DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2025.1691567
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41608023
تاريخ النشر: 2026-01-13
المؤلف: Khaled M. Alam-ElDein وآخرون
الموضوع الرئيسي: السيلينيوم في الأنظمة البيولوجية
نظرة عامة
تبحث الدراسة في تأثيرات السيلينيوم النانوية المضادة للاكتئاب والحامية للأعصاب التي تم تصنيعها حيوياً باستخدام الإبيغالاكتوكاتشين غالات (SeNPs-EGCG) في نموذج الفئران لاضطراب الاكتئاب الشديد (MDD) الناتج عن الإجهاد المزمن الخفيف (CUMS). استخدمت الدراسة ست مجموعات من الفئران، بما في ذلك مجموعة التحكم ومجموعات العلاج المختلفة التي تلقت إما إسكيتالوبرام، الإبيغالاكتوكاتشين غالات (EGCG)، سيلينيت الصوديوم (Na₂SeO₃)، أو SeNPs-EGCG على مدى 21 يومًا. تم إجراء تقييمات سلوكية، مثل اختبار الحقل المفتوح (OFT) واختبار تفضيل السكروز (SPT)، إلى جانب تحليلات كيميائية حيوية لمؤشرات الإجهاد التأكسدي، والسيتوكينات الالتهابية، والعوامل العصبية، لتقييم تأثيرات العلاجات.
أشارت النتائج إلى أن SeNPs-EGCG خففت بشكل كبير من سلوكيات الاكتئاب، كما يتضح من زيادة تفضيل السكروز وتكرار العناية الذاتية. من الناحية الكيميائية الحيوية، أعاد العلاج باستخدام SeNPs-EGCG مستويات إنزيمات مضادات الأكسدة (GSH، SOD، CAT)، قلل من أكسدة الدهون، وخفض من مؤشرات الالتهاب العصبي (TNF-α، IL-1β، IL-8، NF-κB). بالإضافة إلى ذلك، قام العلاج بتعديل الإشارات المسببة للموت الخلوي عن طريق تقليل البروتينات المسببة للموت الخلوي (Bax، Caspase-3) وزيادة مستويات Bcl-2 وBDNF المضادة للموت الخلوي. تشير النتائج إلى أن SeNPs-EGCG تفوقت على العلاج الدوائي التقليدي والعوامل الفردية في عكس علم الأمراض الاكتئابي من خلال نهج متعدد الجوانب يعزز الدفاعات المضادة للأكسدة، يقلل الالتهاب، يوازن الناقلات العصبية، ويخفف من تلف الأعصاب، مما يبرز إمكانيته كخيار علاجي واعد للاكتئاب.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث الطبيعة متعددة الجوانب للاكتئاب، وهو اضطراب نفسي عصبي يؤثر على أكثر من 300 مليون شخص على مستوى العالم. تبرز التركيز التقليدي على اختلالات المونوامين، وخاصة أدوار السيروتونين (5-HT) والدوبامين (DA)، مع الاعتراف بمساهمات الإجهاد التأكسدي، والالتهاب، واضطراب الغدد الصماء العصبية، وموت الخلايا العصبية في مسبباته. تشير النتائج الرئيسية إلى أن النقل العصبي المونوامين غير المنظم، وزيادة مؤشرات الإجهاد التأكسدي مثل المالونديالديهيد (MDA) وأكسيد النيتريك (NO)، وارتفاع السيتوكينات الالتهابية المسببة، شائعة في الاضطرابات الاكتئابية. بالإضافة إلى ذلك، فإن عدم تنظيم محور الوطاء-الغدة النخامية-الغدة الكظرية (HPA) والتغيرات الهيكلية في خلايا الدبق، بما في ذلك التنكس الدبقي التفاعلي، تعقد من علم الأمراض للاكتئاب.
