Wpływ wyciągów z korzenia Pelargoni afrykańskiej na wzrost i aktywność zasadowej fosfatazy w hodowlach ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych

Pelargonium sidoides is a growing in popularity medicinal plant, known for its antibacterial and antiviral properties. This study examined the effects of Pelargonium sidoides root extracts (PSRE) and proanthocyanidins from these extracts (PACS) on the cell growth and activity of alkaline phosphatase (ALP) in human mesenchymal stem cell (MSC) cultures. MSC are multipotent cells capable of regenerating bone at the site of its damage. During osteoblast differentiation, these cells show increased ALP activity, which contributes to bone mineralization. The test substances were added to cultures of stem cells derived from bone marrow (BMSC) and dental pulp (DPSC) and a cell line of adipose-derived stem cells (ASC52telo). PACS and PSRE were dissolved in medium containing MEM Alpha, 10% MSC-qualified fetal bovine serum and 1% antibiotics to obtain concentrations of 0.0005%, 0.001%, 0.005% and 0.01%. Cells were treated with the test substances in a standard culture medium and in the medium supplemented with osteoinductive factors: ascorbate-2-phosphate and dexamethasone. The experiments were carried out for 7 days for cells seeded at low-density, as well as cells pre-cultured to full confluence. Cell viability was then measured using MTS assay and ALP activity was examined with p-nitrophenyl phosphate as a substrate. PACS reduced the viability of all cell types; however, ALP production was increased in BMSC and DPSC. This effect was visible in standard cultures without differentiating factors and the strongest at the highest concentration of PACS. The decrease in viability after PACS treatment was also observed in confluent BMSC, but then no effect on ALP activity was notified. PSRE also reduced the viability of BMSC and DPSC, but to a lesser extent than PACS. Increased ALP expression in response to PSRE was also observed in DPSC cultured in standard medium without osteoinductive factors. A favorable effect of differentiating factors on the viability of BMSC in each type of treatment was also observed. Due to the significant influence of Pelargonium sidoides root extracts on DPSC, it can be concluded that the surviving subpopulation of DPSC is resistant to the cytotoxicity of PACS and PSRE and differentiates towards osteoblasts in response to the test substances.

Pelargonia afrykańska to zyskująca popularność roślina lecznicza, znana ze swoich właściwości przeciwbakteryjnych oraz antywirusowych. W pracy tej zbadano wpływ wyciągów z korzenia pelargonii afrykańskiej (PSRE) oraz proantocyjanidynów z tychże ekstraktów (PACS) na wzrost komórek i aktywność zasadowej fosfatazy (ALP) w hodowlach ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC). MSC to multipotencjalne komórki zdolne do regeneracji kości w miejscu jej uszkodzenia. Podczas różnicowania do osteoblastów komórki te wykazują podwyższoną aktywność ALP, która przyczynia się do mineralizacji kości. Badane substancje dodawano do hodowli ludzkich komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego (BMSC) i miazgi zębowej (DPSC) oraz linii ludzkich komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej (ASC52telo). PACS oraz PSRE rozpuszczano w pożywce zawierającej MEM Alpha, 10% płodowej surowicy bydlęcej kwalifikowanej dla MSC (FBS – MSC qualified) oraz 1% antybiotyków tak, aby otrzymać stężenia 0,0005%, 0,001%, 0,005% i 0,01%. Komórki traktowane były badanymi substancjami w standardowej pożywce hodowlanej oraz w pożywce wzbogaconej czynnikami osteoinduktywnymi: askorbinianem 2-fosforowym i deksametazonem. Traktowanie komórek prowadzono przez 7 dni na komórkach wysianych w niskiej gęstości, a także na komórkach doprowadzonych wcześniej do pełnej konfluencji. Następnie mierzono żywotność komórek przy użyciu testu MTS oraz sprawdzano poziom aktywności ALP z fosforanem p-nitrofenolu jako substratem. PACS obniżały żywotność wszystkich typów komórek, jednak zaobserwowano pod ich wpływem podwyższoną aktywność ALP u BMSC i DPSC. Efekt ten był widoczny w hodowli bez czynników różnicujących oraz najsilniejszy przy najwyższym stężeniu PACS. Obniżenie żywotności po traktowaniu PACS było także obserwowane u konfluentnych BMSC, ale wówczas nie obserwowano wpływu PACS na aktywność ALP. PSRE również obniżały żywotność BMSC oraz DPSC, lecz w mniejszym stopniu niż PACS. Zwiększona aktywność ALP w odpowiedzi na PSRE widoczna była u DPSC hodowanych w pożywce standardowej. Zaobserwowano także korzystny wpływ czynników różnicujących na żywotność BMSC w każdym typie traktowania. W związku z wyraźnym wpływem wyciągów z korzenia pelargonii afrykańskiej na DPSC można wnioskować, że utrzymująca się przy życiu subpopulacja tych komórek jest odporna na cytotoksyczność PACS i PSRE oraz różnicuje w kierunku osteoblastów w odpowiedzi na badane substancje.