Variation of cytochrome oxidase-I gene and venom proteins of Rhopalurus junceus populations in the Moanicum sector: Pharmacological implications
[Variación del gen citocromo oxidasa-I y proteínas del veneno de poblaciones de Rhopalurus junceus en el sector Moanicum: Implicaciones farmacológicas]
Rodolfo Rodríguez-Ravelo1,a, Ariel Ruíz-Urquiola2,a, Lourival D. Possani-Postay3, Humberto J. Morris-Quevedo4, Magdelaine Rodríguez-Ravelo5, Georgina Espinosa-López6*
1Center for Mountain Development, Ministry of Science, Technology and Environment, El Salvador, Guantánamo, Cuba.
2Museum für Naturkunde, Leibniz Institute for Research on Evolution and Biodiversity, Humboldt University, 10115 Berlin, Germany.
3Department of Molecular Medicine and Bioprocesses, Institute of Biotechnology, National Autonomous University of Mexico, Cuernavaca 62210, Mexico.
4Center of Studies for Industrial Biotechnology (CEBI), Universidad de Oriente, Santiago de Cuba 5, CP 90500, Cuba.
5Department of Pediatry, Pediatric Hospital “Pedro A. Pérez”, Guantánamo, Cuba.
6Department of Biochemistry, Faculty of Biology, University of Havana, 25 Street # 455, Vedado, Havana 4, CP 10400, Cuba.
Context: In Cuba, the venom of the endemic scorpion Rhopalurus junceus has been used in traditional medicine for cancer treatment. The genetic variability in populations from distinct origin and differences in the composition of venom –a little explored topic- could influence the pharmacological effects of products used in medical practice.
Aims: To characterize the populations of R. junceus from six different districts of the Moanicum sector in northeastern Cuba, taking into account the variations in the sequences of cytochrome oxidase subunit I gene (COI) and peptide masses of venom.
Methods: For the genetic characterization, a 658 bp gene fragment of COI was amplified by PCR. The genetic structure of populations was analyzed hierarchically, using an analysis of molecular variance (AMOVA). In proteomic analysis, molecular masses of venom constituents were arranged in increasing order, and different components were considered when masses differed by 2 Da.
Results: R. junceus species in the six districts studied in the Moanicum sector belong to different populations. The sequences of COI gene showed high levels of genetic variability, recovering 47 haplotypes (87% unique). The composition of the venom was also significantly different between the districts. The most abundant components presented masses of 3-6 kDa (K+-channel specific peptides) and 6,1-10 kDa (Na+-channel specific peptides).
Conclusions: Populations of R. junceus showed high genetic differentiation and a broad intraspecific variation in the venom peptides (3-10 kDa) in six districts of Moanicum sector of Cuba. This richness in scorpion varieties with different toxins profile should be considered for pharmacological applications.
Contexto: En Cuba, el veneno del escorpión endémico Rhopalurus junceus se ha utilizado en la medicina tradicional para el tratamiento del cáncer. La variabilidad genética en poblaciones de distintos orígenes y las diferencias en la composición del veneno -tema poco explorado- podrían influir en los efectos farmacológicos de productos utilizados en la práctica médica.
Objetivos: Caracterizar poblaciones de R. junceus de seis distritos diferentes del sector Moanicum en el nordeste de Cuba, teniendo en cuenta las variaciones en las secuencias del gen citocromo oxidasa subunidad I (COI) y las masas peptídicas del veneno.
Métodos: Se amplificó un fragmento de COI de 658 pb por PCR. La estructura genética de las poblaciones se analizó jerárquicamente, utilizando un análisis de varianza molecular (AMOVA). En el análisis proteómico, las masas moleculares de los péptidos del veneno se organizaron en orden creciente, y se consideraron componentes diferentes cuando diferían en 2 Da.
Resultados: Los seis distritos estudiados en el sector Moanicum pertenecen a poblaciones diferentes. Las secuencias del gen COI mostraron altos niveles de variabilidad genética, recuperando 47 haplotipos (87% únicos). La composición del veneno también fue significativamente diferente entre los distritos. Los componentes más abundantes presentaron masas de 3-6 kDa (péptidos específicos del canal K+) y 6,1-10 kDa (específicos del canal Na+).
Conclusiones: Las poblaciones de R. junceus mostraron alta diferenciación genética y variación intraespecífica en los péptidos del veneno (3-10 kDa) en seis distritos del sector Moanicum. Esta riqueza de escorpiones con diferentes perfiles de toxinas debe considerarse para las aplicaciones farmacológicas.
Citation Format: Rodríguez-Ravelo R, Ruiz-Urquiola A, Possani-Postay LD, Morris-Quevedo HJ, Rodríguez-Ravelo M, Espinosa-López G (2021) Variation of cytochrome oxidase-I gene and venom proteins of Rhopalurus junceus populations in the Moanicum sector: Pharmacological implications. J Pharm Pharmacogn Res 9(1): 1–12.
J. Pharm. Pharmacogn. Res., vol. 8, no. 6, pp. 569-579, November-December 2020.
Original Article
Effect of sex differences in antinociceptive, antipyretic, hypoglycemia, hepatoprotective and antidiarrheal activities in mice model
[Efecto de las diferencias sexuales en las actividades antinociceptiva, antipirética, hipoglucemia, hepatoprotectora y antidiarreica en modelo de ratones]
Context: The use of animal models is a longstanding practice in biological research. Among different models, the mouse is the most widely used and accepted model. In designing the mouse model, a male mouse is generally preferred over a female to avoid the effect of changing hormonal state in females. However, it is not known whether mouse sex affects all experiments.
Aims: To determine the effect of mouse sex on pharmacological responses in antinociceptive, antipyretic, hypoglycemia, hepatoprotective and antidiarrheal experiments.
Methods: Antinociceptive study was performed by three different experiments. An antipyretic experiment was performed by yeast induced hyperthermia test. The effect on hypoglycemic response was assessed by an oral glucose tolerance test. The effect on the hepatoprotective study was evaluated by carbon tetrachloride-induced liver damage. The antidiarrheal study was conducted by a castor oil-induced diarrhea test.
