Mangiferina: svelato il suo multiforme potenziale terapeutico nella prevenzione e nella gestione del cancro e di altri disturbi legati allo stile di vita

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La mangiferina, un composto bioattivo presente nel mango e in varie parti della pianta, ha guadagnato notevole attenzione negli ultimi anni per i suoi potenziali benefici terapeutici contro i disturbi legati allo stile di vita.

Questo articolo di revisione approfondisce le molteplici proprietà della mangiferina, compresi i suoi effetti antiossidanti, antimicrobici, antidiabetici, antiallergici, antitumorali, ipocolesterolemici e immunomodulatori. La capacità della mangiferina di proteggere da vari tumori umani, di migliorare la funzione immunitaria e di combattere lo stress ossidativo la rende un candidato promettente per la promozione della salute.

Inoltre, questo articolo esplora la sintesi, il metabolismo, le proprietà farmacocinetiche della mangiferina e il suo ruolo nella prevenzione e nella gestione delle malattie croniche, con particolare attenzione al suo potenziale antitumorale.

Parole chiave: Molecole bioattive, Tumori umani, Mangiferina, Nutrizione, Indicazioni sulla salute, Tossicità

Premessa

La mangiferina, un composto xantone, è abbondantemente presente nelle piante superiori e in varie parti del mango, tra cui la buccia, i gambi, le foglie, la corteccia, il nocciolo e il nocciolo. Presenta una vasta gamma di proprietà benefiche per la salute, inclusi effetti antiossidanti, antimicrobici, antidiabetici, antiallergici, antitumorali, ipocolesterolemici e immunomodulatori [1].

Inoltre, altri composti come l’isomangiferina e l’omomangiferina si trovano in diverse parti degli alberi di mango, contribuendo al loro potenziale antiossidante [2, 3]. La struttura chimica della mangiferina è illustrata in Fig. 1.

L’attività antiossidante della mangiferina è attribuita alla sua capacità chelante del ferro, che impedisce la generazione di radicali idrossilici dannosi nelle reazioni di tipo Fenton [4]. Protegge dal danno ossidativo e dalla perossidazione lipidica, rendendolo una preziosa difesa contro le minacce fisiologiche [5].

Inoltre, è stato dimostrato che la mangiferina protegge gli epatociti dai danni da ipossia/riossigenazione indotti dai radicali liberi formando complessi con il ferro, neutralizzando i radicali liberi e prevenendo la perossidazione lipidica [7].

Sintesi e metabolismo della mangiferina

La sintesi della mangiferina coinvolge la reazione di Friedel-Crafts, che collega il donatore di glicosile con un composto aromatico ricco di elettroni attraverso legami glicosidici [9]. Poiché la mangiferina è priva di un gruppo carbonilico C-9 funzionale, la glicosilazione arilica C è essenziale a causa della carenza di elettroni [10, 11]. Questo processo include l’idrolisi dell’aglicone 1,3,6,7-tetraidrossixantone con R-acetobromoglucosio, formando legami O-glicosidici [12].

È interessante notare che i C-glucosidi, inclusa la mangiferina, interagiscono con la microflora intestinale, subendo il metabolismo e la trasformazione in corrispondenti agliconi [28]. Il sostituente glicosilico fornisce vantaggi antiossidanti grazie alla sua struttura e posizione, migliorando la biodisponibilità [17].

Ruolo farmacocinetico

La scarsa lipofilia e idrofilicità della mangiferina presenta sfide per il suo assorbimento e la sua biodisponibilità. Gli studi hanno esplorato modi per migliorare la sua solubilità e permeabilità intestinale. La complessazione della mangiferina con i fosfolipidi ha mostrato risultati promettenti, migliorando la solubilità, il coefficiente di partizione e, in definitiva, la biodisponibilità [30]. La somministrazione di complessi mangiferina-fosfolipidi di soia è stata associata ad una maggiore attività epatoprotettiva nei ratti trattati con tetracloruro di carbonio, aumentando ulteriormente la biodisponibilità della mangiferina [31].

La ricerca ha dimostrato la capacità della mangiferina di attraversare la barriera emato-oculare, rendendola potenzialmente efficace nel trattamento di varie malattie degli occhi [32]. Inoltre, studi di quantificazione hanno rivelato la presenza di mangiferina nel plasma e nelle urine, facendo luce sul suo destino metabolico [33]. È stato riscontrato che la mangiferina può essere rilevata nelle feci e nelle urine, suggerendo la sua eliminazione dall’organismo [34]. La cromatografia in controcorrente ad alta velocità ha consentito la quantificazione della mangiferina da varie fonti vegetali, sottolineandone la diversa presenza in natura [35].

Prospettive di salute

Proprietà antitumorali

Il potenziale della mangiferina come agente antitumorale è un argomento di notevole interesse. Ha dimostrato effetti preventivi e terapeutici contro vari tipi di cancro. In particolare, la mangiferina ha mostrato effetti antileucemici e preventivi nelle cellule leucemiche HL-60. Induce l’arresto del ciclo cellulare nella fase G2/M, inibendo la fosforilazione di ATR, Chk1, Akt ed Erk1/2 [37]. Inoltre, la mangiferina prende di mira numerosi fattori coinvolti nello sviluppo del cancro, inclusi fattori di trascrizione, fattori di crescita, proteine ​​del ciclo cellulare, citochine ed enzimi infiammatori [38].

Nel cancro al seno, la mangiferina svolge un ruolo nella regolazione dei recettori degli estrogeni ERα ed ERβ, rendendola un potenziale candidato per la gestione del cancro al seno [39]. Ha anche dimostrato efficacia nelle cellule di glioma sopprimendo l’espressione della metalloproteinasi della matrice (MMP)-9, che è associata alla proliferazione e all’invasione delle cellule tumorali [40]. Inoltre, è stato scoperto che la mangiferina riduce l’attività della MMP-9 indotta dal TNFα e inibisce l’attività del fattore nucleare κB (NF-κB) nelle cellule di adenocarcinoma prostatico [41].

Studi su modelli animali hanno evidenziato il potenziale della mangiferina nella prevenzione del carcinoma polmonare indotto da agenti cancerogeni, dimostrando la sua capacità di ridurre l’attività degli enzimi lisosomiali e lo stress ossidativo [42]. Inoltre, è stato dimostrato che la mangiferina protegge dai danni al DNA e dallo stress ossidativo in vari tipi di cellule, indicando il suo potenziale nella prevenzione del cancro [43].

La mangiferina ha proprietà antitumorali

effetti in varie linee cellulari. Nelle cellule di carcinoma nasofaringeo (CNE2), la mangiferina induce l’arresto del ciclo cellulare nella fase G2/M e promuove l’apoptosi precoce regolando l’espressione dei geni correlati all’apoptosi [44]. Inoltre, è stato scoperto che inibisce l’attivazione di NF-kB e riduce i marcatori infiammatori nei ratti con bronchite cronica indotta dal fumo di sigaretta, indicando il suo potenziale nel mitigare il rischio di cancro associato all’infiammazione [45].

Nella ricerca sul cancro al seno, la mangiferina ha dimostrato la sua capacità di sensibilizzare le cellule tumorali alla chemioterapia. Se combinata con la doxorubicina, la mangiferina può ridurre la vitalità cellulare e inibire l’espressione della glicoproteina P (P-gp), una proteina di resistenza multifarmaco che può ridurre l’efficacia della chemioterapia [46]. Inoltre, è stato dimostrato che la mangiferina migliora la stabilità e l’attività di Nrf2 (fattore 2 correlato al fattore nucleare eritroide 2) in varie cellule tumorali, portando a una riduzione dello stress ossidativo e ad un aumento della vitalità cellulare [47].

Anche le linee cellulari del cancro al seno sono state al centro della ricerca, con la mangiferina che ha mostrato la capacità di sopprimere il potenziale metastatico, inibire l’espressione di MMP-7 e MMP-9 e invertire la transizione epiteliale-mesenchimale (EMT). Questi effetti contribuiscono all’inibizione della crescita e della progressione del tumore [49].

