Antioxidant, antimicrobial and anticancer properties of portuguese propolis from Gerês

Abstract

O própolis é um produto natural produzido por abelhas, maioritariamente da espécie Apis mellifera L.. É uma mistura resinosa com um cheiro característico e cor variável de acordo com sua origem e idade. Ao longo dos anos, diferentes grupos de compostos foram identificados no própolis e associados a um amplo espectro de propriedades biológicas: antibacteriana, anticancerígena, antifúngica, anti-protozoária, antiviral, antioxidante, anti-inflamatória, hepatoprotetora, cardioprotetora, anti-neurodegenerativa, anti-tuberculose, anestésica, imuno-estimulante, antienvelhecimento e atividade cicatrizante. Algumas destas propriedades biológicas foram também atribuídas ao própolis português, inclusive pelo nosso grupo de investigação, sendo a atividade antioxidante e a atividade antimicrobiana das mais bem documentadas. Assim, neste trabalho, foram avaliadas, para o própolis português do Gerês, estas duas propriedades, mas também a atividade anticancerígena, uma bioatividade menos caracterizada no própolis nacional. Primeiramente, avaliou-se a qualidade da amostra de própolis recolhida do apiário Gerês em 2021 (G21), revelando cumprir os requisitos de qualidade estabelecidos e sendo semelhantes aos estabelecidos para o própolis português tipo I, considerado análogo ao própolis do tipo Choupo, comum na Europa. A extração etanólica de G21 permitiu obter G21.EE, extrato que foi caracterizado quimicamente quanto aos teores de polifenóis totais, flavonoides totais e orto-difenóis, e que mostrou que o G21 é uma amostra rica em compostos fenólicos. Paralelamente, ensaios in vitro demonstraram que o G21.EE possui uma elevada capacidade antioxidante. Relativamente à atividade antimicrobiana, G21.EE mostrou-se bastante eficaz a inibir o crescimento microbiano, principalmente de espécies Gram-positivas do género Bacillus. Por fim, a atividade anticancerígena do própolis foi avaliada em melanoma, o tipo mais agressivo de cancro de pele e associado a altas taxas de resistência às terapias convencionais. G21.EE tal como G18.EE mas também a sua fração G18.EE_n-BuOH, mostraram-se eficazes contra células de melanoma, pelo que se usou esta fração para isolamento e fracionamento adicionais. Algumas das sub-frações provenientes deste fracionamento de G18.EE_n-BuOH mostraram elevada atividade anti-melanoma e os compostos nelas identificados são potenciais alvos para pesquisa de novos agentes terapêuticos.

Propolis is a natural product produced by bees, mainly of the species Apis mellifera L.. It is a resinous mixture with a characteristic smell and colour that varies according to its origin and age. Over the years, different groups of compounds have been identified in propolis and were associated with a wide spectrum of biological properties: antibacterial, anticancer, antifungal, anti-protozoal, antiviral, antioxidant, anti inflammatory, hepatoprotective, cardioprotective, anti-neurodegenerative, anti-tuberculosis, anaesthetic, immunostimulant, anti-ageing and healing activity. Some of these biological properties have also been attributed to Portuguese propolis, including by our research group, with antioxidant activity and antimicrobial activity being the best documented. Thus, in this work, these two properties were evaluated for the Portuguese propolis from Gerês, but also the anti cancer activity, a less characterized bioactivity in national propolis. Firstly, the quality of the propolis sample collected from the Gerês apiary in 2021 (G21) was evaluated, revealing to meet the established quality requirements, and proving to be similar to those established for Portuguese type I propolis, considered analogous to Poplar type, common in Europe. The ethanol extraction of G21 yielded G21.EE, an extract that was chemically characterized as to total polyphenol, total flavonoid and ortho-diphenol contents, and showed that G21 is a sample rich in phenolic compounds. In parallel, in vitro assays demonstrated that G21.EE has a high antioxidant capacity. Regarding antimicrobial activity, G21.EE proved to be very effective at inhibiting microbial growth, mainly of Gram-positive species of the genus Bacillus. Finally, the anticancer activity of propolis was evaluated in melanoma, the most aggressive type of skin cancer and associated with high rates of resistance to conventional therapies. G21.EE as well as G18.EE, but also the fraction G18.EE_n-BuOH, showed to be effective against melanoma cells, so this fraction was used for further fractionation and isolation. Some of the subfractions from this fractionation of G18.EE_n-BuOH showed high anti-melanoma activity, becoming potential targets for research of new therapeutic agents and the compounds identified in them are potential leads for research into new therapeutic agents.