Published May 17, 2021 | Version v1
Publication Open

Polyphenolic-Rich Compounds From Dillenia pentagyna (Roxb.) Attenuates the Doxorubicin-Induced Cardiotoxicity: A High-Frequency Ultrasonography Assisted Approach

Creators

  • 1. National Institute of Pharmaceutical Education and Research
  • 2. North East Institute of Science and Technology

Description

Cardiovascular complications are the foremost concern in patients undergoing anticancer therapy . There is an unmet need to address the problems arising from the drug-induced toxicity for the long-term benefit of the patients undergoing chemotherapy. Alternative medicines are gaining their prosperity in addressing the various drug-induced organ toxicity. Dillenia pentagyna Roxb (DP) is an ethnomedicinal plant rich in flavonoids and phenolic contents. In India & Nepal, DP is a common ingredient of traditional medicines used to treat multiple ailments like inflammation, cancer, and diabetes. However, its protective role against doxorubicin (Dox) induced cardiotoxicity remains unexplored. Herein, we investigated the potential effects of various extracts/fractions obtained from the DP's bark against Dox-induced cardiotoxicity, both in-vitro and in-vivo . The anti-oxidant content of the extracts/fractions was evaluated by using DPPH, ABTS and FRAP chemical assays. The results indicated that the hydroalcoholic (HA) extract of DP has intense anti-oxidant potential. Further fractionation of DP revealed that the phenolic-rich fraction (F1) has a high anti-oxidant potential. The protective effect of extract/fraction was also investigated in the H9c2 cell line following the Dox-induced cardiotoxicity model. We observed that the pre-treatment of extract/fraction in cardiomyocytes had exhibited increased cell viability. Fluorescence-based chemical assays indicated a decreased ROS levels in the treated groups in comparison to the Dox control group. The effect of DP was evaluated further in balb/c mice by the Dox-induced cardiotoxicity model. Non-invasive techniques like high-frequency ultrasonography and electrocardiogram revealed that the mice pre-treated with DP had improved cardiac functionality (left ventricular ejection fraction and stroke volume) and normalized the electrocardiograms compared to the Dox control group. Further, biochemical analysis with the cardiac tissues revealed that the cytoprotective proteins like HO-1, SOD-2, and Nrf-2 were elevated in the DP treated groups compared to the Dox control group. Overall, our results suggested that the bioactive extract/fractions of DP helped alleviate the Dox-induced cardiotoxicity. LC-QTOF-ESI-MS analysis of DP and F1 indicated that polyphenolic anti-oxidant compounds like gallic acid, syringic acid, and sinapic acid could be responsible for the potent -cardioprotective effect. Future understanding of the pharmacokinetics and pharmacodynamic parameters can help translate from the bench to the bedside.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

مضاعفات القلب والأوعية الدموية هي الشاغل الرئيسي للمرضى الذين يخضعون للعلاج المضاد للسرطان. هناك حاجة غير ملباة لمعالجة المشاكل الناشئة عن السمية التي يسببها الدواء لصالح المرضى الذين يخضعون للعلاج الكيميائي على المدى الطويل. تكتسب الأدوية البديلة ازدهارها في معالجة سمية الأعضاء المختلفة الناجمة عن الأدوية. Dillenia pentagyna Roxb (DP) هو نبات عرقي طبي غني بالفلافونويد ومحتويات الفينول. في الهند ونيبال، يعد التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني مكونًا شائعًا للأدوية التقليدية المستخدمة لعلاج أمراض متعددة مثل الالتهاب والسرطان والسكري. ومع ذلك، لا يزال دورها الوقائي ضد السمية القلبية الناجمة عن الدوكسوروبيسين (DOX) غير مستكشف. هنا، قمنا بالتحقيق في الآثار المحتملة لمختلف المستخلصات/الكسور التي تم الحصول عليها من لحاء موانئ دبي ضد السمية القلبية الناجمة عن دوكس، سواء في المختبر أو في الجسم الحي . تم تقييم المحتوى المضاد للأكسدة للمستخلصات/الكسور باستخدام المقايسات الكيميائية DPPH و ABTS و FRAP. أشارت النتائج إلى أن المستخلص الكحولي المائي (HA) من DP له إمكانات مكثفة مضادة للأكسدة. كشف المزيد من تجزئة DP أن الجزء الغني بالفينول (F1) لديه إمكانات عالية مضادة للأكسدة. كما تم التحقيق في التأثير الوقائي للمستخلص/الكسر في خط خلية H9c2 باتباع نموذج السمية القلبية الناجم عن DOX. لاحظنا أن المعالجة المسبقة للمستخلص/الكسر في الخلايا العضلية القلبية قد أظهرت زيادة في قدرة الخلية على البقاء. أشارت المقايسات الكيميائية القائمة على الفلورة إلى انخفاض مستويات الإشعاع الإشعاعي في المجموعات المعالجة مقارنة بمجموعة التحكم DOX. تم تقييم تأثير مرض التصلب العصبي المتعدد بشكل أكبر في فئران البلع من خلال نموذج السمية القلبية الناجم عن دوكس. كشفت التقنيات غير الغازية مثل التصوير بالموجات فوق الصوتية عالية التردد ومخطط كهربية القلب أن الفئران التي عولجت مسبقًا بـ DP قد حسنت وظائف القلب (جزء طرد البطين الأيسر وحجم السكتة الدماغية) وعادت إلى طبيعتها في مخطط كهربية القلب مقارنة بمجموعة التحكم DOX. علاوة على ذلك، كشف التحليل الكيميائي الحيوي مع أنسجة القلب أن البروتينات الواقية للخلايا مثل HO -1 و SOD -2 و Nrf -2 كانت مرتفعة في المجموعات المعالجة بـ DP مقارنة بمجموعة التحكم DOX. بشكل عام، أشارت نتائجنا إلى أن المستخلص/الأجزاء النشطة بيولوجيًا من مرض التصلب العصبي المتعدد ساعدت في تخفيف السمية القلبية التي يسببها دوكس. أشار تحليل LC - QTOF - ESI - MS لـ DP و F1 إلى أن المركبات المضادة للأكسدة البوليفينولية مثل حمض الغاليك وحمض سيرينجيك وحمض سينابيك يمكن أن تكون مسؤولة عن التأثير القوي لحماية القلب. يمكن أن يساعد الفهم المستقبلي للحرائك الدوائية والمعلمات الديناميكية الدوائية في الترجمة من المقعد إلى جانب السرير.

