Valutazione delle possibili proprietà antiossidanti del camazulene, sesquiterpene estratto dall'olio essenziale di camomilla (Matricaria chamomilla L.), attraverso uno studio in vitro su fibroblasti umani

Chamazulene is a sesquiterpene contained in the essential oil of chamomile (Matricaria Chamomilla L.). The compound, in previous in vitro studies on fibroblasts derived from human dermis (HDF 106-05a), showed a possible antioxidant activity, property on which this study focused. The aim of this work was to evaluate, through an in vitro study on human fibroblasts (HDF 106-05a), any chamazulene's activity as possible and moderate pro-oxidant molecule, that can promote the reduction of reactive oxygen species (ROS) in the cells, increasing endogenous defenses, in addition to the activity of scavenger molecule. The chamazulene was extracted from chamomile essential oil through column chromatography and its purity was assessed by gas chromatography-mass spectrometry. For our study we used the non-cytotoxic concentration of 25μg/ml of chamazulene, identified through a previous study of cytotoxicity, always on human fibroblasts, done with the WST-1 assay. The treatment contemplated the flow cytometric evaluation of the production of reactive oxygen species (ROS) by incubation of the cells HDF 106-05a with chamazulene. The chamazulene effect on fibroblasts was compared with that of a known antioxidant, N-acetyl-cysteine (NAC), whose activities such as pro-oxidant is able, by decreasing ROS levels, to reduce cell damage. The data, in normoxia, showed initial moderate pro-oxidant properties of chamazulene, indeed, the production of ROS, on cells treated with the sesquiterpene, has pattern versus time similar to that of cells treated with NAC. Subsequently, the behavior of chamazulene with various stress factors was assessed. The physiological stimulus, hypoxia, in 24h have not shown appropriate production of ROS. This may be due to the increased transcription of Hypoxia-Induced Factor (HIF), responsible for modifications on cellular metabolism, that would not allow to show any pro-oxidant activity on the cells of chamazulene. Subsequently, the production of ROS was evaluated through a direct pro-oxidant stimulus with the hydrogen peroxide, of which the incubation time and the concentration to be used have been studied through a cytotoxicity study carried out with the WST-1 assay. In these conditions chamazulene would seem to confirm moderate pro-oxidant activity as well as scavenger activity when simultaneously used with H2O2, in fact the production of ROS is reduced if compared with that of NAC. In conclusion, although additional studies in vitro and in vivo are needed to confirm these properties of chamazulene, this study might suggest chamazulene as a candidate for preparation of food supplements with antioxidant properties.

Il camazulene è un sesquiterpene presente nell'olio essenziale di camomilla (Matricaria Chamomilla L.). Il composto, in precedenti studi condotti in vitro su fibroblasti derivati dal derma umano (HDF 106-05a), ha mostrato una possibile attività antiossidante, proprietà sulla quale si è focalizzato il presente studio. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di valutare, attraverso uno studio in vitro su fibroblasti umani (HDF 106-05a), l'eventuale attività del camazulene come possibile e moderata molecola pro-ossidante, in grado quindi di stimolare l'aumento delle difese endogene della cellula, favorendo la riduzione delle specie reattive dell'ossigeno (ROS) presenti, oltre a quella di molecola scavenger. Il camazulene è stato purificato dall'olio essenziale di camomilla attraverso cromatografia su colonna e la purezza del composto è stata determinata con analisi di gascromatografia-spettrometria di massa. Per il nostro lavoro è stata utilizzata la concentrazione non citotossica di 25μg/ml di camazulene, individuata attraverso uno studio precedente di citotossicità, sempre su fibroblasti umani, effettuato con il saggio WST-1. Gli esperimenti hanno previsto la valutazione citofluorimetrica della produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS) attraverso l'incubazione delle cellule HDF 106-05a con il camazulene. L'effetto del sesquiterpene sui fibroblasti è stato confrontato con quello di un noto antiossidante, l'N-acetil-cisteina (NAC) la cui attività come pro-ossidante, a determinate concentrazioni, è in grado, facendo diminuire i livelli di ROS, di ridurre danni cellulari. Dai primi dati ottenuti, in normossia, si ha avuto un'iniziale conferma delle lievi proprietà pro-ossidanti del camazulene, infatti, la produzione di ROS su cellule trattate con il sesquiterpene, ha un andamento nel tempo simile a quello delle cellule trattate con il NAC. Successivamente è stato valutato il comportamento del camazulene in contemporanea a diversi stimoli ossidanti. Uno stimolo più fisiologico, l'ipossia, che nelle 24h non ha mostrato però una produzione di ROS adeguata. In parte ciò potrebbe essere imputabile all'aumentata trascrizione del Fattore Indotto da Ipossia (HIF) che non permetterebbe di manifestare l'eventuale attività pro-ossidante del camazulene sulle cellule, in quanto è responsabile di modificazioni sul metabolismo cellulare. Successivamente, la produzione di ROS è stata valutata attraverso uno stimolo ossidante diretto, il perossido di idrogeno, del quale sono stati studiati il tempo di incubazione e la concentrazione da usare attraverso uno studio di citotossicità effettuato con il saggio WST-1. In queste condizioni è emerso che il camazulene sembrerebbe confermare l'attività di moderato pro-ossidante oltre che di molecola scavenger, poiché la produzione di ROS risulta notevolmente ridotta se confrontata con quella del NAC. In conclusione, premettendo che saranno necessari altri studi in vitro ed in vivo per confermare ulteriormente queste proprietà del camazulene, i risultati ottenuti potrebbero suggerire il camazulene come candidato per la preparazione di integratori alimentari con proprietà antiossidanti.