, 30 (6), 1183-1201. DOI: http://dx.doi.org/10.1023/B:JOEC.0000030271.73629.26.

Reina, E.; Puentes, C.; Rojas, J.; Garcia, J.; Ramos, F. A.; Castellanos, L. et al. Fuscoside E: a strong anti-inflammatory diterpene from Caribbean octocoral Eunicea fusca. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2011, 21 (19), 5888-91. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.bmcl.2011.07.092.

Mori, K.; Iguchi, K.; Yamada, N.; Yamada, Y.; Inouye, Y. Bioactive marine diterpenoids from Japanese soft coral of Clavularia sp. Chem. Pharm. Bull. 1988, 36 (8), 2840-2852. DOI: http://dx.doi.org/10.1248/cpb.36.2840.

Licencia

Los autores/as conservarán sus derechos de autor y garantizarán a la revista el derecho de primera publicación de su obra, el cuál estará simultáneamente sujeto a la Licencia de reconocimiento de Creative Commons (CC. Atribución 4.0) que permite a terceros compartir la obra siempre que se indique su autor y su primera publicación en esta revista.

Los autores/as podrán adoptar otros acuerdos de licencia no exclusiva de distribución de la versión de la obra publicada (p. ej.: depositarla en un archivo telemático institucional o publicarla en un volumen monográfico) siempre que se indique la publicación inicial en esta revista.

Se permite y recomienda a los autores/as difundir su obra a través de Internet (p. ej.: en archivos telemáticos institucionales o en su página web) antes y durante el proceso de envío, lo cual puede producir intercambios interesantes y aumentar las citas de la obra publicada. (Véase El efecto del acceso abierto).