Translated Description (French)

Les complications cardiovasculaires sont la principale préoccupation chez les patients sous traitement anticancéreux . Il existe un besoin non satisfait de traiter les problèmes découlant de la toxicité induite par le médicament pour le bénéfice à long terme des patients subissant une chimiothérapie. Les médecines alternatives gagnent en prospérité en s'attaquant aux diverses toxicités des organes induites par les médicaments. Dillenia pentagyna Roxb (DP) est une plante ethnomédicinale riche en flavonoïdes et en contenu phénolique. En Inde et au Népal, la DP est un ingrédient courant des médicaments traditionnels utilisés pour traiter de multiples affections telles que l'inflammation, le cancer et le diabète. Cependant, son rôle protecteur contre la cardiotoxicité induite par la doxorubicine (Dox) reste inexploré. Ici, nous avons étudié les effets potentiels de divers extraits/fractions obtenus à partir de l'écorce du DP contre la cardiotoxicité induite par Dox, à la fois in vitro et in vivo . La teneur en antioxydants des extraits/fractions a été évaluée en utilisant des dosages chimiques DPPH, ABTS et FRAP. Les résultats ont indiqué que l'extrait hydroalcoolique (HA) de DP a un potentiel anti-oxydant intense. Un fractionnement supplémentaire du DP a révélé que la fraction riche en phénols (F1) a un potentiel anti-oxydant élevé. L'effet protecteur de l'extrait/fraction a également été étudié dans la lignée cellulaire H9c2 en suivant le modèle de cardiotoxicité induite par Dox. Nous avons observé que le prétraitement de l'extrait/fraction dans les cardiomyocytes avait montré une viabilité cellulaire accrue. Les tests chimiques basés sur la fluorescence ont indiqué une diminution des taux de ROS dans les groupes traités par rapport au groupe témoin Dox. L'effet de la DP a été évalué plus en détail chez les souris balb/c par le modèle de cardiotoxicité induite par Dox. Des techniques non invasives comme l'échographie à haute fréquence et l'électrocardiogramme ont révélé que les souris prétraitées avec DP avaient une fonctionnalité cardiaque améliorée (fraction d'éjection ventriculaire gauche et volume d'éjection systolique) et normalisaient les électrocardiogrammes par rapport au groupe témoin Dox. En outre, l'analyse biochimique avec les tissus cardiaques a révélé que les protéines cytoprotectrices comme HO-1, SOD-2 et Nrf-2 étaient élevées dans les groupes traités par DP par rapport au groupe témoin Dox. Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que l'extrait bioactif/les fractions de DP ont contribué à atténuer la cardiotoxicité induite par Dox. L'analyse LC-QTOF-ESI-MS de DP et F1 a indiqué que les composés antioxydants polyphénoliques comme l'acide gallique, l'acide syringique et l'acide sinapique pourraient être responsables de l'effet -cardioprotecteur puissant. La compréhension future de la pharmacocinétique et des paramètres pharmacodynamiques peut aider à traduire du banc au chevet du patient.

