Związki bioaktywne w owocach Aronia melanocarpa oraz ich potencjalne działanie przeciwzapalne i przeciwmiażdżycowe.

Celem projektu jest jakościowa i ilościowa analiza związków występujących w owocach aronii czarnoowocowej (Aronia melanocarpa), takich jak antocyjany, procyjanidyny i kwasy hydroksycynamonowe. Ich zawartość zmienia się w trakcie dojrzewania, zależy od czasu zbioru i położenia geograficznego plantacji. Nowością w naszym projekcie jest zastosowanie spektroskopii NMR w połączeniu z metodami chemometrycznymi (analiza głównych składowych PCA, metoda cząstkowych najmniejszych kwadratów PLS) do oznaczania składu ekstraktów i soków. Rezultatem będzie baza danych w postaci parametrów NMR, która pozwoli na analizę profilu metabolitów bez potrzeby rozdzielania mieszaniny. Badane będą również właściwości antyoksydacyjne ekstraktów i soków z aronii, a następnie analizowane przy użyciu chemometrii w celu ustalenia głównych związków odpowiedzialnych za te efekty. Szczególnym ważnym zadaniem będzie badanie, czy wyciągi z aronii lub wybrane związki wykazują działanie przeciwzapalne na komórki śródbłonka, a tym samym posiadają potencjalne właściwości przeciwmiażdżycowe. Dodatkowo zostaną zbadane mechanizmy leżące u podstaw wewnątrzkomórkowych szlaków sygnałowych. Dane uzyskane z badania komórek śródbłonka z zastosowaniem chemometrii pozwolą określić związki odpowiedzialne za działanie biologiczne ekstraktów aronii.
Próbki owoców Aronia melanocarpa będą zbierane w ciągu trzech sezonów od lipca do października na przemysłowych, ekologicznych uprawach w Polsce. Owoce zostaną w większości zliofilizowane, częściowo przetworzone na sok. Z liofilizowanych próbek będą wykonane ekstrakty, których skład chemiczny będzie określony za pomocą spektroskopii NMR (1H / 13C NMR w roztworze) z wykorzystaniem analizy chemometrycznej. Znane metody chemometryczne zostały zastosowane i rozwinięte w naszym Zakładzie. Widma NMR będą zarejestrowane się na spektrometrze Bruker 400MHz. Ponieważ widma NMR procyjanidyn w mieszaninie są trudne do interpretacji, potrzebne będzie wsparcie metod chromatograficznych. Analiza jakościowa i ilościowa zostanie przeprowadzona przy użyciu systemu HPLC z detektorem z matrycą diodową (DAD-HPLC), zgodnie z opublikowanymi procedurami. Zakup aparatury HPLC-DAD planowany jest ze środków finansowych projektu. Wszystkie ekstrakty zostaną przebadane pod kątem właściwości antyoksydacyjnych: ORAC, FRAP oraz DPPH i lag-phase przy zastosowaniu spektrometrii EPR. Metoda EPR szczególnie dobrze nadaje się do pomiaru próbek kolorowych (np. ciemnoczerwonych), a także nieprzezroczystych. Widma EPR będą rejestrowane na spektrometrze EPR 9,3 GHz MiniScope (Magnettech). Badania właściwości przeciwzapalnych zostaną przeprowadzone na ludzkich komórkach śródbłonka żyły pępowinowej (HUVEC). Ekspresja cząsteczek adhezyjnych z wykorzystaniem przeciwciał ICAM-1 i VCAM-1 będzie mierzona metodą cytometrii przepływowej. Wydzielanie protein MCP-1 i IL-6, będzie wykonane za pomocą zestawu ELISA. W celu określenia poziomu mRNA dla ICAM, VCAM, MCP-1 i IL-6 zostanie przeprowadzona ilościowa analiza łańcuchowej reakcji polimerazy w czasie rzeczywistym (real-time PCR) na zestawie LightCycler. Będzie również badana generacja wewnątrzkomórkowych reaktywnych form tlenu i rodnika ponadtlenkowego. Zostanie oceniona fosforylacja białek p38 MAPK, ERK1/2, JNK i NF-kB p65 oraz zmierzony poziom białka p65 we frakcji jądrowej za pomocą Trans NF-kB zestaw p65.
Polska ma największy na świecie areał upraw aronii, a konsumpcja tych owoców może przyczynić się do poprawy zdrowia obywateli UE. Nasze badania stanowią wkład w dokumentację oświadczeń zdrowotnych EFSA dla produktów aroniowych, co umożliwi ich promocję jako pro-zdrowotnego produktu. Zastosowanie ekstraktów roślinnych jako żywności, suplementów diety lub leków ziołowych wymaga ich zbadania takimi metodami analitycznymi, które pozwalają na badanie złożonych mieszanin. Takie możliwości zapewnia spektroskopia NMR, zwłaszcza jeśli metabolomika połączona jest z analizą chemometryczną. Wyniki projektu pozwolą na standaryzację produktów aroniowych, takich jak soki czy ekstrakty, przy jednoczesnej optymalizacji ich właściwości antyoksydacyjnych. Jagody aronii charakteryzują się najwyższą wśród owoców aktywnością antyoksydacyjną (wartość ORAC > 160 μmol TE/kg), mogą być cenne w diecie. Standaryzacja ma ogromne znaczenie dla badań in vivo. Rozbieżne wyniki badań klinicznych, to rezultat faktu, że profil związków czynnych różni się w zależności od czasu zbioru, pochodzenia owoców i metod obróbki. Nasze badania pozwolą na lepsze poznanie bioaktywnych związków aronii oraz ich działania antyoksydacyjnego i przeciwzapalnego. Oczekujemy, że preparaty wytworzone w oparciu o nasze wyniki mogą znaleźć stosowanie w profilaktyce miażdżycy i chorób sercowo-naczyniowych.