Shoot cultures of Centella asiatica (L.) Urban as a source of secondary metabolites with valuable medicinal properties.

Centella asiatica (L.) Urban - wąkrota azjatycka - jest rośliną o wielu cennych właściwościach farmakologicznych. Wynika to z dużej różnorodności metabolitów wtórnych obecnych w zielu.Celem niniejszej pracy było prowadzenie wytrząsanej kultury pędowej wąkroty azjatyckiej na podłożu Murashige’a i Skoog wzbogaconym roślinnymi regulatorami wzrostu: BAP (1mg/l), NAA (0,5mg/l) i GA3 (0,25mg/l). Badano wpływ suplementacji prekursorami (L-fenyloalaniną 8mM i 16mM oraz kwasem kawowym 2mM i 4mM) oraz wpływ zwiększenia do 4% stężenia sacharozy w pożywce na akumulację wybranych metabolitów wtórnych. Otrzymaną po zakończeniu hodowli biomasę zebrano, zważono i wysuszono. Następnie sporządzono wyciągi metanolowe i etanolowe i przeprowadzono jakościową i ilościową analizę HPLC kwasów fenolowych, kwasu cynamonowego i flawonoidów oraz analizę LS-MS saponin. W próbkach stwierdzono obecność 7 kwasów fenolowych (neochlorogenowy, chlorogenowy, wanilinowy, p-kumarowy, synapinowy, o-kumarowy, rozmarynowy), kwasu cynamonowego, 6 flawonoidów (kwercetyna, mirycetyna, rutozyd, cynarozyd, luteolina, ramnetyna) oraz 2 saponin triterpenowych (madekasozyd, azjatykozyd).Najbardziej korzystnym podłożem produkcyjnymi dla większości badanych związków okazał się wariant 3E 4% suplementowany L-fenyloalaniną 16mM hodowany na pożywce ze zwiększoną do 4% zawartością sacharozy i biomasą zebraną po 3 dniach od suplementacji. Ilościowo dominującymi związkami okazały się: cynarozyd (maksymalnie do ok. 721mg/100g s.m.), rutozyd (maksymalnie do ok. 496mg/100g s.m.), ramnetyna (maksymalnie do ok. 478mg/100g s.m.) oraz kwas chlorogenowy (maksymalnie do ok. 512mg/100g s.m.). Uzyskane maksymalne zawartości kwasów fenolowych, kwasu cynamonowego, flawonoidów i saponin triterpenowych w biomasie z kultur in vitro w znacznym stopniu przekraczają zawartości tych metabolitów w macierzystej roślinie szklarniowej. Wytrząsane kultury pędowe Centella asiatica (L.) Urban potencjalnie mogą stanowić biotechnologiczne źródło pozyskiwania wybranych metabolitów wtórnych, szczególnie kwasu chlorogenowego, kwasu synapinowego, cynarozydu, ramnetyny, madekasozydu czy azjatykozydu.

Centella asiatica (L.) Urban - Asian pennywort - is a plant with many valuable pharmacological properties. This is due to the large variety of metabolites in the herb.The aim of study was to conduct a shoot culture of Asiatic pennywort on Murashige and Skoog medium with common plant growth regulators: BAP (1mg/l), NAA (0.5mg/l) and GA3 (0.25mg/l). The effect of supplementation with precursors (L-phenylalanine 8mM and 16mM and caffeic acid 2mM and 4mM) and the effect of increasing the addition of sucrose in the medium to 4% on accumulation of selected secondary metabolites were studied.The biomass obtained after the cultivation was collected, weighed and dried. Then methanol and ethanol extracts were prepared and qualitative and quantitative HPLC analysis of phenolic acids, cinnamic acid and flavonoids as well as LS-MS analysis of saponins were performed. The samples contained 7 phenolic acids (neochlorogenic, chlorogenic, vanillic, p-coumaric, sinapic, o-coumaric, rosemary), cinnamic acid, 6 flavonoids (quercetin, myricetin, rutoside, cinaroside, luteolin, rhamnetin) and 2 triterpene saponins ( madecassoside, asiaticoside).The most favorable production medium for most of the tested compounds turned out to be the 3E 4% variant supplemented with L-phenylalanine 16mM, grown on a medium with an increased sucrose content of up to 4% and biomass collected after 3 days of supplementation. Quantitatively dominant compounds turned out to be: cinaroside (up to 721mg/100g DM), rutoside (up to 496mg/100g DM), rhamnetin (up to. 478mg/100g DM) and chlorogenic acid (up to 512mg/100g DM). The obtained maximum contents of phenolic acids, cinnamic acid, flavonoids and triterpene saponins in biomass from in vitro cultures significantly exceed the contents of these metabolites in the parent plant. Shoot cultures of Centella asiatica (L.) Urban can potentially be a biotechnological source of selected secondary metabolites, especially chlorogenic acid, sinapic acid, cinaroside, ramnetin, madecassoside or asiaticoside.