CaleBCP® è una linea esclusiva di prodotti di Calema Ricerche S.p.A volta a fornire la gamma più vasta di fonti standardizzate di (E)-β-Cariofillene (BCP) presente sul mercato.

Le tecniche innovative di estrazione e frazionamento molecolare, effettuate senza l’utilizzo di solventi, sono sviluppate internamente dal team di R&D di Calema Ricerche S.p.A. e permettono di ottenere estratti fluidi e in polvere standardizzati in BCP, privi di sostanze indesiderate o potenzialmente problematiche (quali ad esempio l’eugenolo).

La capacità produttiva è di svariate tonnellate/anno ed è svolta interamente da Calema Ricerche S.p.A. nello stabilimento di Moretta (CN) Italia, senza l’utilizzo di intermediari.

Le fonti della linea standardizzata sono le seguenti:

Le tecniche impiegate permettono di ottenere un prodotto stabile.

IDENTIFICAZIONE E QUANTIFICAZIONE DEL BCP

L’identificazione del BCP presente nelle diverse tipologie di prodotto viene effettuata mediante accoppiata a spettrometria di massa (Shimadzu GCMS-QP2010 SE), mentre la quantificazione del BCP viene effettuata in accoppiata a rivelatore a ionizzazione di fiamma (Shimadzu GC-FID-2010 Pro AF EN) e mediante l’utilizzo sia di standard interno che esterno.

FONTI NATURALI DI (E)-β-Cariofillene (BCP)

Esiste una vasta gamma di fonti naturali di BCP, prodotto tramite un processo di secrezione in appositi tessuti ghiandolari presenti in diverse parti della pianta (principalmente foglie e fiori) oppure in canali resiniferi nei fusti di specie che producono resinoidi e oleoresine.

Syzygium aromaticum (L.) Merr. & Perry, sinonimo di Eugenia caryophyllata Thunb., la cui parte commerciale è nota anche come chiodi di garofano, è un albero appartenente alla famiglia delle Myrtaceae originario delle isole Maluku in Indonesia, ma è stato recentemente coltivato in diversi luoghi in tutto il mondo. L’albero è composto da foglie e boccioli fiorali che una volta essiccati costituiscono la parte commerciale dell’albero, i chiodi di garofano. La produzione di gemme fiorite inizia quattro anni dopo la piantagione [Batiha et al., 2020]. I cosiddetti “chiodi di garofano” contengono una notevole quantità di terpenoidi estratti come olio essenziale (150-180ml/Kg), il cui costituente principale è l’eugenolo (75-80%) libero ed in forma di acetato di eugenile. Esso è accompagnato da molti altri composti terpenici, alifatici, aromatici ed eterociclici fra cui il BCP. I chiodi di garofano contengono fino al 18% di olio essenziale. L’olio di chiodi di garofano è incolore o giallo chiaro con un sapore e un odore caratteristici [Jirovetz et al., 2006]. I fiori sono in parte destinati alla distillazione, ma l’olio viene ricavato anche dalle foglie [Maugini et al., 2006].

I chiodi di garofano possono entrare nella composizione di farmaci ad uso topico, per la cura e disinfezione di piccole piaghe; come antalgico per la cura di cefalea e odontalgia; per la cura di affezioni del cavo orale e della faringe; per l’igiene della bocca [Chaieb et al., 2007].

La maggior parte degli studi farmacologici e farmacocinetici relativi al S. aromaticum sono relativi all’eugenolo, tuttavia sebbene l’eugenolo sia stato riconosciuto come additivo alimentare GRAS dalla Federal Food, Drug and Cosmetics Administration, l’eugenolo può subire la biotrasformazione in metidi di chinone elettrofilo e quindi può potenzialmente formare danni ossidativi e addotti del DNA. Inoltre, negli epatociti si forma eugenolo-chinone metide che è responsabile della citotossicità mediata da eugenolo; infine, il metil eugenolo, un derivato dell’eugenolo, è epatotossico [Martins et al., 2018]. L’EFSA ha definito un consumo giornaliero di 1,5 mg/giorno come dose massima [EFSA, 2009]. Per questo motivo Calema Ricerche S.p.A. ha messo a punto una tecnica di frazionamento molecolare volto ad eliminare definitivamente l’eugenolo dall’estratto di S. aromaticum e a produrre un elevato contenuto standardizzato di BCP nel prodotto CaleBCP®-SA.