Inoltre, la mangiferina ha dimostrato risultati promettenti nella ricerca sulla leucemia. È stato scoperto che sottoregola l’espressione dei geni BCR e ABL, inibendo potenzialmente la crescita delle cellule leucemiche [50]. Nelle cellule HL-60, la mangiferina induce l’arresto del ciclo cellulare in fase G2/M e sovraregola l’espressione dell’mRNA di CDC2 e CCNB1, supportando ulteriormente il suo potenziale nel trattamento della leucemia [51].

Inoltre, la mangiferina è stata studiata per il suo ruolo nell’inibizione dell’attività della telomerasi, che è fondamentale per l’immortalizzazione delle cellule tumorali. Inducendo l’apoptosi e aumentando i livelli di Fas, la mangiferina ha il potenziale di colpire i meccanismi fondamentali alla base dell’immortalità delle cellule tumorali [52].

Potenziali effetti epatoprotettivi

La mangiferina ha mostrato proprietà epatoprotettive in vari studi. Quando somministrata ad animali con carcinoma polmonare indotto da agenti cancerogeni, la mangiferina ha migliorato significativamente il danno epatico riducendo i componenti glicoproteici, la perossidazione lipidica della membrana e i livelli di ATPasi. Ha anche aumentato la concentrazione di antiossidanti come glutatione, catalasi, superossido dismutasi e vitamine E e C [53]. Inoltre, nei ratti con danno epatico indotto dal tetracloruro di carbonio, la somministrazione del complesso di mangiferina ha portato ad una maggiore epatoprotezione e ad una maggiore biodisponibilità, supportando ulteriormente il suo potenziale per la salute del fegato [31].

Effetti neuroprotettivi

La mangiferina ha dimostrato effetti neuroprotettivi contro la neurotossicità indotta dal metilmercurio. Nelle linee cellulari IMR-32 (neuroblastoma umano), sopprime il danno al DNA, riduce lo stress ossidativo, inibisce la depolarizzazione della membrana mitocondriale e aumenta i livelli di glutatione. Questi risultati evidenziano il potenziale della mangiferina nella protezione contro la neurotossicità [55].

Attività antinfiammatoria L’infiammazione è una componente fondamentale del meccanismo di difesa dell’organismo contro gli stimoli dannosi, ma l’infiammazione cronica può portare a varie malattie. La mangiferina, un polifenolo naturale, ha mostrato notevoli proprietà antinfiammatorie in vari modelli sperimentali. Questo capitolo approfondisce i meccanismi alla base degli effetti antinfiammatori della mangiferina.

Meccanismi dell’azione antinfiammatoria della mangiferina: l’attività antinfiammatoria della mangiferina ruota principalmente attorno alla sua capacità di modulare le principali vie di segnalazione coinvolte nell’infiammazione. Inibisce efficacemente l’attivazione di NF-kB, un fattore di trascrizione responsabile della regolazione dell’espressione dei geni proinfiammatori. Sopprimendo l’attivazione di NF-kB, la mangiferina sottoregola la produzione di citochine infiammatorie come TNF-α, IL-6 e IL-1β.

Regolazione della segnalazione MAPK: la mangiferina interferisce anche con la via di segnalazione MAPK, che svolge un ruolo fondamentale nella mediazione delle risposte infiammatorie. Attraverso l’inibizione della fosforilazione delle MAPK, la mangiferina riduce l’attivazione dei mediatori proinfiammatori a valle.

Impatto sulla colite e sulle malattie infiammatorie intestinali (IBD): modelli sperimentali di colite hanno dimostrato il potenziale della mangiferina nel migliorare le malattie infiammatorie intestinali. Sopprime l’accorciamento del colon, l’attività della mieloperossidasi e la sovraregolazione di marcatori infiammatori come la cicloossigenasi-2 (COX-2) e l’ossido nitrico sintasi. Inoltre, la regolazione della fosforilazione di NF-κB e IRAK1 da parte della mangiferina contribuisce ai suoi effetti anti-colite.

Gestione del dolore e risposte nocicettive

La gestione del dolore è un aspetto critico dell’assistenza sanitaria e la mangiferina si è rivelata promettente come agente analgesico. Questo capitolo fornisce una panoramica completa del ruolo della mangiferina nel sollievo dal dolore.

Meccanismi delle proprietà analgesiche della mangiferina: la mangiferina esercita i suoi effetti analgesici attraverso molteplici meccanismi. Riduce i livelli anomali di mRNA sia di citochine proinfiammatorie che di citochine antinfiammatorie nei tessuti polmonari. Inoltre, la mangiferina attenua lo squilibrio tra le risposte delle cellule Th1 e Th2, che è spesso associato al dolore infiammatorio. Inoltre inibisce l’attivazione e l’espressione di fattori di trascrizione come GATA-3 e STAT-6.

Gestione del dolore neuroinfiammatorio: modelli sperimentali che coinvolgono danni a lungo termine indotti dalla formalina e meccano-iperalgesia cronica hanno evidenziato l’efficacia della mangiferina nella gestione del dolore neuroinfiammatorio. Sopprime la produzione di IL-6 indotta da LPS e l’espressione di cistationina-b-sintasi (CBS), fornendo sollievo dal dolore cronico.

Dolore viscerale e dolore infiammatorio: nei modelli murini di dolore sperimentale, la mangiferina mostra una significativa attività antinocicettiva contro il dolore chemogenico, compreso il dolore indotto da formalina e capsaicina e il dolore viscerale indotto da acido acetico. Questi risultati indicano il suo potenziale per alleviare vari tipi di dolore.

Protezione contro le lesioni polmonari acute

Il danno polmonare acuto (ALI) e la sua forma grave, la sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS), sono condizioni potenzialmente letali caratterizzate da grave infiammazione dei polmoni. Questo capitolo si concentra sul ruolo protettivo della mangiferina contro l’ALI.

Modulazione della segnalazione di NF-kB e dei mediatori proinfiammatori: la mangiferina inibisce efficacemente la segnalazione di NF-kB e le MAPK, che sono attori centrali nella cascata infiammatoria che porta all’ALI. In questo modo, sopprime la produzione di mediatori proinfiammatori responsabili del danno ai tessuti polmonari.

Sovraregolazione dell’eme ossigenasi-1 (HO-1): la capacità della mangiferina di sovraregolare l’eme ossigenasi-1 (HO-1) nel polmone è cruciale nella sua azione protettiva contro l’ALI. HO-1 è un enzima con potenti proprietà antiossidanti e antinfiammatorie e la sua maggiore espressione contribuisce alla riduzione del danno polmonare.

Trattamento del diabete – Il ruolo della mangiferina

Il diabete è diventato un problema sanitario diffuso, che colpisce una parte significativa della popolazione mondiale. Tra i pazienti diabetici, oltre l’80% soffre di diabete di tipo 2, una condizione caratterizzata da un ridotto utilizzo del glucosio nei tessuti bersaglio chiave come il muscolo scheletrico e il tessuto adiposo.

Questa disfunzione metabolica porta a livelli elevati di glucosio nel sangue e di insulina, che sono associati a una serie di complicazioni tra cui malattie cardiovascolari (ipertensione, lesioni retiniche, aterosclerosi), fegato grasso, dislipidemia e malattie renali [68]. In questo capitolo approfondiamo il potenziale della mangiferina, un composto naturale, come opzione terapeutica per il diabete e le complicanze ad esso associate.

Regolazione della mangiferina e del glucosio

Uno studio convincente ha coinvolto otto settimane di trattamento con mangiferina in topi db/db, un modello murino diabetico. Questo intervento ha portato ad una significativa riduzione dei livelli plasmatici di glucosio e trigliceridi (TG). Inoltre, ha migliorato la massa delle cellule beta pancreatiche e ha aumentato l’assorbimento di glucosio e insulina.

Il meccanismo alla base di questi effetti è stato attribuito all’attivazione della fosforilazione della proteina chinasi attivata dall’AMP (AMPK), un attore chiave nel metabolismo del glucosio, nelle cellule n 3 T3-L1. Questa attivazione dell’AMPK si estende a vari tessuti, tra cui fegato, ipotalamo, muscoli e tessuto adiposo nei topi C57BL/6 [69]. Questi risultati suggeriscono che la mangiferina può essere promettente nel migliorare la sensibilità all’insulina e la regolazione del glucosio.

