Hydroxyl radical scavenging activity of compounds with pharmaceutical interest: a quantitative analysis by ESR spectroscopy

Laboratoire de ciblage en thérapeutique, faculté de pharmacie, université Paul-Sabatier, 35, chemin des Maraichers, 31062 Toulouse Cedex, France.

Abstract

Under various pathological conditions, the natural defense mechanisms against oxidative stress are not sufficient to prevent radical-induced injury. Then it becomes necessary to develop free radical scavengers and antioxidant therapies. In order to evaluate the antioxidant capacity of different substances, Electron Spin Resonance (ESR) and the spin trapping technique have been used to develop in vitro tests. Hydroxyl radicals have been generated by Fenton’s reaction and 5,5-dimethyl-1-pyrroline-N-oxide (DMPO) has been used as spin trap. The hydroxyl radical scavenging efficiency of the tested substance was quantified by an IC50 value representing the concentration necessary for 50% diminution of the ESR signal intensity. The influence of the incubation time, the DMPO-OH adduct stability and the solvent used for solubilization have been investigated. The scavenging activity (IC50) of the tested compounds varies from 2.94x1O-5 M to 1.35x10^-2 M for ascorbic acid and arbutin, respectively.

Résumé

Dans de nombreuses conditions pathologiques les systèmes de défense de l’organisme vis-à-vis d’un stress oxydant ne sont pas suffisants pour lutter contre les lésions induites par la formation des radicaux oxygénés. Il est donc nécessaire de disposer de molécules interceptant les radicaux pour développer des thérapies antioxydantes. Ann d’évaluer le pouvoir antioxydant de différentes substances, la Résonance Paramagnétique Electronique associée à la technique de piégeage de spin a été utilisée pour développer des tests in vitro. Les radicaux hydroxyls ont été générés par la réaction de Fenton et le 5,5-dimethyl-l-pyrroline-N-oxide (DMPO) fut utilisé comme piégeur de spin. L’efficacité d’un antioxydant est quantifiée par la CI qui représente la concentration nécessaire pour diminuer de 50% l’intensité du signal RPE de l’adduit DMPO-OH. L’influence du temps d’incubation, de la stabilité de l’adduit DMPO-OH et du solvant de solubilisation ont été étudiés. L’activité antiradicalaire (CI50) des composés testés varie de 2,94x10^-5 M pour l’acide ascorbique à 1,35x 10^-2 M pour l’arbutine.