Results: Antinociceptive studies demonstrated mixed effects. Hot plate test showed significant differences; the licking test showed variation only in the late phase, while no significant variation was observed. In the antipyretic experiment, female mice showed higher body temperature in both control and standard that varied significantly with male mice. Hypoglycemia and hepatoprotective tests did not show significant variation between sexes; however, liver enzymes levels were found higher in males while the percentage liver weight was higher in females. In the antidiarrheal test, the male mouse was observed to have higher responses than the female.
Conclusions: Antinociceptive and antipyretic investigations should be performed separately on both male and female mice. On the other hand, hypoglycemic, hepatoprotective and antidiarrheal tests can be conducted on any mouse sex, and findings on particular sex can be extrapolated to the opposite sex.
Keywords: drug discovery; sex dimorphism; Swiss albino mice.
Resumen
Contexto: El uso de modelos animales es una práctica de larga data en la investigación biológica. Entre los diferentes modelos, el ratón es el modelo más utilizado y aceptado. Al diseñar el modelo de ratón, generalmente se prefiere un ratón macho a una hembra para evitar el efecto del cambio de estado hormonal en las hembras. Sin embargo, no se sabe si el sexo del ratón afecta a todos los experimentos.
Objetivos: Determinar el efecto del sexo del ratón sobre las respuestas farmacológicas en experimentos antinociceptivos, antipiréticos, hipoglucémicos, hepatoprotectores y antidiarreicos.
Métodos: Se realizaron experimentos para demostrar efectos anti-nociceptivo (tres experimentos diferentes), antipirético (hipertermia inducida por levaduras), hipoglucémico (prueba de tolerancia a la glucosa oral), hepatoprotector (daño hepático inducido por tetracloruro de carbono) y antidiarreico (diarrea inducida por aceite de ricino).
Resultados: Los estudios antinociceptivos demostraron efectos mixtos. La prueba de la placa caliente mostró diferencias significativas; la prueba de lamido mostró variación solo en la fase tardía, mientras que no se observó variación significativa. En el experimento antipirético, las hembras mostraron una temperatura corporal más alta tanto en el control como en el estándar que varió significativamente con los ratones machos. Las pruebas de hipoglucemia y hepatoprotección no mostraron variación significativa entre sexos; sin embargo, los niveles de enzimas hepáticas se encontraron más altos en los machos mientras que el porcentaje de peso del hígado fue más alto en las hembras. En la prueba antidiarreica, se observó que el ratón macho tenía respuestas más altas que la hembra.
Conclusiones: Las investigaciones antinociceptivas y antipiréticas debían realizarse por separado en ratones machos y hembras. Por otro lado, las pruebas hipoglucémicas, hepatoprotectoras y antidiarreicas podrían realizarse en cualquier sexo de ratón, y los hallazgos sobre un sexo particular se pueden extrapolar al sexo opuesto.
Palabras Clave: dimorfismo sexual; investigación en medicamento; ratones albinos suizos.
Citation Format: Karim I, Roy R, Hoque MR, Hosen S, Bhowmik T, Liya IJ, Akter A, Basher MA (2020) Effect of sex differences in antinociceptive, antipyretic, hypoglycemia, hepatoprotective and antidiarrheal activities in mice model. J Pharm Pharmacogn Res 8(6): 569–579.
References
Afonso-Pereira F, Dou L, Trenfield SJ, Madla CM, Murdan S, Sousa J, Veiga F, Basit AW (2018) Sex differences in the gastrointestinal tract of rats and the implications for oral drug delivery. Eur J Pharm Sci 115: 339–344.
Awouters F, Niemegeers CJ, Lenaerts FM, Janssen PA (1978) Delay of castor oil diarrhoea in rats: a new way to evaluate inhibitors of prostaglandin biosynthesis. J Pharm Pharmacol 30: 41–45.
Ballou LR, Botting RM, Goorha S, Zhang J, Vane JR (2000) Nociception in cyclooxygenase isozyme-deficient mice. Proc Natl Acad Sci USA 97: 10272–10276.
Balmain A, Harris C (2000) Carcinogenesis in mouse and human cells: parallels and paradoxes. Carcinogenesis 21: 347–371.
Beery AK, Zucker I (2011) Sex bias in neuroscience and biomedical research. Neurosci Biobehav Rev 35: 565–572.
Berkenkopf JW, Weichman BM (1988) Production of prostacyclin in mice following intraperitoneal injection of acetic acid, phenylbenzoquinone and zymosan: its role in the writhing response. Prostaglandins 36: 693–709.
Craft RM (2003) Sex differences in opioid analgesia: “From mouse to man”. Clin J Pain 19: 175–186.
Cragg GM, Kingston DG, Newman DJ (2011) Anticancer agents from natural products. CRC press.
DeHaven-Hudkins D, Burgos LC, Cassel J, Daubert J, DeHaven R, Mansson E, Nagasaka H, Yu G, Yaksh T (1999) Loperamide (ADL 2-1294), an opioid antihyperalgesic agent with peripheral selectivity. J Pharmacol Exp Ther 289: 494–502.
Dubuisson D, Dennis SG (1977) The formalin test: A quantitative study of the analgesic effects of morphine, meperidine, and brain stem stimulation in rats and cats. Pain 4: 161–174.
European Union (2020) Report of European Union, The Statistics on the Number of Animals Used for Experimental and Other Scientific Purposes.
Fabricant DS, Farnsworth NR (2001) The value of plants used in traditional medicine for drug discovery. Environ Health Perspect 109: 69–75.
Fatehi-Hassanabad Z, Jafarzadeh M, Fafehi M, Razavi-Tossi MT (2005) Sex affects the feeling of pain in the mice, possible involvement of nitric oxide. DARU J Pharm Sci 13: 116–119.
Field M, Rao MC, Chang EB (1989) Intestinal electrolyte transport and diarrheal disease. N Engl J Med 321: 800–806.
Gregory MS, Duffner AL, Hahn LE, Hsin-Hsiung T, Faunce ED, Kovacs JE (2000) Differential production of prostaglandin E2 in male and female mice subjected to thermal injury contributes to the gender difference in immune function: possible role for 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase. Cell Immunol 205: 94–102.
