Category Archives: Pharmaceutical Science

Hibiscus surattensis: Insulin secretion and pancreatic tissue improvement



J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 454-464, 2021.

Original article

Insulin secretion and repairing pancreatic tissue damage on diabetic mice treated with the extract and active fraction of Hibiscus surattensis L. leaves

[Secreción de insulina y reparación del daño del tejido pancreático en ratones diabéticos tratados con el extracto y la fracción activa de hojas de Hibiscus surattensis L.]

Yuliet1*, Elin Yulinah Sukandar2, Nur Atik3, I Ketut Adnyana2

1Department of Pharmacy, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Tadulako University, Palu 94148, Central Sulawesi, Indonesia.

2Department of Pharmacology and Toxicology, School of Pharmacy, Bandung Institute of Technology, Bandung 40132, West Java, Indonesia.

3Department of Biomedical Sciences, Faculty of Medicine, Padjadjaran University, Jatinangor 45363, West Java, Indonesia.

*E-mail: yuliet@untad.ac.id; yuliet_susanto@yahoo.com

Abstract

Context: Diabetes is a chronic health condition with insulin disturbance. Hibiscus surattensis L. is a medicinal plant and plays a pivotal role in diabetes.

Aims: To evaluate the effect of H. surattensis leaves extract to increase insulin secretion and repair pancreatic tissue damage in streptozotocin (STZ)‑induced diabetic mice.

Methods: This research used male mice (Swiss Webster) administrated by STZ 100 mg/kg BW to induce diabetes. Animals were divided into eight groups (n = 6) consisting of normal control, diabetic control, glibenclamide, ethanol extract 50, ethyl acetate fraction, and water fraction with doses of 25 and 50 mg/kg BW, respectively. Treatment was given for 28 days. The evaluation was carried out on blood glucose levels, insulin levels, HOMA-β, and the pancreatic islets by the morphometric analysis were evaluated. All data were analyzed using SPSS 16.0.

Results: Extract and active fraction of H. surattensis leaves, especially ethyl acetate fractions (25 and 50 mg/kg BW) significantly (p<0.05) reduced fasting blood glucose levels, insulin levels, and the strength of pancreatic β cells (HOMA-β) increased in STZ induced diabetic mice. Histopathological results in pancreatic confirmed the effect of H. surattensis to increase the number of islets significantly in Langerhans and pancreatic β-cells compared to the diabetic control group (p<0.05).

Conclusions: Extract, and active fraction of H. surattensis leaves affect the insulin secretion and repairing the pancreatic tissue damage on diabetic mice, the most optimal therapy on the administration of ethyl acetate fraction.

Keywords: antidiabetic; Hibiscus surattensis L.; insulin; pancreas; streptozotocin.

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Resumen

Contexto: La diabetes es una enfermedad crónica con alteración de la insulina. Hibiscus surattensis L. es una planta medicinal y juega un papel fundamental en la diabetes.

Objetivos: Evaluar el efecto del extracto de hojas de H. surattensis para aumentar la secreción de insulina y reparar el daño del tejido pancreático en ratones diabéticos inducidos por estreptozotocina (STZ).

Métodos: Esta investigación utilizó ratones macho (Swiss Webster) administrados por STZ 100 mg/kg BW para inducir diabetes. Los animales se dividieron en ocho grupos (n = 6) que consistían en control normal, control diabético, glibenclamida, extracto de etanol 50, fracción de acetato de etilo y fracción de agua con dosis de 25 y 50 mg/kg de peso corporal, respectivamente. El tratamiento se administró durante 28 días. La evaluación se realizó sobre niveles de glucosa en sangre, niveles de insulina, HOMA-β, y se evaluaron los islotes pancreáticos mediante análisis morfométrico. Todos los datos se analizaron con SPSS 16.0.

Resultados: El extracto y la fracción activa de hojas de H. surattensis, especialmente las fracciones de acetato de etilo (25 y 50 mg/kg de peso corporal) redujeron significativamente (p<0,05) los niveles de glucosa en sangre en ayunas, los niveles de insulina y la fuerza de las células β pancreáticas (HOMA-β) aumentó en ratones diabéticos inducidos por STZ. Los resultados histopatológicos en páncreas confirmaron el efecto de H. surattensis para aumentar significativamente el número de islotes en Langerhans y células β pancreáticas en comparación con el grupo de control diabético (p<0,05).

Conclusiones: El extracto y fracción activa de hojas de H. surattensis afectan la secreción de insulina y reparan el daño del tejido pancreático en ratones diabéticos, la terapia más óptima sobre la administración de fracción de acetato de etilo.

Palabras Clave: antidiabético; estreptozotocina; Hibiscus surattensis L.; insulina; páncreas.

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Citation Format: Yuliet, Sukandar EY, Atik N, Adnyana IK (2021) Insulin secretion and repairing pancreatic tissue damage on diabetic mice treated with the extract and active fraction of Hibiscus surattensis L. leaves. J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 454–464.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

B. bifidum effect on bFGF during orthodontic tooth movement



J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 446-453, 2021.

Original article

The increased basic fibroblast growth factor expression and osteoblasts number post Bifidobacterium bifidum probiotic supplementation during orthodontic tooth movement in Wistar rats

[Aumento de la expresión del factor de crecimiento básico de fibroblastos y el número de osteoblastos después de la suplementación con probióticos de Bifidobacterium bifidum durante el movimiento dental de ortodoncia en ratas Wistar]

Ari Triwardhani1*, Citra Anggitia1, I Gusti Aju Wahju Ardani1, Alexander Patera Nugraha1, Wibi Riawan2

1Departement of Orthodontic, Faculty of Dental Medicine, Universitas Airlangga, Surabaya, Indonesia.

2Department of Biomolecular Biochemistry, Faculty of Medicine, Universitas Brawijaya, Surabaya, Indonesia.

*E-mail: ari-t@fkg.unair.ac.id

Abstract

Context: Bifidobacterium bifidum as a beneficial probiotic may regulate the inflammation and induce the bone remodeling by enhancing osteoblasts and basic fibroblast growth factor (bFGF) expression in the tension side of alveolar bone during orthodontic tooth movement (OTM).

