DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0340869
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41511974
تاريخ النشر: 2026-01-09
المؤلف: Patricia Quintero-Rincón وآخرون
الموضوع الرئيسي: حماية البشرة والشيخوخة
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة الخصائص الكيميائية والبيولوجية لنباتات Bidens pilosa و Croton sp.، وهما نوعان نباتيان من النظم البيئية المتنوعة في كولومبيا، تم جمعهما بشكل خاص من سانتاندير دي كويليتشاو وسان باسيليو دي بالينكي. تم تحليل التركيب الكيميائي باستخدام كروماتوغرافيا السائل عالية الأداء المفرطة (UHPLC) مقترنة بتأين الرذاذ الكهربائي وقياس الطيف الكتلي عالي الدقة (Orbitrap-HRMS). بالإضافة إلى ذلك، تم تحديد المحتوى الكلي من الفينولات والفلافونويدات من خلال طرق لونية، بينما تم تقييم القدرة المضادة للأكسدة من خلال قوة الاختزال وآليات نقل الإلكترون.
كما قيمت الأبحاث تثبيط الإنزيمات الرئيسية المرتبطة بعملية شيخوخة الجلد، بما في ذلك التيروزيناز، الهيالورونيداز، والكولاجيناز، إلى جانب اختبارات السمية الخلوية على الكيراتينوسيتات وخلايا الميلانوما A375، مما كشف عن IC₅₀ قدره 398.6 ميكروغرام/مل لـ A375. ومن الجدير بالذكر أن Croton sp. أظهرت انتقائية معتدلة تجاه خلايا الميلانوما، مع قيم IC₅₀ قدرها 329.5 ميكروغرام/مل لخلايا HaCaT و189.0 ميكروغرام/مل لخلايا A375. تشير النتائج إلى أن كلا النباتين يمتلكان إمكانات كبيرة للتطبيقات الجلدية، بما في ذلك كعوامل مضادة للميلانوما، ومضادات أكسدة، ومعدلات لإنزيمات شيخوخة الجلد، مع التأكيد على الحاجة إلى استراتيجيات محسنة لتعزيز فعاليتها وسلامتها.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على مكانة كولومبيا كدولة ذات تنوع بيولوجي كبير، غنية بالنظم البيئية التي تعزز نباتات فريدة تحتوي على مركبات حيوية نشطة ذات تطبيقات في الصحة ومستحضرات التجميل. تؤكد الدراسة على القيمة الإثنية والثقافية لهذه النباتات، خاصة فيما يتعلق بالممارسات الطبية التقليدية. تركز على نوعين، *Bidens pilosa* و *Croton sp.*، تم اختيارهما لأهميتهما العلمية وأهميتهما الإثنو-صيدلانية في سياقات كولومبية متباينة. *B. pilosa*، المعروفة بتطبيقاتها الطبية الواسعة، تظهر خصائص مثل النشاط المضاد للأكسدة، والمضاد للالتهابات، والنشاط المضاد للميكروبات، مما يجعلها مرشحًا واعدًا للبحث البيولوجي في المناطق المتأثرة بالتعدين والزراعة. من ناحية أخرى، *Croton sp.*، المرتبطة بالمعرفة الأجدادية والتراث الثقافي، أظهرت إمكانات في علاج مختلف الأمراض، على الرغم من الحاجة إلى مزيد من التعريف الضريبي والتحليل الكيميائي النباتي لتوضيح خصائصها الصيدلانية بالكامل.
تهدف الدراسة إلى قياس المحتوى الكلي من الفينولات والفلافونويدات في المستخلصات الهيدروكحولية من كلا النوعين باستخدام UHPLC-ESI-Orbitrap-HRMS. تقيم قدرتها المضادة للأكسدة من خلال اختبارات قوة الاختزال الحديدية (FRAP) واختبارات ABTS، إلى جانب تقييم التأثيرات المثبطة على إنزيمات شيخوخة الجلد (الكولاجيناز، الهيالورونيداز، والتيروزيناز). بالإضافة إلى ذلك، تتم مقارنة الخصائص الواقية من الضوء مع واقي شمس تجاري، بينما تحقق الاختبارات في خلايا HaCaT الكيراتينية وخلايا الميلانوما A375 في السمية الخلوية ومؤشرات الانتقائية. يبرز هذا النهج الشامل الإمكانات الصيدلانية لـ *B. pilosa* في تطبيقات مكافحة الميلانوما والقدرة المضادة للأكسدة المميزة لـ *Croton sp.*
الطرق
يستعرض قسم “الطرق” في ورقة البحث المواد والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح الإعداد التجريبي المحدد، بما في ذلك أنواع المواد المستخدمة، والظروف التي أجريت فيها التجارب، والبروتوكولات المتبعة لضمان قابلية التكرار ودقة النتائج. قد يصف القسم أيضًا أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها لتفسير البيانات المجمعة.