Impatto della mangiferina sulla sensibilità all’insulina e sul profilo lipidico

In uno studio separato, la mangiferina è stata somministrata per via orale a ratti iperglicemici indotti da streptozotocina per quattro settimane. I risultati hanno dimostrato una migliore sensibilità all’insulina, la modulazione dei profili lipidici e un’inversione dei livelli anormali di adipochine [70]. Ciò implica che la mangiferina potrebbe potenzialmente aiutare ad affrontare la dislipidemia spesso associata al diabete.

Protezione renale con Mangiferin

La nefropatia diabetica, una complicanza comune del diabete, può portare a gravi danni ai reni. La mangiferina si è dimostrata promettente nel mitigare questa condizione. Ratti con diabete sono stati trattati con diverse concentrazioni di mangiferina per nove settimane, con conseguente riduzione della produzione di osteopontina, infiammazione renale e fibrosi renale. Il trattamento cronico con mangiferina ha prevenuto la fibrosi dei glomeruli renali e ha ridotto l’espressione dell’actina del muscolo liscio α e del collagene IV nei reni dei ratti diabetici. Inoltre, la mangiferina ha ridotto i livelli di interleuchina-1β nel siero e nei reni, evidenziandone le proprietà antinfiammatorie [71].

Effetti antiossidanti e antinfiammatori

La mangiferina ha anche dimostrato la sua capacità di ridurre la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e di migliorare le difese antiossidanti. Lo fa modulando vari percorsi, tra cui MAPK (P38, JNK ed ERK1/2), isoforme PKC (PKCα, PKCβ e PKCε), percorsi TGF-β1 e le cascate di segnalazione NF-κB. Questi percorsi svolgono un ruolo critico nella fisiopatologia della nefropatia diabetica e l’influenza della mangiferina su di essi suggerisce potenziali benefici terapeutici [72].

Protezione e rigenerazione delle cellule beta

Mantenere le cellule beta sane nel pancreas è essenziale per la produzione di insulina. Gli studi hanno indicato che la mangiferina svolge un ruolo nel preservare e rigenerare le cellule beta. In un esperimento che ha coinvolto topi adulti C57BL/6 J, la somministrazione di mangiferina ha migliorato la tolleranza al glucosio e la glicemia, ha aumentato l’iperplasia delle cellule beta e i livelli sierici di insulina, ha ridotto l’apoptosi delle cellule beta e ha promosso la proliferazione delle cellule beta. Inoltre, ha sovraregolato l’espressione di geni chiave coinvolti nella funzione delle cellule beta, come il gene homeobox pancreatico e duodenale 1 (PDX-1), il trasportatore del glucosio 2 (GLUT-2), la neurogenina 3 (Ngn3), la glucochinasi (GCK), e la proteina Forkhead box O1 (Foxo-1) [73].

Benefici renali di Mangiferina

In un regime di trattamento di nove settimane, la mangiferina ha migliorato significativamente l’insufficienza renale cronica nei ratti diabetici. Questo miglioramento è stato caratterizzato da un ridotto indice di peso renale, da una diminuzione dell’albuminuria, da una ridotta espansione della matrice extracellulare glomerulare e da un abbassamento dei livelli di azoto ureico nel sangue. La mangiferina ha inoltre potenziato l’attività enzimatica e l’espressione della gliossalasi-1 (Glo-1), un enzima chiave coinvolto nella disintossicazione dei prodotti finali della glicazione avanzata (AGE). Allo stesso tempo, ha ridotto l’espressione degli AGE e del loro recettore, RAGE, nella corteccia renale dei ratti diabetici. Questi risultati indicano che la mangiferina può svolgere un ruolo fondamentale nel mitigare il danno renale nel diabete [74].

Protezione cardiovascolare e regolazione dei lipidi

La salute cardiovascolare è una delle principali preoccupazioni per i soggetti diabetici. La mangiferina ha dimostrato il suo potenziale nel migliorare i profili lipidici e nel ridurre i fattori di rischio cardiovascolare. In uno studio condotto su ratti diabetici indotti da STZ, la somministrazione di mangiferina per 28 giorni ha prodotto livelli plasmatici di colesterolo lipoproteico a bassa densità (LDL-C) e trigliceridi (TG) significativamente più bassi. Ha inoltre aumentato i livelli di colesterolo lipoproteico ad alta densità (HDL-C), migliorando così il profilo lipidico complessivo. Inoltre, la mangiferina ha ridotto l’indice aterogenico e migliorato la tolleranza al glucosio orale nei ratti normali sottoposti a carico di glucosio [75].

Effetti anti-glicazione ed antiossidanti sulla nefropatia diabetica

La nefropatia diabetica è caratterizzata dall’accumulo di prodotti finali della glicazione avanzata (AGE). È stato dimostrato che la mangiferina abbassa significativamente i livelli sierici di AGE, le concentrazioni di sorbitolo nei globuli rossi, i livelli di malondialdeide e l’escrezione di albuminuria nelle 24 ore nei ratti nefropatici diabetici. Migliora anche l’attività degli enzimi antiossidanti come la superossido dismutasi e la glutatione perossidasi. Inoltre, la mangiferina inibisce l’espansione della matrice extracellulare glomerulare e l’accumulo di TGF-β1 nei glomeruli di ratto con nefropatia diabetica. Questi effetti, in combinazione con l’inibizione della proliferazione delle cellule mesangiali indotta dal glucosio e della produzione di collagene IV, evidenziano il potenziale della mangiferina come protezione contro la nefropatia diabetica [76].

Stress ossidativo e ruolo protettivo della mangiferina

Lo stress ossidativo è un fenomeno biologico che si verifica quando durante i processi metabolici del corpo umano vengono prodotti radicali liberi, molecole altamente reattive. Questi radicali liberi possono causare danni ossidativi alle macromolecole biologiche essenziali come proteine, acidi grassi e acidi nucleici.

Quando presenti ad alte concentrazioni, i radicali liberi possono alterare il delicato equilibrio interno delle reazioni redox, portando a una serie di malattie croniche [83, 84]. Questo capitolo esplora l’affascinante potenziale della mangiferina, un composto naturale presente nel mango e in altre piante, nel mitigare lo stress ossidativo e le complicazioni ad esso associate.

Regolazione della mangiferina e del glucosio

Il ruolo della mangiferina nel mitigare lo stress ossidativo si estende ai suoi effetti sul diabete. In uno studio condotto su ratti diabetici, la somministrazione orale di mangiferina alla dose di 40 mg/kg/giorno per 30 giorni ha prodotto riduzioni significative dei livelli di zucchero nel sangue e un aumento dei livelli di insulina plasmatica. È importante sottolineare che questo trattamento ha anche aumentato l’attività di enzimi antiossidanti cruciali, tra cui la superossido dismutasi (SOD), la catalasi (CAT) e la glutatione perossidasi (GPx) nel fegato dei ratti diabetici rispetto ai ratti di controllo. Tuttavia, vale la pena notare che la mangiferina ha portato ad una riduzione dei livelli di glutatione (GSH) nel rene, indicando effetti tessuto-specifici [85].

Protezione renale e infiammazione

La mangiferina ha dimostrato la sua capacità di proteggere dall’infiammazione renale e dallo stress ossidativo. Nelle cellule endoteliali renali glomerulari umane, l’esposizione al cloruro di cadmio ha promosso la secrezione delle citochine proinfiammatorie IL-6 e IL-8, contribuendo all’infiammazione renale. Tuttavia, il trattamento con mangiferina (a una concentrazione di 75 μM) ha prevenuto efficacemente la secrezione di IL-6 e IL-8 indotta dal cadmio da parte di queste cellule, suggerendo il suo potenziale come agente protettivo contro l’infiammazione renale [86].

Regolazione dell’inflammasoma

L’inflammasoma NLRP3 è un attore chiave nell’infiammazione e nello stress ossidativo. È stato dimostrato che la mangiferina regola la produzione di NLRP3 e Nrf2, due importanti proteine ​​coinvolte nella risposta infiammatoria. In uno studio che utilizzava un modello di topi settici indotti da CLP, la mangiferina ha attenuato la disfunzione renale e migliorato i cambiamenti morfologici nei reni. Questo intervento ha anche ridotto i livelli sierici delle citochine infiammatorie IL-1β e IL-18, ha prevenuto l’apoptosi delle cellule epiteliali tubulari e ha soppresso l’attivazione dell’inflammasoma NLRP3 nei reni, evidenziando il potenziale della mangiferina nel mitigare l’infiammazione e lo stress ossidativo in questo contesto [87].

