Modulation der neurotrophen und hormonellen Aktivität durch 4 Pflanzenextrakte – einzeln oder in Kombination

Fragestellung Neurotrophine wie der brain-derived neurotrophic factor (BDNF), aber auch Zytokine, bestimmte Neurotransmitter und Hormone spielen eine wichtige Rolle in der Neuroprotektion, der Regulierung von ZNS-Funktionen sowie bei Veränderungen des Schlaf-Wach-Rhythmus. Wir untersuchten, ob Pflanzenextrakte von Ballota nigra L., Crataegus oxyacantha L., Passiflora incarnata L. (PA) und Valeriana officinalis L. – einzeln oder in Kombination – in vitro pro-inflammatorische Zytokine, Hormone, Neurotrophine oder Neurotransmitter beeinflussen können.

Methodik Humane Neuroblastoma SH-SY5Y-Zellen wurden mit den verschiedenen Pflanzenextrakten (5–400 µg/ml) einzeln oder in Kombinationen sowie mit Lorazepam (LZ) behandelt. Zur Bestimmung der Zellviabilität diente Resazurin. TNF-α, IL-1β, γ-Aminobuttersäure (GABA) und Melatonin wurden im Überstand (ELISA) und der Melatoninrezeptor 1A in den Zelllysaten gemessen. Mittels Transkriptomansatz (Deep Sequencing) wurde die vollständige Genregulierung durch die Pflanzenextrakte/Kombination untersucht. Verschiedene Auswertungs-/Validierungsmethoden (u.a. Principal Component Analyse (PCA), differentielle Geneexpression, RT-PCR) kamen zum Einsatz.

Ergebnisse Weder die einzelnen Pflanzenextrakte noch die Kombinationen oder LZ reduzierten die Zellviabilität. Die Pflanzenextrakte selbst stimulierten weder die TNF-α- noch die IL-1β-Freisetzungen. Die Genexpressionsprofile der Pflanzenextrakte, der Kombination und von LZ waren in der PCA-Analyse klar unterscheidbar. In den unterschiedlichen Genexpressionsprofilen zählten Zytokine, Neurotrophine (z.B. BDNF) und Neurotransmitter zu den stark regulierten Genen. Die Melatoninfreisetzung erhöhte sich durch die Kombination(en), die GABA-Freisetzung auch durch Einzelextrakte. Der Melatoninrezeptor 1A wurde durch PA und die Kombination erhöht.

Fazit Die 4 Pflanzenextrakte und ihre Kombination(en) modulieren in SH-SY5Y-Zellen Gene und Proteine, die für die neurotrophe Aktivität bzw. für den Schlaf-Wach-Rhythmus relevant sind.

Danksagung Die Studie wurde unterstützt von der Steigerwald Arzneimittelwerke GmbH, Bayer Consumer Health.

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Article published online:
22 June 2021