Smenohaimieny:
seskviterpeny mořského houbovce Smenospongia
cerebriformis
Jiří
Patočka
Nadměrná produkce oxidu dusnatého (NO) aktivovanými mikrogliálními buňkami je doprovázena neurozánětlivými a neurodegenerativními stavy, jako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba, amyotrofická laterální skleróza, ischemie, hypoxie, roztroušená skleróza a další postižení centrálního nervového systému (CNS). Proto je kontrola nadměrné produkce NO žádoucí terapeutickou strategií pro zvládání různých neurozánětlivých poruch. Jsou proto hledány látky které mohou downregulovat NO a působit tak jako protizánětlivá činidla, která by mohla působit proti neurozánětu a neurodegeneraci (Subedi et al., 2021). Nadějným zdrojem takových látek jsou v posledních letech různé mořské organismy (Shal et al., 2018).
Takovou nadějnou skupinou mořských organismů jsou mořské houby nebo přesněji řečeno houbovci, jedni z nejjednodušších a nejstarších mnohobuněčných živočichů. Objevili se už před více než 500 milióny let a řadí se do samostatného kmene zvaného Houbovci (Porifera). Houbcovci žijí přisedle na jednom místě a dožívají se vysokého věku. Mohou se dožít i více než 500 let. Jejich tělo se skládá z vnější vrstvy či kůry a vnitřní tkáně z vláknitého materiálu zvaného spongin, který může být vyztužen spikulemi (jehličkami) oxidu křemičitého nebo uhličitanu vápenatého. Jejich těla jsou plná pórů a kanálků, které jim umožňují cirkulaci vody.
Houbovci jsou většinou hermafrodité. Jejich gamety však dozrávají v různých časech, aby se zabránilo samooplodnění. Spermie jsou uvolňovány do vody, která je filtrována jinými houbovci obsahujícími zralá vajíčka. Z těch se pak vylíhnou larvy, opět jsou uvolněné do vody, následně se usadí a transformují v novou mořskou houbu. Množí se i nepohlavně - pučením nového jedince z těla původního jedince. Houbovci mají vynikající schopnost regenerace a nová houba může vyrůst i z odlomené části.
Houbovci produkují velké množství chemických sloučenin. Ty jedovaté odrazují predátory nebo v některých případech likvidují přerostlé přisedlé organizmy, které je běžně porůstají. Houby také hostí širokou škálu mikrobů a chemické sloučeniny vytvářejí ve spolupráci s nimi. Některé z nich mají antibiotické nebo protirakovinné účinky a mohou sloužit při výrobě léčiv. Takovým houbovce je i Smenospongia cerebriformis (Duchassaing & Michelotti, 1864), vyskytující se v útesových biotopech v hloubkách od 18 do 30 m v oblasti Floridy, Mexického zálivu a Karibského moře.
Mezi hlavními chemickými složkami tohoto rodu byly identifikovány seskviterpenické chinony (Hang et al., 2017) a cyklopentenony (Le et al., 2017), fenylalkeny (Hwang et al., 2013), indolové alkaloidy (Huyen et al., 2017), imidazolidinony (Dai et al., 2008) a velké množství dalších zajímavých sloučenin vykazujících různé biologické aktivity (Ibrahim et al., 2022). Jejich strukturní charakteristiky a rozmanité bioaktivity přitahují velkou pozornost chemiků a farmaceutů se zájmem o přírodní látky, z nichž by se jednou mohly stát významné léky pro prevenci a léčbu některých zdravotních problémů lidí i zvířat (Hong et al., 2022).
Nedávno bylo z metanolového extraktu S. cerebriformis (Duchassaing a Michelotti) izolováno pět nových a pět již známých seskviterpenických derivátů. Nově izolované deriváty byly pojmenovány jako smenohaimieny A až E. Konkrétně smenohaimien A, smenohaimien B, smenohaimien C, smenohaimien D a smenohaimien E . Z těch známých látek to byl 19-hydroxy-polyfibrospongol B, ilimaquinon, dictyoceratin C, polyfibrospongol A a polyfibrospongol B.
Struktury smenohaimienů byly určeny pomocí 1D a 2D NMR spektroskopické analýzy, HR ESI MS a výpočtů spekter elektronového cirkulárního dichroismu. Sloučeniny byly hodnoceny na inhibiční aktivitu produkce NO v lipopolysacharidem stimulovaných buňkách mikroglie BV2. Produkci NO významně inhiboval smenohaimien B s hodnotou IC5010,40± 1,28 µM. Zbývající sloučeniny vykazovaly mírné inhibiční aktivity produkce NO s hodnotami IC50 v rozmezí od 24,37 do 30,43 µM (Van Kiem et al., 2017).
Literatura
Dai J, Jiménez JI, Kelly M, Barnes S, Lorenzo P, Williams P. Dictazolines A and B, bisspiroimidazolidinones from the marine sponge Smenospongia cerebriformis. J Nat Prod. 2008; 71(7): 1287-1290.
Hang DT, Nhie NX, Tai BH, Anh HLT, Quang TH, Yen PH et al. Sesquiterpene Quinones and Diterpenes from Smenospongia cerebriformis and Their Cytotoxic Activity. Nat Prod Commun. 2017; 12(4): 477-478.
Hong LL, Ding YF, Zhang W, Lin HW (2022). Marine Life Science & Technology , 1-17. A novel natural phenyl alkene with cytotoxic activity. Tetrahedron Letters, 2013; 54(29): 3872-3876.
Huyen LT, Hang DT, Nhiem NX, Tai BH, Anh HLT, Quang TH et al. Sesquiterpene quinones and diterpenes from Smenospongia cerebriformis and their cytotoxic activity. Nat Prod Commun. 2017; 12(4): 1934578X1701200402.
Hwang IH, Oh J, Kochanowska-Karamyan A, Doerksen RJ, Na M, Hamann MT. A novel natural phenyl alkene with cytotoxic activity. Tetrahedron letters, 2013; 54(29): 3872-3876.
Ibrahim SR, Fadil SA, Fadil HA, Hareeri RH, Abdallah HM Mohamed GA (2022). Genus Smenospongia: Untapped Treasure of Biometabolites—Biosynthesis, Synthesis, and Bioactivities. Molecules, 2022; 27(18): 5969.
Le TH, Hang DTT, Nhiem NX, Yen PH, Anh HLT, Quang TH et al. Naphtoquinones and sesquiterpene cyclopentenones from the sponge Smenospongia cerebriformis with their cytotoxic activity. Chem Pharm Bull. 2017; 65(6): 589-592.
Shal B, Ding W, Ali H, Kim YS, Khan S. Anti-neuroinflammatory potential of natural products in attenuation of Alzheimer's disease. Front Pharmacol. 2018; 9: 548.
Subedi L, Gaire BP, Kim SY, Parveen A. Nitric Oxide as a Target for Phytochemicals in Anti-Neuroinflammatory Prevention Therapy. Int J Mol Sci. 2021; 22(9): 4771.
Van Kiem P, Hang DT, Nhiem NX, Tai BH, Anh HLT, Van Cuong P et al. Sesquiterpene derivatives from marine sponge Smenospongia cerebriformis and their anti-inflammatory activity. Bioorg Med Chem Letters, 2917; 27(7): 1525-1529.
