Antioxidant capacity, cytotoxicity and post-treatment effect of Myrtus communis L. leaf extract in a 6-hydroxydopamine-induced SH-SY5Y cell model
Abstract
Purpose: Oxidative stress drives the loss of dopaminergic neurons in Parkinson's disease, which is usually diagnosed after many of these neurons are lost. Agents acting after injury are therefore of interest. This study measured the phenolic content and antioxidant capacity of an ethanolic Myrtus communis L. leaf extract, defined its non-cytotoxic concentration range, and tested whether the extract, applied after 6-hydroxydopamine (6-OHDA) injury, improves the viability of human SH-SY5Y neuroblastoma cells.
Method: Leaves of M. communis were collected in Hatay Province (Türkiye), dried, powdered and macerated in ethanol for 3 days. Total phenolic (Folin–Ciocalteu) and total flavonoid (aluminum chloride) contents, DPPH and ABTS radical scavenging, and ferric reducing antioxidant power (FRAP) were measured. Cytotoxicity was assessed in L929 fibroblasts and SH-SY5Y cells by the MTT assay after 24 and 48 h. SH-SY5Y cells were exposed to 200 µM 6-OHDA for 24 h and then treated with the extract (10–1000 µg/mL) for 24 h. Groups were compared by ANOVA and Dunnett's test.
Findings: The extract (yield 16.87%) contained 256.00 ± 6.16 mg GAE/g total phenolics and 48.00 ± 11.41 mg QE/g total flavonoids, and its FRAP value was 285.66 ± 21.92 mg GAE/g extract. DPPH and ABTS IC50 values were 75.97 and 106.7 µg/mL (gallic acid: 45.25 and 64.41 µg/mL). By the ISO 10993-5 criterion (≥70% viability), L929 cells tolerated up to 31.25 µg/mL for 48 h. SH-SY5Y cells were about five times more sensitive than L929 cells (48-h IC50 31.16 vs 158.4 µg/mL). 6-OHDA reduced SH-SY5Y viability slightly at 24 h (87.5% at 200 µM) and by about half at 48 h (IC50 227.7 µM). Post-treatment increased the MTT signal only at 75 µg/mL (116.0% of 6-OHDA-only cells, p = 0.016), whereas concentrations ≥200 µg/mL lowered it to 54.0–73.1%.
Conclusion: The extract showed moderate radical-scavenging activity but was tolerated only in a narrow range, and SH-SY5Y cells were more sensitive to it than fibroblasts. Evidence for a post-injury benefit was limited to a higher MTT signal at a single concentration. This exploratory finding needs confirmation with independent viability assays, appropriate controls, stronger injury and mechanistic endpoints.
Keywords
Ethical Statement
This study used commercially obtained cell lines and did not involve human participants or experimental animals; therefore, it does not require ethical approval.
Thanks
The cell culture experiments were carried out in the Pharmaceutical Toxicology Laboratories of the Pharmaceutical Sciences Center, Gülhane Institute of Health Sciences, University of Health Sciences. We thank the center for its laboratory facilities and support.
Myrtus communis L. yaprak ekstresinin antioksidan kapasitesi, sitotoksisitesi ve 6-hidroksidopamin ile indüklenen SH-SY5Y hücre modelinde hasar sonrası uygulama etkisi
Abstract
Amaç: Oksidatif stres, Parkinson hastalığında dopaminerjik nöron kaybının temel nedenlerinden biridir ve hastalık genellikle bu nöronların önemli bir kısmı kaybedildikten sonra teşhis edilir. Bu nedenle hasar sonrasında etki gösterebilen ajanlar özellikle önemlidir. Bu çalışmada Myrtus communis L. yapraklarından hazırlanan etanollü ekstrenin fenolik içeriği ve antioksidan kapasitesi ölçülmüş, sitotoksik olmayan konsantrasyon aralığı belirlenmiş ve 6-hidroksidopamin (6-OHDA) hasarından sonra uygulanan ekstrenin insan SH-SY5Y nöroblastoma hücrelerinin canlılığını artırıp artırmadığı test edilmiştir.
Metod: M. communis yaprakları Hatay'dan (Türkiye) toplanmış, kurutulup toz edilmiş ve 3 gün etanolde maserasyona bırakılmıştır. Toplam fenolik (Folin–Ciocalteu) ve toplam flavonoit (alüminyum klorür) içerikleri, DPPH ve ABTS radikal süpürücü aktivite ile demir indirgeyici antioksidan güç (FRAP) ölçülmüştür. Sitotoksisite, L929 fibroblast ve SH-SY5Y hücrelerinde 24 ve 48 saat sonunda MTT testiyle değerlendirilmiştir. SH-SY5Y hücreleri 24 saat 200 µM 6-OHDA'ya maruz bırakıldıktan sonra 24 saat ekstre (10–1000 µg/mL) ile muamele edilmiştir. Gruplar tek yönlü ANOVA ve Dunnett testiyle karşılaştırılmıştır.
Bulgular: Ekstre (verim %16,87) 256,00 ± 6,16 mg GAE/g toplam fenolik ve 48,00 ± 11,41 mg QE/g toplam flavonoit içermiş, FRAP değeri 285,66 ± 21,92 mg GAE/g ekstre bulunmuştur. DPPH ve ABTS IC50 değerleri 75,97 ve 106,7 µg/mL'dir (gallik asit: 45,25 ve 64,41 µg/mL). ISO 10993-5 ölçütüne (≥%70 canlılık) göre L929 hücreleri 48 saatte 31,25 µg/mL'ye kadar ekstreyi tolere etmiştir. SH-SY5Y hücreleri L929 hücrelerinden yaklaşık beş kat daha duyarlı bulunmuştur (48 saat IC50 31,16 ve 158,4 µg/mL). 6-OHDA, SH-SY5Y canlılığını 24 saatte az (200 µM'de %87,5), 48 saatte ise yaklaşık yarı yarıya azaltmıştır (IC50 227,7 µM). Hasar sonrası uygulama MTT sinyalini yalnızca 75 µg/mL'de artırmış (yalnız 6-OHDA grubuna göre %116,0; p = 0,016), ≥200 µg/mL ise %54,0–73,1'e düşürmüştür.
Sonuç: Ekstre orta düzeyde radikal süpürücü aktivite göstermiş, ancak yalnızca dar bir konsantrasyon aralığında tolere edilmiş ve SH-SY5Y hücreleri ekstreye fibroblastlardan daha duyarlı bulunmuştur. Hasar sonrası yarar yönündeki kanıt, tek bir konsantrasyonda MTT sinyalindeki artışla sınırlı kalmıştır. Bu keşifsel bulgunun bağımsız canlılık testleri, uygun kontroller, daha güçlü hasar modelleri ve mekanistik parametrelerle doğrulanması gerekmektedir.
Keywords
Supporting Institution
Bu çalışmada ticari olarak temin edilen hücre hatları kullanılmış olup insan katılımcı veya deney hayvanı kullanılmadığından etik kurul onayı gerektirmemektedir.
Thanks
Hücre kültürü deneyleri Sağlık Bilimleri Üniversitesi, Gülhane Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Eczacılık Bilimleri Merkezi, Farmasötik Toksikoloji Laboratuvarlarında yürütülmüştür. Laboratuvar olanakları ve destekleri için merkeze teşekkür ederiz.