Aims: To evaluate the expression of bFGF and the number of osteoblasts during OTM after B. bifidum probiotic supplementation in male Wistar rats.

Methods: Wistar rats (n = 42) were divided into 6 groups (n = 7) accordingly as follow: OTM and phosphate buffer saline (PBS) for 3 days (K3); OTM and PBS for 7 days (K7); OTM and PBS for 14 (K14); OTM and B. bifidum for 3 days (P3); OTM and B. bifidum for 7 days (P7); OTM and B. bifidum for 14 days (P14). OTM was established by NiTi close coil spring with 10 g force-placed between the first incisor and the first maxillary molar of Wistar rat. The samples were then terminated on days 3, 7, and 14. The maxillary tissue was isolated for the immunohistochemical examination and hematoxylin-eosin staining. All data were analyzed by using an independent t-test (p<0.05), which was implemented based on Kolmogorov-Smirnov and Levene’s test (p>0,05).

Results: The highest bFGF expressions and osteoblast numbers were found in Group P14. There were significant differences in bFGF expression and osteoblast numbers in the tension side of alveolar bone during OTM between the control and treatment groups (p<0.05).

Conclusions: The post supplementation of B. bifidum shows the enhancement of bFGF expression, and osteoblast number in the tension side of alveolar bone during OTM determined immunohistochemically.

Keywords: basic fibroblast growth factor; Bifidobacterium bifidum; orthodontic tooth movement; osteoblast.

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Resumen

Contexto: Bifidobacterium bifidum, como probiótico beneficioso, puede regular la inflamación e inducir la remodelación ósea al mejorar la expresión de los osteoblastos y el factor de crecimiento básico de fibroblastos (bFGF) en el lado de tensión del hueso alveolar durante el movimiento dental de ortodoncia (OTM).

Objetivos: Evaluar la expresión de bFGF y el número de osteoblastos durante la OTM después de la suplementación con probióticos de B. bifidum en ratas Wistar macho.

Métodos: Se dividieron ratas Wistar (n = 42) en 6 grupos (n = 7) de la siguiente manera: OTM y solución salina tamponada con fosfato (PBS) durante 3 días (K3); OTM y PBS durante 7 días (K7); OTM y PBS para 14 (K14); OTM y B. bifidum durante 3 días (P3); OTM y B. bifidum durante 7 días (P7); OTM y B. bifidum durante 14 días (P14). El OTM se estableció mediante un resorte helicoidal cerrado de NiTi con una fuerza de 10 g colocada entre el primer incisivo y el primer molar superior de la rata Wistar. A continuación, se terminaron las muestras los días 3, 7 y 14. Se aisló el tejido maxilar para el examen inmunohistoquímico y la tinción con hematoxilina eosina. Todos los datos se analizaron mediante una prueba t independiente (p<0,05), que se implementó con base en la prueba de Kolmogorov-Smirnov y Levene (p>0,05).

Resultados: Las mayores expresiones de bFGF y números de osteoblastos se encontraron en el Grupo P14. Hubo diferencias significativas en la expresión de bFGF y el número de osteoblastos en el lado de tensión del hueso alveolar durante la OTM entre el grupo de control y los grupos de tratamiento (p<0.05).

Conclusiones: La suplementación posterior de B. bifidum muestra la mejora de la expresión de bFGF y el número de osteoblastos en el lado de tensión del hueso alveolar durante la OTM determinada inmunohistoquímicamente.

Palabras Clave: Bifidobacterium bifidum; factor de crecimiento de fibroblastos básico; movimiento dental de ortodoncia; osteoblasto.

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Citation Format: Triwardhani A, Anggitia C, Ardani IGAW, Nugraha AP, Riawan W (2021) The increased basic fibroblast growth factor expression and osteoblasts number post Bifidobacterium bifidum probiotic supplementation during orthodontic tooth movement in Wistar rats. J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 446–453.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

In silico tea catechin as HIV antiretroviral agent



J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 435-445, 2021.

Original article

Tea catechin as antiviral agent via apoptosis agonist and triple inhibitor mechanism against HIV-1 infection: A bioinformatics approach

[La catequina del té como agente antiviral a través de un agonista de la apoptosis y un mecanismo de triple inhibidor contra la infección por VIH-1: un enfoque bioinformático]

Viol Dhea Kharisma1,2,3, Muhammad Hermawan Widyananda2,3, Arif Nur Muhammad Ansori1,4, Aondohemba Samuel Nege5,6, Sin War Naw7, Alexander Patera Nugraha1*

1Dental and Biomaterial Research Group, Faculty of Dental Medicine, Universitas Airlangga, Surabaya, Indonesia.

2Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia.

3Computational Virology and Complexity Science Research Unit, Division of Molecular Biology and Genetics, Generasi Biologi Indonesia Foundation, Gresik, Indonesia.

4Doctoral Program in Veterinary Science, Faculty of Veterinary Medicine, Universitas Airlangga, Surabaya, Indonesia.

5Department and Graduate Institute of Pharmacology, College of Medicine, National Taiwan University, Taipei, Taiwan.

6Chemical Biology and Molecular Biophysics Programme, TIGP Institute of Biological Chemistry, Academia Sinica, Taipei, Taiwan.

7Department of Chemistry, Myitkyina University, Myitkyina, Myanmar.

*E-mail: alexander.patera.nugraha@fkg.unair.ac.id

Abstract

Context: Human immunodeficiency virus (HIV) antiretrovirals that target the binding of viral enzyme are chosen as the lead solution in the treatment of HIV-1 infection, such as non-catalytic site integrase inhibitor (NCINI), nevirapine, and darunavir. There are natural compounds from specific plants that can be effective in treating HIV-1 infection such as tea catechin. Tea catechin administration causes a decrease in viral load and inhibition of entry mechanisms and an increased effect of apoptosis in infected cells.

