Produtos naturais bioatiavos de piper – anticancerigenos

PRODUTOS NATURAIS BIOATIAVOS DE PIPER –

ANTICANCERIGENOS

BEATRIZ CAMPELLO HUNNICUTT

NITERÓI, RJ

PRODUTOS NATURAIS BIOATIAVOS DE PIPER –

ANTICANCERIGENOS

Monografia apresentada ao Curso de Graduação em Química da Universidade Federal Fluminense como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Química.

Orientadora:

Profª. Drª. Alessandra Leda Valverde Co-orientador:

Ms. Arthur Ladeira Macedo

BEATRIZ CAMPELLO HUNNICUTT

Niterói, RJ 2017

PRODUTOS NATURAIS BIOATIAVOS DE PIPER –

ANTICANCERIGENOS

Monografia apresentada ao Curso de Graduação em Química da Universidade Federal Fluminense como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel.

BANCA EXAMINADORA

Niterói, RJ 2017

AGRADECIMENTOS

Gostaria de começar agradecendo meus pais, Renata Campello e Ricardo Hunnicutt por todas as oportunidades que me proporcionaram ao longo da minha vida e que tornaram possível chegar até aqui hoje. Agradecer também por todo o amor e carinho que junto à minha irmã Camila, e à toda minha família, e aqui o agradecimento se estende a todos vocês, me fizeram acreditar que eu era capaz de perseguir meus sonhos e trilhar meu caminho sempre com a certeza de que teria vocês para me apoiar e me amparar quando necessário. Muito obrigada mesmo.

Aos meus avós, Maria Helena e Nelson, gostaria de dedicar um agradecimento especial por serem os melhores exemplos que alguém poderia ter, não há palavras pra descrever meu amor por vocês e muito menos para medir o tamanho da minha gratidão por tudo o que fizeram e ainda fazem por mim!

E falando em família, aprendi ao longo desses quatro anos de faculdade, morando longe de casa, que família se faz não só de laços sanguíneos. Então muito obrigada à família que tive a chance de escolher, a família Química UFF, a família 1002, as Quimicats (antiga e nova geração), os Quimidogs, os amigos que fiz no MagMol, enfim, a todos aqueles que me acolheram tão bem durante esses anos e fizeram com que eu me sentisse em casa.

Thamyres Araujo, Francine Lopes e Camila Rodrigues, claro que não me esqueceria de vocês, afinal passar nas matérias se tornou uma missão muito mais fácil e agradável com a ajuda e companhia das três, por isso como prometido está registrado aqui meu agradecimento a cada uma de vocês.

Um obrigada especial àquela que foi como minha mãe mesmo sendo não mais que alguns anos mais velha do que eu, Ingrid Chipoline. Obrigada amiga por ser minha mentora, revezando no papel de mãe e irmã e claro, por ser um exemplo a seguir.

Hanna Shuenck, Tayla Bonfá e Karine Andrade, não citar vocês três seria impossível, pois viveram cada segundo dessa jornada ao meu lado, e principalmente nessa última fase, junto com Iago Martins, Lucas Souza, João H. Ferreira e Lorena Franco, foram essenciais, pois me motivaram todos os dias a escrever essa monografia, lutaram minhas lutas pessoais, me deram as melhores risadas e

lembranças e me proporcionaram o melhor ambiente possível para que tudo isso acontecesse, amo vocês!

Por ultimo, mas não menos importante, obrigada à Prof. Dra. Alessandra Valverde, minha orientadora e Arthur Ladeira, meu co-orientador, por me passarem seus conhecimentos, me guiarem nesse trabalho e terem toda a paciência do mundo comigo, porque não foi fácil. Alessandra, seus esporros carinhosos foram essenciais para encontrar a motivação necessária, acredite, sem eles eu não estaria aqui agradecendo toda essa gente, então muito obrigada mesmo.

RESUMO

O câncer ainda é uma das principais doenças que atinge a sociedade atual, sendo uma das maiores causas de morte ao redor do mundo. Os casos de pessoas com câncer têm crescido cada vez mais ao longo dos anos, mesmo com o avanço da medicina e dos conhecimentos cada vez mais aprofundados sobre os mecanismos de ação dessas mutações. Sabe-se hoje que a dieta nutricional tem uma relação direta com essa doença, o câncer, podendo ser a causa, a prevenção ou até mesmo a cura. Dados demográficos apontam, por exemplo, que o número de casos de câncer que atinge a população Ocidental é consideravelmente maior do que o número de casos da população Oriental, sendo a diferença na dieta dessas culturas um dos fatores que mais contribuem para esses dados. O consumo de legumes, frutas, vegetais, especiarias e produtos não industrializados principalmente, compõe a maior fração dos alimentos ingeridos pela população oriental.

Os pratos orientais são geralmente conhecidos por seus sabores diversificados e caracteristicamente picantes. As pimentas são um dos principais temperos utilizados há séculos pelo homem e são espécies pertencentes ao gênero Piper da família Piperacea que apresenta mais de 3.000 espécies ao redor do mundo, concentradas principalmente nas regiões mais quentes Tropicais e Subtropicais As espécies Piper tem um enorme valor comercial, econômico e medicinal, razão pela qual têm sido foco de diversas pesquisas nos últimos anos. Essas espécies têm sido usadas em sistemas medicinais tradicionais há milhares de anos, incluindo os sistemas Chinês e Indiano, assim como em medicamentos do folclore da América Latina. Os extratos dessas espécies já são conhecidos por suas propriedades anti-inflamatória, antibacteriana, antitumoral e citotóxica, e nas ultimas cinco décadas, investigações sobre o gênero Piper e suas propriedades antitumorais resultaram no isolamento de classes de compostos fisiologicamente ativos tais como alcaloides, amidas, pironas, terpenos, esteróides, Kawapironas, Piperólidos, flavonóides, fenilpropanóides, ligninas e neoligninas. Esse trabalho apresenta informações obtidas ao longo de onze anos de pesquisas sobre as espécies Piper e suas atividades antitumorais, mostrando a importância do gênero e dos produtos naturais na medicina atual.

