Published August 23, 2019
| Version v1
Publication
Open
Synergistic effect of nano-selenium and metformin on type 2 diabetic rat model: Diabetic complications alleviation through insulin sensitivity, oxidative mediators and inflammatory markers
Description
In the present article, we explore a novel strategy of selenium nanoparticles (Se-NPs) for the treatment of type 2 diabetes mellitus (T2DM) by investigating the effect of Se-NPs alone and in combination with standard anti-diabetic drug metformin (MET) in high-fat diet/streptozotocin (HFD/STZ)-induced T2DM.HFD was supplemented daily to experimental rats for 8 weeks, followed by a single low dose injection of 35 mg/kg of STZ to induce T2DM. The synergistic effect of the different therapeutic strategies on diabetic complications was evaluated after the Se-NPs and MET administration for 8 weeks. Molecular and biochemical analyses were conducted to figure out the effectiveness of our treatment on insulin sensitivity, oxidative mediators and inflammatory markers.Our observations demonstrated that HFD/STZ-induced rats have a toxic effect on serum and hepatic tissues resulted in inducing remarkable oxidative damage and hyper-inflammation with a significant disturbance in the insulin signaling pathway. Experimental animals either treated with mono-therapeutic-two doses Se-NPs (0.1 and 0.4 mg/kg) and/or MET (100 mg/kg) alone as well as the combined therapy resulted in a remarkable protective anti-diabetic effect illustrated by significant decreases in fasting blood glucose and insulin levels after 8 weeks treatment. At the same time, the levels of active insulin signaling proteins pIRS1/pAKT/pGSK-3β/pAMPK were significantly improved. Moreover, Se-NPs exhibited an anti-inflammatory effect by the mitigation of cytokine expression and a balance between oxidative stress and antioxidant status was restored. Furthermore, the anti-diabetic drug MET administration also exhibited a significant improvement in diabetic complications after the treatment period.This study provides mightily the mechanism of action of combined Se-NPs and MET as a promising therapeutic alternative that synergistically alleviates most of diabetic complications and insulin resistance.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في هذه المقالة، نستكشف استراتيجية جديدة لجسيمات السيلينيوم النانوية (SE - NPs) لعلاج داء السكري من النوع 2 (T2DM) من خلال التحقيق في تأثير Se - NPs وحده وبالاقتران مع الميتفورمين القياسي المضاد للسكري (MET) في النظام الغذائي عالي الدهون/الستربتوزوتوسين (HFD/STZ). تم استكمال HFD يوميًا للفئران التجريبية لمدة 8 أسابيع، تليها جرعة واحدة منخفضة من 35 ملغ/كغ من STZ للحث على T2DM. تم تقييم التأثير التآزري للاستراتيجيات العلاجية المختلفة على مضاعفات مرض السكري بعد Se - NPs والتقى بالإدارة لمدة 8 أسابيع. تم إجراء التحليلات الجزيئية والكيميائية الحيوية لمعرفة فعالية علاجنا على حساسية الأنسولين والوسطاء المؤكسدين والعلامات الالتهابية. أظهرت ملاحظاتنا أن الفئران التي يسببها HFD/STZ لها تأثير سام على أنسجة المصل والكبد مما أدى إلى إحداث ضرر أكسدة ملحوظ وفرط التهاب مع اضطراب كبير في مسار إشارات الأنسولين. أدت الحيوانات التجريبية التي عولجت بجرعتين أحاديتين من الجسيمات النانونية (0.1 و 0.4 ملغم/كغم) و/أو اجتمعت (100 ملغم/كغم) وحدها بالإضافة إلى العلاج المشترك إلى تأثير وقائي ملحوظ مضاد للسكري يتضح من الانخفاضات الكبيرة في مستويات الجلوكوز والأنسولين في الدم الصائم بعد 8 أسابيع من العلاج. وفي الوقت نفسه، تحسنت مستويات البروتينات النشطة التي ترسل إشارات الأنسولين pIRS1/pAKT/pGSK -3 β/pAMPK بشكل ملحوظ. علاوة على ذلك، أظهرت SE - NPs تأثيرًا مضادًا للالتهابات من خلال التخفيف من تعبير السيتوكين وتم استعادة التوازن بين الإجهاد التأكسدي وحالة مضادات الأكسدة. علاوة على ذلك، أظهر الدواء المضاد للسكري أيضًا تحسنًا كبيرًا في مضاعفات السكري بعد فترة العلاج. توفر هذه الدراسة بقوة آلية عمل SE - NPs مجتمعة واجتمعت كبديل علاجي واعد يخفف بشكل تآزري من معظم مضاعفات السكري ومقاومة الأنسولين.Translated Description (French)