Protezione del fegato

Gli effetti protettivi della mangiferina si estendono alla salute del fegato. In un esperimento che prevedeva la somministrazione di mangiferina (100 mg/kg di peso corporeo) per sei giorni, la mangiferina ha ridotto significativamente la formazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e ha abbassato i livelli degli enzimi epatici ALT (alanina transaminasi) e ALP (fosfatasi alcalina). Inoltre, ha ripristinato il potenziale della membrana mitocondriale, regolato l’espressione delle proteine ​​correlate all’apoptosi Bcl-2 e Bax e inibito l’attivazione di NF-κB (fattore nucleare kappa B) e delle proteine ​​chinasi attivate dal mitogeno (MAPK). Questi risultati suggeriscono che la mangiferina può avere proprietà epatoprotettive, in particolare nel contesto del danno epatico indotto dallo stress ossidativo [88].

Neuroprotezione

Il cervello è particolarmente vulnerabile allo stress ossidativo, che è associato a varie condizioni neurologiche. La mangiferina ha dimostrato proprietà neuroprotettive in diversi studi. In un modello di ratto con deterioramento cognitivo indotto dalla ketamina, la mangiferina (somministrata a 50 mg/kg, ip, per sette giorni, due volte al giorno) ha mostrato effetti protettivi significativi. Inoltre, il trattamento con mangiferina (a concentrazioni comprese tra 10 e 100 μM per sette giorni) ha prevenuto la morte cellulare indotta dalla 6-idrossidopamina (6-OHDA) in modo dipendente dalla concentrazione. Inoltre, ha ridotto i livelli di citochina proinfiammatoria IL-6 e il marcatore di stress ossidativo malondialdeide (MDA) nei tessuti cerebrali [89].

Protezione delle vie respiratorie e del sistema immunitario

La mangiferina ha dimostrato anche i suoi effetti protettivi sul sistema respiratorio e immunitario. In uno studio condotto su ratti affetti da bronchite cronica, varie concentrazioni di mangiferina (da 100 a 400 mg/kg) hanno aumentato i livelli dell’enzima antiossidante SOD e dell’ossido nitrico (NO) nel liquido di lavaggio broncoalveolare (BALF) e nel siero. Inoltre, ha ridotto i livelli di MDA e di citochine proinfiammatorie TNF-α e IL-8 nei tessuti polmonari. In un esperimento separato utilizzando macrofagi RAW264.7, la mangiferina ha ridotto l’espressione dell’mRNA della COX-2 indotta dal lipopolisaccaride (LPS) [90].

Funzione renale e regolazione dell’acido urico

L’iperuricemia, caratterizzata da elevati livelli sierici di acido urico, può portare a problemi ai reni e alle articolazioni. Nei topi con iperuricemia indotta da ossanato di potassio, la mangiferina (somministrata a concentrazioni di 50, 100 e 200 mg/kg) ha ridotto efficacemente l’acido urico sierico, i livelli di azoto ureico e la concentrazione di creatinina. Inoltre, ha sottoregolato l’espressione del trasportatore murino del glucosio 9 (mGLUT9) e del trasportatore urato 1 (mURAT1) sia a livello di mRNA che di proteina. La mangiferina ha anche sovraregolato l’espressione del trasportatore di anioni organici murini 1 (mOAT1) e aumentato i livelli di cationi organici renali. Questi risultati suggeriscono che la mangiferina può svolgere un ruolo nella regolazione del riassorbimento dell’acido urico e della funzione renale [91].

Protezione dalla genotossicità

Nei topi albini svizzeri esposti alla genotossicità indotta dal cloruro di cadmio, una singola dose intraperitoneale di mangiferina (alla dose di 2,5 mg/kg) ha ridotto significativamente il rapporto tra eritrociti policromatici micronucleati (MnPCE) ed eritrociti normocromatici (MnNCE) e ha aumentato il rapporto tra eritrociti policromatici (PCE) in eritrociti normocromatici (NCE). Inoltre, la mangiferina ha ridotto la perossidazione lipidica e aumentato l’attività degli enzimi antiossidanti tra cui SOD, GSH, CAT e GST nel fegato, evidenziando il suo potenziale nella protezione dalla genotossicità e dal danno ossidativo [92].

Ruolo neuroprotettivo

La mangiferina ha dimostrato un ruolo neuroprotettivo contro la neurotossicità e il deterioramento cognitivo indotti dal cloruro di alluminio nei topi albini svizzeri maschi. La somministrazione di mangiferina a dosi di 20 e 40 mg/kg ha ridotto significativamente i marcatori dello stress ossidativo, i livelli di citochine infiammatorie e il contenuto del fattore neurotrofico derivato dal cervello dell’ippocampo (BDNF). Ciò suggerisce che la mangiferina può avere un potenziale nella protezione contro le condizioni neurodegenerative associate allo stress ossidativo [96].

Protezione contro la perdita di neuroni dopaminergici

In un modello murino trattato con la neurotossina 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetraidropiridina (MPTP), la mangiferina (somministrata a dosi di 10, 20 e 40 mg/kg per 14 giorni) ha prevenuto la comparsa della dopamina deplezione e deficit comportamentali indotti da MPTP. Questi risultati evidenziano il potenziale della mangiferina nella protezione contro la perdita di neuroni dopaminergici e i deficit motori associati [97].

Rilassamento della muscolatura liscia respiratoria

La mangiferina ha dimostrato la capacità di rilassare la muscolatura liscia respiratoria. Ha inibito le contrazioni indotte da vari stimoli tracheali, tra cui 5-idrossitriptamina, carbacolo, istamina e allergeni, in modo dipendente dalla concentrazione. Inoltre, la mangiferina ha rilassato gli anelli tracheali che erano stati pre-contratti con il carbacolo, indicando le sue proprietà anti-contrattili e rilassanti. Questo effetto era sensibile agli inibitori dell’ossido nitrico sintasi (NOS), della guanilato ciclasi solubile e dei bloccanti dei canali del potassio, suggerendo il coinvolgimento della via dell’ossido nitrico (NO)-guanosina monofosfato ciclico (cGMP) e dei canali del potassio nel meccanismo d’azione della mangiferina. 98].

Potenziamento del sistema immunitario

La mangiferina ha dimostrato la capacità di migliorare le risposte immunitarie. Nei ratti trattati con ciclofosfamide, la somministrazione orale di mangiferina (a dosi di 10 e 20 mg/kg al giorno) per due settimane ha portato a un miglioramento delle risposte cellulari, un aumento dei livelli di IgM antigene-specifiche e un aumento del peso degli organi linfoidi. Inoltre, la mangiferina ha ridotto la perossidazione lipidica e il numero di linfociti, macrofagi e cellule polimorfonucleate, migliorando al contempo l’attività degli enzimi antiossidanti SOD e CAT [2].

Neuroinfiammazione e danno ossidativo

Nei giovani ratti maschi Wistar, la mangiferina (somministrata a concentrazioni di 15, 30 e 60 mg/kg) ha protetto contro la neuroinfiammazione e il danno ossidativo. Ciò è stato evidenziato da una riduzione dei livelli plasmatici delle citochine proinfiammatorie IL-1β e dei glucocorticoidi (GC), dalla prevenzione dello squilibrio redox, dal mantenimento dei livelli di catalasi nel cervello e da una diminuzione dei mediatori proinfiammatori come TNF-α, NF-κB, recettore 1 del TNF, iNOS e COX-2. Inoltre, la mangiferina ha ridotto la perossidazione lipidica, indicando il suo potenziale come strategia per il trattamento di patologie neuropsichiatriche e neurologiche [99].

Potenziamento neurotrofico e cognitivo

In un altro studio, la somministrazione orale di mangiferina (a dosi di 10, 50 o 100 mg/kg) ha aumentato il riconoscimento di nuovi oggetti nei ratti quando somministrata immediatamente dopo l’allenamento. La mangiferina ha inoltre stimolato la proliferazione cellulare e aumentato i livelli del fattore di crescita nervoso supernatante (NGF) e del TNF-alfa. Inoltre, ha elevato i livelli di citochine e fattori neurotrofici nelle cellule di glioblastoma umano U138-MG, suggerendo un potenziale ruolo nel miglioramento delle funzioni neurotrofiche e cognitive [100].