ABSTRACT

Cancer is still one of the major diseases affecting today's society, being one of the biggest causes of death around the world. The cases of people with cancer have grown more and more over the years, even with the advance of medicine and the ever deeper knowledge on the mechanisms of action of these mutations. It is known today that the nutritional diet has a direct relation with this disease, cancer, being the cause, the prevention or even the cure. Demographic data indicate, for example, that the number of cancer cases reaching the Western population is considerably higher than the number of cases in the Eastern population, and the difference between the diet of these cultures is one of the factors that contribute most to this data. Consumption of vegetables, fruits, vegetables, spices and non-industrialized products mainly makes up the largest fraction of food ingested by the eastern population.

Oriental dishes are generally known for their diverse and characteristically spicy flavors. The peppers are one of the main seasonings used by man for centuries and belong to the Piper genus of the Piperacea family, which has more than 3.000 species around the world, mainly concentrated in the warmer Tropics and Subtropical regions. The Piper species have enormous commercial, economic and medicinal value, which is why they have been the focus of several researches in recent years. These species have been used in traditional medicinal systems for thousands of years, including the Chinese and Indian systems, as well as in Latin American folklore medicines. Extracts of these species are already known for their anti-inflammatory, antibacterial, antitumor and cytotoxic properties, and in the last five decades investigations of the Piper genus and its antitumor properties have resulted in the isolation of classes of physiologically active compounds such as alkaloids, amides, pironas, terpenes, steroids, Kawapironas, piperolides, flavonoids, phenylpropanoids, lignins and neolignins. This work presents information obtained over twelve years of research on Piper species and their antitumor activities, showing the importance of gender and natural products in current medicine.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Dados de incidência de casos de câncer no mundo (gráfico 1) e a taxa de mortalidade (gráfico 2)

Figura 2: Estimativa de incidência de câncer no mundo em 2012 Figura 3: Exemplar de planta da espécie Piper Tuberculatum Figura 4: Estrutura da piplartina

Figura 5: Exemplar de planta da espécie Piper nigrum

Figura 6: Estruturas da piperina e da mistura de alguns alcalóides Figura 7: Exemplar de planta da espécie Piper chaba

Figura 8: Estrutura das substâncias isoladas da planta P. Chaba Figura 9: Estrutura do diferuloilmetano

Figura 10: Exemplar de planta da espécie Piper solmsianum Figura 11: Estrutura da gradisina

Figura 12: Exemplar de planta da espécie Piper divaricatum Figura 13: Estrutura do eugenol e metileugenol

Figura 14: Estrutura da piperlonguimina

Figura 15: Exemplar de planta da espécie Piper Betel Figura 16: Estrutura do cavicol e alilpirocatecol

Figura 17: Estrutura do hidroxicavicol

Figura 18: Estrutura dos principais componentes do óleo essencial extraidos da Piper carniconnectivum

Figura 19: Estrutura da 5-hidroxi-2-(10 -hidróxi-40-oxo-ciclohex-20-en-10-l)-6,7-dimetóxi-2,3-diihidro-4H-cromen-4-ona

Figura 20: Exemplar de planta da espécie Piper sarmentosum

Figura 21: Estrutura da imino-1-nitrosoimino-2,4,5-trimetoxibenzeno Figura 22: Exemplar de planta da espécie Piper methysticum

Figura 23: Estrutura da flavokawain B

Figura 24: Exemplar de planta da espécie Piper boehmeriaefolium

Figura 25: Estrutura da 1-[(9E)-10-(3,4-metilenedioxifenil)-9-decenoil]pirrolidina Figura 26: Exemplar de planta da espécie Piper crocatum

LISTA DE ABREVIATURAS

MDA-MD-435 – câncer de mama

SF295 – carcinoma no sistema nervoso central HCT-8 – carcinoma de cólon

MCF-7 - câncer de mama

HeLa - leucemia promielocítica humana DU145 - câncer de próstata

LNCaP - câncer de próstata HELA - carcinoma de cervical HEPG2 - carcinoma de fígado COLO-205 - carcinoma de cólon SYO-I - sarcoma sinovial

ÍNDICE 1.0. Introdução 1 2.0. Objetivos 4 2.1. Objetivo geral 4 2.2. Objetivo específico 4 3.0. Materiais e Métodos 5

4.0. Um pouco sobre o câncer 6

4.1. O que é o câncer? 6

4.2. O que é linhagem de células? 7

4.3. Alguns dados estatísticos 8

5.0. Espécies do gênero Piper que apresentam atividade antitumoral 11 5.1. Piper Tuberculatum 11 5.2. Piper nigrum 12 5.3. Piper chaba 14 5.4. Piper solmsianum 16 5.5. Piper divaricatum 17 5.6. Piper Betel 18 5.7. Piper carniconnectivum 20 5.8. Piper sarmentosum 21 5.9. Piper methysticum 22 5.10. Piper boehmeriaefolium 23 5.11. Piper crocatum 24 6.0 Conclusão 26 7.0 Referências Bibliográficas 28

1.0 Introdução

O uso de plantas com finalidade medicinal não é novidade na história da humanidade, e os dados literários registram que tais atividades datam de até 50.000 anos atrás. Sabe-se que desde os primórdios, o homem utilizou-se de diversas maneiras os recursos naturais para a sua sobrevivência, buscando sempre aprimorá-los para seu melhor uso, adquirindo assim novos conhecimentos durante o processo evolucional. Durante tal busca, a procura pela cura das doenças e males que atingiam a espécie humana resultou em inúmeras experiências e observações, e logo se descobriu o potencial dos produtos de origem vegetal nesse ramo (Devienne et al., 2004). Assim, mesmo na década atual, mais de três quartos da população mundial depende principalmente de plantas e extratos vegetais para cuidar da saúde, visto que nos países desenvolvidos há uma gama de prescrições de medicamentos contendo vegetais como principais componentes, tendo mais de 120 medicamentos de prescrição importantes derivados de plantas (Kumar,2010).

