Uticaj vodenog, metanolnog i etil-acetatnog ekstrakta grčkog origana Origanum vulgare ssp. hirtum na dijabetes tip 1 indukovan višestrukim malim dozama streptozotocina kod C57BL/6 miševa
Effect of aqueous, methanolic and ethyl acetate extract of Origanum vulgare ssp. hirtum on type 1 diabetes induced by multiple low doses of streptozotocin in C57BL/6 mice
Аутори:
Vujičić, Milica D.Остала ауторства
Stojanović, IvanaKataranovski, Milena
Stojanović, Ivana
Kataranovski, Milena
Dekanski, Dragana
Cakos, Andreas
Božić, Biljana
Тип документа:
Докторска теза (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт:
Dijabetes tip 1 (DT1) je autoimunsko oboljenje koje nastaje kao rezultat uništavanja insulin-produkujućih beta ćelija pankreasa od strane inflamacijskih medijatora. Uništavanje beta ćelija pankreasa dovodi do smanjene sekrecije insulina i posledične hiperglikemije. Glavna odlika DT1 je insulitis- infiltracija ćelija imunskog sistema u pankreasna ostrvca. Prve ćelije koje infiltriraju pankreasna ostrvca su makrofagi. Smatra se da inflamacijski M1 makrofagi doprinose patogenezi DT1, dok anti-inflamacijski M2 makrofagi imaju protektivnu ulogu. Makrofagi aktiviraju autoreaktivne T limfocite- smatra se da su CD4+ i CD8+ T limfociti najvažnije efektorske ćelije u patogenezi DT1. U zavisnosti od citokina koje sekretuju ćelije imunskog sistema nastaju različite subpopulacije pomoćničkih T limfocita (Th) koje usmeravaju imunski odgovor u DT1 ka destruktivnom (Th1 i Th17) ili protektivnom (Th2 i Treg) odgovoru. Različiti efektorski mehanizmi ćelija imunskog sistema dovode do stvaranja inflamacijskog miljea u paknreasnim ostrvcima koji dovodi do apoptoze beta ćelija pankreasa i razvoja DT1. Terapija DT1 podrazumeva doživotno unošenje insulina. Kako ovo sa sobom nosi potencijal kratkoročnih i dugoročnih komplikacija, ulažu se veliki napori u pronalaženje novih, efikasnih terapija u lečenju DT1. Jedan od potencijalnih pristupa u lečenju DT1 je korišćenje biljaka i njihovih ekstrakata koji se od davnina koriste u tradicionalnoj medicini. Napredak istraživanja u ovoj oblasti doveo je do saznanja da različiti biofenoli koji ulaze u sastav biljaka mogu ostvariti povoljna dejstva na patogenezu različitih oboljenja, što stavlja biljke i njihove ekstrakte u fokus naučnih studija. Origanum vulgare ssp. hirtum (grčki origano) je biljka bogata fenolskim i estarskim jedinjenjima i koja se u tradicionalnoj medicini koristi kao antiseptik, kao i u lečenju stomačnih i respiratornih jedinjenja. Glavna do sada pokazana dejstva origana su anti-bakterijsko i antioksidantno, a pokazano je i anti-hiperglikemijsko dejstvo origana u modelu toksičnog DT1, što čini origano potencijalnim kandidatom za terapiju DT1.
U ovoj studiji je po prvi put ispitivano dejstvo različitih ekstrakata origana (metanolni, vodeni i etil-acetatni) na razvoj DT1 izazvanog višestrukim malim dozama streptozotocina (VMDS) kod miševa C57BL/6. Ispitivani su ćelijski i molekulski mehanizmi dejstva ekstrakata origana na ćelije imunskog sistema i beta ćelije pankreasa in vitro i in vivo. Takođe su vršena in vitro i in vivo ispitivanja najobilnijih jedinjenja u sastavu ekstrakata origana kako bi se otkrio mogući aktivni princip ekstrakata origana.