Kaikaew K, Steenbergen J, van Dijk TH, Grefhorst A, Visser JA (2019) Sex difference in corticosterone-induced insulin resistance in mice. Endocrinology 160: 2367-2387.
Kaur N, Kishore L, Singh R (2016) Attenuating diabetes: What really works? Curr Diabetes Rev 12: 259–278.
Koster R, Anderson M, de Beer EJ (1959) Acetic acid for analgesic screening. Fed Proceed 18: 412–417.
Linhart O, Obreja O, Kress M (2003) The inflammatory mediators serotonin, prostaglandin E2 and bradykinin evoke calcium influx in rat sensory neurons. Neuroscience 118: 69–74.
Lwoff A (1971) Protoza to bacteria and viruses-fifty years with microbes. Annu Rev Microbiol 25: 1–27.
Mascolo N, Izzo AA, Barbato F, Capasso F (1993) Inhibitors of nitric oxide synthetase prevent castor-oil-induced diarrhoea in the rat. Br J Pharmacol 108: 861–864.
Mia S, Roy R, Akter A, Barek MA, Basher MA (2019) Hypoglycemic effect of leaf extract of Fimbristylis miliacea in mice model. Clin Phytoscience 5: 26.
Pace S, Rossi A, Krauth V, Dehm F, Troisi F, Bilancia R, Weinigel C, Rummler S, Werz O, Sautebin L (2017) Sex differences in prostaglandin biosynthesis in neutrophils during acute inflammation. Sci Rep 7: 3759.
Pathan H, Williams J (2012) Basic opioid pharmacology: An update. Br J Pain 6: 11–16.
Shore R, Björne H, Omoto Y, Siemiatkowska A, Gustafsson J-Å, Lindblad M, Holm L (2017) Sex differences and effects of oestrogen in rat gastric mucosal defence. World J Gastroenterol 23: 426–436.
Siegmund E, Cadmus R, Lu G (1957) A method for evaluating both non-narcotic and narcotic analgesics. Proc Soc Exp Biol Med 95: 729–731.
Sorge RE, Mapplebeck JCS, Rosen S, Beggs S, Taves S, Alexander JK, Martin LJ, Austin J-S, Sotocinal SG, Chen D, Yang M, Shi XQ, Huang H, Pillon NJ, Bilan PJ, Tu Y, Klip A, Ji R-R, Zhang J, Salter MW, Mogil JS (2015) Different immune cells mediate mechanical pain hypersensitivity in male and female mice. Nat Neurosci 18: 1081–1083.
Stitt JT (1973) Prosaglandin E1 fever induced in rabbits. J Physiol 232: 163–179.
Suzuki Y, Nakahara K, Ensho T, Murakami N (2017) Sex difference of hyperinsulinemia in the C57BL/6J-Daruma (obese) mouse. J Vet Med Sci 79: 1284–1293.
Tomazetti J, Avila DS, Ferreira AP, Martins JS, Souza FR, Royer C, Rubin MA, Oliveira MR, Bonacorso HG, Martins MA, Zanatta N, Mello CF (2005) Baker yeast-induced fever in young rats: characterization and validation of an animal model for antipyretics screening. J Neurosci Methods 147: 29–35.
Vecchio I, Tornali C, Bragazzi NL, Martini M (2018) The Discovery of Insulin: An Important Milestone in the History of Medicine. Front Endocrinol (Lausanne) 9: 613.
Wald C, Wu C (2010) Of mice and women: The bias in animal models. Science 327(5973): 1571–1572.
Woo H, Okamoto S, Guiney D, Gunn JS, Fierer J (2008) A model of Salmonella colitis with features of diarrhea in SLC11A1 wild-type mice. PLoS One 3: e1603.
Woolfe G, MacDonald AD (1944) The evaluation of the analgesic action of pethidine hydrochloride (demerol). J Pharmacol Exp Ther 80: 300–307.
Yoshitake I, Ohishi E, Kubo K (1991) Hepatoprotective effects of 1-[(2-thiazolin-2-yl)-amino]acetyl-4-(1,3-dithiol-2-ylidene)-2,3,4,5-tetrahydro-1H-1-benzazepin-3,5-dione hydrochloride (KF-14363) in various experimental liver injuries. Jpn J Pharmacol 57: 127–136.
Context: Liquid smoke coconut shell (LS-CS) contains phenolic compounds that are able to promote wound healing by interfering with the inflammation phase of wound healing. The homeostatic mechanism that decreases the inflammation releases a growth factor that enhances proliferation by increasing fibroblast growth factor-2 (FGF-2), vascular endothelial growth factor (VEGF) expression and fibroblast proliferation.
Aims: To analyze the role of LS-CS in the proliferation phase of oral traumatic ulcer healing by analyzing fibroblast numbers and FGF-2 and VEGF expressions.
Methods: Oral traumatic ulcers were induced in diabetes mellitus Wistar rats via an alloxan injection. A traumatic ulcer as long as 10 mm was made in the inferior fornix incisive labial area. The oral traumatic ulcer was then topically treated with LS-CS using a dose of 20 μL/ 20 g body weight once daily for three, five and seven days. The fibroblast number of the oral traumatic ulcers’ tissue was then analyzed using hematoxylin-eosin, and the FGF-2 and VEGF expression were analyzed via immunohistochemistry staining. The difference in fibroblast numbers and FGF-2 and VEGF expressions were analyzed by one-way ANOVA and post hoc tests with a significance of p<0.05.
Results: The LS-CS affected fibroblast numbers (p=0.001) and FGF-2 expression (p=0.000) after topical treatment for seven days. There was a significant difference in the expression of VEGF after topical treatment with LS-CS for five days compared to the control group (p=0.000) and benzydamine hydrochloride (p=0.005). The topical treatment of LS-CS for seven days affected the expression of VEGF compared to the control group (p=0.000) and benzydamine hydrochloride (p=0.019).
Conclusions: LS-CS could improve the healing of oral traumatic ulcers by increasing fibroblast numbers and FGF-2 and VEGF expression after seven days of treatment.
