Pharmacological effects of a C-phycocyanin-based multicomponent nutraceutical in an in-vitro canine chondrocyte model of osteoarthritis

Can J Vet Res. 2015 Jul;79(3):241-9.

Abstract

Multicomponent nutraceuticals are becoming increasingly popular treatments or adjunctive therapies for osteoarthritis in veterinary medicine despite lack of evidence of efficacy for many products. The objective of this study was to evaluate the anti-inflammatory and antioxidant activities of a commercially available C-phycocyanin-based nutraceutical and select constituent ingredients in an in-vitro model of canine osteoarthritis. Normal canine articular chondrocytes were used in an in-vitro model of osteoarthritis. Inflammatory conditions were induced using interleukin-1β. The nutraceutical preparation as a whole, its individual constituents, as well as carprofen were evaluated at concentrations of 0 to 250 μg/mL for reduction of the following inflammatory mediators and indicators of catabolism of the extracellular matrix: prostaglandin E2 (PGE2), tumor necrosis factor-α (TFN-α), interleukin-6 (IL-6), metalloproteinase-3 (MMP-3), nitric oxide, and sulfated glycosaminoglycans (sGAGs). Validated, commercially available assay kits were used for quantitation of inflammatory mediators. The antioxidant capacities, as well as cyclooxygenase-1 (COX-1), cyclooxygenase-2 (COX-2), and lipoxygenase (LOX) inhibitory activities of the whole nutraceutical preparation and select constituents, were also assessed using validated commercially available assay kits. The antioxidant capacity of the nutraceutical and constituents was concentration-dependent. The nutraceutical and constituents appear to display anti-inflammatory activity primarily through the inhibition of COX-2. The nutraceutical displayed similar strength to carprofen in reducing TNF-α, IL-6, MMP-3, nitric oxide, and sGAGs at select concentration ranges. The C-phycocyanin (CPC)-based nutraceutical and constituents may be able to mediate 3 primary pathogenic mechanisms of osteoarthritis: inflammation, chondral degeneration, and oxidative stress in vitro. The nutraceutical may be clinically useful in veterinary medicine and its efficacy should be further investigated in vivo.

Les neutraceutiques à composés multiples deviennent de plus en plus populaires en médecine vétérinaire comme traitement ou thérapie alternative pour soigner l’ostéoarthrite, et ce malgré le manque d’évidence de l’efficacité de plusieurs produits. L’objectif de la présente étude était d’évaluer l’activité anti-inflammatoire et anti-oxydante d’un neutraceutique à base de C-phycocyanine disponible commercialement, et d’ingrédients constitutifs sélectionnés dans un modèle in vitro d’ostéoarthrite canine. Des chondrocytes articulaires canins normaux furent utilisés dans un modèle in vitro d’ostéoarthrite. Des conditions inflammatoires ont été induites en utilisant de l’interleukine-1β. La préparation neutraceutique complète, ses constituants individuels, de même que du caprofène furent évalués à des concentrations de 0 à 250 μg/mL pour la réduction des médiateurs de l’inflammation suivants et des indicateurs du catabolisme de la matrice extracellulaire: prostaglandine E2 (PGE2), facteur-α nécrosant des tumeurs (TNF-α), interleukine-6 (IL-6), métalloprotéinase-3 (MMP-3), oxyde nitreux, et les glycosaminoglycans sulfatés (sGAGs). Des trousses commerciales validées furent utilisées pour la quantification des médiateurs de l’inflammation. Les capacités anti-oxydantes, de même que l’activité inhibitrice envers la cyclo-oxygénase 1 (COX-1), la cyclo-oxygénase-2 (COX-2), et la lipoxygénase (LOX) de la préparation neutraceutique complète et de constituants sélectionnés furent également évaluées au moyen de de trousses commerciales disponibles commercialement. La capacité anti-oxydante du neutraceutique et des constituants était dépendante de la concentration. Le neutraceutique et les constituants semblent manifester leur activité anti-inflammatoire principalement via l’inhibition de COX-2. Dans des écarts de concentrations sélectionnés, le neutraceutique a démontré une capacité similaire au carprofène en réduisant TNF-α, IL-6, MMP-3, oxyde nitreux, et sGAGs. Le neutraceutique à base de C-phycocyanine (CPC) et ses constituants peuvent être en mesure de médier trois mécanismes pathogéniques primaires de l’ostéo-arthrite: l’inflammation, la dégénération chondrale, et le stress oxydatif in vitro. Le neutraceutique pourrait être cliniquement utile en médecine vétérinaire et son efficacité devrait être investigué plus à fond in vivo.(Traduit par Docteur Serge Messier).

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Animals
  • Cartilage, Articular
  • Cell Survival
  • Cells, Cultured
  • Chondrocytes / drug effects*
  • Chondrocytes / metabolism
  • Cytokines / genetics
  • Cytokines / metabolism
  • Dietary Supplements / analysis*
  • Dog Diseases / drug therapy*
  • Dogs
  • Gene Expression Regulation / drug effects*
  • Nitric Oxide / metabolism
  • Osteoarthritis / veterinary*
  • Phycocyanin / chemistry*

Substances

  • Cytokines
  • Phycocyanin
  • Nitric Oxide