Durante muito tempo, os conhecimentos adquiridos na área eram puramente empíricos, e apesar de já se utilizar largamente ervas, raízes, frutos e até mesmo extratos vegetais para tratar diversos sintomas e doenças, não se sabia ao certo qual era o processo ocorrido em cada caso ou que diferenciava os diversos vegetais e suas aplicações. Somente recentemente, o estudo das plantas medicinais passou a ser aprofundando, deixando de ser algo puramente empírico e cultural, surgindo então à denominação de planta medicinal, ou seja, aquela que é administrada sob qualquer forma e via pelo homem, exercendo algum tipo de ação farmacológica, com a finalidade de prevenir, curar, aliviar ou modificar um processo fisiológico normal ou patológico (Foglio, et al., 2006) (Bardelli, et al., 2008). O uso dessas plantas é diverso, podendo ser empregado diretamente na área terapêutica, como matéria-prima para manipulação ou para a obtenção de princípios ativos, por exemplo. Entra então, um novo conceito, os fitoterápicos, que são produtos medicinais cujo princípio ativo origina-se de materiais vegetais em estado bruto na forma de extratos, ou então uma combinação destes (Bardelli, et al., 2008).

A família Piperaceae pertence à ordem Piperales e compreende dez gêneros e mais de 3.000 espécies ao redor do mundo, sendo

preferencialmente encontrada em locais sombreados nas regiões tropicais e subtropicais. As plantas crescem na forma de ervas, videiras, arbustos e árvores, e suas folhas apresentam um forte sabor acre. Dentre os gêneros constituintes dessa família, os gêneros Piper e Peperomia são os mais representativos, sendo o primeiro amplamente utilizado na produção de alimentos, bebidas, especiarias e condimentos (Jaramillo, et al., 2001).

O gênero Piper possui aproximadamente 1.000 espécies atualmente conhecidas, e são amplamente visados na área medicinal, sendo utilizados como antibióticos, repelentes de insetos, anticancerígenos e no tratamento de epilepsia e ansiedade, por exemplo (Gundala, et al., 2014). A atividade antibacteriana e suas propriedades como antitérmico proveniente dos extratos são conhecidas desde a antiguidade, e essas mesmas propriedades são defesas químicas importantes para as plantas, repelindo insetos e fungos, de modo que além de ser importante para indústria farmacêutica as espécies do gênero Piper também são largamente utilizadas na fabricação de pesticidas.

Os metabólitos produzidos pelas plantas em questão, denominados fitoquímicos são, em sua maioria, substâncias sinalizadoras de estresse nas plantas, que foram identificados por resistir ao estresse e combater doenças. Esses fitoquímicos, carotenos, polifenóis, antocianinas, terpenos e alcaloides, por exemplo, são funcionalmente pleitrópicos, ou seja, possuem vários alvos intracelulares, afetando diferentes funcionalidades de diversas células, preferencialmente células cancerosas, tendo toxidade limitada às saudáveis (Gundala, et al., 2014).

Essas substâncias podem ser encontradas nos diversos órgãos das plantas, como nas folhas, caules, raízes, inflorescências e frutos, oferecendo grande diversidade química. Sua abundância é influenciada por fatores como condições ambientais, cultivo, época de colheita, extração, entre outros. Visto que o teor de constituintes farmacologicamente ativos pode variar entre os diversos extratos, é de suma importância identificar as substâncias bioativas e estabelecer suas concentrações para atividade terapêutica máxima. O isolamento dos componentes bioativos e a otimização das suas concentrações eficazes, quando comparados aos extratos brutos, apresentam melhor biodisponibilidade, e melhor farmacocinética (Paranje, et al., 2013).

As propriedades antioxidantes encontradas nos extratos provenientes de algumas espécies do gênero Piper, como a Piper longum e a Piper tuberculatum, são capazes de reverter ou atrasar a progressão de canceres. Devido a esse fator, há uma busca cada vez maior por entender as propriedades quimiopreventivas e quimioterápicas relacionadas a essas espécies, pois esta pode ser a chave para prevenir ou eliminar uma das doenças com maior índice de mortalidade, o câncer.

O câncer tem sido uma das principais causas de mortes da sociedade ao longo dos anos, e por essa razão décadas de pesquisas foram dedicadas ao combate dessa doença e o interesse na área continua vivo nos pesquisadores, farmacologistas e clínicos. O câncer é uma doença poligenética resultante de moduladores genéticos e epigenéticos, assim, o crescimento de produtos geneticamente alterados e que causam mutações no organismo humano tem sido um grande desafio no combate ao câncer. Uma das principais fontes de estudo atual na busca de uma cura baseia-se nos produtos naturais, os fitoterápicos, visto que 70% das formulações de medicamentos anticancerígenos possuem substâncias de origem natural (Jyothi, et al., 2009). Atividades agrícolas, industriais e culturais, como a dieta local, são fatores geográficos que desempenham um papel critico na carcinogênese (mecanismo de desenvolvimento dos tumores). Assim, estudos epidemiológicos e experimentais sugerem que algumas dietas podem apresentar benefícios na prevenção de certos tipos de câncer, decorrentes de algumas substâncias naturais derivadas de alimentos ingeridos na dieta humana com atividade biológica (Bezerra, et al., 2008).

Pode-se tomar como exemplo o câncer de próstata. Estudos demográficos reportam uma gama de variedades na ocorrência do câncer de próstata, uma das doenças com maior mortalidade, ao redor do mundo. O maior índice de mortalidade encontra-se na população do Ocidente em comparação com a população asiática, tendo a principal diferença entre tais culturas o tipo de alimentação, podendo assim fazer uma ligação direta entre o número de casos de câncer de próstata e a dieta de cada região. Ao redor do mundo, as taxas de incidência de câncer de próstata variam de 100 a cada 100 mil casos na América do Norte, Oceania e Caribe para menos de 10 a cada 100 mil na Malásia e grande parte da Ásia (Globocan, 2012).

Uma dieta rica em licopenos, legumes, vegetais crus, curcuminas, frutas, especiarias e gengibres está diretamente associada com a redução do risco de câncer de próstata. Essa atividade está relacionada à presença de antioxidantes e desintoxicantes capazes de reverter e retardar a progressão do câncer, devido à sua abundancia em polifenóis que oferecem benefícios à saúde (Rutugandha, 2013).