Contexto: El humo líquido de la cáscara de coco (LS-CS) contiene compuestos fenólicos que pueden promover la curación de heridas al interferir con la fase de inflamación de la curación de heridas. El mecanismo homeostático que disminuye la inflamación libera un factor de crecimiento que mejora la proliferación al aumentar el factor de crecimiento de fibroblastos-2 (FGF-2), la expresión del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) y la proliferación de fibroblastos.
Objetivos: Analizar el papel de LS-CS en la fase de proliferación de la cicatrización de la úlcera traumática oral mediante el análisis de los números de fibroblastos y las expresiones FGF-2 y VEGF.
Métodos: Se indujeron úlceras traumáticas orales en ratas Wistar con diabetes mellitus mediante una inyección de aloxano. Se realizó una úlcera traumática de hasta 10 mm en el área labial incisiva del fórnix inferior. La úlcera traumática oral se trató por vía tópica con LS-CS (dosis de 20 μL/20 g de peso corporal) una vez al día durante tres, cinco y siete días. El número de fibroblastos del tejido de las úlceras traumáticas orales se analizó luego utilizando hematoxilina-eosina, y las expresiones de FGF-2 y VEGF se analizaron mediante tinción inmunohistoquímica. La diferencia en los números de fibroblastos y las expresiones FGF-2 y VEGF se analizaron mediante ANOVA unidireccional y pruebas post hoc con una significación de p<0,05.
Resultados: El LS-CS afectó los números de fibroblastos (p=0,001) y la expresión de FGF-2 (p=0,000) después del tratamiento tópico durante siete días. Hubo una diferencia significativa en la expresión de VEGF después del tratamiento tópico con LS-CS durante cinco días en comparación con el grupo control (p=0,000) y clorhidrato de bencidamina (p=0,005). El tratamiento tópico de LS-CS durante siete días afectó la expresión de VEGF en comparación con el grupo control (p=0,000) y el clorhidrato de bencidamina (p=0,019).
Conclusiones: LS-CS podría mejorar la curación de las úlceras traumáticas orales al aumentar el número de fibroblastos y la expresión de FGF-2 y VEGF después de siete días de tratamiento.
Citation Format: Ayuningtyas NF, Surboyo MDC, Ernawati DS, Parmadiati AE, Hendarti HT, Mahdani FY, Winias S, Zakia F, Harianto IA (2020) The role of liquid smoke coconut shell in the proliferation phase of an oral traumatic ulcer. J Pharm Pharmacogn Res 8(6): 549–557.
Context: Despite being a causative agent of gout, uric acid is used as an anti-gout medicine in homeopathy without reported scientific evidence, and such highly diluted medicines lack the exact amount of active ingredient per dose, which is mandatory for pharmacological evaluation.
Aims: To determine active contents per tablet and evaluate anti-gout and anti-inflammatory activities of Acid Uric 3× Tablet, a homeopathic anti-gout medicine.
Methods: A simple RP-HPLC method was developed and validated for the determination of uric acid in Acid Uric 3× Tablet. The standardized tablet was then investigated for anti-gout activity using xanthine oxidase inhibition and potassium oxonate-induced hyperuricemia in rats models. The tablet was also investigated for anti-inflammatory activity employing both in vitro and in vivo models.
Results: The developed HPLC method was found to be simple, sensitive and precise. Acid Uric 3× Tablet was found to contain 250 µg uric acid/tablet. This medicine inhibited xanthine oxidase activity (IC50 = 12.42 μg/mL) and lowered the serum uric acid in tablet-treated rats (1.02 mg/dL) as compared to toxic group (4.87 mg/dL). The tablet also showed anti-inflammatory activity in heat-induced protein denaturation (IC50 = 4.6 ± 1.0 µg/mL), anti-proteinase (IC50 = 4.64 ± 1.0 µg/mL), heat-induced RBC hemolysis (IC50 = 12.39 ± 1.5 µg/mL) and hypotonicity-induced hemolysis (IC50 = 11.31 ± 1.0 µg/mL). Moreover, significant anti-inflammatory activity was found in the carrageenan-induced rat-paw edema model at a dose of 0.132 mg/kg.
Conclusions: The findings of the study indicate that the developed HPLC method may be used to standardize Acid Uric 3× Tablet and provide scientific evidence of lowering uric acid level.
Keywords: alternative medicine; biological fluids; homeopathy; RP-HPLC; uric acid.
Resumen
Contexto: A pesar de ser un agente causal de la gota, el ácido úrico se usa como un medicamento contra la gota en la homeopatía sin evidencia científica reportada, y tales medicamentos altamente diluidos carecen de la cantidad exacta de ingrediente activo por dosis, lo cual es obligatorio para la evaluación farmacológica.
Objetivos: Determinar los contenidos activos por tableta y evaluar las actividades anti-gota y anti-inflamatorias de Acid Uric 3× Tablet, un medicamento homeopático contra la gota.
Métodos: Se desarrolló y validó un método RP-HPLC simple para la determinación de ácido úrico en Acid Uric 3× Tablet. Luego se investigó la tableta estandarizada para determinar la actividad antigota usando la inhibición de la xantina oxidasa y la hiperuricemia inducida por oxonato de potasio en modelos de ratas. La tableta también se investigó para determinar la actividad anti-inflamatoria empleando modelos in vitro e in vivo.
Resultados: El método HPLC desarrollado fue simple, sensible y preciso. Acid Uric 3× Tablet contenía 250 µg de ácido úrico/tableta. Esta inhibió la actividad de la xantina oxidasa (IC50 = 12,42 μg/mL) y redujo el ácido úrico en suero de ratas tratadas con tabletas (1,02 mg/dL) en comparación con el grupo tóxico (4,87 mg/dL). La tableta también mostró actividad anti-inflamatoria en la desnaturalización de proteínas inducida por calor (IC50 = 4,6 ± 1,0 µg/mL), antiproteinasa (IC50 = 4,64 ± 1,0 µg/mL), hemólisis de glóbulos rojos inducida por calor (IC50 = 12,39 ± 1,5 µg/mL) y hemólisis inducida por hipotonicidad (IC50 = 11,31 ± 1,0 µg/mL). Además, se encontró una actividad anti-inflamatoria significativa en el modelo de edema plantal en rata inducido por carragenano a una dosis de 0,132 mg/kg.