Mangiferina e iperlipidemia

L’iperlipidemia, caratterizzata da elevati livelli di lipidi, come colesterolo e trigliceridi, nel sangue, è un fattore di rischio significativo per le malattie cardiovascolari e altri disturbi metabolici. La gestione dell’iperlipidemia è fondamentale per prevenire le complicazioni sanitarie correlate. Negli ultimi anni, c’è stato un crescente interesse per il potenziale ruolo della mangiferina, un composto bioattivo presente nel mango e in altre piante, nel mitigare l’iperlipidemia e i suoi squilibri metabolici associati. Questo capitolo fornisce una panoramica completa degli effetti protettivi della mangiferina contro l’iperlipidemia e i suoi meccanismi sottostanti.

Regolazione della mangiferina delle vie metaboliche

È stato dimostrato che la mangiferina esercita i suoi effetti protettivi contro l’iperlipidemia modulando varie vie metaboliche. Ha un impatto sul gliossilato, sull’acido tricarbossilico (TCA), sui cicli della taurina e sul metabolismo dei dicarbossilati, dei glicerofosfolipidi, dell’ipotaurina, della treonina, della serina, della glicina e della biosintesi degli acidi biliari primari [101]. Questi effetti regolatori contribuiscono al mantenimento dell’omeostasi lipidica e alla prevenzione dell’iperlipidemia.

Biogenesi mitocondriale e attività ossidativa

La mangiferina migliora la biogenesi mitocondriale e l’attività ossidativa sovraregolando proteine ​​chiave come la subunità 6B1 del citocromo c ossidasi (Cox6b1) e l’ossoglutarato deidrogenasi E1 (DHTKD1). Queste proteine ​​sono coinvolte nel trasporto degli elettroni e nella fosforilazione ossidativa all’interno dei mitocondri [102]. Questo miglioramento della funzione mitocondriale promuove un metabolismo energetico efficiente e può aiutare a ridurre l’accumulo di lipidi.

Inibizione della lipogenesi

Uno dei meccanismi critici alla base dell’iperlipidemia è l’eccessiva sintesi di lipidi, inclusi colesterolo e trigliceridi. La mangiferina svolge un ruolo nell’inibire la lipogenesi riducendo l’espressione dell’acetil-CoA carbossilasi 1 (Acac1) e della stearoil-CoA desaturasi 1 (Scd1), entrambi enzimi essenziali nella sintesi degli acidi grassi. Questa inibizione contribuisce a prevenire l’accumulo di lipidi in vari tessuti [102].

Bioenergetica e adiposità

La mangiferina non solo migliora i processi bioenergetici ma previene anche l’adiposità. Sottoregola le proteine ​​mitocondriali coinvolte nella lipogenesi de novo promuovendo al contempo le proteine ​​associate al dispendio energetico [102]. Questa doppia azione aiuta a mantenere un sano equilibrio tra metabolismo energetico e peso corporeo.

Neuroprotezione e funzione mitocondriale

Nelle cellule SK-N-SH di neuroblastoma umano, è stato dimostrato che la mangiferina aumenta significativamente la vitalità cellulare, migliora il potenziale della membrana mitocondriale e riduce l’apoptosi indotta dalla neurotossina rotenone [103]. Questo effetto neuroprotettivo può avere implicazioni nella prevenzione delle complicanze neurali associate all’iperlipidemia.

Ossidazione del glucosio muscolare migliorata

Gli effetti benefici della mangiferina si estendono al tessuto muscolare. Nei topi alimentati con una dieta ricca di grassi (HFD), la mangiferina migliora l’ossidazione del glucosio muscolare senza alterare l’ossidazione degli acidi grassi. Aumenta l’ossidazione del glucosio e del piruvato, favorendo la produzione di ATP. Inoltre, la mangiferina sopprime la conversione del piruvato in lattato attraverso il metabolismo anaerobico, aumentando al contempo l’ossidazione del piruvato [104].

Riduzione dei livelli di acidi grassi liberi (FFA).

L’iperlipidemia porta spesso a livelli elevati di acidi grassi liberi (FFA) nel sangue. È stato dimostrato che la somministrazione di mangiferina nei criceti riduce significativamente i livelli totali di FFA, contribuendo alla prevenzione delle complicanze legate ai lipidi. Questo effetto è associato alla sovraregolazione del recettore alfa attivato dal proliferatore del perossisoma (PPAR-α) e di altri geni coinvolti nel metabolismo degli acidi grassi [15].

Riduzione dello stress ossidativo e delle specie reattive dell’ossigeno (ROS)

Un eccessivo accumulo di lipidi può portare allo stress ossidativo, caratterizzato da uno squilibrio tra radicali liberi e antiossidanti. È stato dimostrato che la mangiferina riduce la produzione di specie reattive dell’ossigeno attraverso sia i mitocondri epatici isolati che i linfociti. Protegge anche dall’esaurimento dei substrati mitocondriali e previene il danno ossidativo [105].

Attivazione della proteina chinasi attivata da AMP (AMPK)

La somministrazione di mangiferina è stata associata all’attivazione della proteina chinasi attivata da AMP (AMPK), un regolatore chiave del metabolismo energetico. Questa attivazione porta ad un aumento della fosforilazione dell’AMPK e dei suoi bersagli a valle, tra cui la carnitina palmitoiltransferasi 1 (CPT1) e la traslocasi degli acidi grassi (CD36). Contemporaneamente, la mangiferina riduce l’espressione dell’acil-CoA: diacilglicerolo aciltransferasi 2 (DGAT2) e inibisce l’attività dell’acetil-CoA carbossilasi (ACC), promuovendo infine l’ossidazione dei lipidi [106].

Effetti condrogenici

La mangiferina dimostra effetti condrogenici, contribuendo al mantenimento del tessuto cartilagineo sano. Aumenta l’espressione delle proteine ​​morfogenetiche ossee (BMP-4 e BMP-2), del fattore di crescita trasformante beta (TGF-β) e dei marcatori della condrogenesi come SOX9, collagene di tipo 2 (col2 alfa1), aggrecano e cartilagine connessina . Questo effetto è particolarmente prezioso nel contesto della salute delle articolazioni [107, 108].

Proprietà varie

Oltre al suo ruolo nel mitigare l’iperlipidemia, la mangiferina presenta un’ampia gamma di altre proprietà benefiche. Questi includono:

  • Protezione contro la dermatite atopica, l’asma bronchiale e altre malattie allergiche attraverso l’inibizione della produzione di IgE, reazioni anafilattiche, permeabilità vascolare indotta dall’istamina e risposte proliferative dei linfociti [109].
  • Riduzione della perdita ossea alveolare attraverso l’inibizione dell’espressione della COX-2 e del rotolamento e dell’adesione dei leucociti, pur mantenendo livelli normali di lipossina A4 [110].
  • Protezione contro il danno ossidativo in vari tessuti, inclusi neuroni, muscolo cardiaco, fegato e reni, attraverso le sue proprietà antiossidanti [110, 118].
  • Attività antivirale contro l’HIV-1 attraverso l’inibizione della proteasi dell’HIV-1 [8].
  • Inibizione del riassorbimento osseo e della formazione di osteoclasti sopprimendo la segnalazione indotta da RANKL, che è rilevante per la salute delle ossa [114].
  • Riduzione del danno epatico indotto dalla galattosamina sopprimendo l’infiammazione e attivando la via Nrf2 [115].
  • Proprietà antibatteriche e antifungine contro vari agenti patogeni [116, 117].
  • Protezione contro le lesioni indotte dalle radiazioni nelle cellule epiteliali intestinali umane [112].
  • Riduzione dell’infiammazione delle vie aeree e dei livelli di citochine proinfiammatorie IL-4 e IL-5 [109].
  • Attenuazione della neuroinfiammazione riducendo i livelli di IL-1β e miglioramento dei comportamenti anedonici e anedonici nei topi trattati con LPS [121].