Aims: To identify the triple inhibitor mechanism in tea catechins against the three HIV-1 enzymes and apoptosis agonists through in silico approach as an innovation in handling HIV-1 infection.

Methods: The 3D structure of tea catechin compounds from the database was examined, and then all target compounds were analyzed for drug-likeness, molecular docking, pathway prediction, and molecular interactions to determine the potential of tea catechin compounds as antiviral HIV-1 in silico.

Results: Tea catechin compounds have the potential to serve as antiviral against HIV-1 through apoptosis agonist and triple inhibitor mechanisms. Apoptosis occurs due to the interaction of tea catechins with pro-apoptotic proteins in cells, and the epigallocatechin gallate (EGCG) compound is a class of tea catechins with the same binding position as control.

Conclusions: The binding of the EGCG molecule complex results in low binding energy. Therefore, it allows EGCG acts as a triple inhibitor in HIV-1 infection.

Keywords: antiretrovirals; apoptosis; catechin; herbal medicine; human immunodeficiency virus.

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Resumen

Contexto: Los antirretrovirales del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) que se dirigen a la unión de la enzima viral se eligen como la solución principal en el tratamiento de la infección por VIH-1, como el inhibidor de la integrasa del sitio no catalítico (NCINI), la nevirapina y el darunavir. Existen compuestos naturales de plantas específicas que pueden ser eficaces en el tratamiento de la infección por VIH-1, como la catequina del té. La administración de catequinas del té provoca una disminución de la carga viral e inhibición de los mecanismos de entrada y un aumento del efecto de la apoptosis en las células infectadas.

Objetivos: Identificar el mecanismo triple inhibidor en las catequinas del té contra las tres enzimas del VIH-1 y los agonistas de la apoptosis a través de un enfoque in silico como una innovación en el manejo de la infección por VIH-1.

Métodos: Se examinó in silico la estructura 3D de los compuestos de catequina del té de la base de datos y luego se analizaron todos los compuestos objetivo para determinar su similitud con el fármaco, acoplamiento molecular, predicción de vías e interacciones moleculares para determinar el potencial de los compuestos de catequina del té como antivírico VIH-1.

Resultados: Los compuestos de catequina del té tienen el potencial de actuar como antivirales contra el VIH-1 mediante mecanismos agonistas de apoptosis y triple inhibidor. La apoptosis ocurre debido a la interacción de las catequinas del té con proteínas proapoptóticas en las células y el compuesto de galato de epigalocatequina (EGCG) es una clase de catequinas del té con la misma posición de unión que el control.

Conclusiones: La unión del complejo de moléculas EGCG da como resultado una baja energía de unión. Por tanto, permite que el EGCG actúe como un triple inhibidor en la infección por VIH-1.

Palabras Clave: antirretrovirales; apoptosis; catequina; medicina herbaria; virus de inmunodeficiencia humana.

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Citation Format: Kharisma VD, Widyananda MH, Ansori ANM, Nege AS, Naw SW, Nugraha AP (2021) Tea catechin as antiviral agent via apoptosis agonist and triple inhibitor mechanism against HIV-1 infection: A bioinformatics approach. J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 435–445.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

In vivo and in vitro effects of medicinal herbs on erythrocytes



J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 422-434, 2021.

Original article

Effects of commonly used medicinal herbs in Jordan on erythrocyte oxidative stress markers

[Efectos de las hierbas medicinales de uso común en Jordania sobre los marcadores antioxidantes de eritrocitos]

Yousif Y. Bilto1*, Nessrin G.Alabdallat2, Ali M. Atoom3, Noaman A. Khalaf4

1Department of Clinical Laboratory Sciences. The University of Jordan, Amman 11942, Jordan.

2Department of Medical Laboratory Sciences. Majmaah University, Majmaah, Saudi Arabia.

3Department of Medical Laboratory Sciences. AL-Ahliyya Amman University, Amman, Jordan.

4Department of pharmacy. AL-Ahliyya Amman University, Amman, Jordan.

*E-mail: bilto@ju.edu.jo

Abstract

Context: Much attention has been given recently to the antioxidant capacity of natural products, with particular interest on those that are frequently consumed by people.

Aims: To evaluate the commonly used and frequently consumed edible herbs in Jordan to compare their in vitro and in vivo antioxidant properties.

Methods: The in vitro antioxidant properties were tested by pre-incubating washed human erythrocytes with a given herb extract and then exposing these erythrocytes to H2O2 to induce oxidative stress, and then measuring erythrocyte malondialdehyde (MDA) as a marker for lipid peroxidation, protein carbonyl (PC) as a marker for protein oxidation, reduced glutathione (GSH) as a marker for cellular antioxidant status and the percentage of hemolysis as an indicator for the anti-hemolytic activity of the herb. The in vivo antioxidant properties were tested by giving orally aqueous extracts of the herbs tested in vitro to healthy individuals on daily bases for five days, with two blood samples being collected from each individual to measure the above-mentioned markers.

Results: Pre-incubation of human erythrocytes in vitro with methanolic extracts of Zingiber officinale, Rosmarinus officinalis, Salvia triloba, Verbena triphylla, Nigella sativa and Origanum syriacum significantly improved erythrocyte MDA, PC and oxidant hemolysis. Oral consumption by healthy individuals of aqueous extracts of the same herbs for 5 days significantly improved erythrocyte MDA, GSH, and superoxide dismutase (SOD) at the sixth day of administration.

Conclusions: These results indicate that aqueous extracts of medicinal herbs can be absorbed well and appear in body tissues inflecting in vivo antioxidant properties similar to their in vitro properties.

Keywords: in vitro; in vivo; malondialdehyde; protein carbonyl; reduced glutathione; superoxide dismutase.

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Resumen

Contexto: Recientemente se ha prestado mucha atención a la capacidad antioxidante de los productos naturales, con especial interés en aquellos que son consumidos frecuentemente por las personas.

Objetivos: Evaluar las hierbas comestibles de uso común y de consumo frecuente en Jordania para comparar sus propiedades antioxidantes in vitro e in vivo.

