Background: Doxorubicin (DX) is used for the treatment of many types of cancer; however, a side effect of this agent is cardiotoxicity, which may lead to cardiomyopathy or cardiac failure. Oxidative stress is thought to play a major role in the development of cardiotoxic effects. Proanthocyanidins found in grapeseed (GS) extract may inhibit chemically induced lipid peroxidation and apoptosis caused by oxidative stress. We aimed to investigate the cardioprotective effects of GS extract against DX-induced cardiotoxicity.
Methods: A total of 28 male Sprague Dawley rats were grouped to receive: (a) standard nutrition (n = 7); (b) standard nutrition with an additional dose of 10 mg/kg DX (n = 7); (c) standard nutrition plus 100 mg/kg/day of GS (n = 7); (d) standard nutrition with 100 mg/kg/day of GS plus a single dose of 10 mg/kg DX. After 35 days the rats were decapitated and blood samples were taken for biochemical testing. Cardiac tissue samples were prepared for microscopy and histopathological evaluation.
Results: Rats in the DX group exhibited significant elevations in biomarkers such as troponin and NT-proBNP as well as in oxidative stress markers compared with all other groups. Histopathological examination corroborated these findings by demonstrating significant and severe structural injury in the cardiac tissue of DX rates. Moreover, rats in the DX + GS group had significantly lower cardiac injury than rats in the DX group according to both biochemical (troponin and NT-proBNP) and histopathological analyses. Serum malondialdehyde levels (a marker of oxidative stress) in the DX + GS rats were significantly lower than in the DX rats.
Conclusion: Our findings suggest that GS may reduce the severity of DX-induced cardiotoxicity and thus has the potential to prevent cardiac injury in this setting.
Zusammenfassung: HINTERGRUND: Doxorubicin (DX) wird zur Behandlung vieler Arten von Tumoren eingesetzt, eine seiner Nebenwirkungen ist allerdings die Kardiotoxizität, die zu Kardiomyopathie oder Herzinsuffizienz führen kann. Oxidativer Stress gilt als wesentlich für die Entstehung kardiotoxischer Wirkungen. Die in Traubenkernöl-Extrakt vorhandenen Proanthocyanidine können die chemisch induzierte Lipidperoxidation und die durch oxidativen Stress erzeugte Apoptose hemmen. Ziel der Autoren war es, die kardioprotektiven Wirkungen von Traubenkernöl-Extrakt gegen durch DX induzierte Kardiotoxizität zu untersuchen.
Methoden: Dazu wurden 28 männliche Sprague-Dawley-Ratten in Gruppen aufgeteilt, sie erhielten entweder (a) Standardnahrung (n = 7); (b) Standardnahrung mit einer zusätzlichen Dosis DX von 10 mg/kg (n = 7); (c) Standardnahrung plus Traubenkernöl-Extrakt in einer Dosierung von 100 mg/kg/Tag (n = 7) oder (d) Standardnahrung mit Traubenkernöl-Extrakt in einer Dosierung von 100 mg/kg/Tag plus eine Einzeldosis DX von 10 mg/kg. Nach 35 Tagen wurden die Ratten getötet und Blutproben für biochemische Untersuchungen entnommen. Herzgewebeproben wurden zur mikroskopischen und histopathologischen Untersuchung präpariert.
Ergebnisse: Die Ratten in der DX-Gruppe wiesen signifikante Erhöhungen von Biomarkern wie Troponin und NT-proBNP sowie von Markern für oxidativen Stress im Vergleich zu allen anderen Gruppen auf. In der histopathologischen Untersuchung bestätigten sich diese Befunde durch signifikante und schwere strukturelle Läsionen im Herzgewebe der DX-Ratten. Zudem waren die kardialen Schädigungen gemäß den biochemischen (Troponin und NT-proBNP) und histopathologischen Analysen bei den Ratten in der Gruppe mit DX plus Traubenkernöl-Extrakt signifikant geringer als bei den Ratten in der DX-Gruppe. Die Werte für Malondialdehyd im Serum (ein Marker für oxidativen Stress) waren in der Gruppe der Ratten mit DX plus Traubenkernöl-Extrakt signifikant geringer als bei den Ratten in der DX-Gruppe.
Schlussfolgerung: Die vorliegenden Ergebnisse sind ein Hinweis darauf, dass Traubenkernöl-Extrakt den Schweregrad der DX-induzierten Kardiotoxizität vermindern kann und somit das Potenzial hat, in diesem Rahmen eine kardiale Schädigung zu verhindern.
Keywords: Anthracycline; Cardioprotective agents; Cardiotoxic agents; Oxidative stress; Proanthocyanidins.