Conclusione

La mangiferina, un composto bioattivo naturale presente nel mango e in altre fonti vegetali, è estremamente promettente nella prevenzione e nella gestione dei disturbi legati allo stile di vita. La sua vasta gamma di benefici per la salute, tra cui proprietà antiossidanti, antitumorali, epatoprotettive e neuroprotettive, lo rendono un valido candidato per ulteriori ricerche e potenziali usi terapeutici. Comprendere la sintesi, il metabolismo e la farmacocinetica della mangiferina fornisce preziose informazioni sulla sua biodisponibilità e sulle potenziali applicazioni. Sebbene siano necessari ulteriori studi per chiarirne i meccanismi d’azione e l’efficacia clinica, le molteplici proprietà della mangiferina offrono prospettive entusiasmanti per lo sviluppo di nuove terapie e interventi dietetici volti a promuovere la salute umana e prevenire le malattie croniche.


Approfondimento …

Sistemi polimerici integrati con mangiferina

In questo capitolo dettagliato esploreremo varie tecniche per integrare la mangiferina, un composto bioattivo presente in natura, in sistemi polimerici per migliorarne la biodisponibilità e il potenziale terapeutico. Nonostante la sua vasta gamma di attività biologiche, la mangiferina è stata sottoutilizzata a causa della limitata biodisponibilità. La ricerca recente si è concentrata sullo sviluppo di sistemi di rilascio innovativi basati su polimeri per superare questa limitazione.

Tecnica dell’essiccazione a spruzzo

Nel 2013, José Roberto R. de Souza e colleghi hanno condotto uno studio sull’essiccazione a spruzzo della mangiferina in vari materiali polimerici polisaccaridici, tra cui pectina citrica, pectina di zucca e chitosano [145]. Lo scopo era valutare l’effetto di diversi polimeri e la presenza del tensioattivo Tween 80 sull’incapsulamento della mangiferina.

Setup sperimentale

I ricercatori hanno utilizzato quattro diverse formulazioni: SD1 (pectina citrica/mangiferina), SD2 (pectina citrica/mangiferina/Tween 80), SD3 (pectina di zucca/mangiferina/Tween 80) e SD4 (chitosano/mangiferina/Tween 80). Hanno incapsulato 200 mg di mangiferina con 2,0 g di ciascun polisaccaride, sia con che senza tensioattivo Tween 80 (0,1%). Il processo di incapsulamento è stato eseguito utilizzando un essiccatore a spruzzo Büchi B-290 con parametri specifici: temperatura dell’aria in ingresso di 160°C, temperatura dell’aria in uscita di 80°C, velocità di alimentazione di 6 mL/min, flusso volumetrico dell’aspiratore di 35 m^3/ h e portata d’aria di 84 L/h. La produttività per tutti i campioni è stata del 65%.

Caratterizzazione dei prodotti incapsulati

I ricercatori hanno analizzato i granuli risultanti utilizzando diverse tecniche, tra cui gli spettri infrarossi in trasformata di Fourier (FTIR), la microscopia elettronica a scansione (SEM), la spettrometria di massa a ionizzazione elettrospray con cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC-ESI-MS) e la spettrometria di massa a ionizzazione elettrospray (ESI). -SM).

Risultati chiave

  • Il diametro medio delle particelle variava tra le formulazioni: SD3 aveva il diametro medio maggiore (15 μm), mentre SD4 aveva il diametro più piccolo (2,9 μm). SD1 e SD2 avevano dimensioni intermedie (rispettivamente 7,2 μm e 10,2 μm), con differenze attribuite alla presenza di Tween 80.
  • È stato scoperto che Tween 80 influenza la dimensione delle particelle e le caratteristiche della superficie, risultando in particelle più lisce e uniformi in SD2.
  • La concentrazione di mangiferina nelle capsule era correlata alla dimensione delle particelle, con la concentrazione più alta osservata in SD3 e la più bassa in SD4 (rispettivamente 29, 41, 49 e 16 μg/mg).
  • Tween 80, essendo un tensioattivo non ionico, interagisce in modo idrofobico con la matrice polimerica, influenzando la ritenzione del farmaco durante l’essiccazione a spruzzo. Il chitosano, un polisaccaride carico positivamente, aveva un potenziale di ritenzione inferiore rispetto alle pectine caricate negativamente.

Conclusione e direzioni future

Questi risultati dimostrano l’impatto significativo della natura del polimero e della presenza di tensioattivi sull’incapsulamento del farmaco durante il processo di essiccazione a spruzzo. Pur essendo riusciti a ottimizzare le condizioni di incapsulamento, questi esperimenti si sono limitati alla sintesi e al test delle proprietà e non hanno coinvolto studi su cellule vive. Ciò apre strade per ulteriori ricerche sull’incapsulamento della mangiferina utilizzando la tecnica dell’essiccazione a spruzzo, esplorando vari biopolimeri con o senza tensioattivi per farmaci orali, parenterali o topici.

Tecnica semplice di evaporazione del solvente

Nel 2014, Hequn Ma e colleghi hanno sviluppato un complesso fosfolipidico per migliorare la solubilità e la biodisponibilità della mangiferina [147]. Lo studio mirava a studiare le proprietà del complesso e il suo impatto sulla biodisponibilità orale della mangiferina.

Setup sperimentale

Il complesso mangiferina-fosfolipide è stato preparato sciogliendo la mangiferina e il lipoide E80 in un rapporto molare 1:1 utilizzando etanolo come solvente. La solubilità e la capacità di adsorbimento della mangiferina sono state valutate secondo gli standard China Pharmacopoeia 2010.

Caratterizzazione del Complesso

I ricercatori hanno caratterizzato il complesso analizzandone la solubilità, la capacità di assorbimento e la permeabilità, confrontandolo con miscele fisiche di mangiferina pura e mangiferina-fosfolipide. Hanno anche condotto studi di farmacocinetica sui topi.

Risultati chiave

  • Il contenuto di mangiferina nel complesso era del 35,02% (p/p).
  • Il complesso ha mostrato una migliore solubilità sia in acqua che in n-ottanolo rispetto alla mangiferina pura, con un aumento di 30 volte della solubilità di n-ottanolo.
  • Studi in vitro hanno dimostrato che il complesso presentava tassi di vincolo di assorbimento più elevati nel duodeno, nel digiuno, nell’ileo e nel colon rispetto alla mangiferina pura. I valori di permeabilità effettiva erano significativamente più alti in tutti i segmenti.
  • Studi di farmacocinetica sui topi hanno rivelato che il complesso ha aumentato la Cmax, prolungato l’emivita di eliminazione della mangiferina e migliorato significativamente la biodisponibilità relativa.

Conclusione e direzioni future

Lo studio ha dimostrato che il complesso mangiferina-fosfolipide ha migliorato significativamente la biodisponibilità orale della mangiferina. Questo approccio è promettente per la somministrazione mirata di farmaci in varie parti del corpo e per una migliore efficacia terapeutica. La ricerca futura dovrebbe esplorare il potenziale del complesso negli studi sulle cellule tumorali e indagare ulteriormente il suo meccanismo d’azione.

Tecnica di evaporazione del solvente in emulsione

Nel 2016, Rungkan Boonnattakorn e colleghi hanno integrato la mangiferina in copolimeri di etilene vinil acetato (EVA) e vinil acetato (VA) per sviluppare prodotti in emulsione con potenziali applicazioni nella somministrazione di farmaci [148]. Questo studio mirava a valutare l’effetto di diversi tensioattivi e contenuti di VA sulle proprietà delle emulsioni.

Setup sperimentale

Lo studio ha confrontato l’impatto di due tensioattivi, Span®20 e Pluronic®P 123, sulle emulsioni create combinando la mangiferina con soluzioni EVA contenenti diversi contenuti di VA (12%, 18%, 25% e 40%). I ricercatori hanno valutato molteplici caratteristiche delle matrici dei prodotti.

Caratterizzazione delle Emulsioni

I ricercatori hanno condotto un’analisi completa, inclusa l’efficienza di dispersione della mangiferina, il punto di fusione, il calore di fusione, la permeabilità all’ossigeno, il grado di cristallizzazione, la temperatura di transizione vetrosa, la resistenza alla trazione, l’allungamento alla rottura, la presa, le attività antiossidanti, il profilo di rilascio della mangiferina e l’analisi statistica .