تؤكد الورقة أيضًا على قيود العلاجات التقليدية المضادة للاكتئاب، التي غالبًا ما تظهر تأخيرًا في البداية وآثار جانبية، مما يثير اهتمامًا في العلاجات البديلة مثل الطب العشبي. تركز الدراسة بشكل خاص على إمكانيات الإبيغالاكتوكاتشين غالات (EGCG) والسيلينيوم النانوي (SeNPs) كعوامل حامية للأعصاب. يُلاحظ أن EGCG يتمتع بخصائص مضادة للأكسدة ومضادة للالتهابات، بينما تعزز SeNPs من التوافر الحيوي وتقلل من السمية. يقترح المؤلفون نهجًا جديدًا من خلال تصنيع SeNPs المفعلة بـ EGCG، والتي قد تحسن النتائج في الاكتئاب بشكل تآزري من خلال تعديل أنظمة الناقلات العصبية، وتقليل الإجهاد التأكسدي، وتنظيم الالتهاب العصبي. تهدف الدراسة إلى تقييم التأثيرات المضادة للاكتئاب لهذه التركيبة في نموذج الفئران، مع تقييم معايير كيميائية حيوية ونفسية عصبية متنوعة.
الطرق
في هذه الدراسة، تم استخدام فئران بيضاء صحية من الذكور البالغين التي تزن بين 100-120 جرام كمواضيع تجريبية. تم وضع الفئران في أقفاص من البولي كربونات مع أسطح من أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ، مع ضمان وجود خمسة فئران كحد أقصى لكل قفص، وتم توفير نشارة الخشب كفرشة. تم الحفاظ على الفئران في بيئة محكومة تتميز بدورة ضوء-ظلام 12:12 ساعة، ودرجة حرارة محيطة تبلغ 22 درجة مئوية ± 3 درجات مئوية، ورطوبة منظمة. كانت الفئران تتمتع بإمكانية الوصول الحر إلى طعام المختبر القياسي والماء، وتم تكييفها مع ظروف المختبر لمدة أسبوعين قبل بدء الإجراءات التجريبية. التزمت الدراسة بالإرشادات الأخلاقية لاستخدام الحيوانات المخبرية، وحصلت على موافقة من قسم علم الحيوان، كلية العلوم، جامعة حلوان (رقم الموافقة: HU/z28-03-2024).
شمل التصميم التجريبي ما مجموعه 42 فأرًا، تم تقسيمها إلى ست مجموعات، كل منها تتكون من سبعة حيوانات. تم إخضاع مجموعة التحكم (CNT، n = 7) لظروف قياسية لمدة 28 يومًا متتاليًا. في اليوم السابع، تلقت هذه المجموعة محلول ملحي عادي (0.9% NaCl) لمدة 21 يومًا، مما أسس خط أساس للمقارنة مع مجموعات العلاج الأخرى في الدراسة.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى أنه تم إجراء تقييم شامل للمعايير السلوكية والكيميائية الحيوية والعصبية والغدد الصماء لتقييم ملف السلامة للإبيغالاكتوكاتشين غالات (EGCG)، وسيلينيت الصوديوم (Na₂SeO₃)، والسيلينيوم النانوي المدمج مع EGCG (SeNPs-EGCG) في الحيوانات غير المجهدة. سمح تضمين ثلاث مجموعات تجريبية إضافية بإجراء تحليل شامل، والذي كشف أن أيًا من المركبات المختبرة لم تسبب انحرافات كبيرة عن القيم الأساسية التي تم تحديدها في مجموعة التحكم غير المعالجة.
تشير هذه الغياب للآثار السلبية بقوة إلى أن EGCG وNa₂SeO₃ وSeNPs-EGCG يتم تحملها بشكل جيد ولا تظهر سمية جوهرية تحت الظروف الفسيولوجية. تدعم هذه النتائج إمكانية اعتبار هذه المركبات آمنة لمزيد من التطبيقات العلاجية.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في التصنيع الحيوي والتوصيف للسيلينيوم النانوي المدمج بالإبيغالاكتوكاتشين غالات (SeNPs-EGCG)، مما يظهر إمكانياتها للتطبيقات البيولوجية. شمل التصنيع خلط سيلينيت الصوديوم مع EGCG، مما أسفر عن محلول غروي يظهر لونًا أحمر مميزًا، مما يدل على نجاح تكوين الجسيمات النانوية. أكدت تقنيات التوصيف، بما في ذلك تشتت الضوء الديناميكي (DLS) وميكروسكوب الإلكترون الناقل (TEM)، حجم الجسيمات النانوية (متوسط 32.19 نانومتر) وشكلها، كاشفة عن أشكال كروية بشكل أساسي مع انتظام معتدل. أشارت قياسات جهد زيتا إلى استقرار غروي قوي، بقيمة -61.0 مللي فولت، بينما أكدت طيفية UV-Vis نجاح تفعيل SeNPs بواسطة EGCG، مع خصائص بصرية مستقرة على مدى ستة أشهر.
