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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)