Conclusiones: Los resultados del estudio indican que el método de HPLC desarrollado puede usarse para estandarizar la tableta de ácido úrico y proporcionar evidencia científica de la reducción del nivel de ácido úrico.
Citation Format: Shaukat A, Hussain K, Bukhari NI, Shehzadi N (2020) Acid Uric 3× Tablet: Standardization and pharmacological evidence of uric acid use as anti-gout medicine. J Pharm Pharmacogn Res 8(6): 501–514.
Context: Parkia speciosa, which has phenolic compounds and pharmacology activities, is a plant having potential immunomodulatory agents from the extract of its pod.
Aims: To evaluate the potential of P. speciosa as an immunomodulatory agent tested on albino rats induced by the bacteria Salmonella typhimurium leading to typhoid fever.
Methods: The animals were divided into six groups: normal non-infected group, negative control group, positive control, and three test groups with doses of 200, 400 and 800 mg/kg BW. The test groups were treated by the extract for 12 days. The control and test groups were induced with the S. typhimurium on the 8th day. On day 12th, CD4+, total leukocytes, differential cell count, and histology of the spleen organ were evaluated. Statistical analysis was performed by using one-way ANOVA followed post hoc LSD test (α 0.05).
Results: The result showed that the ethanol extract of P. speciosa pod could increase the number of CD4+. The extract to 200 and 400 mg/kg BW doses increased in the parameters of leukocyte, neutrophil, lymphocyte and monocyte with insignificant differences compared to that of the positive control group (p>0.05). However, there were significant differences between the two first parameters between the test group with 800 mg/kg BW doses compared to the positive control group. Moreover, more necroses in the spleen were observed from histological analysis on 800 mg/kg BW doses than 400 mg/kg BW.
Conclusions: In general, P. speciosa ethanolic extract can increase the immune system based on the CD4+ count, leukocyte, monocyte, and neutrophil, and causes normal necroses in low doses.
Contexto: Parkia speciosa, que tiene compuestos fenólicos y actividades farmacológicas, es una planta que tiene agentes inmunomoduladores potenciales del extracto de su vaina.
Objetivos: Evaluar el potencial de P. speciosa como agente inmunomodulador en ratas albinas inducidas por la bacteria Salmonella typhimurium que conduce a la fiebre tifoidea.
Métodos: Los animales se dividieron en seis grupos: grupo normal no infectado, grupo de control negativo, control positivo y tres grupos de prueba con dosis de 200, 400 y 800 mg/kg de peso corporal. Los grupos de prueba fueron tratados con el extracto durante 12 días. El control y los grupos de prueba fueron inducidos con S. typhimurium en el octavo día. El día 12, se evaluaron los CD4+, los leucocitos totales, el recuento diferencial de células y la histología del órgano del bazo. El análisis estadístico se realizó mediante el uso de ANOVA unidireccional seguido de la prueba post hoc LSD (α 0,05).
Resultados: El extracto etanólico de la vaina de P. speciosa podría aumentar el número de CD4+. El extracto a dosis de 200 y 400 mg/kg de peso corporal aumentó en los parámetros de leucocitos, neutrófilos, linfocitos y monocitos con diferencias insignificantes en comparación con el grupo de control positivo (p>0,05). Sin embargo, hubo diferencias significativas entre los dos primeros parámetros entre el grupo de prueba con dosis de 800 mg kg de peso corporal en comparación con el grupo de control positivo. Además, se observaron más necrosis en el bazo a partir del análisis histológico con dosis de 800 mg/kg de peso corporal que con 400 mg/kg de peso corporal.
Conclusiones: En general, el extracto etanólico de P. speciosa puede aumentar el sistema inmunitario en función del recuento de CD4+, leucocitos, monocitos y neutrófilos, y causa necrosis normales en dosis bajas.
Citation Format: Fitrya F, Amriani A, Novita RP, Elfita, Setiorini D (2020) Immunomodulatory effect of Parkia speciosa Hassk. pods extract on rat induced by Salmonella typhimurium. J Pharm Pharmacogn Res 8(5): 457–465.
Context: It has been reported that Cupressus macrocarpa Hartw. ex Gordon (Cupressaceae) and Dioon edule Lindl. (Zamiaceae) contain compounds with antioxidant and anti-inflammatory effects; therefore, they may exert a nephroprotective effect.
Aims: To explore the renoprotective effect of C. macrocarpa and D. edule and the underlying molecular mechanisms.
Methods: Ten male Wister rats were used for each group of control (1% CMC in saline), gentamicin (GM, 40 mg/kg), D. edule leaves methanol extract (DLM), C. macrocarpa leaves combined petroleum ether and methanol extract (CLEM) and C. macrocarpa roots methanol extract (CRM). Rats were orally administered the extracts (250 mg/kg) daily concomitantly for 9 days with GM. Evaluation of kidney function, histopathology and measuring renal AMPK-α1, NF-κB and iNOS genes expression were carried out. There were no symptoms of systemic adverse effects in any treated group.
Results: Blood urea nitrogen (mg/dL) was significantly reduced by CLEM (24.0 ± 1.205) and CRM (22.889 ± 1.250). Creatinine (mg/dL) was significantly decreased by CLEM (0.59 ± 0.022) and CRM (0.580 ± 0.029). Gene expression of AMPK-α1 enhanced by CLEM (16.717 ± 0.430), CRM (19.18 ± 0.871), DLM (0.417 ± 0.020). iNOS was downregulated by CLEM (0.9 ± 0.056), CRM (1.53 ± 0.044), and DLM (1.642 ± 0.050). NF-κB was decreased by CLEM (1.148 ± 0.076), CRM (0.918 ± 0.065), and DLM (1.783 ± 0.071). CRM and CLEM exhibited normal to mild renal degeneration and mild to moderate expression of iNOS.
Conclusions: C. macrocarpa extracts exhibited significant renoprotective effect and could be considered as a new promising strategy against renal complications.
