Published March 30, 2022
| Version v1
Publication
Open
Nanostructure lipid carriers enhance alpha-mangostin neuroprotective efficacy in mice with rotenone-induced neurodegeneration
- 1. Kasetsart University
- 2. Chulalongkorn University
Description
Neurodegenerative disease, for instance, Parkinson's disease (PD), is associated with substantia nigra dopaminergic neuronal loss with subsequent striatal dopamine reduction, leading to motor deficits. Currently, there is no available effective therapy for PD; thus, novel therapeutic agents such as natural antioxidants with neuroprotective effects are emerging. Alpha-mangostin (αM) is a xanthone derivative compound from mangosteen peel with a cytoprotective effect depicted in neurodegenerative disease models. However, αM has low aqueous solubility and low biodistribution in the brain. Nanostructured lipid carriers (NLC) have been used to encapsulate bioactive compounds delivered to target organs to improve the oral bioavailability and effectiveness. This study aimed to investigate the effect of αM and αM encapsulated in NLC (αM-NLC) in mice with rotenone-induced PD-like neurodegeneration. Forty male ICR mice were divided into normal, PD, PD + αM, and PD + αM-NLC groups. Vehicle, αM (25 mg/kg/48 h), and αM-NLC (25 mg/kg/48 h) were orally administered, along with PD induction by intraperitoneal injection of rotenone (2.5 mg/kg/48 h) for 4 consecutive weeks. Motor abilities were assessed once a week using rotarod and hanging wire tests. Biochemical analysis of brain oxidative status was conducted, and neuronal populations in substantia nigra par compacta (SNc), striatum, and motor cortex were evaluated using Nissl staining. Tyrosine hydroxylase (TH) immunostaining of SNc and striatum was also evaluated. Results showed that rotenone significantly induced motor deficits concurrent with significant SNc, striatum, and motor cortex neuronal reduction and significantly decreased TH intensity in SNc (p < 0.05). The significant reduction of brain superoxide dismutase activity (p < 0.05) was also detected. Administrations of αM and αM-NLC significantly reduced motor deficits, prevented the reduction of TH intensity in SNc and striatum, and prevented the reduction of neurons in SNc (p < 0.05). Only αM-NLC significantly prevented the reduction of neurons in both striatum and motor cortex (p < 0.05). These were found concurrent with significantly reduced malondialdehyde level and increased catalase and superoxide dismutase activities (p < 0.05). Therefore, this study depicted the neuroprotective effect of αM and αM-NLC against rotenone-induced PD-like neurodegeneration in mice. We indicated an involvement of NLC, emphasizing the protective effect of αM against oxidative stress. Moreover, αM-NLC exhibited broad protection against rotenone-induced neurodegeneration that was not limited to nigrostriatal structures and emphasized the benefit of NLC in enhancing αM neuroprotective effects.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يرتبط مرض التنكس العصبي، على سبيل المثال، مرض باركنسون (PD)، بفقدان الخلايا العصبية الدوبامينية السوداء مع تقليل الدوبامين المخطط اللاحق، مما يؤدي إلى عجز حركي. في الوقت الحالي، لا يوجد علاج فعال متاح لمرض باركنسون ؛ وبالتالي، تظهر عوامل علاجية جديدة مثل مضادات الأكسدة الطبيعية ذات التأثيرات الوقائية العصبية. ألفا مانجوستين (αM) هو مركب مشتق من الزانثون من قشر المانجوستين مع تأثير واقي للخلايا مصور في نماذج الأمراض التنكسية العصبية. ومع ذلك، فإن αM لديه ذوبان مائي منخفض وتوزيع حيوي منخفض في الدماغ. تم استخدام حاملات الدهون ذات البنية النانوية (NLC) لتغليف المركبات النشطة بيولوجيًا التي يتم