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In the present study we chemically profiled tannin-enriched extracts from strawberries and tested their biological properties in a cell model of gastric inflammation. The chemical and biological features of strawberry tannins after in vitro simulated gastric digestion were investigated as well. The anti-inflammatory activities of pure strawberry tannins were assayed to get mechanistic insights. Tannin-enriched extracts from strawberries inhibit IL-8 secretion in TNFα-treated human gastric epithelial cells by dampening the NF-κB signaling. In vitro simulated gastric digestion slightly affected the chemical composition and the biological properties of strawberry tannins. By using pure compounds, we found that casuarictin may act as a pure NF-κB inhibitor while agrimoniin inhibits IL-8 secretion also acting on other biological targets; in our system procyanidin B1 prevents the TNFα-induced effects without interfering with the NF-κB pathway. We conclude that strawberry tannins, even after in vitro simulated gastric digestion, exert anti-inflammatory activities at nutritionally relevant concentrations.

Background. Gli ellagitannini (ET), polifenoli presenti nel melograno, una volta ingeriti vengono metabolizzati dal microbiota intestinale a urolitine (Uro), a cui si ascrivono proprietà antinfiammatorie e antiossidanti nell’aterosclerosi. In relazione ai tipi di Uro prodotte, si distinguono due metabotipi, A (Uro A) e B (Uro A, IsoUro A, Uro B e Uro C). I macrofagi sono cellule chiave nell’infiammazione e nell’aterosclerosi, e, pertanto, eccellenti candidati come bersagli dell’azione delle urolitine. Scopo. Valutare l’effetto di dosi fisiologiche di Uro, che mimano i metabotipi, sul trascrittoma di macrofagi umani. Metodi. I monociti sono stati isolati da buffy coat di donatori sani e stimolati per indurre la polarizzazione M1 o M2, in presenza o in assenza di differenti combinazioni di Uro, corrispondenti ai metabotipi A e B. Le alterazioni a livello di trascrittoma sono state rilevate mediante tecnica microarray a genoma intero. Risultati. Il trascrittoma dei macrofagi M1 è stato solo minimamente influenzato dai metabotipi. Al contrario, le Uro del metabotipo A, modificano profondamente l’impronta trascrittomica degli M2, smorzando i processi di adesione focale e di migrazione transendoteliale e amplificando i meccanismi antisenescenza, mediante l’espressione dei geni implicati nell’attività lisosomiale e delle vie di riparazione del DNA. Nel metabotipo B, le modifiche del trascrittoma degli M2 sono molto contenute, e includono la repressione della via del segnale associata alla diapedesi. Conclusioni. Questi dati suggeriscono che le Uro del metabotipo A sono eccellenti candidate al ruolo di sostanze naturali a effetto netto antiaterogenico, attraverso l’esaltazione del ruolo antinfiammatorio dei macrofagi M2. Un ruolo analogo, ma quantitativamente molto minore, potrebbe essere svolto anche dalle urolitine del metabotipo B. Studio finanziato dal MIUR, Programma SIR2014 (RBSI14LHMB).

Introduzione. La plasticità dell’apparato gastrointestinale negli ultimi anni è stato oggetto di numerosi studi. L’evidenza ha mostrato che macrofagi residenti nella mucosa intestinale di soggetti affetti da malattie infiammatorie croniche intestinali (MICI) presentano alterazioni morfo-funzionali rispetto a soggetti sani (Isidro & Appleyard 2016 Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 311:G59-73). A seguito del consumo di alimenti ricchi in ellagitannini e acido ellagico, come melagrana, frutti rossi e noci, vengono prodotte urolitine (Uro) a livello intestinale. Nell’uomo sono stati individuati 3 metabotipi (Met): Met A produce Uro A, Met B produce anche isoUro A e Uro B, Met 0 non produce Uro (Tomás-Barberán et al 2017 Mol Nutr Food Res 61:1500901). Lo scopo dello studio è valutare l’effetto dei Met su macrofagi polarizzati in modo proinfiammatorio M1 similmente a macrofagi intestinali di soggetti affetti da MICI. Metodi. Il fenotipo macrofagico M1, ottenuto da monociti di donatori sani stimolati con LPS+IFNγ, è stato trattato con 3 combinazioni di Uro corrispondenti ai Met. Si è analizzata l’espressione genica con tecnica microarray rispetto a macrofagi a riposo (MR) non stimolati. Risultati. Il Met 0 non influenza il trascrittoma dei macrofagi M1 rispetto a MR. Diversamente i met A e B inducono una repressione dei pathway NF-κB, cronicamente attivo in fenomeni flogistici, e TREM1, che agisce da amplificatore della risposta infiammatoria, oltre a una marcata repressione delle vie dell’inflammasoma responsabili del rilascio di citochine come IL18. Il Met B inibisce inoltre l’espressione di numerose caspasi. Conclusioni. Tali risultati indicano un effetto inibente dei Met A e B su pathway coinvolti nella risoluzione dell’infiammazione, mostrando una tipica ‘response to injury’ ed evocando una risposta riparativa promettente e desiderabile in processi infiammatori cronici come quelli alla base delle MICI. Studio finanziato dal MIUR, Programma SIR2014 (RBSI14LHMB).