Contexto: Se ha informado que Cupressus macrocarpa Hartw. ex Gordon (Cupressaceae) y Dioon edule Lindl. (Zamiaceae) contienen compuestos con efectos antioxidantes y antiinflamatorios; por lo tanto, pueden ejercer un efecto nefroprotector.
Objetivos: Explorar el efecto renoprotector de C. macrocarpa y D. edule y los mecanismos moleculares subyacentes.
Métodos: Se utilizaron diez ratas Wister macho para cada grupo de control (1% de CMC en solución salina), gentamicina (GM, 40 mg / kg), extracto metanólico de hojas de D. edule (DLM), extracto combinado de éter de petróleo y metanol de hojas de C. macrocarpa (CLEM) y extracto metanólico de raíces de C. macrocarpa (CRM). A las ratas se les administraron por vía oral los extractos (250 mg/kg) diariamente, de forma concomitante con GM, durante 9 días. Se evaluaron función renal, histopatología y medición de la expresión de genes AMPK-α1, NF-κB e iNOS renales. No hubo síntomas de efectos adversos sistémicos en ningún grupo tratado.
Resultados: El nitrógeno ureico en sangre (mg/dL) se redujo significativamente por CLEM (24,0 ± 1,205) y CRM (22,889 ± 1,250). La creatinina (mg/dL) disminuyó significativamente en CLEM (0,59 ± 0,022) y CRM (0,580 ± 0,029). Expresión génica de AMPK-α1 aumentó para CLEM (16,717 ± 0,430), CRM (19,18 ± 0,871) y DLM (0,417 ± 0,020). iNOS fue regulado negativamente por CLEM (0,9 ± 0,056), CRM (1,53 ± 0,044) y DLM (1,642 ± 0,050). NF-κB se redujo en CLEM (1,148 ± 0,076), CRM (0,918 ± 0,065) y DLM (1,783 ± 0,071). CRM y CLEM exhibieron degeneración renal normal a leve y una expresión leve a moderada de iNOS.
Conclusiones: Los extractos de C. macrocarpa exhibieron un efecto renoprotector significativo y podrían considerarse como una nueva estrategia prometedora contra las complicaciones renales.
Citation Format: Al-Ashmawy GM, El-Sherbeni SA (2020) Protective effect of Cupressus macrocarpa and Dioon edule against gentamicin-induced nephrotoxicity in rats. J Pharm Pharmacogn Res 8(5): 434–448.
The kombucha from Rhizophora mucronata Lam. herbal tea: Characteristics and the potential as an antidiabetic beverage
[Kombucha del té de hierbas de Rhizophora mucronata: Características y potencial como bebida antidiabética]
Hardoko*, Evi K. Harisman, Yunita E. Puspitasari
Department of Fisheries and Product Technology, Faculty of Fisheries and Marine Science, Brawijaya University, Jalan Veteran No. 1, Malang 65145, East Java, Indonesia.
Context: Kombucha from tea is reported to be beneficial for health. Moreover, it can be used as a hepatoprotective, antiproliferative, antimicrobial, antidiabetic, and antilipidemic agent and is capable of healing stomach ulcers. But kombucha from other herbal has not been studied, including kombucha from the mangrove (Rhizophora mucronata) fruit.
Aims: To evaluate the characteristics and the antidiabetic potential of kombucha herbal tea from R. mucronata fruit based on in vitro, chemistry, and physical analysis.
Methods: This study was conducted by an experimental method using R. mucronata herbal tea as a kombucha drink with different sugar concentrations (10, 20, 30%) and fermentation time (7, 14, 21 days) with three replications on each experiment. The analyzed parameters were the inhibition of the α-glucosidase enzyme for antidiabetic activity, total phenolics, total acids, and organoleptic characteristics.
Results: The sugar concentration and fermentation time significantly affected the characteristics of the produced kombucha in inhibiting α-glucosidase. The optimum treatment in inhibition was at 10% sugar concentration and 14 days of fermentation time with IC50 of 33.95 ppm. The kombucha from R. mucronata fruit had a pH of 3.11 and contained a total phenolics of 19,679.82 mg GAE/100g, 0.52% of total acids, and was quite preferred by panelists.
Conclusions: Kombucha herbal tea of R. mucronata fruit has the potential as an antidiabetic drink with a lower IC50 value than acarbose drug and commercial kombucha tea.
Contexto: Se informa que la kombucha del té es beneficiosa para la salud. Además, puede usarse como un agente hepatoprotector, antiproliferativo, antimicrobiano, antidiabético y antilipidémico y es capaz de curar úlceras estomacales. Pero no se ha estudiado la kombucha de otras hierbas, incluida la kombucha de la fruta del mangle (Rhizophora mucronata).
Objetivos: Evaluar las características y el potencial antidiabético del té de hierbas kombucha de la fruta de R. mucronata con base en análisis in vitro, químicos y físicos.
Métodos: Este estudio se realizó mediante un método experimental utilizando té de hierbas de R. mucronata como bebida de kombucha con diferentes concentraciones de azúcar (10, 20, 30%) y tiempo de fermentación (7, 14, 21 días) con tres repeticiones en cada experimento. Los parámetros analizados fueron la inhibición de la enzima α-glucosidasa para la actividad antidiabética, fenoles totales, ácidos totales y características organolépticas.
Resultados: La concentración de azúcar y el tiempo de fermentación afectaron significativamente las características de la kombucha producida en la inhibición de la α-glucosidasa. El tratamiento óptimo en la inhibición fue a una concentración de azúcar del 10% y 14 días de tiempo de fermentación con IC50 de 33,95 ppm. La kombucha de la fruta de R. mucronata tuvo un pH de 3.11 y contenía un contenido de fenoles totales de 19.679,82 mg GAE/100g, 0,52% del ácido total, y fue muy preferida por los panelistas.
Conclusiones: La kombucha del té de hierbas de la fruta de R. mucronata tiene el potencial de ser una bebida antidiabética con un valor de CI50 más bajo que el fármaco de acarbosa y la kombucha del té comercial.
Palabras Clave: antidiabético; fruta; a-glucosidasa; té de hierbas; kombucha; Rhizophora mucronata.
Citation Format: Hardoko, Harisman EK, Puspitasari YE (2020) The kombucha from Rhizophora mucronata Lam. herbal tea: Characteristics and the potential as an antidiabetic beverage. J Pharm Pharmacogn Res 8(5): 410–421.
