Indication-Specific Effect of a Phytotherapeutic Remedy on Human Fetal Osteoblastic Cells: An in vitro Analysis.

IF 1.1 4区 医学 Q3 INTEGRATIVE & COMPLEMENTARY MEDICINE
Complementary Medicine Research Pub Date : 2024-01-01 Epub Date: 2024-02-22 DOI:10.1159/000535845
Victoria Franziska Struckmann, Stephanie Allouch-Fey, Ulrich Kneser, Leila Harhaus, Matthias Schulte
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To clarify the effects on bone healing mechanisms, a commercially available, homeopathic-spagyric remedy, containing inter alia two herbal substances with assumed osteogenic potential, equisetum arvense and bellis perennis, was analyzed.</p><p><strong>Methods: </strong>Human fetal osteoblastic (hFOB) 1.19 cells were incubated with the test substance in serial dilutions from 10 to 0.00001%. Cell viability has been evaluated through ATP level (CTG assay) and MTT tetrazolium reduction. Cell proliferation was analyzed by BrdU incorporation and cell migration by wound healing assay (WHA) via image analysis. Additionally, determination of the expression of key genes via real-time PCR and proteins via proteome array for inflammation, cell proliferation, and angiogenesis were performed.</p><p><strong>Results: </strong>An incubation of hFOB 1.19 cells with the test substance for 24/72 h showed no reduction in cell number, viability, or proliferation. Cell migration was unimpaired. The test substance induced inflammatory genes and growth factors along with genes of osseous regeneration (ALP, Col1, IL-1α, IL-6, IL-8, IL-10, Osteocalcin, Osteonectin, RUMX2, TGF, VEGFA). Increased protein expression was found in multiple cytokines, chemokines, and acute phase proteins.</p><p><strong>Conclusion: </strong>The test substance did not impair cell vitality parameters (MTT, CTG, BrdU, and WHA). A tendency to activate growth factors, bone regeneration genes, and proteins was shown for osteoblasts, indicating a possible positive effect on osteogenic processes.</p><p><p><title>Hintergrund</title>Störungen des komplexen Prozesses der Knochenheilung stellen auch heutzutage noch eine interdisziplinäre Herausforderung dar. Es existieren zahlreiche alternative Therapiekonzepte, deren Evidenz jedoch häufig nicht belegt ist. Es wird davon ausgegangen, dass pflanzliche Substanzen die Knochenheilung unterstützen können. Wir analysierten die Wirkung eines kommerziellen, homeopathisch-spagyrischen Heilmittels, welches unter anderen zwei Pflanzenstoffe enthält, denen ein osteogenes Potential zugeschrieben wird (<italic>Equisetum arvense</italic> und <italic>Bellis perennis</italic>).<title>Methoden</title>Es erfolgte eine Inkubation humaner fetaler Osteoblastenzellen (hFOB 1.19) mit der Testsubstanz in absteigender Verdünnung von 10 bis 0.00001%. Die Zellvitalität wurde anhand der Zellzahlbestimmung durch ATP-abhängige metabolische Aktivität mittels CellTiter-Glo® (CTG) Test sowie durch Tetrazolium Reduktion (MTT) evaluiert. Die Zellproliferation wurde durch Inkorporation von Bromdesoxyuridin (BrdU) in die DNA aktiver Zellen analysiert. Der Wound Healing Assay (WHA) diente der Quantifizierung der Zellmigration. Zusätzlich wurde die Expression bestimmter Schlüsselgene mittels real-time PCR und die Proteinexpression via proteom array für Inflammation, Zellproliferation und Angiogenese erhoben.<title>Ergebnisse</title>Die Inkubation von hFOB 1.19 mit der Testsubstanz für 24/72 Stunden führte zu keiner Reduktion von Zellzahl, -vitalität oder -proliferation. Auch die Zellmigration war unbeeinträchtigt. Es zeigte sich eine Induktion inflammatorischer Gene, Wachstumsfaktoren sowie Genen der knöchernen Regeneration (ALP, Col1, IL-1α, <italic>IL-6, IL-8, IL-10, Osteocalcin, Osteonectin, RUMX2, TGF</italic>, VEGFA). Verschiedene Zytokine, Chemokine und Akute Phase Proteine wurden vermehrt exprimiert.<title>Schlussfolgerung</title>Die Testsubstanz hatte keine negativen Auswirkungen auf die gemessenen Zellvitalitätsparameter (MTT, CTG, BrdU and WHA). Es zeigte sich eine Aktivierungstendenz für Wachstumsfaktoren, Gene und Proteine der Knochenregeneration, die auf einen möglichen positiven Effekt der Substanz auf den Prozess des Knochenheilung hinweisen.</p>","PeriodicalId":10541,"journal":{"name":"Complementary Medicine Research","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.1000,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Complementary Medicine Research","FirstCategoryId":"3","ListUrlMain":"https://doi.org/10.1159/000535845","RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"2024/2/22 0:00:00","PubModel":"Epub","JCR":"Q3","JCRName":"INTEGRATIVE & COMPLEMENTARY MEDICINE","Score":null,"Total":0}
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Abstract