Le urolitine (Uro) sono molecole prodotte nell‟organismo in seguito ad ingestione di alimenti ricchi in ellagitannini, polifenoli presenti in melagrana, frutti di bosco e noci. In relazione alla diversa capacità individuale di produrre Uro, sono stati individuati diversi fenotipi metabolici, detti metabotipi (1). Le Uro stanno dimostrando numerose attività biologiche protettive. Essendo i macrofagi cellule molto plastiche e ubiquitarie, potrebbero rappresentare un target chiave nell‟attività delle diverse Uro. Lo scopo dello studio consiste nel valutare l‟efficacia protettiva dei differenti metabotipi su macrofagi polarizzati in modo proinfiammatorio M1 e immunoregolatorio M2. I monociti sono stati isolati da buffy coats di donatori sani e stimolati per indurre i fenotipi M1 o M2, in presenza o in assenza di differenti combinazioni di Uro, corrispondenti ai metabotipi A e B, a dosi fisiologiche. Si è analizzata l‟espressione genica con tecnica microarray a genoma intero. Il trascrittoma dei macrofagi M1 viene minimamente influenzato dal metabotipo. Diversamente, nei macrofagi M2, il metabotipo A induce una downregolazione delle vie metaboliche connesse all‟adesione focale, alla crescita tumorale e all‟interazione tra recettori di adesione e matrice extracellulare, mentre aumenta l‟espressione di geni relativi all‟attività lisosomiale. Il metabotipo B riduce l‟espressione di geni chiave coinvolti in diverse vie di trasduzione del segnale (mTOR, epidermal growth factor, sfingolopidi). Tali risultati indicano un potenziale effetto inibente dei metabotipi sui geni coinvolti in processi aterosclerotici –legati quindi all‟infiammazione cronica– e proliferativi, e un effetto positivo sull‟attività autofagica, da parte del metabotipo A, ritenuti fondamentali come meccanismi protettivi dalla senescenza cellulare. Studio finanziato dal MIUR, Programma SIR2014 (RBSI14LHMB). 1 Tomás-Barberán et al. 2014 J Agric Food Chem 62:6535-8.

Strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) is an important source of polyphenols in the human diet, and is considered a functional food. However, at the moment, it is not fully understood which compounds are involved. The aim was to present a comprehensive picture of the amount of polyphenols present in strawberry. A total of 56 individual compounds were identified and quantified with a triple-quadrupole mass spectrometer, their concentration ranging from 1 µg/100 g to 40 mg/100 g of fresh fruit. Furthermore, spectrophotometric assay for estimation of high-molecular mass proanthocyanidins was applied. Several compounds were identified/quantified for the first time.

Ellagitannins and ellagic acid conjugates are polyphenols present in the human diet, in particular strawberries (Fragaria spp.). The first aim of this study was isolation and structural characterization of casuarictin and 3-O-methyl ellagic acid 3'-O-α-rhamnopyranoside, which were found to be abundant in Fragaria spp., along with agrimoniin. The second aim was accurate profiling and quantification of 26 ellagitannins and ellagic acid conjugates in six Fragaria x ananassa cultivars and two Fragaria vesca species. The third aim was to describe the ellagitannins behavior during fruit ripening from the green stage to over-ripeness. It was shown that there are major qualitative and quantitative differences in the amount and profile of ellagitannins and ellagic acid conjugates between Fragaria spp. Genotype is a major factor in defining ellagitannin concentration and patterns between strawberries, and variable behavior of the genotypes was observed, in the context of a significant drop in ellagitannins during ripening.