Translated Description (Spanish)

Las complicaciones cardiovasculares son la principal preocupación en los pacientes sometidos a terapia contra el cáncer. Existe una necesidad insatisfecha de abordar los problemas derivados de la toxicidad inducida por el fármaco para el beneficio a largo plazo de los pacientes sometidos a quimioterapia. Las medicinas alternativas están ganando su prosperidad al abordar la toxicidad orgánica inducida por diversos medicamentos. Dillenia pentagyna Roxb (DP) es una planta etnomedicinal rica en flavonoides y contenidos fenólicos. En la India y Nepal, el DP es un ingrediente común de las medicinas tradicionales utilizadas para tratar múltiples dolencias como la inflamación, el cáncer y la diabetes. Sin embargo, su papel protector contra la cardiotoxicidad inducida por doxorrubicina (Dox) sigue sin explorarse. En este documento, investigamos los efectos potenciales de varios extractos/fracciones obtenidos de la corteza del DP contra la cardiotoxicidad inducida por Dox, tanto in vitro como in vivo . El contenido de antioxidantes de los extractos/fracciones se evaluó mediante el uso de ensayos químicos DPPH, ABTS y FRAP. Los resultados indicaron que el extracto hidroalcohólico (HA) de DP tiene un intenso potencial antioxidante. El fraccionamiento adicional de DP reveló que la fracción rica en fenólicos (F1) tiene un alto potencial antioxidante. El efecto protector del extracto/fracción también se investigó en la línea celular H9c2 siguiendo el modelo de cardiotoxicidad inducida por Dox. Observamos que el pretratamiento de extracto/fracción en cardiomiocitos había mostrado una mayor viabilidad celular. Los ensayos químicos basados en fluorescencia indicaron una disminución de los niveles de ROS en los grupos tratados en comparación con el grupo de control de Dox. El efecto de DP se evaluó adicionalmente en ratones balb/c mediante el modelo de cardiotoxicidad inducida por Dox. Las técnicas no invasivas como la ecografía de alta frecuencia y el electrocardiograma revelaron que los ratones pretratados con DP habían mejorado la funcionalidad cardíaca (fracción de eyección ventricular izquierda y volumen sistólico) y normalizaron los electrocardiogramas en comparación con el grupo de control Dox. Además, el análisis bioquímico con los tejidos cardíacos reveló que las proteínas citoprotectoras como HO-1, SOD-2 y Nrf-2 estaban elevadas en los grupos tratados con DP en comparación con el grupo de control de Dox. En general, nuestros resultados sugirieron que el extracto bioactivo/fracciones de DP ayudaron a aliviar la cardiotoxicidad inducida por Dox. El análisis LC-QTOF-ESI-MS de DP y F1 indicó que los compuestos antioxidantes polifenólicos como el ácido gálico, el ácido siríngico y el ácido sinápico podrían ser responsables del potente efecto cardioprotector. La comprensión futura de la farmacocinética y los parámetros farmacodinámicos puede ayudar a trasladar desde el banco hasta la cabecera.

Files

pdf.pdf

Files (3.8 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:8acd68ed133a669e8cb25a39d4d52629
3.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مركبات البوليفينول الغنية من Dillenia pentagyna (Roxb.) يخفف من سمية القلب الناجمة عن الدوكسوروبيسين: نهج التصوير بالموجات فوق الصوتية عالي التردد
Translated title (French)
Composés riches en polyphénols de Dillenia pentagyna (Roxb.) Atténue la cardiotoxicité induite par la doxorubicine : une approche assistée par échographie à haute fréquence
Translated title (Spanish)
Compuestos ricos en polifenoles de Dillenia pentagyna (Roxb.) Atenúa la cardiotoxicidad inducida por doxorrubicina: un enfoque asistido por ecografía de alta frecuencia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3162826389
DOI
10.3389/fphar.2021.624706

Is supplement to
https://openalex.org/W4388041187 (Other)
https://openalex.org/W4323666172 (Other)
https://openalex.org/W3030216814 (Other)
https://openalex.org/W3011400996 (Other)
https://openalex.org/W2992373132 (Other)
https://openalex.org/W2736956326 (Other)
https://openalex.org/W2378022668 (Other)
https://openalex.org/W2188585130 (Other)
https://openalex.org/W2094475704 (Other)
https://openalex.org/W2035036423 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W134833067
  • https://openalex.org/W1972452097
  • https://openalex.org/W1975384888
  • https://openalex.org/W1983310681
  • https://openalex.org/W2011638907
  • https://openalex.org/W2024608433
  • https://openalex.org/W2028050317
  • https://openalex.org/W2073342055
  • https://openalex.org/W2079922190
  • https://openalex.org/W2128610180
  • https://openalex.org/W2132001873
  • https://openalex.org/W2158859072
  • https://openalex.org/W2249991663
  • https://openalex.org/W2345817461
  • https://openalex.org/W2409013930
  • https://openalex.org/W2474664935
  • https://openalex.org/W2573527815
  • https://openalex.org/W2620430722
  • https://openalex.org/W2675214116
  • https://openalex.org/W2792308604
  • https://openalex.org/W2795376044
  • https://openalex.org/W2798142575
  • https://openalex.org/W2889646458
  • https://openalex.org/W2889940709
  • https://openalex.org/W2907855283
  • https://openalex.org/W2912278776
  • https://openalex.org/W2913462182
  • https://openalex.org/W2916049297
  • https://openalex.org/W2918042930
  • https://openalex.org/W2952024021
  • https://openalex.org/W2991584257
  • https://openalex.org/W2995162523
  • https://openalex.org/W2998716952
  • https://openalex.org/W2999677153
  • https://openalex.org/W3007436684
  • https://openalex.org/W3012065821
  • https://openalex.org/W3028750218
  • https://openalex.org/W3095918445