Pharmacognostical study of carissa carandas L. and Carissa macrocarpa (Eckl.) A. DC. (Family Apocynaceae) Cultivated in Egypt /
دراسة عقاقيرية لنباتي الكاريسا كارانداس ل. و الكاريسا ماكروكاربا (اكل.) أ. دس. (العائلة الدفلية ) المنزرعين في مصر
by Dina Magdy Abd El-Hameed Ghanem ; Supervision Prof. Dr. Seham Salah El-Din El-Hawary, Prof. Dr. Mona Morad Okba, Prof. Dr. Nagwa Mohammed Ammar, Prof. Dr. Doha Abdou Mohamed.
- 252 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 188-192.
Carissa species family Apocynaceae are evergreen plants that have long been employed in treating different diseases by traditional healers in many cultures. About 100 species are listed up until recently. Carissa carandas L. (known as Karanda) is used traditionally specially in Ayurvedic medicine. Carissa macrocarpa (Eckl.) A. DC. known as Natal plum is characterized by bright red, edible, plum shaped fruit that tastes like cranberries. The pharmacological studies on Carissa species validated its use in indigenous medicine systems. In this study, a comprehensive and updated literature review for the two plants was conducted, followed by genetic profiling and extensive phytochemical studies that included preliminary phytochemical screening, GC-MS analysis of the lipid profile, HPLC- qTOF/MS-MS analysis, investigation of total phenolic and flavonoid contents, HPLC estimation of phenolics and flavonoids, isolation and structure elucidation of the major compounds of C. carandas aerial parts and molecular network (MN) construction as well as nanoformulation preparation of C. macrocarpa aerial parts. In vitro studies of different biological potentials of both plants under investigation (antioxidant, anti-inflammatory, hepato-protective, anti-diabetic, neuropharmacological and cytotoxic activities) were also conducted. For C. carandas, phytochemical screening showed the presence of carbohydrates and/or glycosides, sterols and/or triterpenes, flavonoids, alkaloids and/or nitrogenous compounds, cardiac glycosides, coumarins and tannins. GC-MS analysis of the unsaponifiable matter (USM) resulted in annotation of 32 compounds, while GC-MS analysis of the fatty acid methyl esters (FAME) resulted in annotation of 34 compounds. HPLC-qTOF/MS-MS analysis allowed the annotation of 51 compounds. Furthermore, C. carandas methanol extract (CCME) exhibited high content of phenolics and flavonoids. Purification of dichloromethane and ethyl acetate extracts led to isolation of 8 compounds. Our results revealed that CCME possesses potent antioxidant and hypoglycemic potentials and plays an important role in improving the neuropharmacological parameters of Alzheimer’s disease. In addition, it has moderate anti-inflammatory, cytotoxic and hepatoprotective effects. These findings indicate the importance of C. carandas as a multifactorial therapeutic plant due to its important secondary metabolites. For C. macrocarpa, phytochemical screening revealed the presence of carbohydrates and/or glycosides, flavonoids, sterols and/or triterpenes, saponins, cardiac glycosides, coumarins and tannins. GC-MS analysis of the USM resulted in annotation of 37 compounds, while GC-MS analysis of the FAME resulted in annotation of 31 compounds. HPLC-qTOF/MS-MS analysis allowed the annotation of 29 compounds. The negative MN displayed 8 clusters. Content of phenolics and flavonoids was measured and the major compounds were identified. Potent antioxidant and anti-inflammatory potentials were observed along with significant hypoglycemic effect. In addition, the hepato-protective activity beside its beneficial