Albero di Syzygium aromaticum in fiore. I boccioli fiorali di questa pianta, raccolti ed essiccati, costituiscono i cosiddetti “chiodi di garofano”. Questa spezia ha un profumo inconfondibile: forte, dolce con una nota pepata. Calema Ricerche S.p.A. estrae il BCP e tramite un frazionamento molecolare elimina completamente il composto indesiderato eugenolo.

Copaifera langsdorffii Desf. (Fabaceae) è un albero tropicale ampiamente distribuito in Sud America [Souza et al., 2019]. L’albero originario del Brasile produce in strutture secretorie interne un’oleoresina popolarmente nota come olio di copaiba. La pianta presenta un alto fusto con corteccia color marrone scuro e superficie ruvida dal piacevole aroma [Tobouti et al., 2017; Souza et al., 2019].

La fioritura avviene sotto la pioggia di stagione, da novembre a gennaio, mentre i frutti maturano da luglio a settembre in coincidenza con il periodo di massima deciduità [Fagundes et al., 2013]. La germinazione dei semi di C. langsdorffii è fortemente influenzata dalla dimensione dei semi e dalla presenza di arilli [Souza et al., 2014; Souza et al., 2015]. Esistono molti tipi di dispersori del seme di C. langsdorffii, ma i principali disperdenti sono uccelli [Rabello et al., 2010] e formiche [Oliveira & Leal 1998].

Le diverse specie di copaiba presentano quantità variabili di molecole presenti nella composizione oleosa. In particolare la percentuale totale di terpeni è composta dall’80% di sesquiterpeni, e dal 20% di diterpeni. Tra i sesquiterpeni il più abbondante è il BCP (50-33%), seguito da ossido di cariofillene, α-humulene, α-copaene, α-bergamotene e δ-cadinene [Tobouti et al., 2017; Gramosa et al., 2010], ma alcuni chemotipi sono particolarmente abbondanti in alfa-bergamotene (48,38%), alfa-himachalene (11,17%) e beta-selinene (5,00%) [Gelmini et al., 2013]. Differenti condizioni ecofisiologiche delle regioni e cambiamenti climatici potrebbero essere fattori importanti nella modifica del profilo chimico dei terpeni e della resa dell’olio essenziale [de Almeida et al., 2014]. Al fine di fornire la massima concentrazione di BCP, Calema Ricerche S.p.A. ha messo a punto tecniche di frazionamento molecolare che garantisco la standardizzazione del prodotto.

La resina oleosa di Copaiba è ampiamente usata nella medicina tradizionale grazie alle sue attività antinfiammatorie, cicatrizzanti, antisettiche, battericide e gastroprotettive [Abrao et al., 2015]. Il trattamento topico con olio essenziale di copaiba ha la capacità di ridurre il tempo di rigenerazione di una ferita [Estevão et al., 2013]. Gli studi hanno anche dimostrato che, sebbene l’attività antimicrobica dell’olio di copaiba sia inferiore alla clorexidina, esiste un grande potenziale contro i batteri del cavo orale [Diefenbach et al., 2018]. In medicina popolare, l’oleoresina di Copaiba è ampiamente utilizzata attraverso la somministrazione topica e orale. Ha varie indicazioni etnofarmacologiche, tra cui: gonorrea, bronchite, dolori in generale, mal di schiena, lesioni, blenorrea, leucorrea, psoriasi, ferite, asma, come antisettico per ferite, ulcere della pelle, articolazioni dolenti, cisti ovariche, mioma uterino, utero debole, secrezione vaginale, problemi ovarici, ulcere, mal di gola, infezioni uterine, infiammazioni generali, come tonico e per il trattamento di ulcere e altre malattie dell’apparato digerente e leishmaniosi [Trindade et al., 2018]. Calema Ricerche S.p.A., tramite tecniche di frazionamento molecolare, è in grado di produrre un estratto ad elevato contenuto standardizzato di BCP (CaleBCP®-CL) partendo dall’olio essenziale di Copaifera langsdorffii.

Le piante del genere Copaifera, appartenenti alla famiglia delle Fabaceae, comprendono diverse specie arboree delle regioni tropicali dell’Africa e dell’America. Dalla corteccia di questi alberi (in particolare dalla specie Copaifera langsdorffii Desf.) si estrae una oleoresina nota con il nome di balsamo di copaiba che veniva usato in passato per le sue proprietà medicamentose. Calema Ricerche S.p.A. ha messo a punto una tecnica di frazionamento molecolare che permette di ottenere dagli estratti di Copaiba un elevato contenuto standardizzato di BCP.

