Smilax cordifolia, Smilax domingensis y Tagetes lucida como agonistas duales de los receptores activados por proliferadores de peroxisomas Public Deposited
Many factors are associated with the development of diabetes Mellitus (DM), for exemple ethnic origin, unhealthy diet, family history, but being overweight plays a major role because it occurs in 90% of DM cases. This condition is consequence the energy imbalance, between the energy consumed and the energy spent. A key molecule that actively participates maintaining this balance are peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs), which are ligand-dependent nuclear transcription factors. There are three isoforms of PPAR, alpha (α), delta / beta (δ / β) and gamma (γ), these receptors represent an interesting therapeutic target for the prevention and / or treatment of diseases such as diabetes mellitus because they regulate the expression of genes involved in insulin signaling, lipid and cholesterol homeostasis, bile acid metabolism, in addition to influencing the inflammatory profile, characteristic of DM and other metabolic diseases. Smilax domingensis, Smilax cordifolia and tagetes lucida popularly known as Cocolmeca, zarsaparrilla and pericón respectively, are used in some communities of the Mexican Republic as infusions for the treatment of DM. In recent research, the therapeutic potential of plants of the genus Smilax has been evaluated. Some plants of the genus have presented antioxidant, anti-inflammatory, antibacterial and hypoglycemic activities. Some chemical components such as triterpenes, phenols, flavonoids, polysaccharides and fatty acids, have been identified in these species. These compounds have significant potential to be ligands to PPARs and this may be directly associated with their effects on blood glucose. The objective of the present investigation was to evaluate the potential dual agonist effect of aqueous and chloroformic extracts of Smilax cordifolia, Smilax domingensis and Tagetes lucida on PPARα / PPARγ and some of their regulated genes; glucose transporter 4 (GLUT4) and fatty acid transporter protein (FATP) by RT-qPCR in the myocyte cell line C2C12. And their antihyperglycemic effect in the oral glucose tolerance test (OGTT) in healthy mice of the CD1 strain. OGTT showed antihyperglycemic activity of the chloroformic extracts of S. cordifolia and S. domingensis 30 minutes after the administration of glucose. S. domingensis showed a greater antihyperglycemic effect. The aqueous extract and the chloroform extract of Tagetes lucida had no effect on the blood glucose levels in the in vivo model, therefore they were not evaluated in the in vitro model. Regarding cell functionality, the optimal concentration of the S. domingensis extract was 1µg / ml, while for the S. cordifolia extract, viability of greater than 80% was obtained in the concentrations of 10, 20, 40 and 80 µg / ml. The analysis of gene expression showed that the chloroform extract of S. domingensis increased the expression of PPARα and PPARγ, in addition to producing a significant increase in the expression of FATP and GLUT-4. On the other hand, the S. cordifolia extract increased the expression of both GLUT-4 and FATP, and kept the expression levels of PPARα and PPARγ unchanged. The following treatments were used as positive controls: pioglitazone as PPARγ agonist (25 µM), for PPARα fenofibrate (10µM). In a preliminary phytochemical analysis, were identified phenols, sterols, alkaloids, triterpenes and saponins in the chloroform extract of S. domingensis, in the chloroform extract of S. cordifolia, only saponins and phenols were identified, while in aqueous extract of S. cordifolia were identified saponins, phenols and flavonoids.These results suggest that the chloroform extract of S. domingensis, have dual agonist effect, favors the transport of glucose and fatty acids, laying the foundations for the development of new drugs for the treatment and / or prevention of diseases related to metabolism like DM.
Existen diversos factores que se asocian con el desarrollo de diabetes Mellitus (DM), tales como el origen étnico, dieta no saludable, antecedentes familiares, etc., pero el sobrepeso toma un papel principal puesto que se presenta en el 90% de los casos de DM. Esta condición tiene como origen el desequilibrio energético, entre la energía consumida y la energía gastada. Los receptores activados por proliferadores de peroxisomas (PPARs) participan activamente en el mantenimiento de dicho equilibrio, los cuales son factores de transcripción nuclear dependientes de ligando. Existen tres isoformas de PPAR, alfa (α), delta/beta (δ/β) y gamma (γ), estos receptores representan un blanco terapéutico interesante para la prevención y/o tratamiento de enfermedades como la DM, debido a que regulan la expresión de genes involucrados en la señalización de insulina, la homeostasis de lípidos y colesterol, así como el metabolismo de ácidos biliares, además de influir en el perfil inflamatorio, característico de la DM y otras enfermedades metabólicas. Smilax domingensis, Smilax cordifolia y Tagetes lucida popularmente conocidas como cocolmeca, zarsaparrilla y pericón respectivamente, son empleadas en algunas comunidades de la república mexicana a manera de infusiones para el tratamiento de la DM. En investigaciones recientes, se ha evaluado el potencial terapéutico de plantas del género Smilax, que han presentado actividad antioxidante, antiinflamatoria, antibacteriana e hipoglucémica. Algunos componentes químicos como triterpenos, fenoles, flavonoides, polisacáridos y ácidos grasos, han sido identificados en dichas especies. Estos compuestos tienen un importante potencial de ser ligandos a PPARs y esto puede ser asociado directamente con sus efectos sobre la glucemia sanguínea. El objetivo de la presente investigación fue evaluar el efecto antihiperglucemiante de los extractos cloroformicos y acuosos de S. cordifolia y S. domingensis y Tagetes lucida. Los extractos clorofórmicos mostraron actividad antihiperglucemiante transcurridos 30 minutos de la administración de glucosa, en la prueba de tolerancia a la glucosa oral (PTGO), S. domingensis mostró un mayor efecto antihiperglucemiante en dicha prueba. El extracto acuoso y el extracto clorofórmico de Tagetes lucida no tuvieron efecto sobre los niveles de glucemia en el modelo in vivo por lo que no fueron evaluados en el modelo in vitro. En cuanto a la funcionalidad celular, la concentración óptima del extracto de S. domingensis fue de 1 µg /ml, mientras que para el extracto de S. cordifolia se obtuvo una viablidad superior al 80% en las concentraciones de 10, 20, 40 y 80 µg /ml. Evaluamos el potencial efecto agonista dual de extractos acuosos y clorofórmicos de Smilax cordifolia y Smilax domingensis sobre PPARα/PPARγ y algunos de sus genes regulados; mediante RT-qPCR en la línea celular C2C12. El análisis de la expresión génica mostró que el extracto clorofórmico de S. domingensis incrementó la expresión de PPARα y PPARγ, además de producir incremento significativo en la expresión de FATP, y GLUT-4 respectivamente. Por otro lado, el extracto de S. cordifolia incrementó la expresión tanto de GLUT-4 como de FATP, y mantuvo sin cambios los niveles de expresion de PPARα y PPARγ. Se utilizaron los siguientes tratamientos como controles positivos: pioglitazona como agonista de PPARγ (25 mM), para PPARα fenofibrato (10mM). En un análisis Fitoquímico preliminar se identificaron 5 grupos de compuestos principales presentes en el extracto cloroformico de S. domingensis: fenoles, esteroles, alcaloides, triterpenos y saponinas, en cuanto al extracto clorofórmico de S. cordifolia únicamente se identificaron saponinas y fenoles, mientras que en extracto acuoso de S. cordifolia se identificó la presencia de saponinas, fenoles y flavonoides. Estos resultados sugieren que el extracto clorofórmico de S. domingensis a través de su efecto dual, favorece el transporte de glucosa y de ácidos grasos, sentando las bases para el desarrollo de nuevos fármacos para el tratamiento y/o prevención de enfermedades relacionadas con el metabolismo tales como la DM.
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