As pimentas, do gênero Piper, fazem parte da dieta da maior parte da população asiática e são reconhecidas por seus diferentes valores medicinais, apresentando efeitos celulares variados como efeitos anti-inflamatório, anticancerígeno e citotóxico(Burcia, et al., 2013)..

2.0. Objetivos

2.1. Objetivo geral

Identificar na literatura produtos naturais bioativos provenientes do gênero Piper utilizados como anticancerígenos, através de pesquisa bibliográfica englobando os anos de 2005 a 2016.

2.2. Objetivos específicos

 Realizar uma breve revisão sobre câncer;

 Realizar uma revisão de literatura em bases de dados científicas sobre substâncias oriundas de plantas do gênero Piper com atividade antitumoral;

 Descrever as substâncias com atividade antitumoral das espécies de Piper abordadas nesse estudo.

A metodologia incluiu as seguintes etapas:

- A etapa inicial visou à pesquisa bibliográfica, com o objetivo de identificar e localizar as fontes necessárias para o conteúdo da monografia utilizando como palavra chave “Piper e antitumor”.

- A etapa seguinte abrangeu a leitura do material encontrado, de modo a conhecer e compreender as diversas aplicações medicinais anticancerígenas das plantas do gênero Piper.

- Na terceira etapa ocorreu a seleção do material de interesse para a pesquisa.

- A última etapa ocorreu a elaboração da monografia.

Os materiais utilizados e os procedimentos necessários para o desenvolvimento do presente projeto envolveram a utilização, o acesso e a leitura de material literário como livros e artigos científicos na base de dados do SciFinder.

Para a revisão utilizou-se a base de dados do Scifinder, na qual selecionou-se estudos publicados entre 2005 e 2016, tendo como palavra-chave: “Piper antitumor”. Englobou-se assim todos os artigos que apresentassem relação entre o gênero Piper e atividades antitumorais. O levantamento encontrado na literatura está relatado no texto ao longo desta monografia.

4.1. O que é o câncer?

Dá-se o nome de câncer a um grupo que engloba mais de 200 doenças, que embora se diferenciem por diversos fatores, todas tem início com o crescimento anormal e fora de controle de células. Com mais de trilhões de células vivas no corpo humano, essas células seguem um processo natural que segue a seguinte ordem: crescer, se dividir e morrer. Nos anos iniciais da vida de um ser humano, esse processo ocorre em uma velocidade mais acelerada, permitindo assim o desenvolvimento do corpo. Ao atingir a fase adulta, esse processo desacelera, e a maioria das células passa a se dividir apenas para substituir as células que se encontram desgastadas ou mortas, ou para reparar danos (http://www.oncoguia.org.br).

O câncer se inicia quando um grupo de células passa a crescer de forma desordenada, sem obedecer ao processo natural e ao contrário das células normais que param de crescer em certo ponto, as células cancerosas continuam a se dividir fora de controle. Por essa razão, diz-se que as células cancerosas adquirem uma espécie de imortalidade. O que realmente acontece é que de alguma forma, essas células encontraram um meio de burlar o processo natural que procede a divisão celular. Nas células normais, após a divisão celular ocorre o encurtamento dos telômeros, uma estrutura que se encontra na extremidade dos cromossomos e quando esses se tornam suficientemente curtos, as células morrem. As células cancerígenas desenvolvem uma maneira de restaurar seus telômeros para que eles não continuem a encurtar conforme a célula se divide, fazendo com que estas continuem a se dividir desordenadamente.

Outra característica peculiar das células cancerosas é a habilidade de invadir os tecidos vizinhos e se espalhar para as mais distantes regiões do corpo, processo este denominado metástase (http://www.oncoguia.org.br)

Podem-se agrupar os diferentes tipos de em categorias mais amplas. As principais categorias de câncer incluem:

Carcinoma - Câncer que começa na pele ou nos tecidos que revestem ou cobrem os órgãos internos.

Sarcoma - Câncer que começa no osso, cartilagem, gordura, músculo, vasos sanguíneos ou outro tecido conjuntivo ou de suporte.

Leucemia - Câncer que começa no tecido produtor de sangue, como a medula óssea, e provoca um grande número de células anormais do sangue produzidas e entrando no sangue.Linfoma e Mieloma - Cânceres que começam nas células do sistema imunológico.

Cânceres do Sistema Nervoso Central - Cânceres que começam nos tecidos do cérebro e da medula espinhal. (http://www.oncoguia.org.br)

4.2. Cultura de células

No início do século XX, com Harrison e Carrel foi desenvolvido um método que permitia estudar o comportamento de células animais fora do organismo e em um ambiente controlado e que ficou denominada como cultivo de células. Mas foi George Gey, em 1951, que cultivou pela primeira vez células de tecido tumoral humano, estabelecendo a linhagem HeLa (leucemia promielocítica humana). A descoberta de Gey de que tumores humanos poderiam dar origem a células de linhagens contínuas despertou o interesse pelo cultivo de tecidos, de modo que essa técnica ainda é uma ferramenta muito utilizada nos laboratórios de pesquisa no mundo inteiro sendo o principal modelo alternativo para substituir o uso de animais em pesquisas(http://www.epsjv.fiocruz.br).

A cultura de células pode ser dividida em três: células primárias, células estabelecidas ou contínuas e células transformadas. Uma cultura primária se estabelece a partir do crescimento de células provenientes de um fragmento de tecido, e as células que conseguem sobreviver ao processo de desagregação e aderem à superfície da garrafa de cultivo forma a primeira monocamada de células da cultura. Essas células, chamadas de células primárias, podem crescer em cultura por um período e mantem as características fenotípicas e genotípicas do tecido de origem, sendo por esse motivo o tipo de cultivo mais utilizado para estudar o comportamento de determinada célula in vitro. O problema desse tipo de cultura é o baixo tempo

de vida dessas células devido ao processo natural de apoptose (http://www.epsjv.fiocruz.br).

