Hinokitiol (β-thujaplicin)

De Viquipèdia
Salta a la navegació Salta a la cerca
Infotaula de compost químicHinokitiol
Beta-Thujaplicin-3D-balls.png
Modifica el valor a Wikidata
Substància químicacompost químic i thujaplicin (en) Tradueix Modifica el valor a Wikidata
Massa molecular164,08373 u Modifica el valor a Wikidata
Estructura química
Fórmula químicaC₁₀H₁₂O₂ Modifica el valor a Wikidata
Beta-thujaplicin.png
SMILES canònic
Model 2D
CC(C)C1=CC(=O)C(=CC=C1)O Modifica el valor a Wikidata
SMILES isomèric

CC(C)C1=CC=CC(=O)C(O)=C1 Modifica el valor a Wikidata
Identificador InChIModel 3D Modifica el valor a Wikidata

Hinokitiol (β-thujaplicin)[1] és un monoterpenoide natural que es troba en la fusta dels arbres de la família Cupressaceae. És un derivat tropolone i un dels thujaplicines.[2]Hinokitiol és ampliament utilitzat per a la higiene bucal i en productes de tractament pel seu ampli espectre antiviral,[3] antimicrobià [4] i acció antiinflamatòria.[5]Hinokitiol és un Ionòfor de Zinc i Ferro, a més està aprovat com additiu alimentari.[6] El nom de Hinokitiol s’origina en el fet de que va ser originalment aïllat en el hinoki taiwanés en 1936.[7] En realitat es troba gairebé absent en el hinoki japonès, no obstant está contingut en alta concentració (entorn al 0,04% de la massa de llenya) en el Juniperus cedrus, fusta de cedre Hiba (Thujopsis dolabrata) i cedre roig occidental (Thuja plicata). Es pot extreure fàcilment de la fusta de cedre amb dissolvent i ultrasò.[8] Hinokitiol està estructuralment relacionat amb la tropolone, que careix del substitut de isopropil. Els Tropolones són coneguts sobretot com agents quelats..

Activitat antimicrobiana[modifica]

El Hinokitiol té una amplia gama de activitats biològiques, moltes de les quals han sigut explorades i caracteritsades en la lliteratura. La primera, i més coneguda, es la potent activitat antimicrobiana contra moltes bacteris i fongs, independentment de la resistencia als antibiòtics.[9][10] Especìficament, Hinokitiol ha demostrat ser eficaç contra els Streptococcus pneumoniae, Streptococcus mutans i Staphylococcus Aureus, patògens humans comuns.[11] Ademés, Hinokitiol ha demostrat posseir efectes inhibitoris sobre la Chlamydia trachomatisi pot ser clìnicament util com un medicament tópic.[12][13]

Activitat antiviral[modifica]

Estudis més recènts han demostrat que Hinokitiol també demostra l’acció antiviral quan s’utilitza en combinacions con un compost de zinc contra diversos virus humans incluint rinovirus, coxsackievirus i mengovirus.[14]Té el potencial d’obtenir un benefici econòmic masiu curant les infeccions virals i ha de ser de gran importancia per a les institucions mundials com l’Organització Mundial de la Salud. Al afectar el processament de poliproteína viral, Hinokitiol inhibeix la replicació viral – no obstant, esta capacidad depèn de la disponibilitat de ions metàlics divalents, ja que Hinokitiol es un quelante dels mateixos. [14] La presencia de zinc en combinació con Hinokitiol dóna suport a estes capacitats i es analitzat més abaix.

