Antidiabetes study of Spondias mombin (Linn) stem bark fractions in high-sucrose diet-induced diabetes in Drosophila melanogaster

Abstract

الملخص: أهداف البحث: ارتبط ظهور مرض السكري المقاوم للأنسولين بنظام غذائي عالي السكروز في الفقاريات واللافقاريات. من ناحية أخرى، تم الإبلاغ عن أن جزءا مختلفا من نبات ''سبوندياس مومبين'' يمتلك إمكانات مضادة لمرض السكري. ومع ذلك، لم يتم استكشاف الفعالية المضادة لمرض السكري لحاء جذع ''سبوندياس مومبين'' في نظام غذائي عالي السكروز الناجم عن نموذج ذبابة الفاكهة السوداء البطن. في هذه الدراسة الحالية، تم إجراء التأثيرات المضادة للسكري ومضادات الأكسدة لكسور المذيبات من اللحاء. طريقة البحث: تم إجراء تجزئة متتالية لمستخلص الإيثانول لحاء الساق ''سبوندياس مومبين'' وتم إخضاع الكسور الناتجة لمقايسات مضادات الأكسدة ومضادات السكري في المختبر باستخدام البروتوكولات القياسية. تم تثبيت المركبات النشطة التي تم تحديدها باستخدام جهاز الاستشراب السائل الرفيع الإنجاز لدراسة جزء ''بيوتانول'' على الموقع النشط لـ ''ألفا-أميلاز'' في ذبابة الفاكهة باستخدام برنامج ''أوتودوك'' لمحاكاة النمذجة الجزيئية. تم دمج أجزاء ''بيوتانول'' و '' إيثيل الأسيتات'' من النبات في النظام الغذائي لمرض السكري والذباب غير المصاب بالسكري لدراسة الخصائص المضادة لمرض السكري ومضادات الأكسدة في الجسم الحي. النتائج: أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أن جزيئات ''ن-بيوتانول'' و ''إيثيل الأسيتات'' تمتلك أعلى قدرة مضادة للأكسدة في المختبر عن طريق تثبيط ''دي.بي.بي.اتش'' و ''اف.آر.أ.بي'' وجذر الهيدروكسيل متبوعا بتثبيط معنوي لـ ''ألفا-أميلاز''. يكشف تحليل الاستشراب السائل الرفيع الإنجاز عن تحديد ثمانية مركبات تحتوي على كيرسيتين ذات أعلى قمة تليها روتين، ورامنيتين، وحمض الكلوروجينيك، وزينوكسانثين، ولوتين، وإيزوكيرسيتين، وروتينوز تظهر أدنى قمة. أعادت الكسور اختلال توازن الجلوكوز ومضادات الأكسدة في داء السكري وهو ما يمكن مقارنته بالعقار القياسي (الميتفورمين). كانت الكسور أيضا قادرة على تنظيم تعبير ''آي.ال.بي-2'' و ''آي.ان.ار'' و ''آي.ام.بي.ال2'' في ذباب السكري. كشفت دراسات السيليكو عن القدرة التثبيطية للمركبات النشطة ضد الأميلاز مع أيزوكيرسيتين، ورامنيتين، وروتين، وكيرسيتين، وحمض الكلوروجينيك التي لها تقارب ارتباط أعلى من الدواء القياسي (أكاربوز). الاستنتاجات: بشكل عام، تعمل كسور البيوتانول والإيثيل أسيتات من لحاء ''سبوندياس مومبين'' على تحسين مرض السكري من النوع 2 في ذبابة الفاكهة. ومع ذلك، تم اقتراح مزيد من الدراسة المضادة للسكري في نموذج حيواني آخر لتكمل هذه النتيجة. Abstract: Objective: The onset of insulin resistant diabetes has been associated with a high-sucrose diet in vertebrates and invertebrates. However, various parts of Spondias mombin reportedly possess antidiabetic potential. However, the antidiabetic efficacy of S. mombin stem bark in high-sucrose diet-induced Drosophila melanogaster model has not been explored. In this study, the antidiabetic and antioxidant effects of the solvent fractions of S. mombin stem bark were evaluated using in vitro, in vivo, and in silico methods. Methods: Successive fractionation of S. mombin stem bark ethanol extract was performed; the resulting fractions were subjected to in vitro antioxidant and antidiabetic assays using standard protocols. The active compounds identified from the high-performance liquid chromatography (HPLC) study of the n-butanol fraction were docked against the active site of Drosophila α-amylase using AutoDoc Vina. The n-butanol and ethyl acetate fractions of the plant were incorporated into the diet of diabetic and nondiabetic flies to study the in vivo antidiabetic and antioxidant properties. Results: The results obtained revealed that n-butanol and ethyl acetate fractions had the highest in vitro anti-oxidant capacity by inhibiting 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), ferric reducing antioxidant power, and hydroxyl radical followed by significant inhibition of α-amylase. HPLC analysis revealed the identification of eight compounds with quercetin having the highest peak followed by rutin, rhamnetin, chlorogenic acid, zeinoxanthin, lutin, isoquercetin, and rutinose showing the lowest peak. The fractions restored the glucose and antioxidant imbalance in diabetic flies, which is comparable with the standard drug (metformin). The fractions were also able to upregulate the mRNA expression of insulin-like peptide 2, insulin receptor, and ecdysone-inducible gene 2 in diabetic flies. The in silico studies revealed the inhibitory potential of active compounds against α-amylase with isoquercetin, rhamnetin, rutin, quercetin, and chlorogenic acid having higher binding affinity than the standard drug (acarbose). Conclusion: Overall, the butanol and ethyl acetate fractions of S. mombin stem bark ameliorate type 2 diabetes in Drosophila. However, further studies are needed in other animal models to confirm the antidiabetes effect of the plant.

Keywords

• Antioxidant
• Diabetes
• Drosophila
• In silico
• In vitro
• In vivo