Assim tem-se a linhagem celular contínua, que é formada pelas células que apresentam maior capacidade de proliferação e predominam na garrafa de cultivo conforme a cultura primária é repicada. Esse tipo de célula ainda mantem as características do tecido de origem e por ter maior duração do que as primárias e ainda assim manter as características de origem, são muito utilizada em pesquisas.

A partir do momento em que as características genéticas das células são modificadas elas perdem a semelhança morfológica e genética do tecido original e passam a se chamar células transformadas, sendo que essas modificações podem ser feitas em cultura através de substâncias químicas, vírus ou agentes físicos. A obtenção de células transformadas também pode ser feita diretamente de tecidos já mutados, como o caso dos tecidos tumorais. Essa cultura de células é amplamente utilizada no estudo de citotoxidade de substancias nos estudos de diversos tipos de cânceres. (http://www.epsjv.fiocruz.br).

4.3. Dados estatísticos

Os gráficos fornecidos pelo projeto GLOBOCAN (Figura 1) que realizou um levantamento de dados envolvendo a incidência e a mortalidade da maioria dos tipos de câncer em nível mundial para 184 países no ano de 2012, relatam o quão recorrente é o câncer na sociedade atual, tendo o câncer de pulmão como mais incidente (13%) e o de maior índice de mortalidade (19,4%), seguido do câncer de mama com 11,9% de incidência e do câncer de fígado com 9,1% de mortalidade (http://globocan.iarc.fr).

Figura 1: Percentual de incidencia e mortalidade de diversos tipos de cancêr ao redor do mundo.

(Adaptado de Globocan 2012)

O mesmo estudo resultou em gráficos demográficos onde pode-se observar a incidência de casos de câncer em homens e mulheres ao redor do mundo (Figura 2). É possível observar uma maior incidência nas regiões de países mais desenvolvidos, principalmente na América do Norte, Europa e Oceania (http://globocan.iarc.fr).

Figura 2: Índice de incidência de câncer ao redor do mundo (Fonte: Globocan 2012)

Um estudo realizado pelo Instituto Nacional de Câncer José Alencar Gomes da Silva (INCA), estimou o número de novos casos de câncer para os anos de 2016-2017 no Brasil. Os dados levantados basearam-se no método proposto por BLACK et al. (1997) para estimar o número de casos novos de câncer esperados para todas as Unidades da Federação e respectivas capitais para o biênio 2016-2017 (http://www.inca.gov.br).

Segundo os dados levantados pelo INCA, estimavam-se 61.200 novos casos de câncer de próstata no Brasil em 2016, o que corresponde a um risco estimado de 61,82 novos caso a cada 100 mil homens. As maiores incidências de câncer de próstata no mundo podem ser observadas na Austrália, Nova Zelândia, Europa Ocidental e América do Norte, sendo 70% dos casos diagnosticados em regiões mais desenvolvidas (http://www.inca.gov.br).

Para o câncer que possui a maior incidência e a maior mortalidade na população feminina em todo o mundo, o câncer de mama, são esperados 57.960 casos novos, com um risco estimado de 56,20 casos a cada 100 mil mulheres (http://www.inca.gov.br). As mais altas taxas de incidência encontram-se na Europa Ocidental e as menores taxas na Ásia Oriental e foram estimados, em 2012, 500 mil óbitos por câncer de mama em mulheres em todo mundo(Silva, et al., 2015).

5.0. Espécies do gênero Piper que apresentam atividade antitumoral

5.1. Piper Tuberculatum

A espécie Piper tuberculatum (Figura 3), popularmente conhecida como Jaborandi falso e pimenta darta é predominante no nordeste brasileiro, sendo amplamente utilizada na medicina popular na forma de infusão de seus frutos e folhas como analgésico, sedativo, antídoto para picadas de cobras e tratamento para desconfortos estomacais. Alguns estudos também relatam propriedades farmacológicas como atividade larvicida e moluscicida, protetor gástrico dos extratos e frações da P. tuberculatum (Bezerra, et al., 2005).

Figura 3: Exemplar de planta da espécie Piper Tuberculatum (Fonte:Parasitoid-Caterpillar-Plant

Interactions in the Americas)

Gastronomicamente, utiliza-se as frutas secas da Piper tuberculatum como tempero apimentado para realçar o sabor dos feijões (Burcia, et al., 2013).

Um dos principais produtos isolados do extrato da raiz da Piper tuberculatum é a amida piplartina (1), 5,6-diidro-1-[1-oxo-3-(3,4,5-trimetóxifeniltoxifenil)-trans-2-propenilnil]-2(1H)-piiridinona (Figura 4), que apresentou atividade antimitótica e

atividade citotóxica para as linhagens de célula KB (carcinoma nasofaringial), P-388 (leucemia linfocítica), A-549 (carcinoma de pulmão) e HT-29 (carcinoma de cólon) (Bezerra, et al., 2005). Outro estudo demostra que a piplartina (1) quando combinada com 5-FU (5-fluorouracil) produz um aumento na inibição do crescimento de células tumorais dos tipos HL-60 (leucemia), MDA-MD-435 (mama), SF295 (sistema nervoso central) e HCT-8 (cólon) in vitro. O mesmo ocorreu in vivo para a combinaçao de 5-FU com a piplartina (1). Quando separados as substâncias não são efetivas, entretanto combinadas apresentam alta atividade antitumoral(Bezerra D. , et al., 2008).

Figura 4: Estrutura da piplartina

5.2. Piper nigrum

Conhecida popularmente como pimenta-do-reino a espécie Piper nigrum (Figura 5) é uma trepadeira que cresce aderida nos troncos de árvores e produzem frutos que são comercializados como condimentos alimentares. O uso dessa espécie vem de longa data, tendo sua exploração e comércio iniciado na Índia para então se espalhar pelo Oriente Médio e a Europa. No Brasil, a pimenta-do-reino foi introduzida no século XVII inicialmente na Bahia antes de se espalhar nos estados da Paraíba, Maranhão e Pará (Silva & Souza, 2009).