Ellagitannins have shown anti-inflammatory and anti-Helicobacter pylori properties; however, their anti-inflammatory activity at gastric level was not previously investigated. The aim of this research was to evaluate the effects of ellagitannins from Rubus berries on gastric inflammation. Ellagitannin enriched extracts (ETs) were prepared from Rubus fruticosus L. (blackberry) and Rubus idaeus L. (raspberry). The anti-inflammatory activity was tested on gastric cell line AGS stimulated by TNF-α and IL-1β for evaluating the effect on NF-kB driven transcription, nuclear translocation and IL-8 secretion. In vivo the protective effect of ellagitannins was evaluated in a rat model of ethanol-induced gastric lesions. Rats were treated orally for ten days with 20 mg/kg/day of ETs, and ethanol was given one hour before the sacrifice. Gastric mucosa was isolated and used for the determination of IL-8 release, NF-kB nuclear translocation, Trolox equivalents, superoxide dismutase and catalase activities. In vitro, ETs inhibited TNF-α induced NF-kB driven transcription (IC50: 0.67–1.73 µg/mL) and reduced TNF-α-induced NF-kB nuclear translocation (57%–67% at 2 µg/mL). ETs inhibited IL-8 secretion induced by TNF-α and IL-1β at low concentrations (IC50 range of 0.7–4 µg/mL). Sanguiin H-6 and lambertianin C, the major ETs present in the extracts, were found to be responsible, at least in part, for the effect of the mixtures. ETs of blackberry and raspberry decreased Ulcer Index by 88% and 75% respectively and protected from the ethanol induced oxidative stress in rats. CINC-1 (the rat homologue of IL-8) secretion in the gastric mucosa was reduced in the animals receiving blackberry and raspberry ETs. The effect of ETs on CINC-1 was associated to a decrease of NF-κB nuclear translocation in ETs treated animals. The results of the present study report for the first time the preventing effect of ETs in gastric inflammation and support for their use in dietary regimens against peptic ulcer.

C-arylglucosidic ellagitannins represent a unique sub-class of hydrolyzable tannins. Polyphenols such these have attracted considerable interest in the past fifteen years because of possible benefits in human health care and prevention of diseases such as carcinogenesis and arteriosclerosis. However, this class of natural product, with such unique structural architectures and potent biological activities, has not yet been fully explored for therapeutic potential. From here our interest in developing a synthetic strategy for generation of these compounds and their analogues with enhanced pharmacological properties. Our synthetic efforts were so focused on the synthesis of 5-O-degalloyl epipunicacortein A (1) as simple structures of this class of natural compounds. C-arylglucosidic ellagitannins constitute a tannin subclass in which a C–C bond links the C-1 atom of an “open-chain” glucose core to the C- 2’ atom of a galloyl-derived unit esterified to the 2-position of the glucose core. Their C-1-linked galloyl-derived unit is either part of a HHDP ester group bridging the 2- and 3-positions of the glucose core. It is possible to identify three key issues that must be addressed in order to accomplish the synthesis of C-arylglucosidic ellagitannins: - Opening of the sugar - C-arylglucosidation reaction - Atroposelective intramolecular biaryl coupling for the HHDP construction In the end of this work we managed to obtain a route to access the C-arylglucosidic ellagitannins. In the meantime an intramolecular atroposelective methodology for the construction of the hexahydroxyterphenolyl unit (HHDP) was developed, inspired to the Yamada’s total synthesis of corilagin. We are confident it could be successfully applied to the NHTP construction. This strategy required the preparation of a precursor featuring a para-protected galloyl units. Our methodology for the C-arylglucosidic bond formation into biomimetic conditions resulted applicable even on differently protected substrates. So a biomimetic route to C-glucosidic ellagitannins have been developed. The introduction of a conveniently protected galloyl unit on the intermediates A gives access to the a product that could be further submitted to an oxidative coupling in the Yamada’s conditions to give, after deprotection, the NHTP-bearing C-arylglucosidic ellagitannin vescalin (17) First galloylation attempts on compound 17 resulted unsatisfactory. Studies are still on going to address this point. At this point of the synthesis it was possible to obtain a first member of the C-arylglucosidic ellagitannin family. The benzylidene cleavage of compound 7 delivered the degalloyl epi-punicacortein A 1 (1). This molecule has not yet isolated form a natural source, but it is reasonable to suppose that its structure corresponds to a natural compound. The hydrolysis of esters is the most frequent modification incurred by ellagitannins so O-5-degalloyl epipunicacortein A could derive from epipunicacortein A as O-5-degalloyl punicacortein A derives from hydrolysis of its precursor punicacortein A.