توصيلها إلى الأعضاء المستهدفة لتحسين التوافر الحيوي للفم وفعاليته. تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في تأثير αM و αM المغلفة في NLC (αM - NLC) في الفئران التي تعاني من تنكس عصبي شبيه بالـ PD الناجم عن الروتينون. تم تقسيم أربعين فأرًا ذكورًا من فئران ICR إلى مجموعات طبيعية، و PD، و PD + αM، و PD + αM - NLC. تم إعطاء المركبة، αM (25 مجم/كجم/48 ساعة)، و αM - NLC (25 مجم/كجم/48 ساعة) عن طريق الفم، إلى جانب تحريض PD عن طريق الحقن داخل الصفاق للروتينون (2.5 مجم/كجم/48 ساعة) لمدة 4 أسابيع متتالية. تم تقييم القدرات الحركية مرة واحدة في الأسبوع باستخدام الروتارود واختبارات الأسلاك المعلقة. تم إجراء تحليل كيميائي حيوي لحالة أكسدة الدماغ، وتم تقييم تجمعات الخلايا العصبية في المادة السوداء المدمجة (SNc)، المخطط، والقشرة الحركية باستخدام تلوين نيسل. كما تم تقييم التلوين المناعي لهيدروكسيل التيروزين (TH) لـ SNc والمخطط. أظهرت النتائج أن الروتينون تسبب بشكل كبير في حدوث عجز حركي متزامن مع انخفاض كبير في SNc، المخطط، والقشرة العصبية الحركية وانخفاض كبير في كثافة TH في SNc (p < 0.05). كما تم الكشف عن انخفاض كبير في نشاط ديسموتاز فائق الأكسيد في الدماغ (p < 0.05). أدت إدارات αM و αM - NLC إلى تقليل العجز الحركي بشكل كبير، ومنع انخفاض شدة TH في SNc والمخطط، ومنع انخفاض الخلايا العصبية في SNc (p < 0.05). فقط αM - NLC منعت بشكل كبير تقليل الخلايا العصبية في كل من القشرة المخية والحركية (p < 0.05). تم العثور على هذه متزامنة مع انخفاض كبير في مستوى المالونديالديهايد وزيادة أنشطة الكاتالاز وفوق الأكسيد ديسموتاز (p < 0.05). لذلك، صورت هذه الدراسة التأثير الوقائي العصبي لـ αM و αM - NLC ضد التنكس العصبي الشبيه بالـ PD الناجم عن الروتينون في الفئران. أشرنا إلى تورط NLC، مع التأكيد على التأثير الوقائي لـ αM ضد الإجهاد التأكسدي. علاوة على ذلك، أظهر αM - NLC حماية واسعة ضد التنكس العصبي الناجم عن الروتينون والذي لم يقتصر على الهياكل المخططية السوداء وشدد على فائدة NLC في تعزيز تأثيرات الحماية العصبية αM.Translated Description (French)
La maladie neurodégénérative, par exemple la maladie de Parkinson (MP), est associée à une perte neuronale dopaminergique substantia nigra avec une réduction subséquente de la dopamine striatale, entraînant des déficits moteurs. Actuellement, il n'existe aucun traitement efficace disponible pour la MP ; ainsi, de nouveaux agents thérapeutiques tels que les antioxydants naturels ayant des effets neuroprotecteurs émergent. L'alpha-mangostine (αM) est un composé dérivé de la xanthone provenant de la peau de mangoustan avec un effet cytoprotecteur représenté dans les modèles de maladies neurodégénératives. Cependant, αM a une faible solubilité aqueuse et une faible biodistribution dans le cerveau. Les vecteurs lipidiques nanostructurés (NLC) ont été utilisés pour encapsuler des composés bioactifs administrés aux organes cibles afin d'améliorer la biodisponibilité et l'efficacité par voie orale. Cette étude visait à étudier l'effet de l'αM et de l'αM encapsulés dans la NLC (αM-NLC) chez des souris présentant une neurodégénérescence de type PD induite par la roténone. Quarante souris ICR mâles ont été divisées en groupes normaux, PD, PD + αM et PD + αM-NLC. Le véhicule, l'αM (25 mg/kg/48 h) et l'αM-NLC (25 mg/kg/48 h) ont été administrés par voie orale, ainsi que l'induction de la MP par injection intrapéritonéale de roténone (2,5 mg/kg/48 h) pendant 4 semaines consécutives. Les capacités motrices ont été évaluées une fois par semaine à l'aide de tests de rotarod et de fils suspendus. Une analyse biochimique de l'état oxydatif du cerveau a été effectuée, et les populations neuronales de substantia nigra par compacta (SNc), de striatum et de cortex moteur ont été évaluées à l'aide de la coloration de Nissl. L'immunocoloration de la SNc