Figura 5: Exemplar de planta da espécie Piper nigrum (Fonte:Royal Botanic Gardens Kew)

Estudos realizados com o extrato dos frutos dessa planta relatam atividade citotóxica para células do tipo MCF-7 (câncer de mama) resultando num efeito antiproliferativo nas células cancerígenas (Grinevivius, 2016 e Yan Deng, 2016), além de apresentarem bioatividade contra a linhagem celular HL60 (leucemia promielocítica humana), sendo que a atividade do extrato de éter de petróleo de P. nigrum pode ser devido à presença de piperina (2), enquanto que a do extrato de clorofórmio pode ser devido a mistura dos alcaloides cefaradiona (3), piperolactama D (4) e paprazina (5) (Bong, 2009).

A pelitorina (6) (Figura 6), uma substância isolada do extrato do fruto de P. nigrum foi considerada extremamente citotóxica em relação à linhagem celular MCF-7 e células HeLa , sendo considerada assim um potencial anticâncer(Gwendoline Cheng Lian Ee, 2010).

Outro estudo também isolou do extrato da planta a piperina, a qual apresentou efeito antiploriferativo em células de câncer de próstata (DU145, LNCaP) através do processo de inibição do ciclo celular e autofagia (Ouyang, 2013).

5.3. Piper chaba

A espécie Piper chaba (Figura 7) conhecida como “Dee Plee” na Tailândia e como “Chavya” na medicina Ayurveda é encontrada principalmente no Sudeste Asiático, majoritariamente na Índia e no arquipélago de Malay. O fruto desta planta é amplamente utilizado como tempero por seu sabor picante e por seu uso medicinal como anti-inflamatório, expectorante, antifúngico, sedativo hipnótico e contra irritações, sendo um substituto comum no sistema medicinal indiano para a espécie Piper longum. Os frutos de P. chaba revelaram a presença de várias classes de substâncias tais como lignanas, amidas, ésteres de cadeia longa, terpenoides, esteroides, pironas, chalconas e flavonoides(Haribabu, et al., 2014).

Figura 7: Exemplar de planta da espécie Piper chaba (Fonte: Live Ayurveda Life)

Pesquisas realizadas com o extrato da planta P. chaba, resultaram no isolamento de diversas substâncias (Figura 8): E-piplartina (7), alcaloides

diméricos – chabamida (8), chabamida F (9), chabamida G (10), piperina (2), trichostachina (11), pelitorina (5), piplartina (1), 4,5-diidropiperlongumina (12), guineensina (13), braquistamida B (14) e sesamina (15).

Figura 8: Estrutura das substâncias isoladas da planta P. Chaba

A E-piplartina (6) apresentou atividade citotóxica dependente da dose e do tempo em diferentes células tumorais estudadas, tambem induziu a interrupção seletiva do ciclo celular em fase G1 em todos os tipos de tumores estudados, e inibiu a ação oncogênica, mitogênica e ploriferativa de moléculas sinalizadas. Esses resultados foram melhorados ao combiná-la com o diferuloilmetano (16) (Figura 9), um agente antioxidante, anti-inflamatório e anticâncer (Sreedhar, et al., 2009).

Figura 9: Estrutura do diferuloilmetano

As demais substâncias isoladas apresentaram atividade citotóxica moderada para as linhagens de células HELA (câncer de cervical), MCF-7, HEPG2 (câncer de fígado) e (HT-29), COLO-205 (câncer de cólon). As

substâncias chabamida (8) e chabamida G (10) apresentaram maior potencial citotóxico contra a linha de células COLO-205 (Rao, et al., 2011).

5.4. Piper solmsianum

A espécie Piper solmsianum (Figura 10) é uma espécie endêmica da Mata Atlântica no Brasil. Consiste em um arbusto que mede entre 1 e 3 m e é popularmente conhecida como “pariparoba” em algumas regiões do Brasil. Poucos estudos foram feitos em relação aos aspectos químicos e biológicos dessa planta, que apresenta características antifúngicas e antibacterianas (Cechinel-Filho, 2010). Porém, as folhas, raízes, caules e inflorescências de P. solmsianum foram investigados anteriormente e delas foram isoladas uma neolignana di-hidrobenzofurânica, um flavonoide glicosilado, cinco fenilpropanoides e quatro lignanas tetrahidrofurânicas (Ramos, et al., 2012).

Figura 10: Exemplar de planta da espécie Piper solmsianum (Fonte: geocities.ws)

A gradisina (17), uma das quatro lignanas tetrahidrofurânicas, isolada do extrato da folha desta espécie apresentou atividade bioativa, induzindo citotoxicidade in vitro, por apoptose, e efeitos antiangiogênicos em

camundongos enquanto atuava contra a evolução do câncer, prolongando significativamente a sobrevida do hospedeiro (Valadares, et al., 2009).

Figura 11: Estrutura da gradisina

5.5. Piper divaricatum

Conhecida popularmente como jaborandi manso ou pau-de-angola, a espécie Piper divaricatum (Figura 12) pode ser encontrada em abundância na Ilha de Marajó, Estado do Pará, Brasil, e seu óleo essencial é rico em eugenol (18) e metileugenol (19), dois fenilpropenos (Figura 13) com potente atividade antifúngica (da Silva, et al., 2014). Sabe-se também que esta planta é popularmente utilizada como inseticida, pois estudos comprovam que essa atividade é proveniente dos componentes presentes no óleo extraído frutos e folhas (Almeida, et al., 2009).

Figura 12: Exemplar de planta da espécie Piper divaricatum (Fonte: Parasitoid-Caterpillar-Plant Interactions in the Americas)

Figura 13: Estrutura do eugenol e metileugenol

Estudos realizados com a piperlonguimina (20), (2E,4E)-5-(1,3-benzodioxol-5-il)-N-(2-metilpropil)-2,4-pentadienamida (Figura 14), amida isolada do extrato da P. divaricatum, resultou na atividade antitumoral in vivo para a linhagem de células Sacoma 180 (Bezzerra, et al., 2008).

