Thalassia testudinum extract on focal ischemia in rats

J Pharm Pharmacogn Res 5(3): 174-186, 2017.

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Neuroprotective effects of Thalassia testudinum leaf extract BM-21 on focal ischemia in rats

[Efectos neuroprotectores del BM-21, extracto obtenido de las hojas de Thalassia testudinum sobre la isquemia focal en ratas]

Teidy E. García1#, Roberto Menéndez1# ⃰, Felicia Rivera2, Anoland Garateix1, Ruth A. Morales1, Erik Regalado1, Juan C. Rodríguez3, Federico Dajas2

1Center of Marine Bioproducts (CEBIMAR). Calle Loma entre 35 y 37, Alturas del Vedado, Plaza de la Revolución, Havana, CP. 10400, Cuba.
2Biological Research Institute Clemente Estable, Ave Italia No. 3318. 11600. Montevideo. Uruguay.
3National Institute of Oncology and Radiobiology (INOR), Ave 29 esq. F. Vedado. Plaza de la Revolución.  La Habana. Cuba.
#These authors equally contributed to this work.

*E-mail: roberto.menendez@infomed.sld.cu; roberto.menendez@cneuro.edu.cu

Abstract

Context: The extract from the marine plant Thalassia testudinum BM-21, standardized to thalassiolin B content (5.8 ± 0.3%), possesses antioxidant, anti-inflammatory and neuroprotective effects on acrylamide-induced neurotoxicity in mice and global ischemia in Mongolian gerbils.

Aims: To determine whether or not BM-21 possesses neuroprotective effects against cerebral ischemia induced by permanent middle cerebral artery occlusion (pMCAo), a clinically relevant model of stroke.

Methods: BM-21 was administered orally (400 mg/kg, once-a–day/10 days) prior to ischemia. Twenty-four hours after occlusion, we studied neurological signs, infarct volume, cerebral edema, histological damage and oxidative stress in cortex and striatum. In addition, brain susceptibility to in vitro lipid peroxidation induced by kainic acid and 2,2′-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride was studied after the BM-21 administration.

Results: BM-21 prevented behavioral deficit; reduced infarct volume and cerebral edema; markedly decreased neuronal damage in striatum and cortex region. After occlusion, there was a significant increase of oxidative stress in cortex and striatum. Treatment of ischemic rats with BM-21 (400 mg/kg) prevented lipid peroxidation and protein damage and increased the antioxidant enzymatic activities and glutathione. BM-21 also inhibited the in vitro lipid peroxidation in total brain homogenates.

Conclusions: Oral pre-treatment of BM-21 protects rats against pMCAo ischemia-induced damage in the striatum and cortex. Results suggest that the protection of BM-21 involve at least partially, the increase resistance to oxidative stress.

Keywords: neuroprotection; oxidative stress; permanent middle cerebral artery occlusion; Thalassia testudium.

Resumen

Contexto: El extracto obtenido de las planta marina Thalassia testudinum (BM-21), estandarizado acorde al contenido de thalassiolin B (5.8 ± 0.3%), posee efectos antioxidantes, antiinflamatorios y neuroprotectores sobre la neurotoxicidad inducida por acrilamida y la isquemia global en gerbos de Mongolia.

Objetivos: Evaluar si el BM-21 ejerce efectos neuroprotectores sobre la isquemia inducida por la oclusión permanente de la arteria cerebral media en ratas (pMCAo), un modelo relevante desde el punto de vista clínico.

Métodos: El BM-21 fue administrado previamente por vía oral (400 mg/kg, 10 días/1 administración/día). Tras la oclusión (24 h) se investigaron; síntomas de daño neurológico, volumen de infarto, edema cerebral y daño histológico y estrés oxidativo en cuerpo estriado y corteza, así como el efecto del BM-21 sobre la peroxidación lipídica in vitro inducida por ácido kaínico y dihidrocloruro de 2,2′-azobis(2-amidinopropano).

Resultados: BM-21 previno la disfunción conductual, disminuyó el volumen de infarto, el edema cerebral, y el daño neuronal en cuerpo estriado y corteza. La oclusión indujo el incremento del estrés oxidativo en cuerpo estriado y corteza. El BM-21 disminuyó la peroxidación lipídica y el daño a proteínas e incrementó las actividades de las enzimas antioxidantes y el glutatión. También el BM-21 inhibió la peroxidación lipídica inducida in vitro.

Conclusiones: El BM-21 previno el daño neuronal inducido por la isquemia en corteza cerebral y cuerpo estriado en ratas, efecto que involucra al menos parcialmente, el incremento de la resistencia frente al estrés oxidativo.

Palabras Clave: estrés oxidativo; neuroprotección; oclusión permanente de la arteria cerebral media; Thalassia testudium.

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Citation Format: García TE, Menéndez R, Rivera F, Garateix A, Morales RA, Regalado E, Rodríguez JC, Dajas F (2017) Neuroprotective effects of Thalassia testudinum leaf extract BM-21 on focal ischemia in rats. J Pharm Pharmacogn Res 5(3): 174-186.

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