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Effect of GSH on human epithelial cells


J Pharm Pharmacogn Res 9(2): 175-181, 2021.

Original Article

The role of reduced glutathione on oxidative stress, reticulum endoplasmic stress and glycation in human lens epithelial cell culture

[Papel del glutatión reducido sobre el estrés oxidativo, el estrés endoplásmico del retículo y la glicación en el cultivo de células epiteliales del cristalino humano]

Nina Handayani1*, Nur Permatasari2, Hidayat Sujuti3, Achmad Rudijanto4

1Department of Ophthalmology, Faculty of Medicine, Brawijaya University, Saiful Anwar Hospital Malang, Malang 65145, Indonesia.

2Department of Pharmacology, Faculty of Medicine, Brawijaya University, Malang 65145, Indonesia.

3Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Medicine, Brawijaya University, Malang 65145, Indonesia.

4Division of Endocrinology and Metabolic Disease, Department of Internal Medicine, Faculty of Medicine, Brawijaya University, Saiful Anwar Hospital Malang, Malang 65145, Indonesia.

*E-mail: nina_handayani@ub.ac.id, ninahdyn@gmail.com

Abstract

Context: Cataracts are currently the main cause of blindness worldwide. This condition caused by a low concentration of reduced glutathione (GSH) in the lens.

Aims: To evaluate the effect of glutathione (GSH) on the hyperglycemia-induced oxidative stress, reticulum endoplasmic stress, and glycation in human lens epithelial cells.

Methods: Human lens epithelial cells were cultured under high-glucose conditions. Malondialdehyde (MDA), protein carbonyl content (PCC), glucose reactive protein (GRP), and advanced glycation end product (AGE) were measured by enzyme-linked immunosorbent assay after 72 h of incubation for MDA, PCC, GRP and after 2 weeks incubation for AGE.

Results: The MDA and PCC levels increased in response to high-dose glucose administration compared to the control group.  MDA and PCC levels were decreased at all GSH doses, whereas the lowest mean MDA and PCC levels were observed at GSH doses of 10 and 100 μM, respectively.  GRP levels increased after high-glucose administration as compared to the control group. Additionally, the groups co-treated with 30 and 100 μM GSH showed reduced PCC. The AGE level was reduced at all doses of GSH compared to those in the control group.

Conclusions: The results suggest that GSH inhibits oxidative stress, reticulum endoplasmic stress, and AGE formation, which may lead to the progression of diabetic cataract. Additionally, GSH may maintain lens transparency by acting as an antiglycation and controlling the AGE formation.

Keywords: glycation; glutathione; glucose reactive protein; hyperglycemia; malondialdehyde; oxidative stress.

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Resumen

Contexto: Las cataratas son actualmente la principal causa de ceguera en todo el mundo. Esta condición es causada por una baja concentración de glutatión reducido (GSH) en el cristalino.

Objetivos: Evaluar el efecto del glutatión (GSH) sobre el estrés oxidativo inducido por la hiperglucemia, el estrés endoplásmico del retículo y la glicación en las células epiteliales del cristalino humano.

Métodos: Se cultivaron células epiteliales del cristalino humano en condiciones de alto contenido de glucosa. El malondialdehído (MDA), el contenido de carbonilo proteico (PCC), la proteína reactiva a la glucosa (GRP) y el producto final de glicación avanzada (AGE) se midieron mediante un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas después de 72 h de incubación para MDA, PCC, GRP y después de 2 semanas incubación para AGE.

Resultados: Los niveles de MDA y PCC aumentaron en respuesta a la administración de glucosa en dosis altas en comparación con el grupo de control. Los niveles de MDA y PCC disminuyeron en todas las dosis de GSH, mientras que los niveles medios más bajos de MDA y PCC se observaron en dosis de GSH de 10 y 100 μM, respectivamente. Los niveles de GRP aumentaron después de la administración de glucosa alta en comparación con el grupo control. Además, los grupos tratados conjuntamente con 30 y 100 µM de GSH mostraron una reducción del PCC. El nivel de AGE se redujo en todas las dosis de GSH en comparación con las del grupo de control.

Conclusiones: Los resultados sugieren que GSH inhibe el estrés oxidativo, el estrés endoplásmico del retículo y la formación de AGE, lo que puede conducir a la progresión de la catarata diabética. Además, GSH puede mantener la transparencia de la lente actuando como antiglicación y controlando la formación de AGE.

Palabras Clave: estrés oxidativo; glicación; glutatión; hiperglucemia; malondialdehído; proteína reactiva a la glucosa.

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Citation Format: Handayani N, Permatasari N, Sujuti H, Rudijanto A (2021) The role of reduced glutathione on oxidative stress, reticulum endoplasmic stress and glycation in human lens epithelial cell culture. J Pharm Pharmacogn Res 9(2): 175–181.

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