Métodos: Las propiedades antioxidantes in vitro se probaron preincubando eritrocitos humanos lavados con un extracto de hierba dado y luego exponiendo estos eritrocitos a H2O2 para inducir estrés oxidativo, y luego midiendo el malondialdehído eritrocitario (MDA) como marcador de peroxidación de lípidos, proteína carbonilo (PC) como marcador de oxidación de proteínas, glutatión reducido (GSH) como marcador del estado antioxidante celular y el porcentaje de hemólisis como indicador de la actividad anti-hemolítica de la hierba. Las propiedades antioxidantes in vivo se probaron administrando, diariamente durante cinco días, extractos acuosos por vía oral de las hierbas probadas in vitro a individuos sanos, recogiéndose dos muestras de sangre de cada individuo para medir los marcadores mencionados anteriormente.

Resultados: La preincubación in vitro de eritrocitos humanos con extractos metanólicos de Zingiber officinale, Rosmarinus officinalis, Salvia triloba, Verbena triphylla, Nigella sativa y Origanum syriacum mejoró significativamente los niveles de MDA de eritrocitos, PC y hemólisis oxidante. El consumo oral por individuos sanos de extractos acuosos de las mismas hierbas durante 5 días mejoró significativamente MDA, GSH y superóxido dismutasa (SOD) de eritrocitos en el sexto día de administración.

Conclusiones: Estos resultados indican que los extractos acuosos de hierbas medicinales pueden absorberse bien y aparecer en los tejidos corporales con propiedades antioxidantes in vivo similares a sus propiedades in vitro.

Palabras Clave: carbonilo de proteína; glutatión reducido; in vitro; in vivo; malondialdehído; superóxido dismutasa.

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Citation Format: Bilto YY, Alabdallat NG, Atoom AM, Khalaf NA (2021) Effects of commonly used medicinal herbs in Jordan on erythrocyte oxidative stress markers. J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 422–434.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Anti-aging activity of Muntingia calabura



J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 409-421, 2021.

Original article

In vitro anti-aging activity of Muntingia calabura L. fruit extract and its fractions

[Actividad anti-envejecimiento in vitro del extracto del fruto de Muntingia calabura L. y sus fracciones]

Syamsu Nur1*, Aprilia Angreiny Angelina1, Muhammad Aswad2, Risfah Yulianty2, Asril Burhan1, Nursamsiar1

1Department of Pharmaceutical Chemistry, Sekolah Tinggi Ilmu Farmasi, Makassar, 90242, Indonesia.

2Pharmacy Faculty, Hasanuddin University, Makassar, 90242, Indonesia.

*E-mail: syamsu.nur@stifa.ac.id

Abstract

Context: Premature aging usually occurred due to free radicals reducing the skins’ physiological functions. Muntingia calabura, a plant containing rich antioxidants, has the potential to overcome this problem.

Aims: To evaluate the antioxidant capacity of M. calabura in inhibiting the premature aging process, to be potentially developed into an antiaging active ingredient.

Methods: The samples were extracted using ethanol 96%, and processed into n-hexane, ethyl acetate, and ethanol fractions, respectively. Total phenolic content was determined, followed by the evaluation of antioxidant capacity through DPPH, FRAP, and ABTS assay. Further, anti-elastase was conducted using human neutrophil elastase as a skin degradation enzyme, followed by an anti-collagenase test. Finally, normal cell proliferation was also evaluated via the MTT method measuring cell viability on HDFa cells.

Results: As the results, ethanol extract, ethyl acetate fraction, and ethanol fraction showed a strong antioxidant effect, having great capacity reducing DPPH, ABTS radicals, and also iron reduction, in contrast to n-hexane fraction that exhibited only weak activity. The antioxidant trend capacities were found directly correlated to total phenolic contents. Furthermore, the ethyl acetate fraction was found to have optimum activity in inhibiting elastase and collagenase enzymes, showing a similar impact on cell viability.

Conclusions: The ethyl acetate fraction from M. calabura exhibits the prospect for further development to support its effectiveness as an active ingredient in antiaging cosmetics.

Keywords: antiaging; antioxidant; cell viability; cosmetic; Muntingia calabura L.

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Resumen

Contexto: El envejecimiento prematuro generalmente se produce debido a que los radicales libres reducen las funciones fisiológicas de la piel. Muntingia calabura, una planta que contiene ricos antioxidantes tiene el potencial de superar este problema.

Objetivos: Evaluar la capacidad antioxidante de M. calabura para inhibir el proceso de envejecimiento prematuro, para convertirse potencialmente en un ingrediente activo antienvejecimiento.

Métodos: Las muestras se extrajeron con etanol al 96% y se procesaron en fracciones de n-hexano, acetato de etilo y etanol, respectivamente. Se determinó el contenido fenólico total, seguido de la evaluación de la capacidad antioxidante mediante el ensayo DPPH, FRAP y ABTS. Además, la evaluación anti-elastasa se llevó a cabo utilizando elastasa de neutrófilos humanos como enzima de degradación de la piel, seguida de una prueba anti-colagenasa. Finalmente, también se evaluó la proliferación celular normal mediante el método MTT que mide la viabilidad celular en células HDFa.

Resultados: El extracto de etanol, las fracciones de acetato de etilo y de etanol mostraron un fuerte efecto antioxidante, teniendo gran capacidad reductora de radicales DPPH, ABTS y también reducción de hierro, en contraste con la fracción n-hexano que exhibió solo actividad débil. Las capacidades de tendencia antioxidante se correlacionaron directamente con el contenido total de fenoles. Además, se encontró que la fracción de acetato de etilo tiene una actividad óptima para inhibir las enzimas elastasa y colagenasa, mostrando un impacto similar en la viabilidad celular.

Conclusiones: La fracción de acetato de etilo de M. calabura presenta la posibilidad de un mayor desarrollo para respaldar su eficacia como ingrediente activo en cosméticos antienvejecimiento

Palabras Clave: clave: anti-envejecimiento; antioxidante; cosmético; Muntingia calabura L.; viabilidad celular.