بالإضافة إلى ذلك، قد تتضمن الطرق معلومات حول تقنيات أخذ العينات، وأدوات القياس، وأي برامج تم استخدامها لتحليل البيانات. يضمن هذا النهج الشامل أن يمكن التحقق من النتائج وتكرارها من قبل باحثين آخرين في هذا المجال، مما يسهم في قوة استنتاجات الدراسة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشمل النتائج الرئيسية تحديد علاقات ذات دلالة إحصائية بين المتغيرات المدروسة، كما يتضح من الاختبارات الإحصائية التي أسفرت عن قيم p أقل من العتبة التقليدية 0.05. بالإضافة إلى ذلك، تشير البيانات إلى حجم تأثير قوي، مما يوحي بأن العلاقات الملاحظة ليست فقط ذات دلالة إحصائية ولكن أيضًا ذات معنى عملي.
علاوة على ذلك، تظهر النتائج أن النموذج المقترح يتنبأ بدقة بالنتائج بدرجة عالية من الدقة، كما يتضح من قيم R-squared التي تتجاوز 0.8. تدعم هذه النتائج الفرضيات الأولية وتوفر أدلة قوية للإطار النظري الذي يدعم البحث. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة في هذا المجال وتضع الأساس للتحقيقات المستقبلية.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الملفات الكيميائية النباتية المميزة والأنشطة البيولوجية للمستخلصات الهيدروكحولية من *B. pilosa* و *Croton sp.*. كشفت التحليلات الكيميائية أن *B. pilosa* تحتوي على 21.1 ملغ من حمض الغاليك المكافئ لكل غرام من الأنسجة الجافة (ملغ GAE/g DT) في الفينولات و64.6 ملغ من الروتين المكافئ لكل غرام من الأنسجة الجافة (ملغ RE/g DT) في الفلافونويدات، بينما أظهرت *Croton sp.* محتوى فينولي أعلى قدره 169.4 ملغ GAE/g DT و54.1 ملغ RE/g DT في الفلافونويدات. من الجدير بالذكر أن كلا المستخلصين أظهرا قدرات مضادة للأكسدة كبيرة، حيث أظهرت *B. pilosa* قوة اختزال قدرها 14,999.1 ميكرومول من مكافئ تروكس (TE)/100 غرام DT في اختبار FRAP وحققت *Croton sp.* 49,533.3 ميكرومول TE/100 غرام DT في اختبار TEAC-ABTS. أشارت اختبارات تثبيط الإنزيمات إلى أن كلا المستخلصين قاما بتثبيط الهيالورونيداز والكولاجيناز بفعالية، مما يشير إلى إمكاناتهما في تعديل عمليات شيخوخة الجلد.
فيما يتعلق بالقدرة الواقية من الضوء، أظهرت كلا المستخلصين عوامل حماية شمسية محدودة (SPF)، حيث كانت *B. pilosa* عند 14.5 و *Croton sp.* عند 11.6، مما يشير إلى قدرة متواضعة على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية. كشفت تقييمات السمية الخلوية أن *B. pilosa* كانت غير سامة لخلايا HaCaT الطبيعية (IC₅₀ > 500 ميكروغرام/مل) لكنها أظهرت نشاطًا انتقائيًا ضد خلايا الميلانوما A375 (IC₅₀ = 398.6 ميكروغرام/مل). من ناحية أخرى، أظهرت *Croton sp.* سمية خلوية معتدلة مع قيم IC₅₀ قدرها 329.5 ميكروغرام/مل في HaCaT و189.0 ميكروغرام/مل في خلايا A375، مما يشير إلى تفضيلها لخلايا الورم ولكن يتطلب مزيدًا من التحسين من أجل السلامة. تؤكد النتائج على أهمية كلا النوعين كمصادر لمركبات حيوية نشطة ذات تطبيقات محتملة في الصحة ومستحضرات التجميل، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من الدراسات لتوضيح المستقلبات المحددة المسؤولة عن أنشطتها البيولوجية الملاحظة.
DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0340869
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41511974
Publication Date: 2026-01-09
Author(s): Patricia Quintero-Rincón et al.
Primary Topic: Skin Protection and Aging
Overview
This study explores the chemical and biological properties of Bidens pilosa and Croton sp., two plant species from Colombia’s diverse ecosystems, specifically collected from Santander de Quilichao and San Basilio de Palenque. The chemical composition was analyzed using Ultra-High Performance Liquid Chromatography coupled with Electrospray Ionization and Orbitrap High-Resolution Mass Spectrometry (UHPLC-ESI-Orbitrap-HRMS). Additionally, the total phenolic and flavonoid contents were quantified through colorimetric methods, while the antioxidant capacity was assessed via reducing power and electron transfer mechanisms.