Risultati chiave

  • I tensioattivi, in particolare Span®20, hanno facilitato la dispersione fine delle particelle di mangiferina nei film EVA, prevenendone l’agglomerazione.
  • Span®20 ha prodotto particelle più piccole e microemulsioni più stabili rispetto a Pluronic®P 123, risultando in film con flessibilità simile ai film EVA senza tensioattivi.
  • Il contenuto di VA ha influenzato significativamente le caratteristiche della pellicola, aumentando il grado di cristallizzazione e la temperatura di fusione riducendo al contempo la flessibilità e il rilascio di mangiferina, in particolare nei film con un contenuto di VA inferiore. La permeabilità all’ossigeno aumenta con un contenuto di VA più elevato.
  • Span®20 ha avuto un impatto minimo sulle caratteristiche meccaniche e di barriera della pellicola, ma ha aumentato significativamente il rilascio di mangiferina dalla matrice EVA, migliorando l’attività antiossidante.

Conclusione e direzioni future

Lo studio ha dimostrato il potenziale dei tensioattivi e del contenuto di VA nel controllare il rilascio di mangiferina dalle matrici EVA. Ulteriori ricerche possono esplorare l’ottimizzazione dei rapporti tensioattivi e polimeri per specifiche applicazioni di somministrazione di farmaci.

Tecnica antisolvente supercritica

Nel 2017, García-Casas e colleghi hanno utilizzato un processo antisolvente supercritico per produrre particelle di mangiferina-acetato ftalato di cellulosa in vari rapporti di materiale [150]. Lo studio mirava a valutare l’effetto di diversi rapporti e condizioni di lavorazione sulle caratteristiche delle particelle e sul rilascio del farmaco.

Setup sperimentale

I ricercatori hanno utilizzato due varianti del processo antisolvente supercritico: SAS1, in cui sia il polimero che la mangiferina venivano sciolti nella stessa soluzione, e SAS2, in cui soluzioni separate venivano spruzzate nello stesso serbatoio. Sono stati testati diversi rapporti di materiale e parametri di lavorazione.

Caratterizzazione delle Particelle

Lo studio prevedeva la caratterizzazione delle dimensioni delle particelle, della morfologia, della cristallinità e delle proprietà di rilascio della mangiferina dei sistemi risultanti.

Risultati chiave

  • SAS1 ha prodotto particelle con una distribuzione dimensionale stretta (0,25–0,41 μm) e dimensioni più piccole per proporzioni di mangiferina inferiori. SAS2 ha prodotto due diverse morfologie di particelle, comprese piccole fibre di mangiferina e microsfere, con dimensioni variabili in base al rapporto polimerico.
  • Dopo i processi SAS, i sistemi presentavano uno stato amorfo, che migliorava la solubilità della mangiferina in acqua.
  • Test in vitro hanno dimostrato che i sistemi rilasciavano quasi il 100% della mangiferina nei fluidi gastrici e intestinali simulati in pochi minuti, superando significativamente la mangiferina commerciale.

Conclusione e direzioni future

Il processo antisolvente supercritico si è rivelato efficace nel produrre particelle caricate di mangiferina con migliore solubilità e rilascio rapido in ambienti digestivi simulati. La ricerca futura potrebbe esplorare l’applicazione di questa tecnica nell’industria farmaceutica, cosmetica e nutrizionale.

Tecnica della nanoemulsione

All’inizio del 2019, María Pleguezuelos-Villa ha sviluppato nanoemulsioni di mangiferina e acido ialuronico con potenziali applicazioni nella dermatite e nella rigenerazione della pelle [151]. Lo studio mirava ad indagare la formulazione e il potenziale terapeutico di queste nanoemulsioni.

Setup sperimentale

Lo studio prevedeva l’incapsulamento della mangiferina con diversi pesi molecolari di acido ialuronico, con e senza Transcutol-P. Sono state esaminate varie caratteristiche delle nanoemulsioni.

Caratterizzazione delle nanoemulsioni

I ricercatori hanno valutato la dimensione delle particelle, il potenziale zeta, la stabilità, la viscosità e l’efficacia terapeutica in vivo attraverso test infiammatori acuti nei ratti.

Risultati chiave

  • Le nanoemulsioni hanno mostrato una distribuzione dimensionale stretta con dimensioni delle goccioline comprese tra 194,5 e 397,9 nm. Erano fisicamente stabili fino a 30 giorni.
  • Il peso molecolare dell’acido ialuronico ha influenzato la dimensione delle particelle e il potenziale zeta. L’acido ialuronico a peso molecolare inferiore ha prodotto particelle più piccole con potenziali zeta più negativi.
  • Le nanoemulsioni hanno dimostrato una migliore solubilità, con elevati coefficienti di partizione, indicando una maggiore solubilità della mangiferina in acqua e n-ottanolo.
  • Le nanoemulsioni hanno inibito l’edema e l’attività della mieloperossidasi, mostrando il potenziale per il trattamento dei disturbi infiammatori della pelle.

Conclusione e direzioni future

Lo studio ha evidenziato il potenziale delle nanoemulsioni come promettente sistema di somministrazione della mangiferina, in particolare nel contesto dei disturbi infiammatori della pelle. La ricerca futura potrebbe esplorare ulteriori applicazioni terapeutiche e meccanismi d’azione approfonditi.

Tecnica di sintesi Sol-Gel per sistemi di rilascio controllati dalla mangiferina

Nel 2019, Athit Pipattanawarothai ha introdotto un nuovo approccio per la progettazione di un sistema di distribuzione controllato dalla mangiferina utilizzando la tecnica di sintesi Sol-Gel [152]. Questo capitolo esplora i dettagli di questa ricerca innovativa, che si concentra sullo sviluppo di polimeri idrogel e sulla loro incorporazione di mangiferina all’interno di vari sistemi di miscelazione, tra cui alcol polivinilico (PVA), chitosano e gelatina, in formato binario, ternario e ibrido-ternario. composizioni.

La tecnica di sintesi Sol-Gel è un metodo versatile per creare materiali con strutture e composizioni controllate. In questo studio, la tecnica è stata impiegata per formare polimeri idrogel capaci di rilascio controllato di mangiferina, un composto bioattivo con diverso potenziale terapeutico.

Setup sperimentale

Il progetto sperimentale prevedeva la creazione di sistemi di idrogel con composizioni variabili, inclusi sistemi binari (PVA-chitosano), sistemi ternari (PVA-chitosano-gelatina) e sistemi ibridi-ternari (che combinano il sistema ternario con silossano). Questi sistemi sono stati caricati con mangiferina e le loro proprietà sono state studiate sistematicamente.

Caratterizzazione dei sistemi di idrogel

Sono state impiegate varie tecniche per caratterizzare i sistemi di idrogel risultanti:

  • FTIR a riflessione totale attenuata (ATR-FTIR): questa analisi ha confermato la presenza di legami idrogeno intramolecolari e intermolecolari all’interno dei sistemi idrogel, che svolgono un ruolo cruciale nell’incapsulamento e nel rilascio del farmaco.
  • Microscopia elettronica a scansione (SEM) con analisi a raggi X a dispersione di energia: le immagini SEM sono state utilizzate per visualizzare la morfologia dei sistemi di idrogel e convalidare gli schemi proposti per le interazioni tra omopolimeri e mangiferina.

Risultati chiave

Lo studio ha prodotto diversi risultati chiave riguardanti i sistemi di rilascio controllati dalla mangiferina sviluppati utilizzando la tecnica di sintesi Sol-Gel:

  • Interazioni con omopolimeri: è stato scoperto che la mangiferina interagisce con i gruppi pendenti ammidici e idrossilici nelle matrici omopolimeriche. Nello specifico, la mangiferina ha mostrato una forte preferenza per la formazione di legami idrogeno intermolecolari con gruppi idrossilici e gruppi pendenti ammidici e idrossilici del chitosano, piuttosto che con i gruppi idrossilici del PVA. Si è scoperto che la presenza di gelatina nel sistema, con i suoi gruppi ramificati ed eterociclici, aumenta il volume e diminuisce la forza dei legami idrogeno negli idrogel.
  • Effetto dei legami silossani: la presenza di legami silossani ha introdotto complessità nel sistema idrogel. Il grado di ibridazione del silossano, la natura e il rapporto dei polimeri hanno avuto un impatto significativo sulla struttura e sul comportamento dell’idrogel. In un mezzo acido, l’idrogel si gonfiava a causa della repulsione tra i gruppi cationici NH3+, mentre il legame silossano portava a una rete più interconnessa con rigonfiamento ridotto. In un mezzo basico, la rete ibridata con silossano ha mostrato una maggiore capacità di rigonfiamento a causa della forza ionica della soluzione tampone e delle sue proprietà idrofile.
  • Rilascio dipendente dal pH: il rilascio cumulativo di mangiferina dai diversi sistemi di idrogel dipendeva sia dalla composizione dell’idrogel che dal pH del mezzo circostante. Il rilascio di mangiferina era inferiore nei sistemi con un contenuto di chitosano più elevato o in un ambiente con pH più alcalino. Si è scoperto che la matrice ottimale per il rilascio controllato di mangiferina è l’idrogel M90PV/5CHI/5GEL-T2.