أظهرت التقييمات السلوكية في نموذج الإجهاد المزمن غير المتوقع الخفيف (CUMS) للاكتئاب أن العلاج باستخدام SeNPs-EGCG حسّن بشكل كبير من سلوكيات الاكتئاب، كما يتضح من زيادة تفضيل السكروز ونشاط العناية الذاتية مقارنة بمجموعات التحكم. أظهر علاج SeNPs-EGCG تأثيرات مضادة للأكسدة متفوقة، حيث أعاد مستويات الجلوتاثيون ومؤشرات مضادات الأكسدة الأخرى بينما قلل من أكسدة الدهون ومستويات أكسيد النيتريك. بالإضافة إلى ذلك، قام العلاج بتعديل مؤشرات الالتهاب والموت الخلوي بشكل فعال، مما قلل بشكل كبير من السيتوكينات الالتهابية ومسارات الإشارات المسببة للموت الخلوي. من الجدير بالذكر أن SeNPs-EGCG أظهرت التأثيرات الأكثر وضوحًا على مستويات الناقلات العصبية المونوامين، حيث أعادت مستويات السيروتونين والدوبامين بشكل أكثر فعالية من EGCG أو سيلينيت الصوديوم بمفردهما. تشير هذه النتائج إلى أن SeNPs-EGCG قد تقدم نهجًا علاجيًا تآزريًا لإدارة الاكتئاب من خلال مسارات بيولوجية متعددة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2025.1691567
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41608023
Publication Date: 2026-01-13
Author(s): Khaled M. Alam-ElDein et al.
Primary Topic: Selenium in Biological Systems
Overview
The research investigates the antidepressant and neuroprotective effects of selenium nanoparticles biosynthesized with epigallocatechin gallate (SeNPs-EGCG) in a rat model of major depressive disorder (MDD) induced by chronic mild stress (CUMS). The study utilized six groups of rats, including a control group and various treatment groups receiving either escitalopram, epigallocatechin gallate (EGCG), sodium selenite (Na₂SeO₃), or SeNPs-EGCG over a 21-day period. Behavioral assessments, such as the open field test (OFT) and sucrose preference test (SPT), alongside biochemical analyses of oxidative stress markers, inflammatory cytokines, and neurotrophic factors, were conducted to evaluate the effects of the treatments.
Results indicated that SeNPs-EGCG significantly alleviated depression-like behaviors, as shown by increased sucrose preference and grooming frequency. Biochemically, treatment with SeNPs-EGCG restored antioxidant enzyme levels (GSH, SOD, CAT), reduced lipid peroxidation, and downregulated neuroinflammatory markers (TNF-α, IL-1β, IL-8, NF-κB). Additionally, the treatment modulated apoptotic signaling by decreasing pro-apoptotic proteins (Bax, Caspase-3) and increasing anti-apoptotic Bcl-2 and BDNF levels. The findings suggest that SeNPs-EGCG outperformed conventional pharmacotherapy and individual agents in reversing depressive pathology through a multifaceted approach that enhances antioxidant defenses, reduces inflammation, normalizes neurotransmitter balance, and mitigates neuronal damage, highlighting its potential as a promising therapeutic option for depression.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the multifaceted nature of depression, a neuropsychiatric disorder affecting over 300 million people globally. It highlights the traditional focus on monoamine imbalances, particularly the roles of serotonin (5-HT) and dopamine (DA), while acknowledging the contributions of oxidative stress, inflammation, neuroendocrine dysregulation, and neuronal apoptosis to its etiology. Key findings indicate that dysregulated monoaminergic neurotransmission, increased oxidative stress markers such as malondialdehyde (MDA) and nitric oxide (NO), and elevated pro-inflammatory cytokines are prevalent in depressive disorders. Additionally, the dysregulation of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis and structural changes in glial cells, including reactive astrogliosis, further complicate the pathology of depression.