Context: Cordia sebestena fruits are traditionally used to treat wounds, boils, tumors, gout, ulcer, flu, fever, asthma, menstrual cramps, dysentery, diarrhea, headache, snakebite and liver disorders. However, information on hepatoprotective potential of Cordia sebestena fruit has not been reported in the research.
Aims: To evaluate the hepatoprotective effect of the ethanolic extract of Cordia sebestena fruit (CSFE) against simvastatin-induced hepatotoxicity in rats.
Methods: After authentication of fruit, its ethanolic extract was collected. Hepatotoxicity was induced by simvastatin in rodents. Hepatoprotective potential of CSFE was evaluated at 200 and 400 mg/kg, body weight by determining the altered levels of biochemical parameters like serum glutamic oxaloacetic transaminase (SGOT), serum glutamic pyruvic transaminase (SGPT), cholesterol, bilirubin, urea, albumin, total protein and hematological indices including red blood cells (RBC), white blood cells (WBC), hemoglobin (Hb), platelets, and lymphocytes along with the impact on body and liver weight of treated rats.
Results: The treatment with CSFE at 200 mg/kg and 400 mg/kg, significantly at (p<0.05, p<0.001) and dose-dependently reversed simvastatin-induced altered level of SGOT, SGPT, cholesterol, urea, total bilirubin and restored the total protein and albumin level in rodents. Hematological indices also were significantly ameliorated at both the doses of CSFE. Histopathological study revealed the regeneration of hepatocytes.
Conclusions: The Cordia sebestena fruit extract (CSFE) at dose of 400 mg/kg reversed liver deteriorations induced by simvastatin in rats, therefore manifesting its traditional use as hepatoprotector. Future studies should be performed for isolating biologically active phytoconstituents.
Contexto: Las frutas de Cordia sebestena se utilizan tradicionalmente para tratar heridas, forúnculos, tumores, gota, úlcera, gripe, fiebre, asma, calambres menstruales, disentería, diarrea, dolor de cabeza, mordedura de serpiente y trastornos hepáticos. Sin embargo, no se ha investigado sobre el potencial hepatoprotector de esta fruta.
Objetivos: Evaluar el efecto hepatoprotector del extracto etanólico de fruta de Cordia sebestena (CSFE) contra la hepatotoxicidad inducida por simvastatina en ratas.
Métodos: Después de la autenticación de la fruta, se realizó su extracto etanólico. La hepatotoxicidad fue inducida por simvastatina en roedores. El potencial hepatoprotector de CSFE se evaluó a 200 y 400 mg/kg, peso corporal determinando los niveles alterados de parámetros bioquímicos como transaminasa oxaloacética glutámica sérica (SGOT), transaminasa piruvica glutámica sérica (SGPT), colesterol, bilirrubina, urea, albúmina, proteína total e índices hematológicos, incluidos los glóbulos rojos (RBC), glóbulos blancos (WBC), hemoglobina (Hb), plaquetas y linfocitos, junto con el impacto en el peso corporal y hepático de las ratas tratadas.
Resultados: El tratamiento con CSFE a 200 mg/kg y 400 mg/kg, revertió significativamente, y de manera dependiente de la dosis, los niveles alterados de SGOT, SGPT, colesterol, urea, bilirrubina total inducidos por simvastatina, restaurado los niveles totales de proteína y albúmina en roedores. Los índices hematológicos también mejoraron significativamente (p<0.05, p<0.001) en ambas dosis de CSFE. El estudio histopatológico reveló la regeneración de los hepatocitos.
Conclusiones: El extracto de fruta de Cordia sebestena (CSFE) a una dosis de 400 mg/kg protegió del deterioro hepático inducido por simvastatina en ratas, manifestando así su uso tradicional como hepatoprotector. Se deben realizar estudios futuros para aislar fitoconstituyentes biológicamente activos.
Characterization of antihypertensive and cardioprotective effects of extra virgin olive oil against doxorubicin induced cardiomyopathy in rats
[Caracterización de los efectos antihipertensivos y cardioprotectores del aceite de oliva virgen extra contra la miocardiopatía inducida por doxorrubicina en ratas]
Waleed Hassan AlMalki, Imran Shahid*
Department of Pharmacology and Toxicology, College of Pharmacy, Umm Al Qura University, Al-Abidiyah, Makkah, P.O Box. 13578, Postal code 21955, Saudi Arabia.
Context: The medicinal uses of olive fruit oil (Olea europaea) are clearly documented as an anti-inflammatory, anti-diabetic (type-2 DM), and to protect against heart diseases.
Aims: To evaluate the therapeutic influence of extra virgin olive oil (EVOO) as an antihypertensive and cardioprotective against doxorubicin (DXR) induced cardiomyopathy in rats.
Methods: Wistar rats were divided into five groups as group 1 (normal control), group 2 (disease control i.e., DXR-treated) and groups 3, 4 and 5 as therapeutic groups (i.e., DXR- treated rats plus 2.5%, 5%, and 10% EVOO in diet respectively). Cardiac injury was induced by the administration of DXR. Cardioprotective, anti-hypertensive and antioxidant potential of EVOO were studied by measuring different blood, serum, and tissue biomarkers, enzymes and hemodynamic parameters in disease control and experimental rat groups.
Results: Hemodynamic parameters were significantly reduced in rats administered with 2.5%, 5%, and 10% EVOO as compared to group 2 rats at p<0.05, p<0.01, and p<0.001 respectively. Serum levels of creatinine kinase, troponin T, CK-MB and LDH were found markedly reduced in rats fed with 10% dietary EVOO as compared to disease control rats (p<0.01). Serum levels of antioxidant enzymes like GSH and SOD were found significantly higher in group 5 rats as compared to group 2 at p<0.01, and p<0.001, respectively.
Conclusions: Dietary administration of EVOO has the potential to reduce drug-induced cardiomyopathies and sustained use of EVOO in diet could be cardioprotective and useful against high blood pressure.