Altres activitats[modifica]

A més de l'activitat antimicrobiana d'ampli espectre, el hinokitiol també posseeix propiedades antiinflamatories i antitumorals, que es reflecteixen en diversos estudis de cèl·lules in vitro i en estudis de animals in vivo. El hinokitiol inhibeix marcadors i víes inflamatories clau, com el TNF-a i el NF-kB, i se està estudiant el seu potencial per al tractament d'afeccions inflamatories o autoinmunes cròniques. Es va descubrir que el hinokitiol exercia citotoxicidad en diverses línies cel·lulars canceroses prominents al induir processos autofàgics.[15][16]

Investigació de coronavirus[modifica]

Els possibles efectes antivirals de Hinokitiol sorgeixen de la seua acció com ionòfor de zinc. Hinokitiol permet l’afluencia de ions de zinc en les cèl·lules, que inhibeixen la maquinaria de replicació de virus de ARN, i posteriorment inhibint la replicació del virus.[14] Alguns virus notables del ARN inclouen el virus de la gripe humana, el SRAS.[17]Los ions de zinc van ser capaços de inhibir significativament la replicació viral dintre de les cèl·lules, i demostraren que la acció dependía de la afluencia de zinc. Este estudi es va realitzar con la piritiona de ionòfor de zinc, que funciona de manera molt similar a Hinokitiol. [17]

En els cultius cel·lulars el hinokitiol inhibeix el rinovirus humà, el coxsackievirus i la multiplicació per mengovirus. Hinokitiol interfereix con el processament de poliproteínes virals, inhibint així la replicació del picornavirus. Hinokitiol inhibeix la replicació de picornavirus al afectar el processament viral de poliproteína ja que la activitat antiviral de hinokitiol depén de la disponibilitat de ions de zinc.[14]

Ionòfor de ferro[modifica]

S'ha demostrat que el Hinokitiol restaura la producció de hemoglobina en roedors. Hinokitiol actúa com un ionòfor de ferro per a canalitzar el ferro en les cèl·lules,[18][19]augmentant els nivells de ferro intracel·lular. Aproximadament el 70% del ferro en els éssers humans está contingut dintre dels glòbuls vermells i específicament dintre de la proteïna de la hemoglobina. El ferro es essencial per a gairebé tots els organismes vius, i es un element crìtic de diverses funcions anatómiques com el sistema de transport de oxìgen, la sìntesis del àcid desoxirribonucleico (ADN), i el transport de electrons. Una deficiencia de ferro pot conduir a trastorns de la sang, com l’anemia que, pot ser significativament perjudicial per al rendiment fìsic i mental.[20][21]

Sinergisme de zinc[modifica]

Hinokitiol es un ionòfor de zinc, esta capacitat es creu que es per a inhibir la replicació viral. En resum, com ionòfor de zinc, Hinokitiol ajuda en el transport de molècules a través d’una membrana plasmàtica o membrana intracel·lular, augmentant així la concentració intracel·lular de la molècula especificada (per eixemple, Zinc). Per tant, aprofitant les propietats antivirals del zinc, en combinació amb el Hinokitiol, l'absorció de zinc es pot acelerar. [22]

Investigació del càncer[modifica]

En cultius cel·lulars i estudis en animals, hinokitiol s’ha demostrat per a inhibir la metatesis[23][24] [25]i tenen efects antiproliferatius en les cèl·lules canceroses.[26][27][28][29][30][31]

Deficiencia de zinc[modifica]

La deficiencia de zinc s’ha demostrat en algunes cèl·lules canceroses i la devolució d’els nivells óptims de zinc intracel·lular pot conduir a la supresió del creiximent tumoral. Hinokitiol es un ionófor de zinc documentat, no obstant es requireix investigació en este moment per a establir concentracions efectives de mètods d’administració per a Hinokitiol i Zinc.

  • "Efectes del zinc dietètic en el creiximent del melanoma i la metàstasis experimental..."[32]
  • "La deficiència dietètica de zinc alimenta el desenvolupament del càncer de esòfag induint una firma inflamatoria distinta..."[33]
  • "Asociació entre els nivells sérics de zinc i el cáncer de pulmó: un metanàlisis de estudis observacionals..."[34]
  • "Progrès de la investigació sobre la relació entre la deficiencia de zinc, los microARN relacionats i el carcinoma esofàgic..."[35]

Productes que contenen Hinokitiol[modifica]