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Citation Format: Nur S, Angelina AA, Aswad M, Yulianti R, Burhan A, Nursamsiar N (2021) In vitro anti-aging activity of Muntingia calabura L. fruit extract and its fractions. J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 409–421.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Melatonin and quercetin versus celecoxib-induced liver damage



J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 397-408, 2021.

Original article

Molecular target mechanisms of celecoxibinduced liver damage in rats and the potential prophylactic roles of melatonin and/or quercetin

[Mecanismos diana moleculares del daño hepático inducido por celecoxib en ratas y las posibles funciones profilácticas de la melatonina y/o quercetina]

Emtenan Sami Sulimani1, Jehad Mustafa Yousef2, Azza M. Mohamed2,3*

1Department of Biochemistry, Faculty of Science, King Abdulaziz University, Jeddah, Saudi Arabia.

2Department of Biochemistry, College of Science, University of Jeddah, Jeddah, Saudi Arabia.

3 Department of Therapeutic Chemistry, National Research Center, Cairo, Egypt.

*E-mail: amhassan@uj.edu.sa

Abstract

Context: Celecoxib (Cele), a nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID) is linked with a spectrum of hepatotoxic influences, however the underlying mechanism (s) by which this drug induces liver damage is still unexplored.

Aims: To demonstrate the hepatotoxic mechanism (s) of Cele in rats and the prophylactic roles of melatonin (Mel) and/or quercetin(Qr).

Methods: Rats were divided into eight groups, GI, served as control group; GII, Mel (12 mg/kg/day) treated group; GIII, Qr (10 mg/kg/day) treated group; GIV, Mel and Qr treated group; GV, Cele (50 mg/kg/day) treated group; GVI, Cele treated group concurrently with Mel GVII, Cele treated group concurrently with Qr; GVIII, Cele treated group concurrently with the combination of the two agents. The efficiency of Mel and/or Qr on hepatic histomorphology was also investigated.

Results: Cele significantly reduced hepatic succinate dehydrogenase and adenosine triphosphate and increased adenosine diphosphate versus the control group. Cele also caused rising in hepatic malondialdehyde, nitric oxide, tumor necrosis factor-α, transforming growth factor-β, caspase-3 and hydroxyproline as well as DNA damage along with depletion in catalase and glutathione reductase. Alteration in serum liver function markers and its histologic architecture were also observed in Cele treated group. Co-treatment of Cele treated rats with Mel and/or Qr, effectively ameliorated the deteriorations in the studied parameters as well as the histomorphologic liver pictures.

Conclusions: Mel and/or Qr could protect the liver from Cele, toxicity, which was more pronounced in rats treated with the combination of the two agents.

Keywords: celecoxib; inflammation; liver; melatonin; oxidative stress; quercetin.

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Resumen

Contexto: Celecoxib (Cele), un fármaco antiinflamatorio no esteroideo (AINE) está vinculado con un espectro de influencias hepatotóxicas; sin embargo, el mecanismo o mecanismos subyacentes por los que este fármaco induce daño hepático aún no se ha explorado.

Objetivos: Demostrar los mecanismos hepatotóxicos de Cele en ratas y las funciones profilácticas de melatonina (Mel) y/o quercetina (Qr).

Métodos: Las ratas se dividieron en ocho grupos, GI, sirvió como grupo control; Grupo tratado con GII, Mel (12 mg/kg/día); Grupo tratado con GIII, Qr (10 mg/kg/día); Grupo tratado con GIV, Mel y Qr; Grupo tratado con GV, Cele (50 mg/kg/día); GVI, grupo tratado con Cele al mismo tiempo que Mel GVII, grupo tratado con Cele al mismo tiempo que Qr; GVIII, grupo tratado con Cele al mismo tiempo que la combinación de los dos agentes. También se investigó la eficacia de Mel y/o Qr en la histomorfología hepática.

Resultados: Cele redujo significativamente la succinato deshidrogenasa hepática y el trifosfato de adenosina y aumentó el difosfato de adenosina en comparación con el grupo de control. Cele también provocó un aumento de malondialdehído hepático, óxido nítrico, factor de necrosis tumoral α, factor de crecimiento transformante β, caspasa 3 e hidroxiprolina, así como daño en el ADN junto con el agotamiento de la catalasa y la glutatión reductasa. También se observaron alteraciones en los marcadores de función hepática en suero y su arquitectura histológica en el grupo tratado con Cele. El tratamiento conjunto de ratas tratadas con Cele con Mel y/o Qr mejoró eficazmente el deterioro de los parámetros estudiados, así como las imágenes histomorfológicas del hígado.

Conclusiones: Mel y/o Qr podrían proteger al hígado de la toxicidad de Cele, que fue más pronunciada en ratas tratadas con la combinación de los dos agentes.

Palabras Clave: celecoxib; estrés oxidativo; hígado; inflamación; melatonina; quercetina.

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Citation Format: Sulimani ES, Yousef JM, Mohamed AM (2021) Molecular target mechanisms of celecoxib induced liver damage in rats and the potential prophylactic roles of melatonin and/or quercetin. J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 397–408.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Methylene blue therapy against COVID-19



J Pharm Pharmacogn Res 9(3): 379-396, 2021.

Review

The rationale for methylene blue utility against SARS-CoV-2 infection complications

[Fundamentación de la utilidad del azul de metileno contra las complicaciones de la infección por SARS-CoV-2]

Gilberto L. Pardo Andreu

Center for Research and Biological Evaluations, Institute of Pharmaceutical and Food Sciences, University of Havana (UH), Av. 23 # 2317 b/ 214 and 222, La Coronela, La Lisa, PO 13600 Havana, Cuba.

*E-mail: gpardo@ifal.uh.cu

Abstract

Context: Almost one year after the onset of COVID-19 pandemic in Wuhan, China and still no specific therapy has emerged, counting millions of dead worldwide. The association of an uncontrolled SARS-CoV-2 replication and host-dependent mechanisms in COVID-19 pathogenesis suggest that any therapeutic strategy must combine antiviral drugs and adjuvant therapy to modulate the host’s responses. Owing to the multiplicity of mechanisms involved in COVID-19 pathogenic expressions, such as severe hypoxia, excessive inflammatory reaction and impaired immune response, an emerging therapeutic paradigm is the searching for agents acting as multifunctional drugs. Methylene blue (MB), the antique medication, seems to meet the above criterion.

