Effect of Serratula marginata dry extract on the mice thymus and spleen structure in cyclophosphamide immunosuppression

Abstract

BACKGROUND: The search of effective and safe drugs to prevent and treating the immune deficient states is an actual problem of modern medicine.

AIM: The purpose of the study is to evaluate the effect of Serratula marginata dry extract on structure of mice thymus and spleen at cyclophosphamide immunosuppression.

MATERIALS AND METHODS: The experiments were carried out on F1 (CBAxC57Bl/6) mice. Immune deficiency was simulated by a single intraperitoneal introduction of cyclophosphamide in the dose 250 mg/kg. S. marginata dry extract in the dose 100 mg/kg was administered to animals for 14 days intragastrically against cyclophosphamide. Morphological studies of the thymus and spleen were performed on day 16 after the extracts administration. Areas white and red pulp of the spleen; the area of the thymic lobule, the cortex and the medulla; the density of cells in the subcapsular zone and the deep layers of the cortex were measured using the Zen 2012 image analysis program.

RESULTS: The S. marginata extract limited the development of involutive changes in the thymus caused by cyclophosphamide: the thymus area was by 28% (p ≤ 0.05) higher and the cortical-medullary index was (ratio of the cortex area to the medulla area) by 26% higher. The number of mitotically dividing cells, blasts and large lymphocytes increased, the number of cells with structural disorders and macrophages decreased in the thymus cortex. In animals of the experimental groups, the white pulp area was 47% (p ≤ 0.05) higher than that in the control.

CONCLUSIONS: The S. marginata dry extract limited the development of involutive processes in the thymus and spleen caused by the introduction of cytostatic cyclophosphamide.

Keywords

Serratula marginata Tausch / dry extract / thymus / spleen / cyclophosphamide / immunosuppression

References

[1] Lazareva DN, Plechev VV, Morugova TV, Samigullina LI. Rasteniya, stimuliruyushchie immunitet. Ufa; 2005. 96 p.

[2] Лазарева Д.Н., Плечев В.В., Моругова Т.В., Самигуллина Л.И. Растения, стимулирующие иммунитет. Уфа, 2005. 96 с.

[3] Sambukova TV, Ovchinnikov BV, Ganapol’skij VP, et al. Prospects for phytopreparations (botanicals) use in modern pharmacology. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2017;15(2): 56–63. (In Russ.) DOI: 10.17816/RCF15256-63

[4] Самбукова Т.В., Овчинников Б.В., Ганапольский В.П., и др. Перспективы использования фитопрепаратов в современной фармакологии // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2017. Т. 15, № 2. С. 56–63. DOI: 10.17816/RCF15256-63

[5] Munhzhargal N, Zibareva LN, Oyunchimeg D, Pyak AI. Poisk ekdisteroidsoderzhashchih vidov vo flore Mongolii i russkogo Altaya. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. 2007;(305): 192–196. (In Russ.)

[6] Мунхжаргал Н., Зибарева Л.Н., Оюнчимэг Д., Пяк А.И. Поиск экдистероидсодержащих видов во флоре Монголии и русского Алтая // Вестник Томского государственного университета. 2007. № 305. С. 192–196.

[7] Vorob’ev AN, Zarembo EV, Rybin VG. Dal’nevostochnye vidy rodov Stemmacantha Cass. i Serratula L. perspektivnye istochniki fitoekdisteroidov. Byulleten’ Fiziologii i Patologii Dyhaniya. 2006;(22):90–93. (In Russ.)

[8] Воробьев А.Н., Зарембо Е.В., Рыбин В.Г. Дальневосточные виды родов Stemmacantha Cass и Serratula L. перспективные источники фитоэкдистероидов // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2006. № 22. С. 90–93.

[9] Sviridov IV, Razuvaeva YaG, Shantanova LN. Vliyanie ecstracta suhogo Serratula centauroides L. na funkcional’noe sostoyanie central’noy nervnoy sistemy. Vestnik Buryatskogo gosudarstvennogo universiseta. 2015;(12):184–187. (In Russ.)

[10] Свиридов И.В., Разуваева Я.Г., Шантанова Л.Н. Влияние экстракта сухого Serratula centauroides L. на функциональное состояние центральной нервной системы // Вестник Бурятского государственного университета. 2015. № 12. С. 184–187.

[11] Sviridov IV, Khobrakova VB, Shantanova LN. Immunokorrigiruush’ee deystvie ecstracta Serratula centauroides extract. Sibirskiy Medicinskiy Journal. 2015;(5):120–122. (In Russ.)

[12] Свиридов И.В., Хобракова В.Б., Шантанова Л.Н. Иммунокорригирующее действие экстракта Serratula centauroides // Сибирский медицинский журнал. 2015. № 5. С. 120–122.

[13] Pchelenko LD, Metelkina LG, Volodina SO. Adaptogennyj effekt ekdisteroidsoderzhashchej frakcii Serratula coronata L. Himiya Rastitel’nogo Syr’ya. 2002;(1):69–80. (In Russ.)

[14] Пчеленко Л.Д., Метелкина Л.Г., Володина С.О. Адаптогенный эффект экдистероидсодержащей фракции Serratula coronata L. // Химия растительного сырья. 2002. № 1. С. 69–80.

[15] Timofeev NP. Achievements and problems in investigation of biology in medicinal plants of Rhaponticum carthamoides (willd.) Iljin and Serratula coronata L. (review). Agricultural Biology. 2007;42(3):3–17. (In Russ.)