Figura 14: Estrutura da piperlonguimina

5.6. Piper betle

Piper betle (Figura 15), comumente chamada de betel, é uma das plantas mais exploradas utilizadas para muitos fins, como alimentos e especiarias, isca de peixe, veneno de peixe, alucinógenos, inseticidas, óleos, ornamentos e perfumes. Essa espécie apresenta uma extensa variedade de substâncias biologicamente ativas dependentes da parte da planta, do clima e da estação. O aroma das folhas de betel se deve à presença de óleos essenciais constituídos por fenóis e terpenos, e é conhecido por abrir o apetite.

As suas folhas tem um forte sabor pungente e em algumas culturas são úteis para o tratamento de várias doenças como mau hálito, furúnculos, abscessos, conjuntivite, constipação, cefaléia, coceira, inchaço de gengiva e lesões. Tambem é usada na medicina tradicional para combater males no cérebro, fígado, coração. Os tônicos feitos de extratos de Piper betle são conhecidos por diminuir a cede, limpar a garganta, beneficiar a voz e purificar o sangue (Gundala, et al., 2014).

Figura 15: Exemplar de planta da espécie Piper betle (Fonte: Fonte:Parasitoid-Caterpillar-Plant Interactions in the Americas)

Estudos realizados com extratos dessa espécie tornaram possível o isolamento de carvacrol, polifenol, alcaloides, saponina, taninos, esteroides e outras substâncias como cavicol (21) e alilpirocatecol (22) (Figura 16). Já foram reconhecidos efeitos farmacológicos de alguns componentes das folhas, que apresentaram atividades úlcera, antiplaquetário, antidiabético, anti-fertilidade, cardiotônico e anti-helmíntico (Paranje 2013).

Figura 16: Estrutura do cavicol e alilpirocatecol

Pesquisas realizadas nos útlimos doze anos envolvendo a espécie Piper betle demonstraram que, além das diversas aplicações já citadas anteriormente, a betel também apresenta propriedades antitumorais. O extrato de suas folhas contém substâncias bioativas que apresentam atividades citotoxicas. Segundo

(

)

extrato das folhas de Piper betle, principalmente no tratamento do câncer de próstata, apresentando-se ainda como um potencial quimiopreventivo (Gundala, et al., 2014).

Figura 17: Estrutura do hidroxicavicol

5.7. Piper carniconnectivum

Piper carniconnectivum, nativa da Amazônia brasileira, é tradicionalmente conhecida como pimenta longa. O principal componente do óleo essencial extraido de suas folhas é o óxido de cariofileno (24), enquanto os do caule são α-pineno (25) e espatuneol (26) (Figura 18). De suas raízes foram isolados quatro flavonoides, três ciclopentenodionas naturais e a cumarina xantiletina (27) (Figura 18). Alguns dos componentes isolados dos óleos apresentaram potencial biológico, incluindo antiagregantes plaquetários, antifúngicos e herbicidas (Santos, et al., 2015).

Figura 18: Estrutura dos principais componentes do óleo essencial extraidos da Piper carniconnectivum

Poucos estudos são encontrados na literatura sobre esta espécie, entretanto um artigo publicado em 2014 mostrou que: 5-hidroxi-2-(10 -hidróxi-40-oxo-ciclohex-20-en-10-l)-6,7-dimetóxi-2,3-diihidro-4H-cromen-4-ona (28) (Figura 19) isolado do extrato das folhas da Piper carniconnectivum apresentou atividade biológica contra a linhagem de células de leucemia, o ensaio in vitro de atividade citotóxica resultou na inibiçao do crescimento das celulas cancerosas (Freitas, et al., 2014).

H

(28)

Figura 19: Estrutura da 5-hidroxi-2-(1‟

-hidróxi-4‟-oxo-ciclohex-2‟-en-1‟-l)-6,7-dimetóxi-2,3-diihidro-4H-cromen-4-ona

5.8. Piper sarmentosum

Conhecida popularmente como Kadok, a P. sarmentosum (Figura 20) é uma erva terrestre da família Piperaceae que é amplamente distribuída ao longo do Sul da Ásia Oriental e as regiões subtropicais e tropicais do mundo. Todas as partes da planta são aproveitadas como para o consumo como vegetais, além de ser comercialmente e medicinalmente valioso em muitas regiões, devido aos muitos benefícios da P. sarmentosum, sendo utilizada no tratamento de muitas doenças. Acredita-se com base em uma série de investigações, que os benefícios dessa espécie provêm da existência de agentes antimicrobianos em todas as partes das plantas que possivelmente são provenientes de flavonoides e alcaloides. Por esse motivo, vários estudos farmacológicos e científicos têm sido feitos em diferentes partes de P. Sarmentosum (Rahman, et al. 2011).

Uma pesquisa realizada com a finalidade de identificar atividade biológica no extrato de hexano das partes aéreas da planta (caule, folha e fruto) de P. sarmentosum demonstrou a atividade citotóxica contra HeLa e o MCF-7, a qual suspeita-se haver contribuição da substância imino-1-nitrosoimino-2,4,5-trimetoxibenzeno (29) (Figura21). (Ee, et al., 2009).

Figura 21: Estrutura da imino-1-nitrosoimino-2,4,5-trimetoxibenzeno

5.9. Piper methysticum

Conhecida como kava, a especie Piper methysticum (Figura 22) é usada na população da Ilha Pacífico na forma de seu extrato aquoso em cerimônias sagradas tradicionais, e também como erva medicinal no tratamento de inflamações. Atualmente tem-se conhecimento de mais de 200 áreas de cultivo de kava no mundo, e pode ser classificada quanto ao seu uso em quatro grupos: 1) nobre: uso tradicional como uma bebida segura, ou seja, sem efeitos alucinogenos; 2) medicinal: usada por herbalistas tradicionais; 3) tuday („Tu dei): chá que possui um forte efeito que dura por dois dias; 4) Wichmannii: variedades silvestres. A grande maioria das substâncias ativas presentes na kava encontram-se em suas raízes, sendo identificados mais de 30 metabólitos secundários, incluindo 19 kavalactonas, 3 di-hidroxichalconas e 8 substâncias minoritárias (Einbond, et al., 2017).

