Propolis: chemical composition, biological properties and therapeutic activity

3-methylbut-2-enyl 

caffeate

and 

3-methylbutyl 

ferulate 

(Bankova 

et al,

1987; 

Amoros 

et al, 

1994).

Antifungal activity

Millet-Clerc 

et al (1987) reported 

that propo-

lis  exhibited 

an 

important 

antifungal 

activ-

ity against 

Trichophyton 

and 

Mycrosporum

in 

the presence of 

propylene glycol, 

which

interacts 

synergistically 

at 

a 

5% 

concentra-

tion. 

Combinations of 

some 

antimycotic

drugs 

with 

propolis (10%) 

increased their

activity 

on 

Candida albicans 

yeasts. 

The

greatest 

synergistic 

effect 

against 

most

strains 

was 

obtained when 

propolis 

was

added 

to 

antifungal 

drugs (Holderna 

and

Kedzia,  1987). 

Valdés 

et al (1987) 

tested

30 

propolis samples produced 

in 

Cuba

against 

2 

strains of 

C albicans.  Lisa 

et 

al

(1989) 

verified the 

antifungal activity 

of

propolis 

extracts 

(10% 

in 

ethanol)  against

17 

fungal pathogens. 

The EEP inhibited

Candida and all tested 

dermatophytes. 

Fer-

nandes Junior 

et 

al 

(1994) 

evaluated the

antifungal 

activity 

of EEP 

against 

C 

albi-

cans, 

C 

parapsilosis, 

C 

tropicalis 

and 

C 

guil-

liermondii; 

98% 

of 

fungi 

samples 

were 

sen-

sitive 

to EEP 

concentrations 

of less than

5.0%. Lori 

(1990) 

observed that in  in vitro

tests, 

propolis 

concentrations of 5 

or 

10%

prevented growth 

of 

Trichophyton 

verruco-

sum. 

The 

antifungal activity 

of 

propolis 

was

observed in 

some 

plant 

fungi 

in vitro 

(La

Torre 

et al, 

1990).

Cytotoxic 

activity

Extracts of 

propolis 

have been examined

for in vitro 

cytotoxic activity by 

different meth-

ods of tissue culture in 

some 

cell  lines.

Hladón 

et al (1980) investigated 

the 

cyto-

static 

activity 

of 

propolis 

extracts 

on 

human

KB 

(nasopharinx carcinoma) 

and HeLa

(human 

cervical 

carcinoma) 

cell lines. The

ethereal 

propolis 

fraction 

(DEEP) 

exhibited

the 

strongest cytostatic 

activity. 

The 

sec-

ondary 

fractions of 

ethyl 

acetate 

and butanol

of DEEP 

presented 

a 

good activity. 

Inter-

mediate 

activity 

was 

verified 

in 

the

CHCl

3

/DEEP 

fraction. The 

killing 

action 

of

propolis 

on 

HeLa cells 

was 

tested 

by 

Ban

et 

al 

(1983). 

A concentration of 10 

mg/ml

caused 50% inhibition  of 

colony-forming

ability. 

In 

assessing 

the 

killing 

action of

propolis, 

flavonoids 

were 

also tested. HeLa

cells 

were 

found 

to 

be 

more 

sensitive 

to

quercetin 

and 

rhamnetin, 

but less sensitive

to 

galangin.  Grunberger 

et 

al 

(1988)

described caffeic acid 

phenethyl 

ester

(CAPE) 

as 

the 

compound partially 

respon-

sible for the 

cytostatic properties 

of propo-

lis.  The effect of 

CAPE 

on 

human 

cancer

cell  lines 

was 

tested 

in 

breast carcinoma

(MCF-7) 

and melanoma 

(SK-MEL-28 

and

SK-MEL-170) 

cell  lines in  culture. A dose

of  10 

μg/ml 

of CAPE 

completely 

inhibited

the 

incorporation 

of 

[

3

H]thymidine 

into the

DNA of breast carcinoma. More dramatic

effects 

were 

observed in  the 

melanoma,

colon 

(HT 29) 

and renal 

carcinoma cell 

lines,

but the 

CAPE effect 

on 

normal fibroblasts

and 

melanocytes 

was 

significantly 

less.

