Mediterranean Shrub Species as a Source of Biomolecules against Neurodegenerative Diseases

Abstract

Las enfermedades neurodegenerativas están asociadas con el estrés oxidativo, debido a un desequilibrio en las reacciones de oxidación-reducción a nivel celular. Existen varios tratamientos disponibles para tratar estas enfermedades, aunque a menudo no las curan y tienen muchos efectos adversos. Por lo tanto, es necesario encontrar medicamentos complementarios y/o alternativos que reemplacen los tratamientos actuales con menos efectos secundarios. Se ha demostrado que los productos naturales derivados de plantas, específicamente los compuestos fenólicos, tienen una gran capacidad para suprimir el estrés oxidativo y neutralizar los radicales libres, por lo que pueden usarse como tratamientos farmacológicos alternativos para condiciones patológicas asociadas con un aumento del estrés oxidativo. Las especies de plantas que dominan los ecosistemas mediterráneos se caracterizan por tener una amplia variedad de compuestos fenólicos. Por lo tanto, estas especies podrían ser importantes fuentes de biomoléculas neuroprotectoras. Para evaluar este potencial, se seleccionaron 24 especies de plantas típicas de los ecosistemas mediterráneos, identificando los compuestos más importantes presentes en ellas. Este conjunto de especies de plantas proporciona un total de 403 compuestos diferentes. De estos compuestos, el 35.7% son ácidos fenólicos y el 55.6% son flavonoides. Los compuestos más relevantes son los ácidos gálico, vanílico, cafeico, clorogénico, p-cumárico y ferúlico, apigenina, kaempferol, miricitrina, quercetina, isoquercetina, quercetrina, rutina, catequina y epicatequina, que están ampliamente distribuidos entre las especies de plantas analizadas (en más de 10 especies) y que han sido involucrados en la literatura en la prevención de diferentes patologías neurodegenerativas. También es importante mencionar que tres de estas especies de plantas, Pistacia lentiscus, Lavandula stoechas y Thymus vulgaris, tienen la mayoría de los compuestos descritos con propiedades protectoras contra enfermedades neurodegenerativas. El presente trabajo muestra que las especies de plantas que dominan el área geográfica estudiada pueden proporcionar una fuente importante de compuestos fenólicos para la industria farmacológica y biotecnológica para preparar extractos o compuestos aislados para la terapia contra enfermedades neurodegenerativas.

Neurodegenerative diseases are associated with oxidative stress, due to an imbalance in the oxidation-reduction reactions at the cellular level. Various treatments are available to treat these diseases, although they often do not cure them and have many adverse effects. Therefore, it is necessary to find complementary and/or alternative drugs that replace current treatments with fewer side effects. It has been demonstrated that natural products derived from plants, specifically phenolic compounds, have a great capacity to suppress oxidative stress and neutralize free radicals thus, they may be used as alternative alternative pharmacological treatments for pathological conditions associated with an increase in oxidative stress. The plant species that dominate the Mediterranean ecosystems are characterized by having a wide variety of phenolic compound content. Therefore, these species might be important sources of neuroprotective biomolecules. To evaluate this potential, 24 typical plant species of the Mediterranean ecosystems were selected, identifying the most important compounds present in them. This set of plant species provides a total of 403 different compounds. Of these compounds, 35.7% are phenolic acids and 55.6% are flavonoids. The most relevant of these compounds are gallic, vanillic, caffeic, chlorogenic, p-coumaric, and ferulic acids, apigenin, kaempferol, myricitrin, quercetin, isoquercetin, quercetrin, rutin, catechin and epicatechin, which are widely distributed among the analyzed plant species (in over 10 species) and which have been involved in the literature in the prevention of different neurodegenerative pathologies. It is also important to mention that three of these plant species, Pistacea lentiscus, Lavandula stoechas and Thymus vulgaris, have most of the described compounds with protective properties against neurodegenerative diseases. The present work shows that the plant species that dominate the studied geographic area can provide an important source of phenolic compounds for the pharmacological and biotechnological industry to prepare extracts or isolated compounds for therapy against neurodegenerative diseases.