In vitro ispitivanja su pokazala da su ekstrakti, primenjeni u koncentracijama koje nisu bile citotoksične, promenili imunski odgovor makrofaga poreklom iz peritonealne tečnosti i limfocita izolovanih iz cervikalnih limfnih čvorova. Vodeni i etil-actetatni ekstrakti origana su smanjili inflamacijski potencijal makrofaga putem smanjene sekrecije azot monoksida (NO) (vodeni ekstrakt origana) i smanjene sekrecije inflamacijskog citokina IL-1β (vodeni i etil-acetatni ekstrakt origana), dok je metanolni ekstrakt origana smanjio sekreciju NO makrofaga, a povećao sekreciju citokina IL-1β i TNF. Metanolni i etil-acetatni ekstrakti origana su smanjili i inflamacijski kapacitet limfocita putem smanjene sekrecije citokina IL-2, IFN-γ i IL-17 (metanolni) i IFN-γ i IL-17 (etil-acetatni).
Osim efekta na imunske ćelije, ekstrakti origana su ispoljili i citoprotektivno dejstvo na beta ćelije pankreasa in vitro. Naime, metanolni i vodeni ekstrakti origana su sprečili smrt beta ćelija pankreasa indukovanu citotoksičnim citokinima, dok je etil-acetatni ekstrakt origana ovaj efekat ispoljio u najnižim primenjenim koncentracijama. Metanolni ekstrakt origana je sprečio apoptozu beta ćelija indukovanu citokinima smanjenjem aktivnosti kaspaze 3.
In vivo ispitivanja na animalnom modelu kod koga je DT1 indukovan VMDS pokazala su da je profilaktički tretman sa metanolnim i etil-acetatnim, ali ne i vodenim ekstraktom origana, sprečio nastanak DT1 kod miševa soja C57BL/6. Ovo je bilo podržano i očuvanjem broja i funkcije pankreasnih ostrvaca na fiziološkom nivou- metanolni i etil-acetatni ekstrakti origana su sprečili infiltraciju ćelija imunskog sistema u pankreasna ostrvca, a metanolni ekstrakt origana je inhibirao i produkciju pro-oksidativih medijatora i održao koncentraciju insulina na fiziološkom nivou. Terapijski
treman sa metanolnim ekstraktom origana doveo je do prolaznog smanjenja incidence DT1 kod miševa.
Ex vivo ispitivanja mehanizma dejstva ekstrakata origana na DT1 pokazala su da je metanolni ekstrakt origana sprečio nastanak DT1 direktnim dejstvom na Th17 ćelije i pomeranjem balansa od destruktivnog Th1/Th17 imunskog odgovora ka protektivnom Th2/Treg imunskom odgovoru. Sa druge strane, etil-acetatni ekstrakt origana je antidijabetogeno dejstvo ostvario umirivanjem inflamacijskog M1/Th1/Th17 imunskog odgovora, kao i pomeranjem funkcionalnog fenotipa makrofaga ka antiinflamacijskom M2 fenotipu.
Ruzmarinska i salvijanolična kiselina, kao i karvakrol su supstance koje su najzastupljenije u metanolnom i etil-acetatnom ekstraktu origana. U ovoj studiji je pokazano da, uprkos ispoljavanju imunomodulatornog dejstva in vitro, nijedna od ovih supstanci nije uspela da spreči nastanak DT1 u VMDS animalnom modelu ove bolesti. Određivanje jednog ili više aktivnih principa metanolnog i etil-ecatatnog ekstrakta origana moglo bi biti predmet budućih istraživanja.
Rezultati ove disertacije ukazuju na to da primena metanolnog i etil-acetatnog ekstrakta origana može biti pogodna u potencijalnom tretmanu DT1, kako u preventivnim tako i u kombinovanim terapijskim strategijama lečenja DT1.
Кључне речи:
Dijabetes tip 1; Grčki origano; Streptozotocin; Diferencijacija pomoćničkih T ćelija; Citokini; Apopotoza beta ćelijaИзвор:
University of Belgrade, Faculty of Biology, 2016, 1-123Финансирање / пројекти:
- Молекуларни механизми физиолошке и фармаколошке контроле инфламације и канцера (RS-MESTD-Basic Research (BR or ON)-173013)
URI
http://uvidok.rcub.bg.ac.rs/handle/123456789/1708https://radar.ibiss.bg.ac.rs/handle/123456789/2519