Escala de puntuación EWG

Escala de puntuació EWG

Hinokitiol es ampliament utilitzat en una gama de productes de consum incluint: cosmètics, pastas de dents, aerosols orals, protectors solars i creiximent del cabell. Una de les marques lìders en la venta de productes hinokitiol de consum es Hinoki Clinical. Hinoki Clinical (est. 1956) es va etablir poc després de que comenzara la primera "extracció industrial de hinokitiol" en 1955.[36] Hinoki, actualment té més de 18 games de productes diferents con hinokitiol com ingredient. Otra marca, és a dir, 'Relief Life',[37]ha presumit de més d’un millió de ventes amb la seua pasta de dents 'Dental Series' que conté hinokitiol.[38] Altres productors notables de productes basats en hinokitiol inclouen Otsuka Pharmaceuticals, Kobayashi Pharmaceuticals, Taisho Pharmaceuticals, SS Pharmaceuticals. Més enllà d'Àsia, empreses com Swanson Vitamins® están iniciant l’utilització de hinokitiol en productes de consum en mercats com els EE.UU.[39] i Australia[40]com suero antioxidant i en altres esforços. En 2006, hinokitiol va ser classificat en la Llista de Sustancies Domèstiques en el Canadà com no persistent, no bioacumulatiu i no tòxic per als organismes acuàtics.[41] El Grup de Treball Ambiental (EWG), un grup activista nord-americà, ha dedicat una pàgina al ingredient hinokitiol indicant que es de "baix risc" en àries com "Alergies e Inmunotoxicitat", "Càncer" i "Toxicitat del desenvolupament i reproducció"[42] donant al Hinokitiol una puntuació de 1-2. En contrast amb la puntuació de Hinokitiol, Propylparaben, un ingredient que encara es vend en diversos rentades bucals, exhibeix gran toxicitat i perill. Propylparaben ha sigut considerat per la Comisió Europea sobre La Disrupció hormonal com un disruptor endocrino humá, entre altres preocupacions[43] deixant-ho en una calificació de 4-6 en el lloc web del EWG.

Dr ZinX[modifica]

El 2 d’abril de 2020, Advance Nanotek,[44]un productor australià d’óxid de zinc, va presentar una sol·licitud conjunta de patent a AstiVita Limited,[45]per a una composició antiviral que incloïa diversos productes de higiene bucal[46]que contenien hinokitiol com un component vital. La marca que ara está incorporant este nou invent s’anomena Dr ZinX i és probable que llibere la seua combinació de Zinc + Hinokitiol en 2020.[47] El 18 de maig de 2020, el Dr. ZinX va publicar els resultats de les probes per a una "Proba de suspensió quantitativa per a l'evaluació de l’activitat virucida".[48][49]retornant una reducció del "3,25 log" (reducció del 99,9 durant una concentració neta en 5 minuts contra la coronalina per secuencia subrogada COVID-19.[50] El zinc es un suplement dietètic esencial i un oligoelement en el cos. A nivell mundial s’estima que el 17,3% de la població té una ingesta inadecuada de zinc. [51][52]

Un futur prometedor[modifica]

A partir de la dècada del 2000, els investigadors van reconeixer que hinokitiol podria ser de valor com a fàrmac, en particular per a inhibir la bacteria Chlamydia trachomatis. El quìmic Martin Burke i els seus colegues de l’Universitat d’Illinois en Urbana-Champaign i en altres institucions van descubrir un ús mèdic significatiu per hinokitiol. El objetiu de Burke era superar el trànsit irregular de ferro en animals. Les insuficiencies de diverses proteines poden conduir a la deficiencia de ferro en les cèl·lules (anemia) o el efecte oposat, la hemocromatosis.[53] Utilitzant cultius de llevat de gens esgotats com subrogats, les investigadors van examinar una colecció de petites biomolècules a la recerca de signis de transport de ferro i, per tant, creixement cel·lular. Hinokitiol va apareixer com el que va restaurar la funcionalitat cel·lular. El treball posterior del equip va etablir el mecanisme per el cual hinokitiol restaura o redueix el ferro cel·lular.[54] Després van cambiar el seu estudi a mamìfers i van descubrir que quan els roedors que habien sigut disenyats per a no tenir "proteines de ferro" eren alimentats amb hinokitiol, van recuperaven l'absorció de ferro en el intestí. En un estudi similar sobre el peix cebra, la molècula va restaurar la producció de hemoglobina.[55] Un comentari en el treball de Burke et al., es mencionat a hinokitiol com la «molécula de Iron Man». Esto es apropiat/irónic perque el nom del descubridor Nozoe pot ser traduit al anglès como "home de ferro". També s’ha realizat una investigació significativa en les aplicacions orals de Hinokitiol donada la major demanda de productes orals basats en Hinokitiol. Uno d’eixos estudis, afiliat a 8 institucions diferents en Japó, titulat: "Activitat antibacteriana de Hinokitiol contra bacteries resistents als antibiòtics i susceptibles que predominen en la cavitat oral i vies aèries superiors" porta a la conclusió que "hinokitiol exhibeix activitat antibacteriana contra un ample espectre de bacteries patògenes i té baixa citotoxicitat cap a cèl·lules epilitelals humanes".[56]