Contexto: Los usos medicinales del aceite de oliva (Olea europaea) están claramente documentados como antiinflamatorios, antidiabéticos (DM tipo 2) y para proteger contra las enfermedades del corazón.
Objetivos: Evaluar la influencia terapéutica del aceite de oliva virgen extra (AOVE) como un antihipertensivo y cardioprotector contra la miocardiopatía inducida por doxorrubicina (DXR) en ratas.
Métodos: Ratas Wistar se dividieron en cinco grupos como grupo 1 (control normal), grupo 2 (control de la enfermedad) y grupos 3, 4 y 5 como grupos terapéuticos (es decir, tratamiento con AOVE) respectivamente. La lesión cardíaca fue inducida por la administración de DXR. El potencial cardioprotector, antihipertensivo y antioxidante de diferentes concentraciones de AOVE (es decir 2,5%; 5% y 10% en la dieta) se estudió midiendo/evaluando diferentes biomarcadores de sangre, suero y tejido, enzimas y parámetros hemodinámicos en los tratados con DXR ratas alimentadas con diferentes concentraciones de AOVE en la dieta.
Resultados: Los parámetros hemodinámicos se redujeron significativamente en ratas administradas con 2,5%; 5% y 10% de AOVE en comparación con las ratas del grupo 2 a p<0,05, p<0,01 y p<0,001 respectivamente. Los niveles séricos de creatinina quinasa, troponina T, CK-MB y LDH se encontraron notablemente reducidos en ratas alimentadas con 10% de AOVE en la dieta en comparación con las ratas de control de la enfermedad (p<0,01). Los niveles séricos de enzimas antioxidantes como GSH y SOD se encontraron significativamente más altos en ratas del grupo 5 en comparación con el grupo 2 a p<0,01 y p<0,001, respectivamente.
Conclusiones: La administración dietética de aceite de oliva virgen extra tiene el potencial de reducir las cardiomiopatías inducidas por fármacos y el uso sostenido de AOVE en la dieta podría ser cardioprotector y útil contra la presión arterial alta.
Citation Format: AlMalki WH, Shahid I (2020) Characterization of antihypertensive and cardioprotective effects of extra virgin olive oil against doxorubicin induced cardiomyopathy in rats. J Pharm Pharmacogn Res 8(4): 316–326.
Context: Alveolar bone remodeling is important to achieve an optimal Orthodontic Tooth Movement (OTM). Runt-related transcription factor 2 (RUNX2) and Osterix (OSX) expression are important for bone remodeling. Green tea (Camelia sinensis) can enhancing bone remodeling.
Aims: To investigate the effect of a methanolic extract of green tea (MEGT) on the OSX and RUNX2 expression during OTM in Wistar rats.
Methods: The experiment with post-test only and simple random sampling was conducted. The samples consisted of twenty-eight Wistar rats, which were then divided into 4 groups (n=7), negative control (CN) group, positive control (CP) group with OTM but without MEGT administration, group with OTM for 14 days and MEGT administration from day 7 to day 14 (T1), group with OTM with MEGT administration for 14 days (T2). Nickle-titanium coil spring with 10 g/mm2 force was placed between the incisors and the maxillary molars. MEGT was collected from East Java and identified its principal metabolite by HPLC analysis. RUNX2 and OSX expression were analyzed by utilizing Immunohistochemical analysis. Analysis of Variance (ANOVA) was performed and then continued with least significant difference (p<0.05).
Results: The highest RUNX2 and OSX expression were found in the tension side of group T2 with significant difference between groups (p<0.05). The principal metabolite of the extract was identified as epigallocatechin-3-gallate (EGCG).
Conclusions: Post administration of a MEGT could increase RUNX2 and OSX expression in alveolar bone of OTM Wistar rats. Part of this action could be attributed to the presence of EGCG in the extract.
Keywords: alveolar bone remodeling; epigallocatechin-3-gallate; orthodontic tooth movement; Osterix; RUNX2.
Contexto: La remodelación ósea alveolar es importante para lograr un movimiento óptimo de los dientes de ortodoncia (OTM). La expresión del factor de transcripción 2 relacionada con Runt (RUNX2) y Osterix (OSX) es importante para la remodelación ósea. El té verde (Camelia sinensis) puede mejorar la remodelación ósea.
Objetivos: Investigar el efecto de un extracto metanólico de té verde (MEGT) sobre la expresión de OSX y RUNX2 durante OTM en ratas Wistar.
Métodos: Se realizó el experimento con un muestreo aleatorio simple y una prueba a posteriori. Las muestras consistieron en veintiocho ratas Wistar que luego se dividieron en 4 grupos (n = 7), grupo de control negativo (CN), grupo de control positivo (CP) con OTM pero sin administración de MEGT, grupo con OTM durante 14 días y MEGT administración del día 7 al día 14 (T1), grupo con OTM con administración de MEGT durante 14 días (T2). Se colocó un resorte helicoidal de níquel-titanio con una fuerza de 10 g/mm2 entre los incisivos y los molares maxilares. El té verde fue colectado en Java Oriental e identificado su metabolito principal por análisis de HPLC. La expresión de RUNX2 y OSX se analizó utilizando análisis inmunohistoquímico. El análisis de varianza (ANOVA) se realizó y luego continuó con diferencia significativa (p<0,05).
Resultados: La mayor expresión de RUNX2 y OSX se encontró en el lado de tensión del grupo T2 con una diferencia significativa entre los grupos (p<0,05). El metabolito principal en el extracto fue identificado como 3-galato de epigalocatequina (EGCG).
Conclusiones: La administración posterior de MEGT podría aumentar la expresión de RUNX2 y OSX en OTM del hueso alveolar de ratas Wistar. Parte de esta acción podría ser atribuida a la presencia de EGCG en el extracto.
Palabras Clave: epigalocatequina-3-galato; movimiento de dientes de ortodoncia; Osterix; remodelación ósea alveolar; RUNX2.
Citation Format: Sitasari PI, Narmada IB, Hamid T, Triwardhani A, Nugraha AP, Rahmawati D (2020) East Java green tea methanolic extract can enhance RUNX2 and Osterix expression during orthodontic tooth movement in vivo. J Pharm Pharmacogn Res 8(4): 290–298.