[16] Тимофеев Н.П. Достижения и проблемы в изучении биологии лекарственных растений Rhaponticum carthamoides Iljin и Serratula coronata L. // Сельскохозяйственная биология. 2007. № 3. С. 3–17.

[17] Budatsyrenova ATs, Khalzanova AV, Tugarina YuA, et al. Prospects for the use of herbal remedies as immunomodulators. Mongolian Journal of Integrated Medicine. 2021;9(3):206.

[18] Budatsyrenova A.Ts., Khalzanova A.V., Tugarina Yu.A., et al. Prospects for the use of herbal remedies as immunomodulators // Mongolian Journal of Integrated Medicine. 2021. Vol. 9, No. 3. P. 206.

[19] Korzhevskij DE, Gilyarov AV. Osnovy gistologicheskoi tekhniki. Saint Petersburg. 2010. 95 p. (In Russ.)

[20] Коржевский Д.Э., Гиляров А.В. Основы гистологической техники. Санкт Петербург. 2010. 95 с.

[21] Bobrysheva IV. Izmenenie ul’trastruktury timusa belyh krys posle vvedeniya ciklofosfana. Vestnik VGMU. 2013;12(4):63–69. (In Russ.)

[22] Бобрышева И.В. Изменение ультраструктуры тимуса белых крыс после введения циклофосфамида // Вестник ВГМУ. 2013. Т. 12, № 4. Р. 63–69.

[23] Gajdaj DS, Katel’nikova AE, Kryshen’ KL, et al. Development of a model of immunosuppression in rabbits caused by intravenous administration of cyclophosphamide. Laboratory Animals for Science. 2019;(2):2. (In Russ.) DOI: 10.29296/2618723X-2019-02-02

[24] Гайдай Д.С., Кательникова А.Е., Крышень К.Л., и др. Разработка модели иммуносупрессии у кроликов, вызванной внутривенным введением циклофосфамида // Лабораторные животные для научных исследований. 2019. № 2. С. 2. DOI: 10.29296/2618723X-2019-02-02

[25] Lebedinskaya EA, Lebedinskaya OV, Godovalov AP, Prokudin VS. Immuno-morphological features of the rat’s thymus at the experimental administration of cytostatics. Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2016;12(1):12–14. (In Russ.)

[26] Лебединская Е.А., Лебединская О.В., Годовалов А.П., Прокудин В.С. Иммуноморфологические особенности тимуса крыс на фоне введения цитостатика в эксперименте // Саратовский научно-медицинский журнал. 2016. Т. 12, № 1. Р. 12–14.

[27] Bobrysheva IV. Morphological reactivity of spleen at rats of various age periods at immunosuppression. Journal of Siberian Medical Sciences. 2015;(6):53. (In Russ.)

[28] Бобрышева И.В. Морфологическая реактивность селезенки крыс различных возрастных периодов при иммуносупрессии // Медицина и образование в Сибири. 2015. № 6. С. 53.

[29] Gorichnyj VA, CHalisova NI. Tsitotoksicheskoe deistvie ipritopodobnykh soedinenii na immunnye kletki selezenki i protektornoe vliyanie polipeptidnogo kompleksa. Proceedings of the Russian Scientific and Technical Conference “Sostoyanie i perspektivy razvitiya sovremennoi nauki po napravleniyu “Biotekhnicheskie sistemy i tekhnologii”; 2020 May 21; Anapa. 2020. P. 98–103 (In Russ.)

[30] Горичный В.А., Чалисова Н.И. Цитотоксическое действие ипритоподобных соединений на иммунные клетки селезенки и протекторное влияние полипептидного комплекса // II Всероссийская научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развития современной науки по направлению «Биотехнические системы и технологии»; май 21, 2020; Анапа. 2020. С. 98–103.

[31] Kashchenko SA, Zolotarevskaya MV. Morphometric indices of rats’ spleen after injection of cyclophosphanu. Ukrainskii Morfologicheskii Al’manakh. 2011;9(2):31–33. (In Russ.)

[32] Кащенко С.А., Золотаревская М.В. Морфометрические показатели селезенки крыс после введения циклофосфана // Украинский морфологический альманах. 2011. Т. 9, № 2. С. 31–33.

[33] Gol’dina IA, Markova EV, Orlovskaya IA, et al. Corrective effects of original bioflavonoid complex in the cyclophosphamide-induced immunity disorders. Medical Immunology. 2020;22(6):1111–1120. (In Russ.) DOI: 10.15789/1563-0625-CEO-2072

[34] Гольдина И.А., Маркова Е.В., Орловская И.А., и др. Корригирующие эффекты оригинального комплекса биофлаваноидов при циклофосфан-индуцированных нарушениях иммунитета // Медицинская иммунология. 2020. Т. 22, № 6. Р. 1111–1120. DOI: 10.15789/1563-0625-CEO-2072

[35] Zheleznova AD, Zheleznov LM, Shtil’ AA. Morfologicheskie proyavleniya zashchitnogo vliyaniya milliatsina v organakh immunogeneza pri deistvii metotreksata. Byulleten’ Eksperimental’noj Biologii i Mediciny. 2007;144(10):458–463. (In Russ.)

[36] Железнова А.Д., Железнов Л.М., Штиль А.А., Фролов Б.А. Морфологические проявления защитного влияния миллиацина в органах иммуногенеза при действии метотрексата // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2007. Т. 144, № 10. Р. 458–463.

RIGHTS & PERMISSIONS

ECO-vector LLC