Aims: To summarize the probable beneficial effects of MB against COVID-19 supported by a discussion of the drug mechanisms of action counteracting the pathogenic mechanisms of the disease.

Methods: PubMed, Google Scholar, and Scopus databases were used to collect the biomedical research on MB, and the discussed dataset finally included 150 published articles. Those COVID-19 pathogenic pathways possibly targeted by MB were critically appraised.

Results: It was found that MB may act as multimodal agent by targeting simultaneously several pathogenic mechanisms of COVID-19 as hypoxic damage, hyper-inflammatory reaction and death signaling activation. It also may act as a virucidal agent by preventing virus-induced metabolic re-orientation. Its high safety profile, low cost, along with the mechanisms discussed herein might be essential criteria to test MB as an adjuvant therapy against COVID-19.

Conclusions: Overall, this critical review provides theoretical grounds for MB clinical evaluation in the therapeutic management of SARS-CoV-2 infection.

Keywords: COVID-19; methylene blue; SARS-CoV-2.

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Resumen

Contexto: Casi un año después del inicio de la pandemia de COVID-19 en Wuhan, China, y aún no ha surgido una terapia específica, contando millones de muertos en todo el mundo. La asociación de una replicación no controlada del SARS-CoV-2 y los mecanismos dependientes del hospedero en la patogénesis del COVID-19 sugieren que cualquier estrategia terapéutica debe combinar fármacos antivirales y terapia adyuvante para modular las respuestas del hospedero. Debido a la multiplicidad de mecanismos involucrados en las expresiones patogénicas de la COVID-19, como la hipoxia severa, la reacción inflamatoria excesiva y la respuesta inmune deteriorada, un paradigma terapéutico emergente es la búsqueda de agentes que actúen como fármacos multifuncionales. El azul de metileno (AM), un antiguo medicamento, parece cumplir con el criterio anterior.

Objetivos: Resumir los probables efectos beneficiosos del AM contra la COVID-19 apoyados por una discusión de los mecanismos de acción del fármaco que pudieran contrarrestar los mecanismos patogénicos de la enfermedad.

Métodos: Se utilizaron las bases de datos PubMed, Google Scholar y Scopus para recopilar las investigaciones biomédicas sobre el AM, y el conjunto de datos que se discutió finalmente incluyó 150 artículos publicados. Se evaluaron críticamente aquellos mecanismos patogénicos de la COVID-19 posibles blancos farmacológicos del AM.

Resultados: Se encontró que el AM puede actuar como un agente multimodal al actuar simultáneamente sobre varios mecanismos patogénicos de la COVID-19 como el daño hipóxico, la reacción hiperinflamatoria y la activación de señalizaciones de muerte. También puede actuar como agente virucida al prevenir la reorientación metabólica del hospedero inducida por el virus. Su elevado perfil de seguridad, bajo costo, junto con los mecanismos discutidos en este documento, podrían ser criterios esenciales para probar el AM como terapia adyuvante contra la COVID-19.

Conclusiones En general, esta revisión crítica proporciona las bases teóricas para la evaluación clínica del AM en el manejo terapéutico de la infección por SARS-CoV-2.

Palabras Clave: azul de metileno; COVID-19; SARS-CoV-2.

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Citation Format: Pardo Andreu GL (2021) The rationale for methylene blue utility against SARS-CoV-2 infection complications. J Pharm Pharmacogn Res 9(3): 379–396.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Anti-AGEs and antioxidant properties of palmatine



J Pharm Pharmacogn Res 9(3): 366-378, 2021.

Original article

Antioxidant and anti-advanced glycation end products formation properties of palmatine

[Propiedades antioxidantes y contra la formación de productos finales de glicación avanzada de palmatina]

Sharma Mridula1, Wardah Siddiqui Masroor1, Mellinnda Xavier1, Tan Wen Hui2, Hor Kuan Chan2, Kavita Chirara2, Okechukwu Patrick Nwabueze1*

1Department of Biotechnology, Faculty of Applied Sciences UCSI University No. 1, Jalan Menara Gading, UCSI Heights, (Taman Connaught) Cheras 56000 Kuala Lumpur, Malaysia.

2Department of Food Science with Nutrition, Faculty of Applied Sciences UCSI University No. 1, Jalan Menara Gading, UCSI Heights, (Taman Connaught) Cheras 56000 Kuala Lumpur, Malaysia.

*E-mail: patrickn@ucsiuniversity.edu.my

Abstract

Context: Oxidative stress and formation of advanced glycation end products (AGEs), due to glycation of proteins, lipids and nucleic acids are characteristic in diabetic patients. Palmatine, a protoberberine alkaloid bioactive isolated from Coscinium fenestratum (CF) stem extract, which previously has shown to possess antidiabetic and antioxidant properties and to be able to protect the kidney and liver in a STZ-diabetic induced rat model.

Aims: To evaluate the in vitro and in vivo antioxidant and anti-AGE activity of palmatine.

Methods: In vitro and in vivo studies were conducted to measure radical scavenging, reducing power, inhibition of lipid peroxidation, carbonyl trapping and metal ion chelation. In vitro antiglycation activity was done using bovine serum albumin-methylglyoxal (BSA-MGO), bovine serum albumin – glucose (BSA-GLU) and glycated hemoglobin. In vivo antioxidant and antiglycation activity were used to evaluate liver and kidney extracted from STZ-induced diabetic rat after treatment with palmatine.

Results: The results showed palmatine blocked the formation of AGE as shown by the results of BSA-GLU, BSA-MGO, glycated hemoglobin and inhibited the free radicals generated by DPPH, nitric oxide, hydrogen peroxide, lipid peroxidation, FRAP and metal ion chelating. It was able to stimulate in vivo the activity of catalase, super oxide dismutase and glutathione peroxidase.

