Approccio bioguidato per lo screening di oli essenziali alla ricerca di inibitori dell’α-glucosidasi: ottimizzazione del protocollo sperimentale

Diabetes mellitus is a chronic disease that primarily affects the carbohydrate metabolism. The most common form is type II diabetes, which accounts for around 90% of cases and is strongly associated with obesity, overeating and lack of exercise. There are numerous pharmacological treatments for this disease, but they are not without side effects. The search for alternatives, e.g. from the plant world, is therefore of interest. Essential oils, which are still used in therapy by some traditional medicines, are the subject of this thesis, which aims to investigate their potential inhibitory activity on the enzyme α-glucosidase, which is involved in carbohydrate digestion. In the first part of the study, the protocol for the in vitro assay was optimized and subsequently used for the screening of 50 essential oils. The data showed a significant activity for many of these oils, particularly those from the Rutaceae family: the main constituent of these oils, (+)-limonene, was responsible for all of the inhibitory activity. Other monoterpenes, such as α- and β-pinene, were also investigated for their potential inhibitory activity and yielded positive results. based on these results, it was hypothesized that hydrocarbon compounds might have greater activity against the enzyme. Therefore, bioguided fractionation was performed on three essential oils (pine, black pepper, and juniper) to test the fractions separately. The data indeed showed a very weak activity of the oxygenated component on the α-glucosidase, compared to the hydrocarbon component. In the future, it will be interesting to further investigate the activity of other hydrocarbon compounds present in the analyzed essential oils in order to identify other potential active compounds.

Il diabete mellito è un disordine cronico che colpisce principalmente il metabolismo dei carboidrati; la forma più diffusa è quella di tipo II, che rappresenta circa il 90% dei casi, ed è fortemente legata all’eccesso di peso, all’iperalimentazione e alla scarsa attività fisica. I trattamenti farmacologici per questa patologia sono molteplici, ma non privi di effetti collaterali; per questo motivo è interessante la ricerca di alternative terapeutiche o approcci coadiuvanti le terapie in essere, che possono derivare per esempio dal mondo vegetale. Gli oli essenziali, usati ancora oggi come approccio terapeutico in alcune medicine tradizionali, sono l’oggetto di studio di questa tesi, che ha lo scopo di verificarne una possibile attività inibitoria nei confronti dell’enzima α-glucosidasi, responsabile della scissione dei carboidrati a livello intestinale. Nella prima parte del lavoro è stato ottimizzato il protocollo per il saggio in vitro, utilizzato poi in un secondo momento per lo screening di 50 oli essenziali. I dati ottenuti hanno rilevato una buona attività per molti di questi, per esempio gli oli essenziali della famiglia delle Rutaceae presi in esame: il loro principale componente, (+)-limonene, è risultato essere il responsabile principale della loro attività inibitoria. Sono stati quindi indagati altri monoterpeni, come α- e β-pinene, per valutare una loro possibile attività inibitoria e i risultati ottenuti sono stati nuovamente positivi. A fronte di questi risultati è stata ipotizzata una maggior attività sull’enzima da parte dei composti idrocarburici ed è stato effettuato quindi un frazionamento bioguidato su 3 oli essenziali (pino silvestre, pepe nero e ginepro), andando poi a testare separatamente le frazioni idrocarburica e ossigenata. I dati hanno mostrato una debolissima attività della componente ossigenata sull’α-glucosidasi, rispetto a quella idrocarburica. Sarà interessante in futuro approfondire ulteriormente l’attività di altri composti idrocarburici presenti negli oli essenziali analizzati, al fine di individuare nuovi possibili composti attivi.