The paper also emphasizes the limitations of conventional antidepressant therapies, which often exhibit delayed onset and side effects, prompting interest in alternative treatments such as herbal medicine. Specifically, the study focuses on the potential of epigallocatechin gallate (EGCG) and selenium nanoparticles (SeNPs) as neuroprotective agents. EGCG is noted for its antioxidant and anti-inflammatory properties, while SeNPs enhance bioavailability and reduce toxicity. The authors propose a novel approach by synthesizing EGCG-functionalized SeNPs, which may synergistically improve outcomes in depression by modulating neurotransmitter systems, reducing oxidative stress, and regulating neuroinflammation. The study aims to evaluate the antidepressant effects of this formulation in a rat model, assessing various biochemical and neuroendocrine parameters.
Methods
In this study, healthy adult male albino rats weighing between 100-120 g were utilized as experimental subjects. The rats were housed in polycarbonate cages with stainless-steel wire tops, ensuring a maximum of five rats per cage, and were provided with wood shavings for bedding. They were maintained in a controlled environment featuring a 12:12 hour light-dark cycle, an ambient temperature of 22 °C ± 3 °C, and regulated humidity. The rats had ad libitum access to standard laboratory chow and water, and they were acclimatized to the laboratory conditions for two weeks prior to the initiation of experimental procedures. The study adhered to ethical guidelines for the use of laboratory animals, receiving approval from the Department of Zoology, Faculty of Science, Helwan University (Approval No. HU/z28-03-2024).
The experimental design involved a total of 42 rats, which were divided into six groups, each consisting of seven animals. The control group (CNT, n = 7) was subjected to standard conditions for 28 consecutive days. On day 7, this group received a normal saline solution (0.9% NaCl) for a duration of 21 days, establishing a baseline for comparison with other treatment groups in the study.
Results
The results of the study indicate that a thorough evaluation of behavioral, biochemical, neurochemical, and endocrine parameters was conducted to assess the safety profile of epigallocatechin gallate (EGCG), sodium selenite (Na₂SeO₃), and selenium nanoparticles conjugated with EGCG (SeNPs-EGCG) in non-stressed control animals. The inclusion of three additional experimental groups allowed for a comprehensive analysis, which revealed that none of the tested compounds caused significant deviations from the baseline values established in the untreated control group.
This absence of adverse effects strongly suggests that EGCG, Na₂SeO₃, and SeNPs-EGCG are well-tolerated and do not exhibit inherent toxicity under physiological conditions. These findings support the potential for these compounds to be considered safe for further therapeutic applications.
Discussion
In this study, the biosynthesis and characterization of epigallocatechin gallate (EGCG)-conjugated selenium nanoparticles (SeNPs-EGCG) were investigated, demonstrating their potential for biological applications. The synthesis involved mixing sodium selenite with EGCG, resulting in a colloidal solution that exhibited a characteristic red hue, indicative of successful nanoparticle formation. Characterization techniques, including dynamic light scattering (DLS) and transmission electron microscopy (TEM), confirmed the nanoparticles’ size (average 32.19 nm) and morphology, revealing predominantly spherical shapes with moderate uniformity. Zeta potential measurements indicated strong colloidal stability, with a value of -61.0 mV, while UV-Vis spectroscopy confirmed the successful functionalization of SeNPs by EGCG, with stable optical properties over six months.
Behavioral assessments in a chronic unpredictable mild stress (CUMS) model of depression revealed that treatment with SeNPs-EGCG significantly improved depressive-like behaviors, as evidenced by enhanced sucrose preference and grooming activity compared to control groups. The SeNPs-EGCG treatment exhibited superior antioxidant effects, restoring levels of glutathione and other antioxidant markers while reducing lipid peroxidation and nitric oxide levels. Additionally, the treatment effectively modulated inflammatory and apoptotic markers, significantly decreasing pro-inflammatory cytokines and apoptotic signaling pathways. Notably, SeNPs-EGCG demonstrated the most pronounced effects on monoaminergic neurotransmitter levels, restoring serotonin and dopamine levels more effectively than either EGCG or sodium selenite alone. These findings suggest that SeNPs-EGCG may offer a synergistic therapeutic approach for managing depression through multiple biological pathways.