Cananga odorata (Lam.) Hook f. et Thomson, forma macrophylla (nota come Cananga, mentre la forma genuina è nota più comunemente con il nome ylang-ylang) appartenente alla famiglia delle Annonaceae, è un albero sempreverde originario della Cina, della Birmania, della Tailandia, dell’Indonesia e delle Filippine [Kristiawan et al., 2012]. Le foglie di C. odorata sono di colore verde brillante, lucido e oblungo, con una base arrotondata. La fioritura può verificarsi durante tutto l’anno, ma è più comune nel tardo autunno [Saedi and Crawford, 2006]. I fiori di C. odorata forniscono diversi gradi di un olio essenziale che viene impiegato come componente di sapore minore in bevande, gelati, caramelle, prodotti da forno e gomme da masticare [Kristiawan et al., 2008]. L’albero è stato a lungo coltivato su larga scala nel sud est asiatico e in alcune isole dell’oceano indiano, principalmente in Madagascar (Nossi-Bé) e nelle Isole Comore per la produzione di olio essenziale dai fiori.

I composti volatili identificati nell’olio di C. odorata sono in gran parte raggruppati come monoterpeni, alcoli terpenici, alcoli sesquiterpenici, idrocarburi sesquiterpenici, acetati, benzoati e fenoli. Inoltre, i principali componenti dell’olio sono p-cresil metil etere, metil benzoato, linalolo, benzil acetato e geranil acetato, β-cariofillene, D-germacrene e (E, E)-α-farnesene [Qin et al., 2014]. La percentuale di BCP contenuta nell’olio di cananga ottenuto da distillazione in corrente di vapore varia dal 18,2% al 40% [NF ISO 3523, 2002; Kristiawan et al., 2008].

Le piante del genere Cananga sono ricche di terpenoidi che hanno promettenti effetti farmacologici e terapeutici. C. odorata ha una varietà di proprietà medicinali e usi tradizionali. Questa specie è stata utilizzata nella medicina popolare per il trattamento di malaria, infezioni da tinea e febbre, ma anche come antidepressivo per trattare depressione e nervosismo, mal di testa, infiammazione degli occhi e gotta. Agisce anche sull’abbassamento della pressione sanguigna il che suggerisce un suo potenziale utilizzo nella gestione dell’ipertensione. Si ritiene inoltre che le proprietà medicinali dell’olio di C. odorata siano uno dei principali fattori che contribuiscono alla sua crescente popolarità nel campo dell’aromaterapia [Tan et al., 2015]. L’olio essenziale di C. odorata ha mostrato un effetto rilassante su volontari dopo aver annusato l’olio, riducendo l’indice di stress da livello alto (73,33 KU/L) a livello medio (49,50 KU/L). Il livello di stress è stato anche determinato misurando l’onda cerebrale alfa dei volontari e i risultati hanno mostrato che annusare l’olio essenziale di C. odorata aumenti l’onda cerebrale alfa di un individuo diminuendo il livello di stress [Hongratanaworakit and Buchbauer, 2004]. Sono note anche proprietà ansiolitiche [Zhang et al., 2016]. Gli studi indicano che l’assunzione come ingrediente alimentare dell’olio di C. odorata non rappresenti un rischio per la salute dell’uomo [Burdock and Carabin, 2008]. Anche per questa specie e nella volontà di ottenere la massima concentrazione di BCP, Calema Ricerche S.p.A. ha messo a punto tecniche di frazionamento molecolare che garantisco la standardizzazione del prodotto CaleBCP®-CO ottenuto da C. odorata.

La Cananga odorata, appartenente alla famiglia delle Annonaceae, è una pianta a crescita rapida nativa delle Filippine e dell’Indonesia. Dai fiori di questa pianta si ricava un’essenza. Esistono molte varietà di Cananga odorata tra cui: la Cananga odorata var. genuina, utilizzata per la produzione di olio essenziale ylang-ylang, e la Cananga odorata var. macrophylla, da cui si ricava l’olio essenziale di cananga, dal caratteristico profumo legnoso. Calema Ricerche S.p.A. utilizza l’olio di C. odorata var. macrophylla e tramite frazionamento molecolare ottiene una quantità elevata e standardizzata di BCP.