Conclusions: Palmatine possess antioxidant and antiglycation properties, the mechanism of action seems to be via the blockage of free radical formation, decreasing of reactive carbonyl. Further research is ongoing to determine the effect of palmatine on glyoxalase 1 and aldose reductase pathway and interaction with receptor for AGE.

Keywords: advanced glycation end products; anti-glycation; antioxidants; diabetes mellitus.

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Resumen

Contexto: El estrés oxidativo y la formación de productos finales de glicación avanzada (AGE), debido a la glicación de proteínas, lípidos y ácidos nucleicos, son característicos de los pacientes diabéticos. Palmatine, un alcaloide bioactivo de protoberberina aislado de extracto de tallo de Coscinium fenestratum (CF), previamente ha demostrado poseer propiedades antidiabéticas y antioxidantes y ser capaz de proteger el riñón y el hígado en un modelo de rata inducida por STZ – diabetes.

Objetivos: Evaluar la actividad antioxidante y anti-AGE in vitro e in vivo de la palmatina.

Métodos: Se llevaron a cabo estudios in vitro e in vivo para medir la captación de radicales, el poder reductor, la inhibición de la peroxidación de lípidos, el atrapamiento de carbonilo y la quelación de iones metálicos. La actividad antiglicación in vitro se realizó utilizando albúmina-metilglioxal de suero bovino (BSA-MGO), albúmina de suero bovino-glucosa (BSA-GLU) y hemoglobina glucosilada. La actividad antioxidante y antiglicación in vivo evaluó el hígado y el riñón extraídos de ratas diabéticas inducidas por STZ después del tratamiento con palmatina.

Resultados: Los resultados mostraron que la palmatina bloqueó la formación de AGE como lo muestran los resultados de BSA-GLU, BSA-MGO, hemoglobina glucosilada e inhibió los radicales libres generados por DPPH, óxido nítrico, peróxido de hidrógeno, peroxidación lipídica, FRAP y quelación de iones metálicos. Fue capaz de estimular in vivo la actividad de catalasa, superóxido dismutasa y glutatión peroxidasa.

Conclusiones: Palmatine posee propiedades antioxidantes y antiglicantes, el mecanismo de acción parece ser a través del bloqueo de la formación de radicales libres, disminuyendo el carbonilo reactivo. Se están realizando más investigaciones para determinar el efecto de la palmatina sobre la vía de la glioxalasa 1 y la aldosa reductasa y la interacción con el receptor para AGE.

Palabras Clave: anti-glicación; antioxidantes; diabetes mellitus; productos finales de glicación avanzada.

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Citation Format: Mridula S, Masroor WS, Mellinnda X, Hui TW, Chan HK, Chirara K, Okechukwu PN (2021) Antioxidant and anti-advanced glycation end products formation properties of palmatine. J Pharm Pharmacogn Res 9(3): 366–378.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Proliferative activity of 6-substituted uracil



J Pharm Pharmacogn Res 9(3): 357-365, 2021.

Original article

In vitro proliferative activity of 6-substituted uracil derivatives

[Actividad proliferativa in vitro de derivados de uracilo 6-sustituidos]

Stanislav A. Grabovskiy1*, Natalia N. Kabal’nova1, Nadezhda M. Andriayshina1, Vladislav I. Egorov2, Lenar R. Valiullin2, Alexey A. Nabatov3, Ivan S. Raginov4, Yurii I. Murinov1

1Ufa Institute of Chemistry – Subdivision of the Ufa Federal Research Centre of the Russian Academy of Sciences, 450054, Ufa, Russia.

2Federal Center for Toxicological, Radiation and Biological Safety, 420011, Kazan, Russia.

3Volga Region State Academy of Physical Culture, Sport and Tourism, 420138, Kazan, Russia.

4Kazan State Medical University, Kazan, 420012 Russia.

*E-mail: stas_g@anrb.ru

Abstract

Context: Previously, we investigated the relationship between the nature of the substituent at the 5-position of the uracil ring and the action of the corresponding uracil derivatives on immortalized lung cells. In the present study, we analyzed the impact of some 6-substituted uracil-derivatives on the regeneration potential of the lung cells (LC).

Aims: To evaluate uracil derivatives capable of stimulating lung cell proliferation to create drugs that accelerate lung regeneration.

Methods: The level of cell proliferation, maximum tolerated dose, and toxic effect of 6-substituted uracil derivatives (9 compounds) were studied on the immortalized lung epithelial cells and compared with the known drug 6-methyluracil.

Results: The maximum tolerated dose of compounds for the LC line depends on the chemical structure of the compounds. The highest level of cell proliferation and tolerated was demonstrated when was used 3-methyl-6-cyclopropyluracil and 1-butyl-6-methyluracil.

Conclusions: 3-methyl-6-cyclopropyluracil and 1-butyl-6-methyluracil exhibit a high proliferative activity in vitro so they could be recommended for additional studies of regenerative activity in vivo.

Keywords: cytotoxicity; lung epithelial cells; proliferation; 6-substituted uracil derivatives; synthesis.

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[SUPPLEMENTARY DATA]

Resumen

Contexto: Previamente, investigamos la relación entre la naturaleza del sustituyente en la posición 5 del anillo de uracilo y la acción de los derivados de uracilo correspondientes sobre las células pulmonares inmortalizadas. En el presente estudio, analizamos el impacto de algunos derivados de uracilo 6-sustituidos sobre el potencial de regeneración de las células pulmonares (CP).

Objetivos: Evaluar derivados del uracilo capaces de estimular la proliferación de células pulmonares para crear fármacos que aceleren la regeneración pulmonar.

Métodos: Se estudiaron el nivel de proliferación celular, la dosis máxima tolerada y el efecto tóxico de los derivados de uracilo 6-sustituidos (9 compuestos) en las células epiteliales pulmonares inmortalizadas y se compararon con el fármaco conocido 6-metiluracilo.