Dans le présent article, nous explorons une nouvelle stratégie de nanoparticules de sélénium (Se-NPs) pour le traitement du diabète sucré de type 2 (DT2) en étudiant l'effet des Se-NPs seuls et en combinaison avec la metformine (MET), un médicament antidiabétique standard, dans un régime riche en graisses/streptozotocine (HFD/STZ). Le DT2.HFD a été supplémenté quotidiennement chez des rats expérimentaux pendant 8 semaines, suivi d'une injection unique à faible dose de 35 mg/kg de STZ pour induire le DT2. L'effet synergique des différentes stratégies thérapeutiques sur les complications diabétiques a été évalué après l'administration des Se-NPs et MET pendant 8 semaines. Des analyses moléculaires et biochimiques ont été menées pour déterminer l'efficacité de notre traitement sur la sensibilité à l'insuline, les médiateurs oxydatifs et les marqueurs inflammatoires. Nos observations ont démontré que les rats induits par HFD/STZ ont un effet toxique sur le sérum et les tissus hépatiques et ont induit des dommages oxydatifs et une hyper-inflammation remarquables avec une perturbation significative de la voie de signalisation de l'insuline. Les animaux expérimentaux traités avec deux doses monothérapeutiques Se-NPs (0,1 et 0,4 mg/kg) et/ou MET (100 mg/kg) seuls ainsi que le traitement combiné ont entraîné un effet antidiabétique protecteur remarquable illustré par des diminutions significatives de la glycémie à jeun et des taux d'insuline après 8 semaines de traitement. Dans le même temps, les niveaux de protéines actives de signalisation de l'insuline pIRS1/pAKT/pGSK-3β/pAMPK ont été significativement améliorés. De plus, les Se-NP ont montré un effet anti-inflammatoire en atténuant l'expression des cytokines et un équilibre entre le stress oxydatif et le statut antioxydant a été rétabli. De plus, l'administration du médicament antidiabétique met A également montré une amélioration significative des complications diabétiques après la période de traitement. Cette étude fournit puissamment le mécanisme d'action des Se-NPs combinés et MET comme alternative thérapeutique prometteuse qui atténue de manière synergique la plupart des complications diabétiques et la résistance à l'insuline.Translated Description (Spanish)
En el presente artículo, exploramos una nueva estrategia de nanopartículas de selenio (Se-NP) para el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2 (T2DM) mediante la investigación del efecto de Se-NP solo y en combinación con el fármaco antidiabético estándar metformina (MET) en T2DM inducida por dieta alta en grasas/estreptozotocina (HFD/STZ). El HFD se complementó diariamente a ratas experimentales durante 8 semanas, seguido de una inyección única de dosis baja de 35 mg/kg de STZ para inducir T2DM. El efecto sinérgico de las diferentes estrategias terapéuticas sobre las complicaciones diabéticas se evaluó después de la administración de SE-NP Y MET durante 8 semanas. Se realizaron análisis moleculares y bioquímicos para determinar la efectividad de nuestro tratamiento sobre la sensibilidad a la insulina, los mediadores oxidativos y los marcadores inflamatorios. Nuestros estudios demostraron que las ratas inducidas por HFD/STZ tienen un efecto tóxico en el suero y los tejidos hepáticos, lo que provocó un notable daño oxidativo e hiperinflamación con una alteración significativa en la vía de señalización de la insulina. Los animales experimentales tratados con Se-NP monoterapéutico de dos dosis (0.1 y 0.4 mg/kg) y/o MET (100 mg/kg) solo, así como la terapia combinada, dieron como resultado un notable efecto antidiabético protector ilustrado por disminuciones significativas en los niveles de glucosa e insulina en sangre en ayunas después de 8 semanas de tratamiento. Al mismo tiempo, los niveles de proteínas de señalización de insulina activas pIRS1/pAKT/pGSK-3β/pAMPK mejoraron significativamente. Además, los Se-NP mostraron un efecto antiinflamatorio por la mitigación de la expresión de citocinas y se restauró el equilibrio entre el estrés oxidativo y el estado antioxidante. Además, la administración del fármaco antidiabético MET también mostró una mejora significativa en las complicaciones diabéticas después del período de tratamiento. Este estudio proporciona poderosamente el mecanismo de acción de los Se-NP combinados y MET como una alternativa terapéutica prometedora que alivia sinérgicamente la mayoría de las complicaciones diabéticas y la resistencia a la insulina.Files