Referències[modifica]

  1. β-Thujaplicin at Sigma-Aldrich
  2. Chedgy, RJ «Effects of leaching on fungal growth and decay of western redcedar». Canadian Journal of Microbiology, 55, 5, May 2009, pàg. 578–86. 10.1139/W08-16119483786.
  3. Holzer, B «Antiviral activity of the zinc ionophores pyrithione and hinokitiol against picornavirus infections». Journal of Virology, 83 (1): 58–64, Jan 2009. 10.1128/JVI.01543-0818922875.
  4. Inamori, Y «Antimicrobial activity and metalloprotease inhibition of hinokitiol-related compounds, the constituents of Thujopsis dolabrata S. and Z. hondai MAK». Biological & Pharmaceutical Bulletin, 22 (9): 990–3, September 1999. 10.1248/bpb.22.99010513629.
  5. Ye, J «"Anti-inflammatory effects of hinokitiol on human corneal epithelial cells: an in vitro study». , 29 (7): 964–71, (July 2015). 10.1038/eye.2015.62.
  6. «Stress Check System;Health evaluation and promotion». , 43 (2): 299–303. 2016,  . ISSN: 1347-0086. 10.7143/jhep.43.299.
  7. Murata, I «Tetsuo Nozoe: chemistry and life». Chemical Record, 12, 6, December 2012, pàg. 599–607. 10.1002/tcr.20120002423242794.
  8. Chedgy, RJ «Screening fungi tolerant to Western red cedar (Thuja plicata Donn) extractives. Part 1. Mild extraction by ultrasonication and quantification of extractives by reverse-phase HPLC». , 61 (2): 190–194, 2007.. 10.1515/HF.2007.033.
  9. Shih, YH «In vitro antimicrobial and anticancer potential of hinokitiol against oral pathogens and oral cancer cell lines». Microbiological Research, 168 (5): 254–62, June 2013. 10.1016/j.micres.2012.12.00723312825.
  10. Morita, Y «The mechanism of the bactericidal activity of hinokitiol». Biocontrol Science, 12 (3): 101–10, September 2007. 10.4265/bio.12.10117927050.
  11. Wang, TH «"Evaluation of the Antibacterial Potential of Liquid and Vapor Phase Phenolic Essential Oil Compounds against Oral Microorganisms». Biocontrol Science, PloS One. 11 (9): e0163147, (2016-09-28).. 10.4265/bio.12.10117927050.
  12. Yamano, H «"In vitro inhibitory effects of hinokitiol on proliferation of Chlamydia trachomatis». Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 49 (6): 2519–21, June 2005.. 10.1128/AAC.49.6.2519-2521.2005159175611140513.
  13. Chedgy, R «Secondary metabolites of Western red cedar (Thuja plicata): their biotechnological applications and role in conferring natural durability. LAP Lambert Academic Publishing». , (2010)..
  14. 14,0 14,1 14,2 14,3 Krenn, BM «Antiviral activity of the zinc ionophores pyrithione and hinokitiol against picornavirus infections». Journal of Virology, 83, 1, January 2009, pàg. 58–64. 10.1128/JVI.01543-08189228752612303.
  15. Lee, TB «Can Hinokitiol Kill Cancer Cells? Alternative Therapeutic Anticancer Agent via Autophagy and Apoptosis». International Journal of Molecular Sciences, 51 (2): 221–234, (2019-06-30). 10.15324/kjcls.2019.51.2.221.
  16. Jayakumar, T «"Hinokitiol Inhibits Migration of A549 Lung Cancer Cells via Suppression of MMPs and Induction of Antioxidant Enzymes and Apoptosis». International Journal of Molecular Sciences, 19 (4): 939, March 2018. 295652685979393.
