Clinical, epidemiological and mechanistic studies support the role of cranberry (Vaccinium macrocarpon Ait.) in maintaining urinary tract health. Cranberry proanthocyanidins contain A-type linkages and have been associated with preventing adhesion of P-fimbriated uropathogenic Escherichia coli to uroepithelial cells. It is not known if the presence of the A-type linkage is a prerequisite for anti-adhesion activity. Other commercial sources of proanthocyanidins with all B-type linkages have not previously been screened for this activity. The goals of this study were to compare the in vitro anti-adhesion activity of A-linked proanthocyanidins from cranberry juice cocktail with the anti-adhesion activities of B-linked proanthocyanidins from commercial grape and apple juices, green tea and dark chocolate, and determine if anti-adhesion activity is detectable in human urine following consumption of single servings of each commercial food product. Structural heterogeneity and presence of the A-type linkage in cranberry proanthocyanidins was confirmed utilizing MALDI-TOF/MS and DI/ESI MS, as was the presence of all B-type linkages in the proanthocyanidins from the other commercial products. The isolated A-type proanthocyanidins from cranberry juice cocktail elicited in vitro anti-adhesion activity at 60 μg/ml, the B-type proanthocyanidins from grape exhibited minor activity at 1200 μg/ml, while other B-type proanthocyanidins were not active. Anti-adhesion activity in human urine was detected following cranberry juice cocktail consumption, but not after consumption of the non-cranberry food products. Results suggest that presence of the A-type linkage in cranberry proanthocyanidins may enhance both in vitro and urinary bacterial anti-adhesion activities and aid in maintaining urinary tract health.

Three proanthocyanidin trimers possessing A-type interflavanoid linkages, epicatechin-(4β→6)-epicatechin-(4β→8, 2β→O→7)-epicatechin (4), epicatechin-(4β→8, 2β→O→7)-epicatechin-(4β→8)-epicatechin (5), and epicatechin-(4β→8)-epicatechin-(4β→8, 2β→O→7)-epicatechin (6), were isolated from the ripe fruits of Vaccinium macrocarpon (cranberry) and prevented adherence of P-fimbriated Escherichia coli isolates from the urinary tract to cellular surfaces containing α-Gal(1→4)β-Gal receptor sequences similar to those on uroepithelial cells. The structure of 4 was elucidated by a combination of spectroscopic methods and acid-catalyzed degradation with phloroglucinol. Also isolated were the weakly active epicatechin-(4β→8, 2β→O→7)-epicatechin (procyanidin A2) (3) and the inactive monomer epicatechin (1) and the inactive dimer epicatechin-(4β→8)-epicatechin (procyanidin B2) (2).

Ethyl acetate extracts of Sephadex LH20-purified proanthocyanidins of American cranberry (Vaccinium macrocarpon Ait.) exhibited potent biological activity by inhibiting adherence of uropathogenic isolates of P-fimbriated Escherichia coli bacteria to cellular surfaces containing α-Gal(1 → 4)β-Gal receptor sequences similar to those on epithelial cells in the urinary tract. The chemical structures of the proanthocyanidins were determined by 13C NMR, electrospray mass spectrometry, matrix-assisted laser absorption time-of-flight mass spectrometry and by acid catalyzed degradation with phloroglucinol. The proanthocyanidin molecules consisted predominantly of epicatechin units with mainly DP of 4 and 5 containing at least one A-type linkage. The procyanidin A2 was the most common terminating unit occurring about four times as frequently as the epicatechin monomer.

BACKGROUND: The objective of this study was to validate an improved 4-dimethylaminocinnamaldehyde (DMAC) colorimetric method using a commercially available standard (procyanidin A2), for the standard method for quantification of proanthocyanidins (PACs) in cranberry powders, in order to establish dosage guidelines for the uropathogenic bacterial anti-adhesion effect of cranberry. RESULTS: Commercially available cranberry samples were obtained (five from U.S. sources and six from European sources) for PAC quantification in five different analytical laboratories. Each laboratory extracted and analyzed the samples using the improved DMAC method. Within-laboratory variation (mean ± SD) was 4.1 ± 1.7% RSD (range, 2.3–6.1% RSD) and the between laboratory variability was 16.9 ± 8.5% RSD (range, 8–32% RSD). For comparative purposes, the cranberry samples were alternatively quantified using weights of extracted PACs (gravimetric). The correlation coefficient between the two methods was 0.989. CONCLUSION: This improved DMAC method provides a simple, robust and relatively specific spectrophotometric assay for total PACs in cranberry samples using commercially available procyanidin A2 dimer as a standard. DMAC is most useful within a given type of food such as cranberries, but may not be appropriate for comparing concentrations across different food types, particularly in those cases where large differences exist among the relative amounts of each oligomer and polymer. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry

The gut and local esophageal microbiome progressively shift from healthy commensal bacteria to inflammatory-linked pathogenic bacteria in patients with gastroesophageal reflux disease, Barrett's esophagus and esophageal adenocarcinoma (EAC). However, mechanisms by which microbial communities and metabolites contribute to reflux-driven EAC remain incompletely understood and challenging to target. Herein, we utilized a rat reflux-induced EAC model to investigate targeting the gut microbiome-esophageal metabolome axis with cranberry proanthocyanidins (C-PAC) to inhibit EAC progression. Sprague Dawley rats, with or without reflux-induction received water or C-PAC ad libitum (700 µg/rat/day) for 25 or 40 weeks. C-PAC exerted prebiotic activity abrogating reflux-induced dysbiosis, and mitigating bile acid metabolism and transport, culminating in significant inhibition of EAC through TLR/NF-κB/P53 signaling cascades. At the species level, C-PAC mitigated reflux-induced pathogenic bacteria (Clostridium perfringens, Escherichia coli, and Proteus mirabilis). C-PAC specifically reversed reflux-induced bacterial, inflammatory and immune-implicated proteins and genes including Ccl4, Cd14, Crp, Cxcl1, Il6, Il1β, Lbp, Lcn2, Myd88, Nfkb1, Tlr2 and Tlr4 aligning with changes in human EAC progression, as confirmed through public databases. C-PAC is a safe promising dietary constituent that may be utilized alone or potentially as an adjuvant to current therapies to prevent EAC progression through ameliorating reflux-induced dysbiosis, inflammation and cellular damage.

Background Urinary tract infection (UTI) prevention benefits of cranberry intake are clinically validated, especially for women and children. To ensure the benefits of cranberry dietary supplement products, the anti-adhesion activity (AAA) against uropathogenic bacteria is routinely used in in vitro bioassays to determine the activity in whole product formulations, isolated compounds, and ex vivo bioassays to assess urinary activity following intake. D-mannose is another dietary supplement taken for UTI prevention, based on the anti-adhesion mechanism.