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Equisetum arvense standardized dried extract hinders age-related osteosarcopenia - 27/04/24

Doi : 10.1016/j.biopha.2024.116517 
Laura Salvadori a, b, Martina Paiella a, b, Beatrice Castiglioni c, Maria Laura Belladonna d, Tommaso Manenti e, Catia Ercolani e, Luca Cornioli e, Nausicaa Clemente f, Andrea Scircoli a, b, Roccaldo Sardella g, Leonardo Tensi g, Andrea Astolfi g, Maria Letizia Barreca g, Sara Chiappalupi b, d, Giulia Gentili b, d, Michela Bosetti c, 1, Guglielmo Sorci b, d, 1, Nicoletta Filigheddu a, b, 1, Francesca Riuzzi b, d, , 1
a Department of Translational Medicine, University of Piemonte Orientale, Novara 28100, Italy 
b Interuniversity Institute of Myology (IIM), Perugia 06132, Italy 
c Department Pharmaceutical Sciences, University of Piemonte Orientale, Novara, Italy 
d Department of Medicine and Surgery, University of Perugia, Perugia 06132, Italy 
e Laboratori Biokyma srl, Anghiari, Arezzo 52031, Italy 
f Department of Health Sciences and Interdisciplinary Research Center of Autoimmune Diseases (IRCAD), University of Piemonte Orientale, Novara 28100, Italy 
g Department of Pharmaceutical Sciences, University of Perugia, Perugia 06123, Italy 

Corresponding author at: Interuniversity Institute of Myology (IIM), Perugia 06132, Italy.Interuniversity Institute of Myology (IIM)Perugia06132Italy

Abstract

Age-associated osteosarcopenia is an unresolved syndrome characterized by the concomitant loss of bone (osteopenia) and skeletal muscle (sarcopenia) tissues increasing falls, immobility, morbidity, and mortality. Unbalanced resorption of bone in the remodeling process and excessive protein breakdown, especially fast type II myosin heavy chain (MyHC-II) isoform and myofiber metabolic shift, are the leading causes of bone and muscle deterioration in the elderly, respectively. Equisetum arvense (EQ) is a plant traditionally recommended for many pathological conditions due to its anti-inflammatory properties. Thus, considering that a chronic low-grade inflammatory state predisposes to both osteoporosis and sarcopenia, we tested a standardized hydroalcoholic extract of EQ in in vitro models of muscle atrophy [C2C12 myotubes treated with proinflammatory cytokines (TNFα/IFNγ), excess glucocorticoids (dexamethasone), or the osteokine, receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand (RANKL)] and osteoclastogenesis (RAW 264.7 cells treated with RANKL). We found that EQ counteracted myotube atrophy, blunting the activity of several pathways depending on the applied stimulus, and reduced osteoclast formation and activity. By in silico target fishing, IKKB-dependent nuclear factor kappa-B (NF-κB) inhibition emerges as a potential common mechanism underlying EQ′s anti-atrophic effects. Consumption of EQ (500 mg/kg/day) by pre-geriatric C57BL/6 mice for 3 months translated into: i) maintenance of muscle mass and performance; ii) restrained myofiber oxidative shift; iii) slowed down age-related modifications in osteoporotic bone, significantly preserving trabecular connectivity density; iv) reduced muscle- and spleen-related inflammation. EQ can preserve muscle functionality and bone remodeling during aging, potentially valuable as a natural treatment for osteosarcopenia.

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Highlights

Equisetum arvense extract counteracts myotube atrophy by blunting several pathways depending on the applied stimulus.
By in silico target fishing, NF-κB emerges as a common mechanism underlying the Equisetum arvense ′s anti-atrophic effects.
Equisetum arvense preserves muscle mass and performance and restrains muscle and spleen inflammatory state in geriatric mice.
Equisetum arvense reduces osteoclastogenesis in vitro and slows down age-related modifications in osteoporotic mice.
Equisetum arvense appears as a promising source of active compounds useful in counteracting osteosarcopenia.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abbreviations : Akt, BS, BV, Cb, Cbt, CnAr/ TV, Conn. D, CSA, Dex, EQ,, FI, GC, IFN-γ, IκB, IKKB, MAPK, METz, mTOR, MyHC-II, NF-κB, NpM, OB, OC, PPAR-γ, RSK1, OS, QF, RANKL, TA, Tb, Tb.N, Tb.Th, TNF-α, TRAP

Keywords : Muscle atrophy, Osteoclastogenesis, Natural compounds, Target fishing


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