Bioactive potential of tropical highland apple (Malus domestica cv. Anna) crude extract

Abstract

Background: The third most produced fruit crop in the world, apples (Malus domestica Borkh) are one of the most accessible and widely consumed fruits, with known benefts for human health. Although they are a temperate crop, apple cultivation has been successfully implemented in lower latitudes. Tropical highland Costa Rican apples (cv. Anna) have shown high total polyphenol content, and cytotoxic efects against human cancer cell lines. However, most reports originate from purifed fractions, obtained using methods which are not easily translatable for commer‑cial applications. In this study, we prepared a polyphenol-rich bioactive extract from Costa Rican Anna apples, using food-grade solvents and simple techniques, aiming towards easy translation of the extraction protocols to small local producers. Results: The whole apple crude extract (AE) was investigated for its total polyphenol content, general phytochemical profle, cytotoxicity against human breast and lung cancer cells, and regenerative potential in murine skin fbroblast monolayers. The AE showed total polyphenol amounts comparable to that obtained using more refned extractions in previous studies, and exhibited cytotoxic activity against human breast (MCF7) and lung (NCI-H460) cancer cells, and inhibition of cell proliferation in the scratch-wound-healing assay. Conclusions: Food-grade simple protocols were successful for obtaining a polyphenol-rich bioactive extract from Costa Rican Anna apples. The easy-to-implement extraction protocols and biochemical tests could provide a source of bioactive phytochemicals to be used in circular production systems.Antecedentes: La manzana (Malus domestica Borkh), el tercer cultivo frutal más producido en el mundo, es una de las frutas más accesibles y ampliamente consumidas, con reconocidos beneficios para la salud humana. Si bien se trata de un cultivo de clima templado, su cultivo se ha implementado con éxito en latitudes más bajas. Las manzanas de tierras altas tropicales de Costa Rica (cv. Anna) han mostrado un alto contenido total de polifenoles y efectos citotóxicos contra líneas celulares de cáncer humano. Sin embargo, la mayoría de los informes provienen de fracciones purificadas, obtenidas mediante métodos que no son fácilmente trasladables a aplicaciones comerciales. En este estudio, preparamos un extracto bioactivo rico en polifenoles de manzanas Anna costarricenses, utilizando solventes de grado alimenticio y técnicas simples, con el objetivo de facilitar la traducción de los protocolos de extracción a pequeños productores locales. Resultados: Se investigó el extracto crudo (AE) de manzana entera para determinar su contenido total de polifenoles, perfil fitoquímico general, citotoxicidad contra células de cáncer de mama y pulmón humano, y potencial regenerativo en monocapas de fibroblastos de piel murina. El AE mostró cantidades totales de polifenoles comparables a las obtenidas mediante extracciones más refinadas en estudios previos, y mostró actividad citotóxica contra células de cáncer de mama (MCF7) y pulmón (NCI-H460) humanas, así como inhibición de la proliferación celular en el ensayo de cicatrización por rascado. Conclusiones: Protocolos sencillos de grado alimenticio permitieron obtener un extracto bioactivo rico en polifenoles de manzanas Anna de Costa Rica. Los protocolos de extracción y las pruebas bioquímicas, de fácil implementación, podrían proporcionar una fuente de fitoquímicos bioactivos para su uso en sistemas de producción circulares.