L’Humulus lupulus L. (luppolo) è una pianta rampicante, perenne, dioica appartenente alla famiglia delle Cannabaceae. È originaria dell’Eurasia e, oggigiorno, è diffusa nelle zone temperate di tutti i continenti, sia in natura che in coltivazione. Le infiorescenze femminili, di solito chiamate coni di luppolo, sono la parte vegetale di maggiore interesse, a causa della presenza di tricomi ghiandolari responsabili del tipico aroma di luppolo. La lupulina, la miscela di tricomi ottenuta dai coni setacciati, è elencata nella farmacopea europea (Eu. Ph.) per le proprietà sedative, antimicrobiche e proestrogeniche [Santagostini et al., 2019].

L’olio essenziale di luppolo conferisce alla birra caratteristiche di odore e aroma. Esistono numerose varietà di luppolo disponibili in commercio con caratteristiche di odore distinte, che possono essere attribuite alla diversa composizione dei loro oli essenziali. L’olio essenziale è dominato da idrocarburi terpenici, principalmente mircene, α-humulene e BCP. La composizione varia a seconda dei fattori intrinseci ed estrinseci durante la crescita, delle condizioni di lavorazione e del metodo di estrazione utilizzato per isolare l’olio essenziale [Eyres and Dufour, 2009]. La percentuale di BCP nell’olio essenziale di luppolo è tra 7,6 – 14,5% [Ligor et al., 2014].

Il BCP di luppolo ha mostrato proprietà antiossidanti più forti dell’umulene e la sua capacità di prevenire l’ossidazione dei lipidi è superiore a quella del farmaco antiiperlipidemico Probucol e a quella dell’antiossidante naturale α-tocoferolo. Inoltre, le frazioni di olio essenziale ricche di BCP (42%) e humulene (28%) contenenti una vasta gamma di altri composti presenti nel luppolo, hanno dimostrato un’attività antibiotica significativa contro Bacillus subtilis e Pseudomonas aeruginosa, nonché contro i lieviti Candida glabrata e C. albicans e contro Aspergillus niger. Infine, il BCP di luppolo e due derivati ossigenati del sesquiterpene, il farnesolo e l’ossido di cariofillene, hanno mostrato attività antivirale contro il virus dell’herpes simplex [Karabin et al., 2016]. Altre applicazioni tradizionali del luppolo come rimedio gastrico, antibatterico e antimicotico sono state supportate da indagini in vivo e in vitro [Zanoli and Zavatti, 2008]. I metaboliti del luppolo hanno mostrato numerose altre attività biologiche, tra cui proprietà sedative ed estrogeniche [Bocquet et al., 2018]. È interessante notare come molti dei costituenti del luppolo siano anche presenti in altre specie come la Cannabis, ma il luppolo è privo dei composti psicotropi della canapa [Nuutinen, 2018]. La complessità dell’olio essenziale di luppolo richiede una notevole esperienza nel frazionamento molecolare al fine di ottenere un elevato contenuto standardizzato di BCP. Calema Ricerche S.p.A. ha sviluppato metodi innovativi che permettono di ottenere CaleBCP®, un estratto di luppolo con le più elevate concentrazioni di BCP sul mercato.

L’Humulus lupulus L., conosciuto semplicemente come luppolo, è famoso in tutto il mondo come aromatizzante della birra. Le posseggono proprietà antibatteriche che aumentano la conservabilità del prodotto finito grazie alla presenza di terpeni bioattivi. La complessità dell’olio essenziale di luppolo richiede una notevole esperienza nel frazionamento molecolare al fine di ottenere un elevato contenuto standardizzato di BCP. Calema Ricerche S.p.A. ha sviluppato metodi innovativi che permettono di ottenere un estratto di luppolo con le più elevate concentrazioni di BCP..

BIOATTIVITÀ DEL BCP

Il (E)-β-Cariofillene (BCP) è un sesquiterpene biciclico naturale ed è un comune componente di svariati oli essenziali. Il BCP agisce come agonista selettivo dei recettori cannabinoidi di tipo 2 (CB2).

I recettori dei cannabinoidi CB1 e CB2 sono recettori metabotropi, accoppiati a proteine G a sette domini transmembrana. L’attivazione di tali recettori comporta una chiusura dei canali del Na+ voltaggio-dipendenti di tipo N e P/Q, l’apertura dei canali K+ voltaggio-dipendenti e l’inibizione dell’attività dell’adenilatociclasi (con conseguente diminuzione del cAMP citosolico).