Figura 22: Exemplar de planta da espécie Piper methysticum (Fonte: Fishes of Nationa Park of American

Samoa)

Existe uma correlação entre o consumo dos extratos de kava e o índice de câncer, de modo que ao longo dos anos essa espécie passou a ser alvo de interesse de pesquisadores. Em 2012, isolou-se do extrato das raízes da P. methysticum uma calcaona, a flavokawain B (30) (FKB) e ao estudar sua atividade biológica, descobriu-se que ela é capaz de induzir a apoptose em duas linhas de células de sarcoma sinovial (SS) (SYO-I e HS-SY-II). Além disso, o estudo em questão sugeriu que o FKB (Figura 23) talvez seja um agente quimioterápico menos tóxico do que os atuais para o tratamento de SS (Sakai, et al., 2012).

Figura 23: Estrutura da flavokawain B

5.10. Piper boehmeriaefolium

P. boehmeriaefolium (Figura 24) é um arbusto nativo da China, mas que pode ser encontrado na Índia oriental, Butão, Tailândia, Vietnam e Malásia. Na China, toda a planta (luziteng, nome chinês) é usada na Medicina Tradicional Chinesa e etnomedicina para aliviar a dor e para o tratamento de reumatismo e artroses. Ainda se encontram poucos estudos envolvendo investigações biológicas sobre esta espécie. Entretanto, um estudo realizado em 2013 relatou atividade citotóxica no extrato das partes aéreas da P. boehmeriaefolium, demonstrando significativa atividade inibitória contra células HeLa.

Figura 24: Exemplar de planta da espécie Piper boehmeriaefolium (Fonte:Parasitoid-Caterpillar-Plant Interactions in the Americas)

A substância 1-[(9E)-10-(3,4-metilenedioxifenil)-9-decenoil]pirrolidina (31) (Figura 25) isolada do extrato estudado é a responsável pela atividade biológica da P. boehmeriaefolium (Tang, et. al 2011).

Figura 25: Estrutura da 1-[(9E)-10-(3,4-metilenedioxifenil)-9-decenoil]pirrolidina

5.11. Piper crocatum

O betel vermelho (Figura 26), nome popular dado à espécie Piper crocatum, é uma planta medicinal encontrada geralmente nas florestas úmidas da Indonésia. Esta planta que tem suas folhas na forma de coração com coloração vermelha prateada cresce em ambientes onde há presença abundante de água e luz do sol moderada (Anugrahwatia, et al., 2016). Na Indonésia esta planta é tradicionalmente utilizada para o tratamento de pessoas com diabetes e para prevenção de doenças cardíacas especialmente na Batusangkar, Sumatra Ocidental, onde essa planta é coletada.

Figura 26: Exemplar de planta da espécie Piper crocatum (Fonte: Parasitoid-Caterpillar-Plant Interactions

in the Americas)

Os povos antigos consumiam essa planta macerando um pedaço de suas folhas em um copo de água quente e consumindo-o duas vezes por dia. Atualmente, algumas pessoas passaram a cultivá-la em seus quintais para consumo próprio (Emrizal, 2014). Investigações feitas com extratos das folhas do betel vermelho apontam que a bioatividade desses se dá devido à presença de substâncias fenólicas, flavonoides e terpenos, que o fazem um importante antisséptico, antioxidante e antimicrobiano. Além disso, seu extrato proveniente da folha também foi indicado por ter uma atividade anticancerígena para células de câncer de mama humano (Anugrahwatia, et al., 2016).

6.0. Conclusão

Os estudos realizados evidenciaram a dimensão da doença que atinge milhões de pessoas no mundo todo, o câncer, apresentando uma alta taxa de incidência e de mortalidade ao redor do globo. Com uma grande quantidade de variações, o câncer é foco constante de estudo, buscando melhor compreender o seu mecanismo de ação e tentando encontrar meios de tratamento mais eficientes, visando minimizar seus efeitos à saúde e até mesmo encontrar uma cura.

Foi possível perceber que o tipo de alimentação influencia diretamente no risco de se ter câncer, de modo que regiões em que a alimentação se baseia numa dieta rica em frutas, legumes, grãos e vegetais, e pobre em alimentos industrializados, como alguns países Orientais, a incidência da doença é consideravelmente menor. Assim, ao longo dos anos estudos envolvendo produtos naturais que apresentassem atividades antitumorais vem aumentando cada vez mais. As espécies do gênero Piper são foco de muitos desses estudos, devido à gama de benefícios que apresentam para a saúde. Inicialmente essas propriedades foram exploradas empiricamente, com muitas espécies do gênero fazendo parte da medicina popular e tradicional de diversas culturas. Hoje se sabe mais sobre as propriedades que dão à essas plantas o caráter benéfico a saúde, como os princípios ativos, as substancias responsáveis por eles e os locais da planta em que se encontram.

O estudo apresentou uma revisão abordando as pesquisas e seus respectivos resultados sobre o uso de plantas do gênero Piper que apresentaram atividade biológica citotóxica e antitumoral, procurando ressaltar informações como de que parte das plantas os extratos provem, se há susbtância isolada com atividade comprovada e contra que tipos de linhagens de células foi encontrada atividade citotóxica.

Ficou clara a importância dessas espécies, as quais se verificou que os usos abrangem uma gama de aplicações medicinais, além de econômicas e culturais ao redor do mundo, sendo em muitos casos conhecidas há anos por suas aplicações na medicina tradicional. Assim, o gênero Piper, da família Piperacea tem um enorme potencial farmacológico, com uma ampla variedade de espécies que apresentam atividade citotóxica para uma variedade de

linhagens de células cancerígenas, sendo muito importante na busca de novos medicamentos ou protótipos para o tratamento e a prevenção do câncer.

Algumas espécies como a Piper tuberculatum e Piper nigrum apresentaram um maior potencial para aprofundamento dos estudos biológicos, sendo testadas para mais de uma linhagem celular. Entretanto, algumas espécies apresentam poucas pesquisas realizadas na investigação de suas propriedades antitumorais, estando ainda nas fases inicias de estudo, como é o caso das espécies Piper crocatum e Piper methysticum.

7.0. Bibliografia

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