Background: Impaired fracture healing is a recurring interdisciplinary medical challenge. Alternative treatment concepts, apart from conventional medicine, are popular, but scientific evidence on their effects is still lacking. Plant-derived substances are widely assumed to support bone homeostasis. To clarify the effects on bone healing mechanisms, a commercially available, homeopathic-spagyric remedy, containing inter alia two herbal substances with assumed osteogenic potential, equisetum arvense and bellis perennis, was analyzed.

Methods: Human fetal osteoblastic (hFOB) 1.19 cells were incubated with the test substance in serial dilutions from 10 to 0.00001%. Cell viability has been evaluated through ATP level (CTG assay) and MTT tetrazolium reduction. Cell proliferation was analyzed by BrdU incorporation and cell migration by wound healing assay (WHA) via image analysis. Additionally, determination of the expression of key genes via real-time PCR and proteins via proteome array for inflammation, cell proliferation, and angiogenesis were performed.

Results: An incubation of hFOB 1.19 cells with the test substance for 24/72 h showed no reduction in cell number, viability, or proliferation. Cell migration was unimpaired. The test substance induced inflammatory genes and growth factors along with genes of osseous regeneration (ALP, Col1, IL-1α, IL-6, IL-8, IL-10, Osteocalcin, Osteonectin, RUMX2, TGF, VEGFA). Increased protein expression was found in multiple cytokines, chemokines, and acute phase proteins.

Conclusion: The test substance did not impair cell vitality parameters (MTT, CTG, BrdU, and WHA). A tendency to activate growth factors, bone regeneration genes, and proteins was shown for osteoblasts, indicating a possible positive effect on osteogenic processes.

HintergrundStörungen des komplexen Prozesses der Knochenheilung stellen auch heutzutage noch eine interdisziplinäre Herausforderung dar. Es existieren zahlreiche alternative Therapiekonzepte, deren Evidenz jedoch häufig nicht belegt ist. Es wird davon ausgegangen, dass pflanzliche Substanzen die Knochenheilung unterstützen können. Wir analysierten die Wirkung eines kommerziellen, homeopathisch-spagyrischen Heilmittels, welches unter anderen zwei Pflanzenstoffe enthält, denen ein osteogenes Potential zugeschrieben wird (Equisetum arvense und Bellis perennis).MethodenEs erfolgte eine Inkubation humaner fetaler Osteoblastenzellen (hFOB 1.19) mit der Testsubstanz in absteigender Verdünnung von 10 bis 0.00001%. Die Zellvitalität wurde anhand der Zellzahlbestimmung durch ATP-abhängige metabolische Aktivität mittels CellTiter-Glo® (CTG) Test sowie durch Tetrazolium Reduktion (MTT) evaluiert. Die Zellproliferation wurde durch Inkorporation von Bromdesoxyuridin (BrdU) in die DNA aktiver Zellen analysiert. Der Wound Healing Assay (WHA) diente der Quantifizierung der Zellmigration. Zusätzlich wurde die Expression bestimmter Schlüsselgene mittels real-time PCR und die Proteinexpression via proteom array für Inflammation, Zellproliferation und Angiogenese erhoben.ErgebnisseDie Inkubation von hFOB 1.19 mit der Testsubstanz für 24/72 Stunden führte zu keiner Reduktion von Zellzahl, -vitalität oder -proliferation. Auch die Zellmigration war unbeeinträchtigt. Es zeigte sich eine Induktion inflammatorischer Gene, Wachstumsfaktoren sowie Genen der knöchernen Regeneration (ALP, Col1, IL-1α, IL-6, IL-8, IL-10, Osteocalcin, Osteonectin, RUMX2, TGF, VEGFA). Verschiedene Zytokine, Chemokine und Akute Phase Proteine wurden vermehrt exprimiert.SchlussfolgerungDie Testsubstanz hatte keine negativen Auswirkungen auf die gemessenen Zellvitalitätsparameter (MTT, CTG, BrdU and WHA). Es zeigte sich eine Aktivierungstendenz für Wachstumsfaktoren, Gene und Proteine der Knochenregeneration, die auf einen möglichen positiven Effekt der Substanz auf den Prozess des Knochenheilung hinweisen.