Il Sistema Endocannabinoide umano è un sistema biologico composto dagli endocannabinoidi (una classe di lipidi bioattivi) e dai recettori cannabinoidi. Tutte le specie vertebrate e molte invertebrate condividono il Sistema Endocannabinoide come parte essenziale della vita e dell’adattamento ai cambiamenti ambientali. Il Sistema Endocannabinoide svolge compiti diversi, ma la sua funzione principale è quella di omeostasi. I recettori dei cannabinoidi sono presenti in tutto l’organismo, incorporati nelle membrane cellulari. I recettori cannabinoidi più studiati e conosciuti sono i recettori CB1 e CB2, responsabili di numerosi effetti fisiologici. Il recettore CB1 è espresso maggiormente a livello del sistema nervoso centrale (encefalo) e in maniera minore in altri organi come polmoni, cuore e fegato. Il recettore CB2 è espresso ad alta densità sulle cellule del sistema immunitario come macrofagi, linfociti, mastociti, milza e altri organi periferici. Il BCP interagisce esclusivamente con i recettori CB2 e non produce gli effetti indesiderati dei cannabinoidi che interagiscono con i recettori CB1 (come il THC).

I recettori CB1 sono maggiormente espressi a livello del Sistema Nervoso Centrale (SNC); in particolare sono presenti nei gangli della base, nello strato molecolare del cervelletto, nello strato piramidale dell’ippocampo e sui neuroni dopaminergici di strutture quali il nucleus accumbens. I recettori CB2 si trovano soprattutto nei tessuti periferici, e in cellule del sistema immunitario (linfociti B e NK, macrofagi e mastociti), mentre sono meno espressi a livello del SNC [Gertsch et al., 2008].

L’attivazione dei recettori CB2, tramite agonisti selettivi quali il BCP, provoca un’attenuazione delle risposte infiammatorie e una riduzione del dolore neuropatico, mostrando effetti analgesici [Chang H. et al., 2012; Hu et al. 2017].

Da studi condotti è emerso come il BCP sia in grado di esercitare effetti antiinfiammatori, riducendo l’espressione di citochine pro-infiammatorie e di mediatori dell’infiammazione quali COX-2 e iNOS, con conseguente riduzione di PGE2 e NO [Chang H. et al., 2013; Hu et al. 2017]. Il BCP agendo in maniera selettiva sui recettori CB2 risulta privo degli effetti psicoattivi tipicamente associati all’attivazione dei recettori CB1 [Francomano et al. 2019; Benito et al. 2008].

I recettori cannabinoidi CB1 e CB2. Recenti studi scientifici hanno dimostrato che il BCP è in grado di interagire in maniera specifica con i recettori cannabinoidi CB2. L’interazione BCP – CB2 è responsabile di diverse risposte nell’organismo umano tra cui: riduzione delle risposte infiammatorie tramite riduzione dell’espressione di citochine pro-infiammatorie e di mediatori dell’infiammazione, riduzione del dolore neuropatico, gestione dei disturbi provocati da ansia e stress, interazione con la produzione di lipidi ed effetto insulinomimetico. Agendo in maniera selettiva sui recettori cannabinoidi CB2, il BCP risulta privo di effetti psicoattivi normalmente associati all’attivazione dei recettori CB1.

Il BCP è in grado di agire, in maniera indiretta, anche sui Peroxisome Proliferator-Activated Receptors (PPAR). I PPAR appartengono ad una famiglia di recettori nucleari, che agiscono come fattori di trascrizione e controllano alcuni geni coinvolti nella riduzione del livello di colesterolo totale nel sangue, nel metabolismo dei lipidi e nell’omeostasi del glucosio. In particolare i PPAR α sono coinvolti nel metabolismo lipidico e lipoproteico, mentre i PPAR γ modulano la differenziazione cellulare e controllano l’adipogenesi e l’azione dell’insulina [Gertsch et al., 2008].

Il BCP agisce come agonista dei recettori CB2, i quali attivano il coattivatore 1 del proliferatore γ del perossisoma (PGC1-α). Tale attivazione permette l’interazione tra PPAR γ e PPAR α che comporta un aumento dell’espressione di enzimi che hanno la funzione di ossidare gli acidi grassi, soprattutto a livello epatico. L’attività svolta dal BCP su tali recettori permette quindi un’azione ipoglicemizzante e insulinotropica, riducendo l’aumento di peso indotto dagli agonisti selettivi del PPAR γ [Francomano et al. 2019].

Studi recenti hanno dimostrato che i recettori CB2 giocano un ruolo importante nella gestione di disturbi di ansia e stress correlati e suggeriscono che agonisti di tali recettori, tra cui il BCP, possano avere un ruolo fondamentale in tali casi [Bahi et al., 2014].

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