Sideritis türü bitki ekstreleri yüklü nanopartiküllerin üretimi, karakterizasyonu ve anti-alzheimer etkilerinin in vitro ve in vivo olarak belirlenmesi

Abstract

Amaç: Sideritis bitki ekstreleri ile bu ekstrelerin yüklü olduğu nanopartikül (NP) formlarının Alzheimer hastalığının (AH) tedavisindeki etkinliğini kıyaslamak ve literatüre yenilikçi bir tedavi stratejisi kazandırmaktır. Gereç ve Yöntem: Bitki ekstrelerin in vitro antioksidan tayinleri için DPPH, FRAP, CUPRAC; antikolinesteraz aktivite tayini için Ellman metodu kullanılmıştır. Üretilen NP’lerin fizikokimyasal özellikleri zeta potansiyeli, SEM, FTIR, DSC, XRD ile aydınlatılmıştır. SH-SY5Y ile yapılan hücre kültürü çalışmalarında hücre canlılığı, kombinasyon indeksi ve anti-Alzheimer etkinlik analizleri yapılmıştır. Hayvan çalışmalarında akut toksisite ardından anti-Alzheimer etkinlikleri değerlendirmek için açık alan, Morris’in su tankı, pasif sakınma ve yeni obje tanıma davranış testleri uygulanmıştır. Beyinden alınan dokuların Aβ1-42 düzeyi ELISA ile ölçülmüş, serebral korteks ve hipokampüste histolojik ve immünohistokimyasal analizler yapılmıştır. Konfokal görüntüleme ile NP’lerin KBB’yi aşıp aşamadığı incelenmiştir. Bulgular: Ekstrelerde yapılan in vitro tayinler ile bu ekstrelerin anti-Alzheimer potansiyeli olduğu anlaşılmış, ekstrelerde ve oluşturulan NP formlarında yapılan karakterizasyon testleriyle de yüklemenin başarılı bir şekilde yapıldığı kanıtlanmıştır. Hücre çalışmalarında ve hayvan gruplarında yapılan akut toksisite deneyi ile toksik bir etkiye sahip olmadıkları belirlenmesiyle beraber kombine kullanımın sinerjik bir etki sağlamadığı görülmüştür. Hücre kültürü ve hayvan gruplarında yapılan davranış testleri ile tedavi gruplarının güçlü anti-Alzheimer etki gösterdikleri kanıtlanmıştır. Yapılan ELISA, histoloji ve immünohistokimyasal analizleri ile bu bulgular desteklenmiştir. Konfokal görüntüleme ile NP formlarının başarılı bir şekilde beyne ulaştığı tespit edilmiştir. Sonuç: Sideritis ekstrelerinin ve NP formlarının anti-Alzheimer etkinliği kanıtlanmıştır.

Objective: The aim of this study is to compare the efficacy of Sideritis species plant extracts and the nanoparticle (NP) forms loaded with these extracts in the treatment of Alzheimer's disease (AD). The goal is to contribute an innovative therapeutic strategy to the literature. Materials and Methods: DPPH, FRAP, CUPRAC for in vitro antioxidant determination of plant extracts; Ellman method was used for anticholinesterase activity determination. The physicochemical properties of the produced NPs were elucidated by zeta potential, SEM, FTIR, DSC, XRD. In cell culture studies with SH-SY5Y cells, analyses of cell viability, combination index, and anti-Alzheimer efficacy were carried out. In animal studies, after acute toxicity evaluations, behavior tests such as open field, Morris water maze, passive avoidance, and novel object recognition tests were applied to evaluate anti-Alzheimer activities. Aβ1-42 levels in brain tissues were measured using ELISA, histological and immunohistochemical analyses were performed in the cerebral cortex and hippocampus. Confocal imaging was used to investigate whether NPs could cross the blood-brain barrier. Results: The in vitro assays performed on the extracts indicated their anti-Alzheimer potential, and the characterization tests on both the extracts and the formulated NP structures provided clear evidence of successful loading. Although it was determined that they did not have a toxic effect in cell studies and acute toxicity experiments in animal groups, it was observed that combined use did not provide a synergistic effect. Cell culture and behavioral tests in animal groups have proven that the treatment groups have a strong anti-Alzheimer effect. These findings were supported by ELISA, histology and immunohistochemical analyses. It was determined by confocal imaging that NP forms successfully reached the brain. Conclusion: The anti-Alzheimer efficacy of Sideritis extracts and NP forms has been proved.