Metabolic profiling di piante officinali affette da agenti patogeni

In questo studio sono stati valutati gli effetti di agenti patogeni quali i fitoplasmi sulla produzione di metaboliti secondari di piante officinali, quali Hypericum perforatum L. e Digitalis lanata Ehrl. L’analisi genetica ha rivelato la presenza di fitoplasmi appartenenti al gruppo 16SrVII nel caso dell’iperico e al gruppo 16SrI-B nel caso della digitale. Nell’ambito del metabolic profiling dell’iperico, estratti metanolici di piante infette e sane sono stati analizzati mediante RP-HPLC al fine di quantificare i componenti appartenenti alle classi dei flavonoidi e dei naftodiantroni, mentre l’olio essenziale è stato analizzato tramite GC e GC/MS [1]. I risultati hanno permesso di evidenziare che nelle piante infette sono diminuiti i contenuti di componenti biologicamente attivi rispetto alle piante sane, quali rutina (1.96 ± 0.23 vs. 4.96 ± 0.02 mg/g), iperoside (2.38 ± 0.21 vs. 3.04 ± 0.05 mg/g), isoquercitrina (1.47 ± 0.04 vs. 3.50 ± 0.08 mg/g), amentoflavone (0.12 ± 0.01 vs. 0.39 ± 0.02 mg/g) e pseudoipericina (1.41 ± 0.23 vs. 2.29 ± 0.07 mg/g), mentre il contenuto di acido clorogenico è risultato raddoppiato (1.56 ± 0.11 vs. 0.77 ± 0.02 mg/g). I contenuti di quercitrina, quercetina e ipericina sono risultati analoghi nelle piante infette e in quelle sane. Come descritto in letteratura, la presenza di agenti patogeni può determinare cambiamenti della biosintesi dei metaboliti secondari nei tessuti infetti delle piante, con inibizione della via biosintetica dei flavonoidi e incremento della biosintesi degli acidi fenolici. Per quanto riguarda l’olio essenziale, la resa è risultata drasticamente ridotta nel materiale vegetale infetto (0.11 vs. 0.75%); l’analisi GC dell’olio essenziale ha mostrato come nelle piante infette si verifichi un incremento del contenuto di sesquiterpeni (in particolare, beta-cariofillene, delta-elemene e germacrene D) e un calo del contenuto di monoterpeni. Anche questo fenomeno è stato attribuito ad un’alterazione delle vie biosintetiche delle piante infette, legate ai processi di necrosi dei tessuti dovute alla presenza di fitoplasmiNel caso della digitale, è stato eseguito metabolic profiling dei glucosidi cardioattivi nelle piante infette e in quelle sane, utilizzando una tecnica RP-HPLC, opportunamente sviluppata e validata [2]. Per eliminare i pigmenti interferenti (quali flavonoidi e clorofilla) dagli estratti idroalcolici, è stata ottimizzata una procedura RP-SPE. Le analisi HPLC hanno mostrato che la presenza del fitoplasma influisce significativamente sul contenuto dei principi attivi della digitale: in particolare, il contenuto di lanatoside C è risultato molto inferiore nelle piante infette rispetto a quelle sane (76.1 ug/100 mg vs. 153.2 ug/100 mg). Un trend differente è stato osservato nel caso della alfa-acetildigossina e del deacetil lanatoside C, entrambi derivanti dall’idrolisi del lanatoside C, la cui presenza è risultata superiore nelle piante infette rispetto a quelle sane (7.1 ug/100 mg vs. 5.8 ug/100mg e 46.1 ug/100 mg vs. 37.6 ug/100 mg, rispettivamente). Queste differenze nel contenuto di glucosidi cardioattivi tra le piante infette e quelle sane è stata attribuita alle profonde modificazioni istologiche indotte dalla presenza del fitoplasma negli organi della pianta, che hanno determinato un’alterazione nella biosintesi dei metaboliti secondari. In aggiunta, la rapida senescenza dei tessuti affetti dall’agente patogeno può avere accelerato i processi di degradazione enzimatica di questi principi attivi, come suggerito dall’aumento del contenuto di alfa-acetildigossina e deacetil lanatoside C, la cui presenza è legata all’attività degli enzimi idrolitici.I risultati degli studi condotti su iperico e su digitale sottolineano che la valutazione della presenza di fitoplasmi rappresenta un aspetto importante nella definizione della qualità commerciale e dell’efficacia terapeutica di prodotti contenenti estratti o principi attivi di origine naturale. In questo ambito, i metodi sviluppati e applicati all’analisi fitochimica di iperico e digitale rappresentano degli strumenti altamente efficienti per la caratterizzazione e per il controllo di qualità del materiale vegetale da utilizzare per scopi farmaceutici.