effect on the neuropharmacological parameters were also proved. C. macrocarpa methanol extract (CMME) showed potent cytotoxicity against HepG2 and HCT116 cell lines. The biologically active extract was encapsulated in a nanocellulose- stabilized nanoemulsion (NC-NE) in a trial to enhance its aqueous solubility and ameliorate its effect while avoiding the use of surfactants. Particle size (PS), polydispersity index (PDI), Zeta potential and in-vitro release enhancement were measured. It is obviously clear from our results that preparation of NC-NE increased the cytotoxicity of CMME. تعتبر الكاريسا من العائلة الدفلية و هي نباتات دائمة الخضرة تم استخدامها منذ فترة طويلة في علاج الأمراض المختلفة من قبل المعالجين التقليديين في العديد من الثقافات. تستخدم الكاريسا كارانداس ل. بشكل تقليدي وخاصة في طب الأيروفيدا. تتميز الكاريسا ماكروكاربا (اكل.) أ. دس. بفاكهة حمراء زاهية صالحة للأكل على شكل برقوق وطعمها مثل التوت البري. أثبتت الدراسات الدوائية على أنواع الكاريسا صحة استخدامها في أنظمة الطب المحلية. في هذه الدراسة، تم إجراء مراجعة شاملة ومحدثة للمصادر الخاصة بالنباتين، ثم أعقبتها دراسات كيميائية نباتية موسعة كما تم ٳجراء دراسات مخبرية للفاعليات البيولوجية المختلفة للنباتين محل الدراسة. بالنسبة للكاريسا كارانداس ل. ، أظهر الفحص الكيميائي النباتي الأولي وجود العديد من المركبات المختلفة. أدى تحليل كروماتوجرافيا الغاز المقترن بمطياف الكتلة للمادة الغير القابلة للتصبن (USM) إلى التعرف على ۳٢ مركبًا، في حين أدى تحليل كروماتوجرافيا الغاز المقترن بمطياف الكتلة لاسترات ميثيل الأحماض الدهنية (FAME) إلى التعرف على ۳٤ مركبًا. سمح تحليل كروماتوجرافيا السائل عالي الكفاءة ذو المحلل الرباعي بوقت الرحلة و المقترن بمطياف الكتلة بتعريف ٥١ مركبًا. علاوة على ذلك، أظهر مستخلص الميثانول (CCME) نسبة عالية من الفينولات والفلافونويدات. أدت تنقية مستخلصي ثنائي كلورو ميثان وخلات الإيثيل إلى فصل ٨ مركبات. تشير النتائج إلى أهمية نبات الكاريسا كارانداس باعتباره نباتًا علاجيًا متعدد العوامل يحتوي على مركبات ثانوية مهمة. فيما يخص الكاريسا ماكروكاربا (اكل.) أ. دس., أظهر الفحص الكيميائي النباتي الأولي وجود لعديد من المركبات المختلفة. أدى تحليل كروماتوجرافيا الغاز المقترن بمطياف الكتلة للمادة الغير القابلة للتصبن (USM) إلى التعرف على ۳٧ مركبًا، بينما أدى تحليل كروماتوجرافيا الغاز المقترن بمطياف الكتلة لاسترات ميثيل الأحماض الدهنية (FAME) إلى التعرف على ۳١ مركبًا. سمح تحليل كروماتوجرافيا السائل عالي الكفاءة ذو المحلل الرباعي بوقت الرحلة و المقترن بمطياف الكتلة بتعريف ٢٩ مركبًا. عرضت الشبكة الجزيئية (MN) لوضع التأين السلبي ٨ مجموعات. تم قياس محتوى المواد الفينولية و الفلافونويدية وتم تحديد المركبات الرئيسية. وقد لوحظت إمكانات بيولوجية قوية للنبات. تم تغليف المستخلص النشط بيولوجيًا في مستحلب نانوي مثبت بالسليلوز النانوي (NC-NE) في تجربة لتعزيز قابليته للذوبان في الماء وتحسين تأثيره مع تجنب استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي. أظهرت النتائج أن تحضير المستحلب النانوي (NC-NE) زاد من تأثير السمية الخلوية لمستخلص CMME.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Pharmacognosy علم العقاقير
Carissa carandas L. Carissa macrocarpa (Eckl.) A. DC. Phytochemical constituents GC/MS HPLC-QTOF/MS-MS Molecular networking Phenolic compounds Flavonoids Isolation 1H-NMR,