Stati di infiammazione progressivi e costanti nel tempo sono alla base dell’insorgenza di patologie cronico-degenerative, quali obesità, sindrome metabolica, diabete di tipo 2 e malattie cardiovascolari [1]. Tali livelli di infiammazione sono di lieve entità (low grade), senza sintomi visibili (silenti), ma persistenti, producendo col tempo effetti sistemici. La prolungata esposizione a un livello di infiammazione di basso grado influenza anche l’invecchiamento dell’organismo e la sua aspettativa di vita in buona salute (inflamm-aging) [2]. L’alimentazione e il tipo di dieta adottata sono fattori critici in grado di influenzare, sia positivamente che negativamente, la capacità dell’organismo a far fronte, tramite processi riparativi, a situazioni di infiammazione cronica. La letteratura scientifica ha evidenziato come alcuni alimenti o categorie di alimenti abbiano un effetto modesto sui livelli di espressione di singole molecole infiammatorie, quali proteina C reattiva, interleuchina 6 e tumor necrosis factor α (TNF-α) [3]. La composizione della dieta si è invece dimostrata in grado di influenzare significativamente l’insorgenza dell’infiammazione cronica di basso grado. Evidenze sperimentali indicano come, ad esempio, l’assunzione di carboidrati a maggior indice glicemico (cioè digeriti, metabolizzati e assorbiti più velocemente) e di acidi grassi saturi siano associati ad un aumento dell’infiammazione sistemica. L’assunzione di fibra alimentare, acidi grassi polinsaturi n-3 e monoinsaturi e carotenoidi è stata invece dimostrata essere associata a bassi livelli di marker infiammatori circolanti [4,5]. Negli ultimi anni sono state condotte diverse ricerche per studiare il possibile effetto pro-infiammatorio di latte e latticini. Da un’analisi sistematica della letteratura è stato però concluso che i derivati del latte presentano proprietà antinfiammatorie sia nelle persone sane, non affette da allergie al latte, che nei soggetti affetti da dismetabolismi [6]. Alcuni studi in ambito di nutrizione preventiva hanno inoltre dimostrato che alcuni componenti bioattivi degli alimenti, quali i polifenoli, sono in grado di modulare pathway coinvolti nella risoluzione dell’infiammazione, mostrando una tipica response to injury ed evocando una risposta riparativa promettente e desiderabile in processi infiammatori cronici [7-9]. In numerosi studi osservazionali e in trial clinici, i pattern alimentari caratterizzati da un elevato rapporto tra acidi grassi insaturi e saturi, abbondante consumo di frutta, verdura, legumi e cereali, come nel modello alimentare mediterraneo, hanno mostrato effetti protettivi e preventivi verso l’infiammazione cronica di basso grado se confrontato con i modelli alimentari tipici del Nord America e del Nord Europa [10,11]. Le basi molecolari e metaboliche sono molto complesse e non ancora del tutto chiarite, in quanto il livello di infiammazione derivante dall’adozione di abitudini alimentari scorrette è basso e non sempre i classici biomarcatori di infiammazione sistemica possono essere messi in relazione con tale livello silente [12,13]. L’influenza dei pattern alimentari sugli stati di infiammazione cellulare sistemica è certa ma complessa. Dal punto di vista della prevenzione primaria, modelli alimentari equilibrati e prudenti come la dieta mediterranea rimangono sicuramente un cardine per aumentare l’aspettativa di vita in buona salute [14]. Riferimenti bibliografici: [1] Hunter P (2012) EMBO Rep 13:968-970. [2] Calder PC, Bosco N et al. (2017) Ageing Res Rev 40:95-119. [3] Lyons CL, Kennedy EB, Roche HM (2016) Nutrients 8: article 247. [4] Barbaresko J, Koch M et al. (2013) Nutr Rev 71:511-527. [5] Galland L (2010) Nutr Clin Pract 25:634-640. [6] Bordoni A, Danesi F et al. (2017) Crit Rev Food Sci Nutr 57:2497-2525. [7] Danesi F, Ferguson LR (2017) Nutrients 9: article 958. [8] Afman L, Milenkovic D, Roche HM (2014) Mol Nutr Food Res 58:1708-1720. [9] Derlindati E, Montanini B et al. 39° Congresso Nazionale della Società Italiana di Nutrizione Umana, Napoli 19–21 novembre 2018, p. 5. [10] Bonaccio M, Pounis G et al. (2017) Br J Clin Pharmacol 83:107-113. [11] Tosti V, Bertozzi B, Fontana L (2018) J Gerontol A Biol Sci Med Sci 73:318-326. [12] Calle MC, Andersen CJ (2019) Dis Markers 2019: article 3102870. [13] Del Giudice M, Gangestad SW (2018) Brain Behav Immun 70:61-75. [14] Schulze MB, Martinez-Gonzalez MA et al. (2018) BMJ 361: article k2396.