Curcumin-rich extract from Central Brazil Curcuma longa protects human umbilical vein endothelial cells under oxidative stress

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Juliana Carvalho de Almeida Borges
https://orcid.org/0000-0001-5938-1993
Nayane Peixoto Soares
Daniel Graziani
Edilson Ribeiro de Oliveira Júnior
Eliana Martins Lima
Leandro Lopes Nepomuceno
https://orcid.org/0000-0001-5839-0046
Vanessa de Souza Vieira
https://orcid.org/0000-0002-8914-5964
Vanessa de Sousa Cruz
Klaus Casaro Saturnino
https://orcid.org/0000-0001-8493-8669
Emmanuel Arnhold
Eugênio Gonçalves de Araújo

Abstract

Introduction: In vascular diseases, the interruption of the local blood flow and the subsequent reperfusion of oxygen can cause deleterious oxidative effects on the cells. Turmeric (Curcuma longa L.) presents the capacity to neutralize free radicals along with preventive and therapeutic effects for several diseases. Objective: To analyze the bioactive compounds and the antioxidant capacity of the ethanolic extract of Curcuma (EEC), to evaluate its effect on human umbilical vein endothelial cells, and to analyze its effect on cellular signaling pathways. Methods: Cells were exposed to different concentrations of EEC for 24, 48, and 72 h. Folin-Ciocalteau test, HPLC-Fluorescence analysis, and DPPH method were used to determine the phenolic compounds, curcumin content, and antioxidant action, respectively; the tetrazolium salt reduction to obtain cell viability, cytotoxicity, and the concentration that inhibits 50% of cell viability; and the immunocytochemistry technique to analyze the expression of caspase3, SIRT1, and mTOR. Results: We found the presence of polyphenols in the classes of phenolic acids and curcuminoids in EEC, with 16.7% curcumin content. The number of antioxidants needed to reduce the initial DPPH concentration by 50% was 18.1 μmol/g. The extract mitigated cell damage at a dosage of 100 μg/ml, decreased the immunoexpression of caspase3, and promoted the signaling of the SIRT1 and mTOR survival pathways. Conclusion: EEC had a protective effect on human umbilical vein endothelial cells, subjected to oxidative stress, with decreased apoptosis (caspase3) at lower concentrations, cytoprotection by maintaining essential cell functions (mTOR), and signaling of the survival pathway (SIRT1).

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Borges, J. C. de A., Soares, N. P., Graziani, D., Oliveira Júnior, E. R. de, Lima, E. M., Nepomuceno, L. L., Vieira, V. de S., Cruz, V. de S., Saturnino, K. C., Arnhold, E., & Araújo, E. G. de. (2022). Curcumin-rich extract from Central Brazil Curcuma longa protects human umbilical vein endothelial cells under oxidative stress. ABCS Health Sciences, 47, e022230. https://doi.org/10.7322/abcshs.2021005.1727
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Author Biographies

Juliana Carvalho de Almeida Borges, Laboratório Multiusuários de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootécnica, Universidade Federal de Goiás (UFG) - Samambaia (GO), Brazil

Laboratório Multiusuário de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootecnia da Universidade Federal de Goiás

Nayane Peixoto Soares, Laboratório Multiusuários de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootécnica, Universidade Federal de Goiás (UFG) - Samambaia (GO), Brazil

Laboratório Multiusuário de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootecnia da Universidade Federal de Goiás

Daniel Graziani, Laboratório Multiusuários de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootécnica, Universidade Federal de Goiás (UFG) - Samambaia (GO), Brazil

Laboratório Multiusuário de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootecnia da Universidade Federal de Goiás

Edilson Ribeiro de Oliveira Júnior, Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Goiás (UFG) – Goiânia (GO), Brazil

FarmaTec - Centro de PD&I de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Goiás

Eliana Martins Lima, Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Goiás (UFG) – Goiânia (GO), Brazil

FarmaTec - Centro de PD&I de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Goiás

Leandro Lopes Nepomuceno, Laboratório Multiusuários de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootécnica, Universidade Federal de Goiás (UFG) - Samambaia (GO), Brazil

Laboratório Multiusuário de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootecnia da Universidade Federal de Goiás

Vanessa de Souza Vieira, Laboratório Multiusuários de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootécnica, Universidade Federal de Goiás (UFG) - Samambaia (GO), Brazil

Laboratório Multiusuário de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootecnia da Universidade Federal de Goiás

Vanessa de Sousa Cruz, Laboratório Multiusuários de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootécnica, Universidade Federal de Goiás (UFG) - Samambaia (GO), Brazil

Laboratório Multiusuário de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootecnia da Universidade Federal de Goiás

Klaus Casaro Saturnino, Departamento de Medicina Veterinária, Universidade Federal de Goiás (UFG) – Jataí (GO), Brazil

Universidade Federal de Goiás, Regional Jataí, Departamento de Medicina Veterinária, Jataí, Goiás

Emmanuel Arnhold, Laboratório Multiusuários de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootécnica, Universidade Federal de Goiás (UFG) - Samambaia (GO), Brazil

Escola de Veterinária e Zootecnia da Universidade Federal de Goiás

Eugênio Gonçalves de Araújo, Laboratório Multiusuários de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootécnica, Universidade Federal de Goiás (UFG) - Samambaia (GO), Brazil

Laboratório Multiusuário de Avaliação de Moléculas, Células e Tecidos, Escola de Veterinária e Zootecnia da Universidade Federal de Goiás

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