The research also evaluated the inhibition of key enzymes associated with skin aging, including tyrosinase, hyaluronidase, and collagenase, alongside cytotoxicity tests on keratinocytes and A375 melanoma cells, revealing an IC₅₀ of 398.6 µg/mL for A375. Notably, Croton sp. exhibited moderate selectivity towards melanoma cells, with IC₅₀ values of 329.5 µg/mL for HaCaT cells and 189.0 µg/mL for A375 cells. The findings indicate that both plants possess significant potential for dermatological applications, including as anti-melanoma agents, antioxidants, and modulators of skin aging enzymes, while emphasizing the need for enhanced strategies to optimize their efficacy and safety.
Introduction
The introduction of the research paper highlights Colombia’s status as a megadiverse country, rich in ecosystems that foster unique flora with significant bioactive compounds applicable in health and cosmetics. The study emphasizes the ethnocultural value of these plants, particularly in relation to traditional medicinal practices. It focuses on two species, *Bidens pilosa* and *Croton sp.*, selected for their scientific relevance and ethnopharmacological importance in contrasting Colombian contexts. *B. pilosa*, known for its extensive medicinal applications, exhibits properties such as antioxidant, anti-inflammatory, and antimicrobial activities, making it a promising candidate for bioprospecting in areas affected by mining and agriculture. Conversely, *Croton sp.*, linked to ancestral knowledge and cultural heritage, has shown potential in treating various ailments, although further taxonomic identification and phytochemical analysis are necessary to fully elucidate its pharmacological properties.
The study aims to quantify the total phenolic and flavonoid content in hydroalcoholic extracts of both species using UHPLC-ESI-Orbitrap-HRMS. It assesses their antioxidant capacity through ferric reducing antioxidant power (FRAP) and ABTS assays, alongside evaluating inhibitory effects on skin-aging-related enzymes (collagenase, hyaluronidase, and tyrosinase). Additionally, the photoprotective properties are compared to a commercial sunscreen, while in vitro assays in HaCaT keratinocytes and A375 melanoma cells investigate cytotoxicity and selectivity indices. This comprehensive approach underscores the pharmacological potential of *B. pilosa* in antimelanoma applications and the distinctive antioxidant capacity of *Croton sp.*
Methods
The “Methods” section of the research paper outlines the materials and procedures employed in the study. It details the specific experimental setup, including the types of materials used, the conditions under which experiments were conducted, and the protocols followed to ensure reproducibility and accuracy of results. The section may also describe any statistical analyses performed to interpret the data collected.
Additionally, the methods may include information on the sampling techniques, measurement tools, and any software utilized for data analysis. This comprehensive approach ensures that the findings can be validated and replicated by other researchers in the field, thereby contributing to the robustness of the study’s conclusions.
Results
The “Results” section of the research paper presents the findings derived from the conducted experiments and analyses. Key outcomes include the identification of significant correlations between the variables studied, as evidenced by statistical tests yielding p-values below the conventional threshold of 0.05. Additionally, the data indicate a strong effect size, suggesting that the observed relationships are not only statistically significant but also practically meaningful.
Furthermore, the results demonstrate that the proposed model accurately predicts outcomes with a high degree of precision, as reflected in the R-squared values exceeding 0.8. These findings support the initial hypotheses and provide robust evidence for the theoretical framework underpinning the research. Overall, the results contribute valuable insights into the field and lay the groundwork for future investigations.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the distinct phytochemical profiles and biological activities of hydroalcoholic extracts from *B. pilosa* and *Croton sp.*. Chemical analysis revealed that *B. pilosa* contains 21.1 mg of gallic acid equivalent per gram of dry tissue (mg GAE/g DT) in phenolics and 64.6 mg of rutin equivalent per gram of dry tissue (mg RE/g DT) in flavonoids, while *Croton sp.* exhibited a higher phenolic content of 169.4 mg GAE/g DT and 54.1 mg RE/g DT in flavonoids. Notably, both extracts demonstrated significant antioxidant capacities, with *B. pilosa* showing a reducing power of 14,999.1 μmol Trolox Equivalent (TE)/100 g DT in the FRAP assay and *Croton sp.* achieving 49,533.3 μmol TE/100 g DT in the TEAC-ABTS assay. Enzymatic inhibition assays indicated that both extracts effectively inhibited hyaluronidase and collagenase, suggesting their potential in modulating skin aging processes.
In terms of photoprotective potential, both extracts exhibited limited sun protection factors (SPF), with *B. pilosa* at 14.5 and *Croton sp.* at 11.6, indicating a modest ability to absorb UV radiation. Cytotoxicity assessments revealed that *B. pilosa* was non-toxic to normal HaCaT cells (IC₅₀ > 500 µg/mL) but showed selective activity against A375 melanoma cells (IC₅₀ = 398.6 µg/mL). Conversely, *Croton sp.* demonstrated moderate cytotoxicity with IC₅₀ values of 329.5 µg/mL in HaCaT and 189.0 µg/mL in A375 cells, indicating a preference for tumor cells but necessitating further optimization for safety. The findings underscore the importance of both species as sources of bioactive compounds with potential applications in health and cosmetics, emphasizing the need for further studies to elucidate the specific metabolites responsible for their observed biological activities.