植物疗法对人类胎儿成骨细胞的特异性影响:体外分析
背景 骨折愈合障碍是一个反复出现的跨学科医学难题。除传统医学外,替代治疗概念也很流行,但有关其效果的科学证据仍然缺乏。人们普遍认为植物提取物可支持骨平衡。为了阐明对骨愈合机制的影响,我们分析了一种市售的顺势疗法-槐树疗法,其中含有两种被认为具有成骨潜能的草药物质:马钱子和贝母。方法 将人胎儿成骨细胞(hFOB1.19)与测试物质一起孵育,稀释度从 10%到 0,00001% 不等。通过 ATP 水平(CTG 检测法)和 MTT 四氮唑还原法评估细胞活力。细胞增殖通过 BrdU 结合进行分析,细胞迁移通过伤口愈合试验(WHA)进行图像分析。此外,还通过实时 PCR 测定了关键基因的表达,并通过蛋白质组阵列测定了炎症、细胞增殖和血管生成方面的蛋白质。结果 hFOB 1.19 与试验物质孵育 24/72 小时后,细胞数量、活力和增殖均未减少。细胞迁移不受影响。试验物质可诱导炎症基因和生长因子以及骨再生基因。(ALP、Col1、IL-1α、IL-6、IL-8、IL-10、骨钙素、骨连蛋白、RUMX2、TGF、VEGFA)。发现多种细胞因子、趋化因子和急性期蛋白的蛋白表达量增加。结论 试验物质不会损害细胞活力参数(MTT、CTG、BrdU 和 WHA)。成骨细胞的生长因子、骨再生基因和蛋白质有被激活的趋势,这表明它可能对成骨过程产生积极影响。
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来源期刊
Complementary Medicine Research
Complementary Medicine Research Medicine-Complementary and Alternative Medicine
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期刊介绍: Aims and Scope ''Complementary Medicine Research'' is an international journal that aims to bridge the gap between conventional medicine and complementary/alternative medicine (CAM) on a sound scientific basis, promoting their mutual integration. Accordingly, experts of both conventional medicine and CAM medicine cooperate on the journal‘s editorial board, which accepts papers only after a rigorous peer-review process in order to maintain a high standard of scientific quality. Spectrum of ''Complementary Medicine Research'': - Review and Original Articles, Case Reports and Essays regarding complementary practice and methods - Journal Club: Analysis and discussion of internationally published articles in complementary medicine - Editorials of leading experts in complementary medicine - Questions of complementary patient-centered care - Education in complementary medicine - Reports on important meetings and conferences - Society Bulletins of Schweizerische Medizinische Gesellschaft für Phytotherapie (SMGP) and Deutsche Gesellschaft für Naturheilkunde Bibliographic Details Complementary Medicine Research Journal Abbreviation: Complement Med Res ISSN: 2504-2092 (Print) e-ISSN: 2504-2106 (Online) DOI: 10.1159/issn.2504-2092 www.karger.com/CMR
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