Because the 

cytostatic 

action of CAPE is

more 

effective in transformed 

cells, 

it  is 

rea-

sonable 

to 

assume 

that it  is 

responsible 

for

the claimed carcinostatic 

properties 

of

propolis.

The antitumoral 

activity 

of caffeic acid

derivatives, 

eg, 

methyl 

ferulate, 

methyl acetyl

ferulate, methyl acetyl 

isoferulate and 

methyl

diacetyl 

caffeate, 

was 

reported by Inayama

et 

al, 

1984. 

The 

effect of other caffeic acid

derivatives has been 

investigated by König

(1988). 

Ross 

(1990) reported 

that 

the 

cyto-

toxic 

effect of 

propolis 

in vitro 

against 

Chi-

nese 

hamster ovary 

cancer 

cell  lines 

was

due 

to 

naphthalene 

derivatives in 

propolis.

In vitro tests of 

extracts 

of Brazilian 

propolis

from 

A 

mellifera 

on 

human 

hepatocellular

carcinoma, 

KB and HeLa cell lines showed

that the 

cytotoxic 

effects 

were 

caused 

by

quercetin, 

caffeic acid and 

phenyl 

ester 

con-

stituents of 

propolis (Matsuno, 1992).

Scheller 

et 

al 

(1989c) 

reported 

a 

cytotoxic

activity 

of 

propolis 

in  mice 

bearing 

Ehrlich

carcinoma in vivo.

Antiprotozoan activity

Scheller 

et al (1977b) reported antiproto-

zoan 

activity 

of 

propolis (EEP) 

in vitro 

on 

3

strains of Trichomonas 

vaginalis. 

EEP solu-

tions 

in 

vitro 

presented 

a 

lethal 

activity 

on

strains 

at 

a 

concentration of 150 

mg/ml.

The 

antiprotozoan activity 

of 

propolis

was 

verified 

in 

experimental 

animals 

infected

with  Eimeria 

magna, 

E 

media and 

E 

per-

forans treated with 3% EEP and other

antiprotozoan drugs. 

The coccidiostatic

effect of 

propolis 

was 

higher 

than other

drugs (Hollands 

et al, 

1988a). Propolis

preparations 

were 

classified 

as a 

good 

coc-

cidiostat 

against 

Chilomonas 

paramecium

(Hollands 

etal, 

1988b). 

Torres 

et al (1990)

evaluated the 

effect of EEP 

on 

the 

growth 

of

the 

protozoan 

parasite 

Giardia lamblia  in

vitro. At 

an 

EEP concentration of 11.6 

mg/ml

there 

was a 

98% 

inhibition 

effect.

Other 

properties

Many 

other 

biological 

and 

pharmacological

properties 

of 

propolis 

have been described

by 

various 

authors, 

including 

regeneration 

of

cartilaginous 

tissue 

(Scheller 

et al, 

1977a),

bone tissue 

(Stojko 

et al, 

1978) 

and dental

pulp 

(Scheller 

et al,  1978; 

Magro 

Filho and

Perri de 

Carvalho, 

1990), 

anaesthetic 

activ-

ity  (Paintz 

and 

Metzner, 

1979), hepato-

protective activity 

(Giurgea 

et al, 1985, 1987;

Hollands 

et al, 1991; 

Tushevskii 

et al, 

1991),

increasing 

the number of 

plaque-forming

cells in the 

spleen 

of 

populations 

of immu-

nized  males 

(Scheller 

et 

al, 

1988),

immunomodulatory 

action 

(Benková 

et 

al,

1989; 

Dimov 

et al,  1991, 

1992), 

immuno-

genic properties (Scheller 

et al, 

1989d), 

liver

detoxifying 

action, 

choleretic and antiulcer

action in vitro 

(Kedzia 

et al, 

1990), 

antioxi-

dant 

activity 

(Yanishlieva 

and 

Marinova,

1986; 

Krol 

et al,  1990; 

Scheller 

et al,  1990;

Dobrowolski 

et al,  1991; 

Misic 

et al,  1991;

Olinescu, 1991; 

Volpert and 

Elstner, 1993a,

1993b), 

anticaries in 

rats 

(Ikeno 

et al, 

1991), 

protection agent against 

gamma irradiation

in  mice 

(Scheller 

et al, 

1989b), 

antileish-

maniosis 

in 

hamster 

(Sartori 

et al, 

1994),

antitrypanosomal 

agent 

(Higashi 

et al, 

1991)

and  inhibition 

of 

dihydrofolate 

reductase

activity 

(Strehl et al,  1994).