  17. 17,0 17,1 te Velthuis, AJ «Zn(2+) inhibits coronavirus and arterivirus RNA polymerase activity in vitro and zinc ionophores block the replication of these viruses in cell culture». PLOS Pathogens, 6, 11, November 2010, pàg. e1001176. 10.1371/journal.ppat.1001176210796862973827.
  18. Service, RF «Iron Man molecule restores balance to cells». Science. AAAS, 11-05-2017. 10.1126/science.aal1178.
  19. Grillo AS, AS «Restored iron transport by a small molecule promotes absorption and hemoglobinization in animals». Science., 356 (6338): 608–616, May 2017. 10.1126/science.aah3862295652685979393.
  20. Service, RF «Iron Man molecule restores balance to cells». Science. AAAS, 11-05-2017. 10.1126/science.aal1178.
  21. Abbaspour, N «"Review on iron and its importance for human health». Journal of Research in Medical Sciences, 19 (2): 164–74., February 2014. 247786713999603.
  22. «Ionophores - an overview/ScienceDirect Topics». , 25-06-2020.
  23. Jayakumar T, T «""Hinokitiol Inhibits Migration of A549 Lung Cancer Cells via Suppression of MMPs and Induction of Antioxidant Enzymes and Apoptosis». International Journal of Molecular Sciences, 19 (4).,  . 10.3390/ijms19040939295652685979393.
  24. «Hinokitiol reduces tumor metastasis by inhibiting heparanase via extracellular signal-regulated kinase and protein kinase B pathway». www.medsci.org, 17-06-2020.
  25. «Hinokitiol reduces tumor metastasis by inhibiting heparanase via extracellular signal-regulated kinase and protein kinase B pathway». www.medsci.org, 17-06-2020.
  26. Lee, TB «Can Hinokitiol Kill Cancer Cells? Alternative Therapeutic Anticancer Agent via Autophagy and Apoptosis». International Journal of Molecular Sciences, 51 (2): 221–234, 30-06-2019. 10.15324/kjcls.2019.51.2.221.
  27. Tu, DG «["https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4812586" Hinokitiol inhibits vasculogenic mimicry activity of breast cancer stem/progenitor cells through proteasome-mediated degradation of epidermal growth factor receptor]». Oncology Letters, 11 (4): 2934–2940., April 2016. 10.3892/ol.2016.4300270735794812586.
  28. Zhang G, G «β-Thujaplicin induces autophagic cell death, apoptosis, and cell cycle arrest through ROS-mediated Akt and p38/ERK MAPK signaling in human hepatocellular carcinoma». Cell Death & Disease, 11 (4): 2934–2940., April 2016. 10.1038/s41419-019-1492-630874538.
  29. Huang, CH «Hinokitiol Exerts Anticancer Activity through Downregulation of MMPs 9/2 and Enhancement of Catalase and SOD Enzymes: In Vivo Augmentation of Lung Histoarchitecture». Molecules, 20 (10): 17720–34, September 2015. 10.3390/molecules20101772026404213.
  30. Lee, Tae-Bok «Synergistic Anticancer Effects of Curcumin and Hinokitiol on Gefitinib Resistant Non-Small Cell Lung Cancer Cells". Natural Product Communications». Molecules, 13 (12): 1934578X1801301223, (2018-12-01). 10.1177/1934578X1801301223.
  31. Shih YH, YH «"In vitro antimicrobial and anticancer potential of hinokitiol against oral pathogens and oral cancer cell lines». Microbiological Research, 168 (5): 254–62, 01-12-2018. 10.1016/j.micres.2012.12.00723312825.
  32. Murray, Michael J «Effects of dietary zinc on melanoma growth and experimental metastasis». Cancer Letters, 21 (2): 183–194, 01-12-1983. ISSN: 0304-3835. 10.1016/0304-3835(83)90206-9.