et du striatum par la tyrosine hydroxylase (TH) a également été évaluée. Les résultats ont montré que la roténone induisait de manière significative des déficits moteurs en même temps qu'une réduction neuronale significative du SNc, du striatum et du cortex moteur et diminuait de manière significative l'intensité du TH dans le SNc (p < 0,05). La réduction significative de l'activité superoxyde dismutase cérébrale (p < 0,05) a également été détectée. L'administration d'αM et d'αM-NLC a significativement réduit les déficits moteurs, empêché la réduction de l'intensité du TH dans le SNc et le striatum, et empêché la réduction des neurones dans le SNc (p < 0,05). Seule l'αM-NLC a significativement empêché la réduction des neurones dans le striatum et le cortex moteur (p < 0,05). Ceux-ci ont été trouvés simultanément avec une réduction significative du taux de malondialdéhyde et une augmentation des activités de la catalase et de la superoxyde dismutase (p < 0,05). Par conséquent, cette étude a décrit l'effet neuroprotecteur de l'αM et de l'αM-NLC contre la neurodégénérescence de type PD induite par la roténone chez la souris. Nous avons indiqué une implication de la NLC, soulignant l'effet protecteur de l'αM contre le stress oxydatif. De plus, l'αM-NLC présentait une large protection contre la neurodégénérescence induite par la roténone qui ne se limitait pas aux structures nigrostriatales et soulignait l'avantage de la NLC dans l'amélioration des effets neuroprotecteurs de l'αM.Translated Description (Spanish)
La enfermedad neurodegenerativa, por ejemplo, la enfermedad de Parkinson (EP), se asocia con la pérdida neuronal dopaminérgica de la sustancia negra con la posterior reducción de la dopamina estriatal, lo que lleva a déficits motores. Actualmente, no existe una terapia efectiva disponible para la EP; por lo tanto, están surgiendo nuevos agentes terapéuticos como los antioxidantes naturales con efectos neuroprotectores. La alfa-mangostina (αM) es un compuesto derivado de la xantona de la cáscara de mangostán con un efecto citoprotector representado en modelos de enfermedades neurodegenerativas. Sin embargo, αM tiene baja solubilidad acuosa y baja biodistribución en el cerebro. Los portadores lipídicos nanoestructurados (NLC) se han utilizado para encapsular compuestos bioactivos administrados a los órganos diana para mejorar la biodisponibilidad y eficacia oral. Este estudio tuvo como objetivo investigar el efecto de αM y αM encapsulados en NLC (αM-NLC) en ratones con neurodegeneración similar a la EP inducida por rotenona. Cuarenta ratones ICR macho se dividieron en grupos normales, PD, PD + αM y PD + αM-NLC. Se administró vehículo, αM (25 mg/kg/48 h) y αM-NLC (25 mg/kg/48 h) por vía oral, junto con inducción de PD mediante inyección intraperitoneal de rotenona (2,5 mg/kg/48 h) durante 4 semanas consecutivas. Las habilidades motoras se evaluaron una vez a la semana mediante pruebas de rotarod y alambre colgante. Se realizó un análisis bioquímico del estado oxidativo cerebral y se evaluaron las poblaciones neuronales en la sustancia negra par compacta (SNc), el cuerpo estriado y la corteza motora utilizando tinción de Nissl. También se evaluó la inmunotinción con tirosina hidroxilasa (TH) de SNc y cuerpo estriado. Los resultados mostraron que la rotenona indujo significativamente déficits motores concurrentes con una reducción neuronal significativa de SNc, cuerpo estriado y corteza motora y disminuyó significativamente la intensidad de TH en SNc (p < 0.05). También se detectó la reducción significativa de la actividad de la superóxido dismutasa cerebral (p < 0.05). Las administraciones de αM y αM-NLC redujeron significativamente los déficits motores, impidieron la reducción de la intensidad de TH en SNc y cuerpo estriado, e impidieron la reducción de neuronas en SNc (p < 0,05). Solo αM-NLC previno significativamente la reducción de neuronas tanto en el cuerpo estriado como en la corteza motora (p < 0.05). Estos se encontraron concurrentes con un nivel significativamente reducido de malondialdehído y un aumento de las actividades de catalasa y superóxido dismutasa (p < 0.05). Por lo tanto, este estudio describió el efecto neuroprotector de αM y αM-NLC contra la neurodegeneración similar a la EP inducida por rotenona en ratones. Indicamos una participación de NLC, enfatizando el efecto protector de αM contra el estrés oxidativo. Además, αM-NLC exhibió una amplia protección contra la neurodegeneración inducida por rotenona que no se limitó a las estructuras nigroestriatales y enfatizó el beneficio de NLC en la mejora de los efectos neuroprotectores de αM.Files
latest.pdf.pdf
Files
(2.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7d14b489ba91b4a2a9b2a18a0660e5c3
|
2.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تعزز حاملات الدهون ذات البنية النانوية فعالية الحماية العصبية لألفا مانجوستين في الفئران التي تعاني من التنكس العصبي الناجم عن الروتينون
- Translated title (French)
- Les transporteurs lipidiques nanostructurés améliorent l'efficacité neuroprotectrice de l'alpha-mangostine chez les souris atteintes de neurodégénérescence induite par la roténone
- Translated title (Spanish)
- Los portadores lipídicos de nanoestructura mejoran la eficacia neuroprotectora de la alfa-mangostina en ratones con neurodegeneración inducida por rotenona
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4225669724
- DOI
- 10.1007/s11011-022-00967-w
References
- https://openalex.org/W1584829548
- https://openalex.org/W159155093
- https://openalex.org/W1717573228
- https://openalex.org/W1734250133
- https://openalex.org/W1750690213
- https://openalex.org/W1775749144
- https://openalex.org/W1969582246
- https://openalex.org/W1972364546
- https://openalex.org/W1979672136
- https://openalex.org/W1981583524
- https://openalex.org/W1990437598
- https://openalex.org/W1991899081
- https://openalex.org/W1996799264
- https://openalex.org/W2001775202
- https://openalex.org/W2002482846
- https://openalex.org/W2005839814
- https://openalex.org/W2006370393
- https://openalex.org/W2007888561
- https://openalex.org/W2017083493
- https://openalex.org/W2018655079
- https://openalex.org/W2018811378
- https://openalex.org/W2029503022
- https://openalex.org/W2031509579
- https://openalex.org/W2107632774
- https://openalex.org/W2172579493
- https://openalex.org/W2205390050
- https://openalex.org/W2269173565
- https://openalex.org/W2277907718
- https://openalex.org/W2368734379
- https://openalex.org/W2522325528
- https://openalex.org/W2552521528
- https://openalex.org/W2628638289
- https://openalex.org/W2735872183
- https://openalex.org/W2763754060
- https://openalex.org/W2765290339
- https://openalex.org/W2770486791
- https://openalex.org/W2777320674
- https://openalex.org/W2800752654
- https://openalex.org/W2884624136
- https://openalex.org/W2892271175
- https://openalex.org/W2924267298
- https://openalex.org/W2990018872
- https://openalex.org/W3014124196
- https://openalex.org/W3021920415
- https://openalex.org/W3024872581
- https://openalex.org/W3081102492
- https://openalex.org/W3091011911
- https://openalex.org/W3106159426
- https://openalex.org/W4251760742
- https://openalex.org/W56584245
- https://openalex.org/W62603772