Toxicity

As 

propolis 

use 

increases, 

its 

side-effects

are 

observed 

more 

frequently (Wanscher,

1976; Petersen, 1977; 

Monti 

et al,  1983;

Ayala 

et al,  1985; 

Machácková, 

1985;

Rudzki 

et al,  1985; 

Tosti 

et al, 1985; 

Cirasino

et al,  1987; 

Hausen 

et al,  1987b; 

Sartoris

et al,  1987; 

Young, 

1987; 

Hay 

and 

Greig,

1990). 

Propolis 

contains 

some 

compounds

which 

cause 

toxicity. Beekeeper’s 

dermati-

tis  due 

to 

propolis 

is  well  known and 

an

apparent 

association between 

sensitivity 

to

propolis 

and 

to 

poplar 

resins has been

observed 

(Hausen 

et al,  1987a, 

b).

Hausen 

et al (1987b) 

described the inci-

dence 

of 

nearly 

200 

cases 

of 

allergic 

con-

tact 

dermatitis due 

to 

propolis. 

They 

identified

a 

substance 

1,1-dimethylallyl 

caffeic acid

(LB-1) responsible 

for the 

allergy. 

They 

also

described the 

sensitizing properties 

of LB-

1 

in 

guinea pigs provoked by 

several propo-

lis 

samples, demonstrating 

that this 

com-

pound 

is the main sensitizer in 

propolis. 

The

flavonoid 

tectochrysin 

was 

considered 

a sec-

ond 

allergen, although 

Schmalle 

et al (1986)

stated that 

tectochrysin 

was a 

very weak

sensitizer.  Hashimoto 

et al (1988) 

verified

the 

allergenic properties 

of 

phenylethyl 

and

prenyl 

esters 

of caffeic acids from 

propolis.

Observations 

of 

propolis 

used 

orally 

sug-

gest 

that intestinal 

absorption 

could 

play 

an

important 

role in 

propolis 

sensitization. Lim-

iting 

the 

extent 

of oral administration may

be useful in 

preventing propolis allergy

(Angelini 

et al,  1987; 

Hausen 

et al,  1987a,

1988; 

Kleinhans, 1987; 

Trevisan and 

Kokelj,

1987; 

Machácková, 

1988).

Therapeutic 

activity

Propolis 

has been used since ancient times

in  the remedies in 

folk medicine in  many

parts 

of the world 

(Ghisalberti, 1979). 

It  has

a 

long 

tradition 

of medicinal 

use 

in  many

parts 

of the world. 

Many 

European 

coun-

tries 

are 

interested in  natural 

products 

to

heal diseases and 

propolis 

is 

an 

important

product 

used for this purpose. It is found in

pharmaceutical 

and 

cosmetic 

products, 

such

as 

anti-acne 

lotion, 

face 

creams, 

ointments,

lotions and solutions 

(Debuyser, 

1983; 

Leje-

une 

et al,  1988; 

Pons and 

Cueto, 

1988,

1989; Goetz, 

1990).

Propolis 

in 

dermatology

Bolshakova 

(1975) 

treated 110 

patients

infected with 

Trichophyton 

on 

the 

hairy 

zone

of the  head with  50% 

propolis (as 

an

unguent). 

In 97 

patients, 

it 

was 

found 

to 

pro-

duce excellent results. 

Other 

examples 

of

the 

treatment 

of 

dermatological 

diseases

were 

described when 

propolis 

was 

used 

as

an 

antiseptic (Bolshakova, 

1975; 

Gafar 

et

al, 

1986), antimycotic (Holderna 

and 

Kedzia,

1987; 

Millet-Clerc 

et al, 

1987), 

bacteriostatic

(Soboleva 

et al,  1990; 

Dobrowolski 

et al,

1991; 

Stark 

and 

Glinski, 1993; Ventura Coll

et al, 

1993), 

antiviral 

(Giurcaneanu 

et al,

1988; 

