Metformin and resveratrol suppress type 2 diabetes mellitus-induced articular cartilage damage in rats associated with the inhibition of inflammation and augmentation of proteoglycans / La metformina y el resveratrol suprimen el daño del cartílago articular inducido por la diabetes mellitus tipo 2 en ratas asociado con la inhibición de la inflamación y el aumento de proteoglicanos

SUMMARY: Induction of osteoarthritis (OA) following diabetes is characterized by a sever inflammation of the joints that can lead to disability. The cartilage content of proteoglycans can substantially be reduced, following the induction of diabetes mellitus associated with inflammation as well as knee joint injury, and the antidiabetic drug metformin combined with the anti-inflammatory agent resveratrol can prevent these deleterious effects. Therefore, insulin-independent diabetes, type 2 diabetes mellitus (T2DM) was induced in Albino rats by streptozotocin (STZ) injection (50 mg/kg) after being fed on a high carbohydrate and fat diets for 2 weeks. The protective group of rats which also received a single injection of STZ was treated daily with metformin (Met; 200 mg/kg) and resveratrol (Res; 30 mg/kg) for 12 weeks. Harvested knee joint tissues were prepared for basic histology stain and for proteoglycans staining using light microscopy. Histology images showed in diabetic rats (T2DM) OA development as demonstrated by profound injury to the knee joint and severe decrease of articular cartilage proteoglycans content, which were substantialy protected by Met+Res. Met+Res also significantly (p< 0.0001) decreased diabetes induced glycemia, dyslipidemia, and the inflammatory biomarkers, tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), and high sensitivity C-reactive protein (hs-CRP). In addition, there was a significant correlation between OA and glycemia, dyslipidemia, and inflammation. Collectively, we demonstrate an association between knee joint damage and biomarkers of glycemia, dyslipidemia, and inflammation in diabetes-induced OA, with metformin plus resveratrol providing protective effects.

RESUMEN: La inducción de osteoartritis (OA) después de la diabetes se caracteriza por una inflamación severa de las articulaciones que puede conducir a la discapacidad. El contenido de cartílago de proteoglicanos se puede reducir sustancialmente, luego de la inducción de diabetes mellitus asociada con inflamación y lesión en la articulación de la rodilla sin embargo, el fármaco antidiabético metformina combinado con el agente antiinflamatorio resveratrol puede prevenir estos efectos nocivos. Por lo tanto, se indujo diabetes insulino dependiente, diabetes mellitus tipo 2 (T2DM) en ratas albinas mediante inyección de estreptozotocina (STZ) (50 mg/kg) después de haber sido alimentadas con dietas ricas en carbohidratos y grasas durante 2 semanas. El grupo protector de ratas que también recibió una inyección única de STZ fue tratado diariamente con metformina (Met; 200 mg/kg) y resveratrol (Res; 30 mg/kg) durante 12 semanas. Tejidos de la articulación de la rodilla fueon retirados y teñidos con histología básica y tinción de proteoglicanos usando microscopía óptica. Las imágenes histológicas en ratas diabéticas mostraban (T2DM) desarrollo de OA visualizadas por una lesión profunda en la articulación de la rodilla y una disminución severa del contenido de proteoglicanos del cartílago articular, los cuales estaban sustancialmente protegidos por Met+Res. Met+Res. También disminuyó significativamente (p< 0,0001) la glucemia inducida por la diabetes, la dislipidemia y los biomarcadores inflamatorios, el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), la interleucina-6 (IL-6) y la proteína C reactiva de alta sensibilidad (PCR-hs). Además, hubo una correlación significativa entre la OA y la glucemia, la dislipidemia y la inflamación. En conjunto, demostramos una asociación entre el daño de la articulación de la rodilla y los biomarcadores de glucemia, dislipidemia e inflamación en la OA inducida por diabetes, con metformina más resveratrol que brindan efectos protectores.

Suppression of nitrosative stress and inflammation of the knee joint synovium in collagen type ii-induced rheumatoid arthritis by the inhibition of glycogen synthase kinase-3ß / Supresión del estrés nitrosativo e inflamación de la sinovial de la articulación de la rodilla en la artritis reumatoide inducida por colágeno tipo ii mediante la inhibición de la glucógeno sintasa quinasa-3 ß

SUMMARY: Rheumatoid arthritis (RA), an inflammatory autoimmune disease that causes cartilage degradation and tissue destruction, can affect synovial joints such as the knee joint. The link between the nitrosative stress enzyme inducible nitric oxide synthase (iNOS) and the cytokine interleukin-1 (IL-1β) in RA-induced knee joint synovial membrane damage with and without the incorporation of the GSK3β inhibitor TDZD-8 has never been studied. As a result, we used active immunization method with collagen type II (COII) for twenty one days to induce RA in rats. TDZD-8 (1 mg/kg; i.p.) was given daily into matched immunized rats for three weeks after day 21 (COII+TDZD-8). Blood and tissue samples were taken 42 days after immunization. A dramatic increase in rheumatoid factor (RF) blood levels, as well as considerable synovial tissue damage and inflammatory cell infiltration of the synovial membrane, were used to validate the onset of RA following COII immunization. COII immunization increased tissue levels of iNOS protein and IL- 1β mRNA and protein expression, which TDZD-8 suppressed considerably (p<0.0001). Furthermore, there was a significantly (p<0.001) positive correlation between iNOS, inflammatory biomarkers, and RF. We concluded that TDZD-8 reduced RA-induced IL-1β -iNOS axis-mediated arthritis in the rat knee joint synovium.

RESUMEN: La artritis reumatoide (AR), es una enfermedad autoinmune inflamatoria que causa la degradación del cartílago y la destrucción del tejido, pudiendo afectar las articulaciones sinoviales, como la articulación de la rodilla. No se ha estudiado el vínculo entre la óxido nítrico sintasa inducible por la enzima del estrés nitrosativo (iNOS) y la citocina interleucina-1 (IL-1β) en el daño de la membrana sinovial de la articulación de la rodilla provocado por AR con y sin la incorporación del inhibidor de GSK3β TDZD-8. Utilizamos el método de inmunización activa con colágeno tipo II (COII) durante veintiún días para inducir AR en ratas. Se administró TDZD-8 (1 mg/kg; i.p.) diariamente a ratas inmunizadas emparejadas durante tres semanas después del día 21 (COII+TDZD- 8). Se tomaron muestras de sangre y tejido 42 días después de la inmunización. Se observó un gran aumento de los niveles sanguíneos del factor reumatoideo (FR), así como un daño considerable del tejido sinovial e infiltración de células inflamatorias en la membrana sinovial, para validar la aparición de la AR después de la inmunización con COII. La inmunización con COII aumentó los niveles tisulares de la proteína iNOS y la expresión de proteína y ARNm de IL-1β, que TDZD-8 suprimió considerablemente (p<0,0001). Además, hubo una correlación positiva significativa (p<0,001) entre iNOS, biomarcadores inflamatorios y FR. Concluimos que TDZD- 8 redujo la artritis mediada por el eje IL-1β-iNOS inducida por la AR en la sinovial de la articulación de la rodilla de rata.