Resultados: La dosis máxima tolerada de compuestos para la línea CP depende de la estructura química de los compuestos. El nivel más alto de proliferación celular y tolerado se demostró cuando se utilizó 3-metil-6-ciclopropiluracilo y 1-butil-6-metiluracilo.

Conclusiones: 3-metil-6-ciclopropiluracilo y 1-butil-6-metiluracilo exhiben una alta actividad proliferativa in vitro por lo que pudieran recomendarse para estudios adicionales de actividad regenerativa in vivo.

Palabras Clave: células epiteliales pulmonares; citotoxicidad; derivados de uracilo 6-sustituidos; proliferación; síntesis.

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[SUPPLEMENTARY DATA]

Citation Format: Grabovskiy SA, Kabal’nova NN, Andriayshina NM, Egorov VI, Valiullin LR, Nabatov AA, Raginov IS, Murinov YI (2021) In vitro proliferative activity of 6-substituted uracil derivatives. J Pharm Pharmacogn Res 9(3): 357–365.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Chromolaena odorata effects on the colorectal and breast cancer cells



J Pharm Pharmacogn Res 9(3): 344-356, 2021.

Original article

The chemical composition of the ethanolic extract from Chromolaena odorata leaves correlates with the cytotoxicity exhibited against colorectal and breast cancer cell lines

[La composición química del extracto etanólico de las hojas de Chromolaena odorata se correlaciona con la citotoxicidad exibida contra líneas celulares de cáncer colorrectal y de mama]

Hanifah Yusuf1*, Fauzul Husna1, Basri A. Gani2

1Pharmacology Department, Faculty of Medicine, Universitas Syiah Kuala, Jl. Teuku Tanoh Abee, Kopelma Darussalam, Syiah Kuala, Kopelma Darussalam, Kecamatan Syiah Kuala, Kota Banda Aceh, Aceh 23111. Indonesia.

2Oral Biology Department, Faculty of Dentistry, Universitas Syiah Kuala, Jl. Teuku Nyak Arief No. 441, Kopelma Darussalam, Kecamatan Syiah Kuala, Kota Banda Aceh, Aceh 23111. Indonesia.

*E-mail: hans_yusuf1104@unsyiah.ac.id

Abstract

Context: Colorectal and breast cancer are of particular cellular preventive concern. WIDR cells are an indicator of colorectal cancer development, while HTB and 4T1 cells are involved in breast cancer. The Chromolaena odorata was reported to interfere with the growth of the three cancer cells.

Aims: To evaluate the bioactivity of C. odorata against the cytotoxicity of colorectal and breast cancer cells.

Methods: Ethanol extract of C. odorata leaves was examined to find chemical compounds by GC-MS, quality of antioxidants by DPPH assay, and antioxidants quantity by flavonoids and phenolic assay, whereas ionic values were evaluated by the multi-tester meter also cytotoxicity on the WiDr, HTB, and 4T1 cancer cells by MTT assay.

Results: C. odorata contained six antioxidant compounds with quality above 80%. Alpha-amyrin has the most retention time of 38.112 min. The C.odorata had an antioxidant rate (IC50) higher than vitamin C. Total flavonoids (72%) higher than total phenolic (28%), and both have a significant impact on the WiDr, HTB, and 4T1 cancer cells (p<0.05). The value of ionic dissolved oxygen, conductivity, and total dissolved solids was 33%, respectively (p>0.05).The C. odorata had a higher cytotoxicity effect on the 4TI and HTB cells in breast cancer than WiDr cancer cells in colorectal cancer.

Conclusions: The C. odorata has significant antioxidant quality and quantity with a stable ionic value also has a cytotoxic effect on the WIDR, HTB, and 4T1 cancer cells.

Keywords: antioxidant; breast cancer; Chromolaena odorata; colorectal cancer; cytotoxicity; ionic value.

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Resumen

Contexto: El cáncer colorrectal y de mama son de particular interés en la prevención celular. Las células WIDR son un indicador del desarrollo del cáncer colorrectal, mientras que las células HTB y 4T1 están involucradas en el cáncer de mama. Se informó que la Chromolaena odorata interfiere con el crecimiento de las tres células cancerosas.

Objetivos: Evaluar la asociación de la bioactividad de C. odorata con las células de cáncer de mama y colorrectal.

Métodos: Se examinó la composición química del extracto etanólico de hojas de C. odorata por GC-MS, calidad de antioxidantes por ensayo de DPPH y cantidad de antioxidantes por flavonoides y ensayo fenólico, mientras que los valores iónicos fueron evaluados por el multímetro y citotoxicidad en el WiDr, HTB y células cancerosas 4T1 mediante ensayo MTT.

Resultados: C. odorata contenía seis compuestos antioxidantes con calidad superior al 80%. La alfa-amirina tuvo el mayor tiempo de retención de 38,112 min. La C. odorata tuvo una tasa de antioxidantes (IC50) más alta que la vitamina C. Flavonoides totales (72%) más altos que los fenólicos totales (28%), y ambos tuvieron un impacto significativo en las células cancerosas WiDr, HTB y 4T1 (p<0,05). El valor de oxígeno iónico disuelto, conductividad y sólidos disueltos totales fue 33%, respectivamente (p>0.05). C. odorata tuvo un mayor efecto de citotoxicidad sobre las células 4TI y HTB en el cáncer de mama que las células cancerosas WiDr en el cáncer colorrectal.

Conclusiones: La C. odorata tiene una cantidad y calidad antioxidante significativa con un valor iónico estable que también tiene un efecto citotóxico sobre las células cancerosas WIDR, HTB y 4T1.

Palabras Clave: antioxidante; cáncer de mama; Chromolaena odorata; cáncer colon; cáncer rectal; citotoxicidad; valor iónico.

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Citation Format: Yusuf H, Husna F, Gani BA (2021) The chemical composition of the ethanolic extract from Chromolaena odorata leaves correlates with the cytotoxicity exhibited against colorectal and breast cancer cell lines. J Pharm Pharmacogn Res 9(3): 344–356.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)