Vachy 

et al, 

1990) 

and 

fungistatic

(Millet-Clerc 

et al, 

1987) agent. Many 

other

propolis applications 

in 

dermatology 

have

been described. It  has been used 

for wound

healing, 

tissue 

regeneration, 

treatment 

of

burns, neurodermatitis, 

microbial 

eczema,

contact 

dermatitis, 

leg 

ulcers, 

psoriasis, 

mor-

phea, herpes simplex 

and 

genitalis,  pruri-

tus 

ani, 

dermatophytes, trophic 

ulcers, 

pulp

gangrene and 

as an 

astringent 

(Bolshakova,

1975; 

Molnar-Toth, 1975; 

Scheller 

et al,

1977a, 1978; 

Ghisalberti,  1979; 

Korsun,

1983; 

Gafar 

et al,  1986; 

Hausen 

et al,

1987a; 

Giurcaneanu 

et al,  1988; 

Ponce de

Leon and 

Benitez, 1988; 

Goetz, 

1990; 

Fierro

Morales, 

1994).

Propolis 

in 

otorhinolaryngologic

(ORL) 

diseases

Matel 

et al (1973) 

described the 

treatment 

of

126 

subjects 

suffering 

of external 

otitis,

chronic 

mesotympanic 

otitis  and 

tympan

perforation 

with 

propolis 

solutions 

(5-10%)

which had 

a 

positive therapeutic 

result in

most 

cases. 

Propolis 

effects in  other 

ORL

diseases 

were 

reported: 

acute 

inflamma-

tions of the 

ear 

(Kachnii, 

1975; 

Palos 

et al,

1989), 

treatment 

of 

mesotympanitis (Pop-

nikolov 

et 

al, 

1973),  pharyngitis

(Doroshenko, 1975), 

tuberculosis 

(Karimova

and 

Rodionova, 

1975), 

chronic bronchitis

(Chuhrienko 

et al,  1989; 

Scheller 

et al,

1989a), rhinopharyngolaryngitis (Isakbaev,

1986), 

pharyngolaryngitis 

(Lin 

et al, 

1993a)

vasomotor 

catarrh 

treatment 

(Zommer-

Urbanska 

et al, 

1987) 

and rhinitis 

(Nuñez

et al, 

1988/1989).

Propolis 

in 

gynecological 

diseases

Zawadzki and Scheller 

(1973) 

investigated

90 

cases 

of 

therapeutic activity 

of 

3% 

EEP in

cases 

of 

vagina 

and 

uterus 

cervix inflam-

mation 

caused 

by 

S 

pyogenes. 

They

observed that 

more 

than 50% 

of the 

cases

responded 

well 

to treatment 

with EEP. The

action of 

propolis 

to treat 

inflammatory 

and

distrophic 

lesions of the female 

genital 

sys-

tem 

caused 

by protozoan 

and 

fungi 

has been

studied. 

Some 

137 

cases 

of 

diffuse inflam-

mations, 

ulcerations and ex-ulcerations 

of

cervix uteri diseases 

were 

investigated by

Roman 

et al (1989). 

After 20-25 d of 

asso-

ciated 

treatment 

(allopathic 

and 

apithera-

peutic) 

very 

good 

results 

were 

obtained in 

53

cases, 

good 

results in 

24, 

and 

satisfactory 

in

28 

cases. 

The results obtained 

by 

Roman 

et

al (1989) 

confirm that 

propolis potentiates

the 

antiseptic,  antifungal 

and  antit-

rychomonas 

actions 

of 

specific 

chemical

medicines. 

Stojko 

and 

Stojko 

(1993) 

also

reported 

the 

use 

of 

propolis preparations

for 

treatment 

of 

gynecological 

disorders.

Propolis 

in 

stomatology

Mirayes 

et 

al 

(1988) 

described 

a 

clinical

assay with 

an 

extract 

of 

propolis 

that showed

its 

efficacy against giardiasis. 

Some 138

patients 

were 

studied, 

48 

children and 90

adults, 

and treated with 

propolis (in 

children,

concentration of 10% and adults 

20%). 

At

these 

concentrations, 

52% 

of the children

showed 

a cure. 

In 

adults, 

the 

propolis 

effect

was 

the 

same as 

tinidazole, 

an 

antiproto-

zoan 

drug. 

When the 

propolis 

concentra-

tion 

was 

elevated 

to 

30%, 

there 

was a

higher 

efficacy (60% 

cure versus 

40%