Evaluation of neuroprotective effect of resveratrol and quercetin in manganese- and aluminum-induced cytotoxicity model using SH-SY5Y human neuroblastoma cell line

Glin i mangan są dobrze znanymi substancjami neurotoksycznymi. Pokazano, że metale te zaangażowane są w patogenezę takich schorzeń układu nerwowego, jak choroba Alzheimer’a czy choroba Parkinsona. Z drugiej strony, szereg badań wskazuje na fakt, że dieta bogata w polifenole może wpływać na częstość występowania zaburzeń neurodegeneracyjnych. Spośród tych substancji, szczególną uwagę zwraca się na potencjalną aktywność neuroprotekcyjną rezweratrolu i kwercetyny.Głównym celem prezentowanej pracy była ocena ewentualnego działania ochronnego rezweratrolu i kwercetyny w modelu cytotoksyczności indukowanej manganem i glinem z wykorzystaniem ludzkiej linii neuroblastoma SH-SY5Y. W tym celu zastosowano testy żywotności komórek analizujące: poziom dehydrogenazy mleczanowej (LDH), ilość zredukowanej soli tetrazolowej (MTT) do formazanu, oraz aktywność kaspazy 3.W oparciu o przeprowadzone badania, model cytotoksyczności uzyskano stosując odpowiednio 10 mM oraz 3 mM roztwór glinu i manganu. Dane z eksperymentów szacujących ochronną aktywność polifenoli pokazują, że działanie protekcyjne wykazuje 5 µM kwercetyna (w modelu uzyskanym z użyciem manganu) oraz 5 µM i 10 µM rezweratrol w przypadku modelu otrzymanego z zastosowaniem zarówno manganu, jak i glinu.Uzyskane wyniki pokazują, że rezweratrol i kwercetyna wykazują aktywność neuroprotekcyjną wobec toksyczności wywoływanej glinem i manganem, aczkolwiek skuteczniejsze wydają się być niskie stężenia tych polifenoli. Niemniej jednak otrzymane rezultaty sugerują, że związki te mogą być użyteczne w kontekście walki z chorobami neurodegeneracyjnymi.

Aluminum and manganese are a well known neurotoxic substances. It has been shown that these metals are implicated in pathogenesis of nervous system disorders such as Alzheimer’s and Parkinson’s diseases. On the other hand, a number of studies have reported that a diet rich in polyphenols can influence the incidence of neurodegenerative disorders. Out of these substances, particular attention to potential neuroprotective activity of resveratrol and quercetin is given.The main aim of present study was to evaluate the possible protective effect of resveratrol and quercetin in manganese- and aluminum-induced cytotoxicity model using SH-SY5Y human neuroblastoma cell line. For this purpose, the cell viability tests analyzing: lactate dehydrogenase (LDH) level, the amount of tetrazolium salt (MTT) reduced to formazan, and caspase 3 activity were used.Based on the performed studies, the cytotoxicity model was obtained with 10 mM and 3 mM of aluminum and manganese, respectively. The data acquired from the experiments estimating protective activity of the polyphenols show that protective effects demonstrate 5 µM quercetin (in the model obtained using manganese), 5 µM and 10 µM resveratrol in the model gained using both manganese and aluminum.The results show that resveratrol and quercetin exhibit neuroprotective activity against aluminum- and manganese-induced toxicity, but the low concentrations of these polyphenols seem to be more effective. Nevertheless the results suggest that these compounds may be useful in the fight against neurodegenerative diseases.