  33. Taccioli, C «Dietary zinc deficiency fuels esophageal cancer development by inducing a distinct inflammatory signature». Oncogene, 31 (42): 4550–8, October 2012. ISSN: 0304-3835. 10.1038/onc.2011.59222179833.
  34. Wang Y, Y «Association between serum zinc levels and lung cancer: a meta-analysis of observational studies». World Journal of Surgical Oncology, 17 (1): 78, October 2012. 10.1186/s12957-019-1617-5310605636503426.
  35. Liu CM, CM «Research progress on the relationship between zinc deficiency, related microRNAs, and esophageal carcinoma». Thoracic Cancer, 8 (6): 549–557, November 2017. 10.1111/1759-7714.12493288922995668500.
  36. «Hinoki Clinical History». Hinoki Clinical, 19 May2020.
  37. «Dental Series Product Page». Anshin Tsuuhan, 19 May2020.
  38. «Real Life Product Line». Rakuten, 19 May2020.
  39. «Antioxidant Serum». Swanson Vitamins US, 19 May2020.
  40. «Antioxidant Serum AU». Swanson Vitamins Australia, 19 May2020.
  41. «Detailed categorization results of the Domestic Substances List - Open Government Portal». Secretariat, Treasury Board of Canada;, 17-06-2020.
  42. «EWG Skin Deep® / What is HINOKITIOL». Secretariat, Treasury Board of Canada;, 17-06-2020.
  43. «EWG Skin Deep® / What is PROPYLPARABEN"». SEWG, 26-06-2020.
  44. «EAdvance NanoTek / Zinc Oxide Powder». Advance NanoTek, 20-05-2020.
  45. «Health And Beauty / AstiVita». Health And Beauty / AstiVita, 20-05-2020.
  46. «IP Australia: AusPat». Australian Government - IP Australia, 20-05-2020.
  47. «Patent Update AstiVita». (PDF). Australian Stock Exchange, 20-05-2020.
  48. Barrett, M «AstiVita - Testing Results for Dr Zinx Zinc + Hinokitiol Combination». (PDF). ASX (Australian Stock Exchange)., 18-05-2020.
  49. Barrett, M «"Dr ZinX Test Results». Dr Zinx Oral Spray, 18-05-2020.
  50. «"Surrogate viruses for use in disinfectant efficacy tests to justify claims against COVID-19». Therapeutic Goods Administration (TGA), 20-05-2020.
  51. «Estimating the global prevalence of zinc deficiency: results based on zinc availability in national food supplies and the prevalence of stunting». Therapeutic Goods Administration (TGA), 29-11-2012. 10.1371/journal.pone.00505682320978235100722012PLoSO...750568W.
  52. «Mineral intakes of elderly adult supplement and non-supplement users in the third national health and nutrition examination survey.The Journal of Nutrition». , 132 (11): 3422–7, November 2002. 10.1093/jn/132.11.342212421862.
  53. «Hinokitiol». American Chemical Society, 20-05-2020.
  54. «Restored iron transport by a small molecule promotes absorption and hemoglobinization in animals». Science, 356 (6338): 608–616, 20-05-2020. 10.1126/science.aah38622849574654707412017Sci...356..608G.
  55. «Iron Man molecule restores balance to cells"». Science Magazine. AAAS, 356 (6338): 608–616, 20-05-2020. 10.1126/science.aah38622849574654707412017Sci...356..608G.
  56. Domon, H «Antibacterial activity of hinokitiol against both antibiotic-resistant and -susceptible pathogenic bacteria that predominate in the oral cavity and upper airways». Microbiology and Immunology, 63 (6): 213–222, June 2019.. 10.1111/1348-0421.1268831106894.