Comparative phytochemical profiling and bioactivities of wild Thymus species from Mount Ida (Kazdağı)

Resumen Técnico: Perfil Fitoquímico Comparativo y Bioactividades de Especies Silvestres de Thymus de Monte Ida (Kazdağı)

Planteamiento del Problema
Las especies silvestres de Thymus que crecen en la región de Kazdağları en Turquía poseen perfiles fitoquímicos ricos y efectos biológicos que aún no han sido caracterizados completamente. Mientras que Thymus vulgaris y Thymus serpyllum están bien documentadas, existe una falta de datos integrados con respecto a cuatro especies silvestres específicas nativas de este punto crítico de biodiversidad: Thymus bornmuelleri (tomillo púrpura), Thymus citriodorus (tomillo limón), Thymus longicaulis (tomillo de montaña) y Thymus sibthorpii (tomillo de bola). Este estudio aborda la brecha en la comprensión de la composición fitoquímica específica y el correspondiente potencial antioxidante, antimicrobiano y anticancerígeno de estas variedades locales específicas.

Metodología
El estudio empleó un enfoque analítico multifacético utilizando partes aéreas secas de las cuatro especies de Thymus recolectadas en un mercado comercial en Edremit, Balıkesir, en agosto de 2024. La identificación botánica fue verificada por un docente de servicios médicos debido a la naturaleza procesada de las muestras.

• Extracción: Las muestras se extrajeron mediante metanol diluido al 80% por agitación durante 2 horas.
• Análisis Fitoquímico:
  • Contenido de Fenoles Totales (TPC) y Actividad de Captación de Radicales (RSA): Determinados espectrofotométricamente mediante el método de Folin-Ciocalteu (expresado como Equivalentes de Ácido Gálico) y el ensayo DPPH (expresado como Equivalentes de Trolox), respectivamente.
  • Compuestos Fenólicos: Cuantificados mediante Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC) con una columna C18, centrándose en compuestos como el ácido rosmarínico, la catequina y varios ácidos fenólicos.
  • Componentes Volátiles: Identificados y cuantificados mediante Cromatografía de Gases-Espectrometría de Masas (GC-MS) acoplada a Microextracción en Fase Sólida de Cabezal (HS-SPME). Se analizaron un total de 143 compuestos volátiles.
• Ensayos de Actividad Biológica:
  • Actividad Antimicrobiana: Evaluada contra Staphylococcus aureus (Gram-positivo), Pseudomonas aeruginosa (Gram-negativo) y Candida albicans (levadura) utilizando el método de difusión en disco a concentraciones que oscilan entre 10 y 100 µg/mL.
  • Citotoxicidad: Evaluada contra la línea celular de adenocarcinoma colorrectal humano HT29 mediante el ensayo WST-1 durante un período de 72 horas a través de un gradiente de concentración de 31.25 a 2000 µg/mL.
• Análisis Estadístico: Los datos fueron analizados mediante ANOVA de una vía, pruebas post-hoc de Tukey y Análisis de Componentes Principales (PCA) para determinar la varianza y las correlaciones entre los perfiles fitoquímicos y las actividades biológicas.

Resultados Clave

• Composición Fitoquímica:

  • Fenoles: Thymus citriodorus (TC) exhibió el mayor Contenido de Fenoles Totales (94.08 mg GAE/g DW) y Actividad de Captación de Radicales (440.05 mg TE/g DW). El ácido rosmarínico fue el ácido fenólico dominante en todas las muestras, con un rango de 5.89 a 9.23 mg/g, encontrándose la concentración más alta en TC (9.229 mg/g).
  • Volátiles: Se identificaron un total de 143 compuestos volátiles. El timol fue el componente volátil primario, con la mayor concentración en Thymus sibthorpii (TSB) con 31.12 mg/kg, seguido de Thymus bornmuelleri (TBV) con 26.43 mg/kg. El PCA indicó que 11 compuestos, incluyendo alfa-pineno, o-cimeno y timol, explicaron más del 50% de la varianza en las muestras.

• Actividad Antimicrobiana:

  • Todos los extractos demostraron actividad antimicrobiana dependiente de la dosis.
  • Contra S. aureus: TBV y TSB mostraron las mayores zonas de inhibición (10.2 mm y 10.0 mm, respectivamente) a 80 µg/mL.
  • Contra P. aeruginosa: TLC demostró la actividad más fuerte (10.2 mm), aunque la inhibición general fue menor en comparación con las bacterias Gram-positivas, lo cual es consistente con los mecanismos de resistencia intrínsecos.
  • Contra C. albicans: TSB mostró la mayor inhibición (8.9 mm), aunque la actividad antifúngica fue generalmente moderada en todas las especies.
  • El estudio observó una correlación entre el alto contenido de timol y la fuerte actividad antibacteriana contra S. aureus.

• Actividad Citotóxica (Células HT29):

  • Todos los cuatro extractos redujeron la viabilidad de las células HT29 de manera dependiente de la concentración.
  • TBV y TC exhibieron la citotoxicidad más potente, reduciendo la viabilidad celular a aproximadamente el 11.37% y 10.15%, respectivamente, en la concentración más alta (2000 µg/mL). La citotoxicidad significativa para estas especies se observó en concentraciones tan bajas como 62.5 µg/mL (TBV) y 250 µg/mL (TC).
  • TSB mostró una actividad intermedia, mientras que TLC fue la menos citotóxica, manteniendo la viabilidad por encima del 90% hasta que las concentraciones alcanzaron los 500 µg/mL.
  • La citotoxicidad superior de TBV y TC se atribuyó a los efectos sinérgicos de sus perfiles fitoquímicos específicos, incluyendo timol, ácido rosmarínico, carvotacetona y β-cariofileno.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores afirman que este estudio representa la primera caracterización fitoquímica integrada y la evaluación de múltiples actividades biológicas de estas cuatro especies específicas de Thymus de la región de Kazdağları.

• Novedad: El artículo destaca que ningún estudio previo ha reportado la actividad antimicrobiana de extractos metanólicos específicamente para T. bornmuelleri, T. citriodorus o T. sibthorpii.
• Valor de Recurso: Los hallazgos establecen estos taxones como recursos fitoquímicos valiosos con aplicaciones potenciales en la industria farmacéutica, la preservación de alimentos y los nutracéuticos.
• Contribuciones Específicas:
  • Identificación de T. citriodorus como una fuente superior de antioxidantes y ácido rosmarínico.
  • Confirmación de T. bornmuelleri y T. sibthorpii como agentes antibacterianos potentes, impulsados probablemente por su alto contenido de timol.
  • Demostración del potencial citotóxico significativo contra células de cáncer colorrectal, particularmente para T. bornmuelleri y T. citriodorus, lo que sugiere un papel para estas especies en la futura investigación oncológica.

El estudio concluye que, si bien las cuatro especies poseen efectos biológicos beneficiosos, su dominancia fitoquímica específica varía, lo que sugiere que deben priorizarse de manera diferente según la aplicación prevista (por ejemplo, antioxidante vs. antimicrobiano vs. anticancerígeno).