journal.pone.0220779&type=printable.pdf
Files
(2.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:fe0bdf86c6b4075eaf251e9e5a461716
|
2.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التأثير التآزري للنانوسيلينيوم والميتفورمين على نموذج الجرذ السكري من النوع 2: تخفيف مضاعفات السكري من خلال حساسية الأنسولين والوسطاء المؤكسدين والعلامات الالتهابية
- Translated title (French)
- Effet synergique du nano-sélénium et de la metformine sur le modèle du rat diabétique de type 2 : soulagement des complications diabétiques par la sensibilité à l'insuline, les médiateurs oxydatifs et les marqueurs inflammatoires
- Translated title (Spanish)
- Efecto sinérgico del nanoselenio y la metformina en el modelo de rata diabética tipo 2: alivio de las complicaciones diabéticas a través de la sensibilidad a la insulina, mediadores oxidativos y marcadores inflamatorios
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2969497040
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0220779
References
- https://openalex.org/W1244426
- https://openalex.org/W126125957
- https://openalex.org/W1508167383
- https://openalex.org/W1511056828
- https://openalex.org/W1573881090
- https://openalex.org/W1581414347
- https://openalex.org/W1758217366
- https://openalex.org/W1775749144
- https://openalex.org/W1826299300
- https://openalex.org/W191793640
- https://openalex.org/W1966975730
- https://openalex.org/W1967943195
- https://openalex.org/W1976013724
- https://openalex.org/W1976076120
- https://openalex.org/W1976368530
- https://openalex.org/W1977893502
- https://openalex.org/W1978393167
- https://openalex.org/W1983207248
- https://openalex.org/W1990578643
- https://openalex.org/W1991822830
- https://openalex.org/W1994260859
- https://openalex.org/W2003848126
- https://openalex.org/W2009181620
- https://openalex.org/W2010910806
- https://openalex.org/W2012068894
- https://openalex.org/W2019814232
- https://openalex.org/W2021062637
- https://openalex.org/W2021724668
- https://openalex.org/W2033144167
- https://openalex.org/W2034706788
- https://openalex.org/W2038018821
- https://openalex.org/W2040392353
- https://openalex.org/W2042259492
- https://openalex.org/W2048070721
- https://openalex.org/W2050720508
- https://openalex.org/W2051999452
- https://openalex.org/W2059935488
- https://openalex.org/W2062389193
- https://openalex.org/W2073092594
- https://openalex.org/W2080721066
- https://openalex.org/W2081151264
- https://openalex.org/W2088866343
- https://openalex.org/W2091064953
- https://openalex.org/W2101518804
- https://openalex.org/W2107277218
- https://openalex.org/W2111817213
- https://openalex.org/W2112421780
- https://openalex.org/W2115957809
- https://openalex.org/W2120901431
- https://openalex.org/W2133055307
- https://openalex.org/W2136384877
- https://openalex.org/W2138115947
- https://openalex.org/W2139203772
- https://openalex.org/W2142112444
- https://openalex.org/W2156338721
- https://openalex.org/W2157225005
- https://openalex.org/W2160234571
- https://openalex.org/W2167543749
- https://openalex.org/W2175550879
- https://openalex.org/W2192080449
- https://openalex.org/W2325275823
- https://openalex.org/W2404404089
- https://openalex.org/W2488404183
- https://openalex.org/W2542363254
- https://openalex.org/W2584314934
- https://openalex.org/W2594335684
- https://openalex.org/W2606851485
- https://openalex.org/W2607031541
- https://openalex.org/W2615117811
- https://openalex.org/W2615867484
- https://openalex.org/W2794934240
- https://openalex.org/W2807157752
- https://openalex.org/W2892150973
- https://openalex.org/W2900939282
- https://openalex.org/W2905256254
- https://openalex.org/W2907206477
- https://openalex.org/W2914611483
- https://openalex.org/W4200618031