Riassunto analitico
Il morbo di Parkinson (PD) è la seconda malattia neurodegenerativa più diffusa al mondo, caratterizzata da una progressiva perdita dei neuroni dopaminergici della Substantia Nigra del SNC. Sebbene le cause della malattia siano tuttora sconosciute, numerosi studi hanno dimostrato come lo stress ossidativo sia uno dei fattori che contribuisce alla degenerazione neuronale. Le attuali terapie farmacologiche sono efficaci specialmente nelle prime fasi della malattia, ma non sono in grado di arrestarne la progressione e presentano importanti effetti collaterali. La ricerca ha perciò cominciato a valutare composti di origine naturale con attività antiossidante con l’obiettivo di trovare una possibile terapia complementare.
Le bacche di mirtillo nero (Vaccinium myrtillus L.), sono considerate tra più ricche fonti di antocianine. In particolare, V. myrtillus è caratterizzato dalla presenza di 3-O-galattosidi, 3-O-glucosidi e 3-O-arabinosidi da delfinidina, cianidina, petunidina, peonidina e malvidina. É stato evidenziato come il consumo di frutti ed estratti di mirtillo possa contribuire alla prevenzione di diverse malattie croniche, per migliorare il declino neuronale e cognitivo nell'invecchiamento.
In questo studio abbiamo valutato il potenziale terapeutico di un estratto liofilizzato di mirtillo nero, ricco in composti polifenolici, in prevalenza antocianine, su un modello in vitro di Parkinson validato, utilizzando cellule neuronali SH-SY5Y e cellule microgliali BV-2.
Le due linee cellulari sono state trattate con Rotenone, neurotossina di origine vegetale capace di inibire il complesso I mitocondriale e di indurre condizioni sperimentali di degenerazione cellulare.
Stati utilizzati estratti di mirtillo nero (BE) titolati e con rapporto antocianine/polifenoli noto, da sottoporre ai saggi biologici.
I trattamenti sono stati svolti utilizzando Rotenone (a dosi efficaci sulla vitalità cellulare) sia singolarmente che in associazione con concentrazioni crescenti di BE.
Abbiamo poi valutato l’eventuale interazione tra cellule SH-SY5Y e BV-2 aggiungendo terreno di cultura derivato da queste ultime dopo vari trattamenti (mezzo condizionato, CM) alle cellule SH-SY5Y.
Infine abbiamo svolto un test per la determinazione dei livelli di specie radicaliche dell’ossigeno (ROS) prodotte in seguito a trattamento con rotenone e/o estratto.
I test specifici per la valutazione della vitalità in entrambi i tipi cellulari hanno mostrato un calo della vitalità concentrazione-dipendente dopo trattamento con Rotenone (0,025-20 µM); non hanno prodotto significative differenze dopo trattamento con BE, nell’intervallo delle dosi somministrate (0,01-50µg/ml), mentre l’associazione ha riportato la vitalità a valori intermedi rispetto al controllo.
Il trattamento con alcuni mezzi condizionati delle BV-2 ha indotto un aumento significativo della vitalità delle cellule SH-SY5Y, rispetto al controllo e alle cellule trattate con Rotenone, suggerendo un’azione neuroprotettiva della linea microgliale.
Anche la valutazione delle specie reattive dell’ossigeno ha mostrato una modulazione dei livelli di ROS, con andamento opposto, in seguito a trattamento con Rotenone, BE o associazione degli stessi.
I risultati ottenuti suggeriscono un potenziale neuroprotettivo dell’estratto di mirtillo che si è mostrato efficace nel contrastare i danni da stress ossidativo indotti dal Rotenone sulle cellule neuronali. Anche la microglia ha un ruolo chiave nel contrastare la comparsa dei fenomeni neurodegenerativi, caratteristica del morbo di Parkinson, attraverso il rilascio di fattori protettivi.
I nostri esperimenti ci consentono di valorizzare la varietà autoctona di mirtillo nero per il suo contenuto di composti bioattivi in funzione di un suo impiego nutraceutico.
|
Abstract
Parkinson's disease (PD) is the second most widespread neurodegenerative disease in the world, characterized by a progressive loss of the dopaminergic neurons of the CNS Substantia Nigra. Although the causes of the disease are still unknown, numerous studies have shown that oxidative stress is one of the contributing factors to neuronal degeneration. Current drug therapies are especially effective in the early stages of the disease, but are unable to stop its progression and have important side effects. Research therefore began to evaluate compounds of natural origin with antioxidant activity with the aim of finding a possible complementary therapy.
The berries of bilberry (Vaccinium myrtillus L.), are considered among the richest sources of anthocyanins, in particular, V. myrtillus is characterized by the presence of 3-O-galactosides, 3-O-glucosides and 3-O-arabinosides from delphinidin, cyanidin, petunidin, peonidin and malvidin. It has been highlighted how the consumption of fruits and blueberry extracts can contribute to the prevention of various chronic diseases, to improve neuronal and cognitive decline in aging.
In this study we evaluated the therapeutic potential of a lyophilized extract of bilberry rich in polyphenolic compounds, predominantly anthocyanins, on a validated in vitro model of Parkinson's using SH-SY5Y neuronal cells and BV-2 microglial cells.
The two cell lines were treated with Rotenone, a plant-derived neurotoxin capable of inhibiting the mitochondrial complex I and inducing experimental conditions of cellular degeneration.
Extracts of bilberry (BE) titrated and with a known anthocyanin / polyphenol ratio were used to be subjected to biological tests.
The treatments were carried out using Rotenone (at doses effective on cell viability) both individually and in association with increasing concentrations of BE.
We then evaluated the possible interaction between SH-SY5Y and BV-2 cells by adding culture medium derived from the latter after various treatments (conditioned medium, CM) to SH-SY5Y cells.
Finally, we carried out a test to determine the levels of radical oxygen species (ROS) produced following treatment with rotenone and / or extract.
Specific tests for the evaluation of viability in both cell types showed a concentration-dependent decrease in viability after treatment with Rotenone (0.025-20 µM); they did not produce significant differences after treatment with BE, in the range of doses administered (0.01-50µg / ml), while the association restored viability to intermediate values compared to the control.
Treatment of BV-2 with some conditioned media induced a significant increase in the vitality of SH-SY5Y cells, compared to the control and cells treated with Rotenone, suggesting a neuroprotective action of the microglial lineage.
The evaluation of reactive oxygen species also showed a modulation of ROS levels, with the opposite trend, following treatment with Rotenone, BE or their combination.
The results obtained suggest a neuroprotective potential of blueberry extract which has been shown to be effective in counteracting the oxidative stress damage induced by Rotenone on neuronal cells. Microglia also plays a key role in countering the emergence of neurodegenerative phenomena, characteristic of Parkinson's disease, through the release of protective factors.
Our experiments allow us to enhance the native variety of bilberry for its content of bioactive compounds in function of its nutriaceutic use.
|