Direzioni future

Sebbene questo studio abbia fornito preziose informazioni sui sistemi di rilascio controllati dalla mangiferina utilizzando la tecnica di sintesi Sol-Gel, è importante notare che sono necessarie ulteriori ricerche. Le indagini future dovrebbero concentrarsi sulle valutazioni della citotossicità e sugli studi sul rilascio in vivo per valutare l’idoneità di questi idrogel fabbricati per applicazioni quali medicazioni per ferite e applicazioni biomediche. Inoltre, dovrebbe essere esplorata la possibilità di mettere a punto la composizione dell’idrogel per ottimizzare il rilascio di mangiferina in condizioni specifiche.

Tecnica di sonicazione a film sottile per l’incapsulamento di composti fenolici

Nel 2019, Santi Thanitwatthanasak e colleghi hanno utilizzato il metodo della sonicazione a film sottile per incapsulare due composti fenolici, mangiferina e quercetina, all’interno di miscele di copolimeri Pluronic F127, Pluronic P123 e vitamina E TPGS [153]. Questo capitolo fornisce una panoramica di questa ricerca, descrivendo in dettaglio l’efficienza di incapsulamento, le caratteristiche delle micelle e il comportamento di rilascio dei composti fenolici utilizzando questa tecnica innovativa.

La tecnica di sonicazione del film sottile offre un approccio unico per incapsulare composti bioattivi idrofobici come la mangiferina e la quercetina all’interno di micelle polimeriche. Questo capitolo approfondisce i dettagli sperimentali e i risultati di questo studio, facendo luce sul potenziale di questo metodo per migliorare la biodisponibilità dei composti fenolici.

Setup sperimentale

Il disegno sperimentale consisteva in dieci esecuzioni, comprendenti singoli componenti (F127, P123 e TPGS), miscele binarie (F127:P123, F127:TPGS e P123:TPGS) e le rispettive miscele ternarie. I rapporti di questi componenti sono stati attentamente regolati per studiare l’efficienza di incapsulamento, il caricamento del farmaco, la concentrazione micellare e il comportamento di dissoluzione dei composti fenolici.

Caratterizzazione delle micelle caricate con mangiferina

Sono state impiegate diverse tecniche di caratterizzazione per comprendere le proprietà delle micelle caricate di mangiferina:

  • Analisi morfologica: le micelle caricate con mangiferina mostravano una morfologia sferica con un diametro di 14,26 ± 0,52 nm. Inoltre, queste micelle avevano un potenziale zeta di -2,89 ± 1,70 mV, indicando la loro stabilità contro l’agglomerazione.
  • Efficienza di incapsulamento: l’efficienza di incapsulamento della mangiferina variava in base ai componenti del copolimero. I singoli copolimeri di F127, P123 e TPGS hanno mostrato efficienze di incapsulamento rispettivamente del 91,72%, 75,65% e 92,33%. Tuttavia, le miscele ternarie hanno mostrato efficienze di incapsulamento più elevate, pari al 94-95%, evidenziando il vantaggio di combinare componenti di copolimeri idrofili come F127 e TPGS per un efficiente incapsulamento dei farmaci.

Ottimizzazione del caricamento della mangiferina

Il software Design Expert è stato utilizzato per ottimizzare il rapporto di caricamento della mangiferina nei copolimeri di F127, P123 e TPGS. Il rapporto ottimale è stato determinato in 0,120/0,328/0,552, sottolineando l’importanza di bilanciare attentamente questi componenti per massimizzare l’efficienza di caricamento del farmaco.

Studi sul rilascio in vitro

Sono stati eseguiti test di dissoluzione in condizioni gastriche e intestinali simulate per valutare il comportamento di rilascio delle micelle caricate di mangiferina. Sebbene la mangiferina fosse intrinsecamente insolubile, le micelle hanno dimostrato un’eccellente solubilità e un rilascio prolungato in entrambi gli ambienti simulati.

Implicazioni per la somministrazione orale di farmaci

Questo studio ha applicato con successo i principi di progettazione mista per ottimizzare le formulazioni di micelle miste caricate con mangiferina. Le micelle miste sviluppate sono promettenti come sistema di somministrazione orale di farmaci per composti con bassa biodisponibilità. Le loro proprietà uniche, tra cui le dimensioni ridotte, la stabilità contro l’agglomerazione e le capacità di rilascio prolungato, li rendono candidati idonei per migliorare la biodisponibilità orale dei composti fenolici.

Riepilogo dei sistemi polimero-mangiferina

Questo capitolo fornisce una panoramica e un riepilogo delle caratteristiche generali osservate nei sistemi polimero-mangiferina sulla base degli studi discussi in questa revisione.

Osservazioni chiave

La ricerca limitata ma promettente sui sistemi polimerici integrati con mangiferina ha prodotto diverse caratteristiche comuni:

  • Preferenza per i polimeri idrofili: la mangiferina tende ad interagire più favorevolmente con i polimeri idrofili con dimensioni molecolari più piccole rispetto ai polimeri idrofobi o alle molecole voluminose. Questa preferenza è cruciale per ottenere un incapsulamento efficiente.
  • Interazione con polimeri caricati positivamente: la mangiferina forma forti interazioni con polimeri caricati positivamente, come il chitosano. Sebbene ciò faciliti la realizzazione di sistemi polimerici sostenibili, può anche impedire il rilascio del farmaco. È essenziale raggiungere un equilibrio appropriato quando si combinano questi polimeri con la mangiferina.
  • Legame idrogeno: il legame idrogeno intermolecolare e intramolecolare svolge un ruolo significativo nel caricamento della mangiferina all’interno dei sistemi polimerici. Questi legami idrogeno contribuiscono all’incapsulamento e al rilascio del farmaco.
  • Doppio meccanismo di legame: la mangiferina può legarsi sia alle parti idrofile che idrofobe dei sistemi polimerici, migliorando notevolmente l’efficienza di incapsulamento e migliorando la solubilità e la permeabilità.
  • Solubilità dipendente dal pH: la maggior parte dei sistemi mangiferina-polimero dimostrano una migliore solubilità in ambienti acidi rispetto a quelli basici. La regolazione della proporzione di polimeri nei sistemi può modulare questa solubilità.
  • Effetto della composizione polimerica: man mano che la proporzione dei polimeri e le dimensioni molecolari dei polimeri aumentano nella composizione, aumenta anche la dimensione del sistema risultante.
  • Influenza dei tensioattivi: la struttura chimica dei tensioattivi influisce su varie proprietà dei sistemi mangiferina-polimero, tra cui la dimensione delle particelle, la distribuzione della mangiferina e le caratteristiche di rilascio. La presenza di tensioattivi può accelerare il rilascio dei principi attivi.

Direzioni future

La ricerca sui sistemi polimero-mangiferina è ancora nelle sue fasi iniziali ed esistono diverse strade per ulteriori esplorazioni. Gli studi futuri dovrebbero concentrarsi sull’ottimizzazione delle composizioni polimeriche per ottenere profili di rilascio specifici, nonché sulla conduzione di valutazioni di citotossicità e studi di rilascio in vivo per valutare le potenziali applicazioni biomediche di questi sistemi. Inoltre, l’esplorazione dell’influenza di diversi tensioattivi e combinazioni di polimeri sulla cinetica di rilascio dei farmaci potrebbe fornire preziose informazioni per la progettazione di sistemi di somministrazione dei farmaci.


link di riferimento: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5414237/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7827323/

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