بررسی اثرات زعفران بر محافظت عصبی و ریتم شبانه‌روزی در مدل آزمایشگاهی پارکینسون

زمینه/اهداف: بیماری پارکینسون (PD) یک اختلال نورودژنراتیو پیشرونده است که با از دست دادن نورون‌های دوپامینرژیک، استرس اکسیداتیو و اختلال عملکرد میتوکندری مشخص می‌شود. اگرچه لوودوپا (L-Dopa) همچنان درمان اصلی علامتی است، اما تجویز طولانی مدت آن می‌تواند منجر به عوارض جانبی شود. سافرانال، یک ماده فعال زیستی زعفران، دارای خواص آنتی‌اکسیدانی و ضد آپوپتوز است. این مطالعه پتانسیل محافظت عصبی L-Dopa و سافرانال را به صورت جداگانه و ترکیبی، در یک مدل کشت سلولی PD در شرایط آزمایشگاهی ارزیابی کرد. روش‌ها: سلول‌های نوروبلاستومای انسانی SH-SY5Y با 6-هیدروکسی دوپامین (6-OHDA، 50 میکرومولار) برای القای سمیت سلولی تیمار شدند. سلول‌ها به مدت 4 یا 24 ساعت با L-Dopa (5-500 میکرومولار) و سافرانال (1-500 میکرومولار و 1-5 میلی‌مولار) پیش تیمار شدند. زیست‌پذیری سلول‌ها با استفاده از سنجش‌های 3-(4، 5-دی‌متیل‌تیازول-2-ایل)2،5-دی‌فنیل-تترازولیوم بروماید (MTT) و لاکتات دهیدروژناز (LDH) ارزیابی شد. پتانسیل غشای میتوکندری (MMP)، فعالیت کاسپاز-3/7 و نشانگرهای اتوفاژی نیز ارزیابی شدند. سینرژی با استفاده از آنالیز شاخص ترکیبی (CI) تجزیه و تحلیل شد. علاوه بر این، سطوح mRNA ژن‌های مرتبط با ریتم شبانه‌روزی نیز ارزیابی شدند. نتایج: 6-OHDA به طور قابل توجهی زیست‌پذیری سلول‌ها و عملکرد میتوکندری را مختل کرد. پیش تیمار با دوزهای پایین L-Dopa و سافرانال تا حدی زیست‌پذیری سلول‌ها را بهبود بخشید و آپوپتوز را کاهش داد و تمایل به کاهش سطح نشانگرهای مرتبط با اتوفاژی را نشان داد. غلظت‌های بالاتر L-Dopa باعث سمیت سلولی خفیف شد، در حالی که سافرانال با دوز بالا سمیت وابسته به غلظت قابل توجهی را نشان داد. آنالیز CI تعامل سینرژیک بین هر دو دارو را در کاهش سمیت ناشی از 6-OHDA تأیید کرد. درمان ترکیبی به طور قابل توجهی بقای سلولی را بهبود بخشید، عملکرد میتوکندری را حفظ کرد و فعالیت کاسپاز-3/7 را در مقایسه با تک درمانی کاهش داد. افزایش قابل توجهی در سطح mRNA ژن‌های Per1، Clock، Bmal1 و Cry1 در گروه‌هایی که با L-Dopa و سافرانال به طور همزمان درمان شدند، مشاهده شد. نتیجه‌گیری: L-Dopa و سافرانال اثرات محافظت نورونی وابسته به غلظت را در سلول‌های SH-SY5Y اعمال کردند. ترکیب آنها محافظت سلولی را افزایش داد که با تعدیل عملکرد میتوکندری، استرس اکسیداتیو، آپوپتوز و پاسخ‌های مرتبط با اتوفاژی مرتبط بود.

Background/Objectives: Parkinson’s disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder characterized by dopaminergic neuronal loss, oxidative stress, and mitochondrial dysfunction. Although levodopa (L-Dopa) remains the main symptomatic treatment, prolonged administration can lead to adverse effects. Safranal, a bioactive constituent of Crocus sativus, has antioxidant and anti-apoptotic properties. This study evaluated the neuroprotective potential of L-Dopa and safranal, individually and in combination, in an in vitro cell-culture PD model. Methods: SH-SY5Y human neuroblastoma cells were treated with 6-hydroxydopamine (6-OHDA, 50 µM) to induce cytotoxicity. Cells were pretreated with L-Dopa (5–500 µM) and safranal (1–500 µM and 1–5 mM) for 4 or 24 h. Cell viability was assessed using 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)2,5-diphenyl-tetrazolium bromide (MTT) and lactate dehydrogenase (LDH) assays. Mitochondrial membrane potential (MMP), caspase-3/7 activity, and autophagy markers were also evaluated. Synergy was analyzed using Combination Index (CI) analysis. Furthermore, mRNA levels of circadian rhythm associated genes were also evaluated. Results: 6-OHDA significantly impaired cell viability and mitochondrial function. Pretreatment with low doses of L-Dopa and safranal partially improved cell viability and reduced apoptosis and showed a tendency to decrease autophagy-associated marker levels. Higher L-Dopa concentrations caused mild cytotoxicity, while high-dose safranal exhibited pronounced concentration-dependent toxicity. CI analysis confirmed synergistic interaction between both drugs in mitigating 6-OHDA-induced toxicity. Combined treatment markedly improved cell survival preserved mitochondrial function, and reduced caspase-3/7 activity compared with monotherapy. A significant increase in the mRNA levels of Per1, Clock, Bmal1 and Cry1 genes was observed in groups treated with L-Dopa and safranal together. Conclusions: L-Dopa and safranal exerted concentration-dependent neuroprotective effects in SH-SY5Y cells. Their combination enhanced cytoprotection, which was associated with modulation of mitochondrial function, oxidative stress, apoptosis, and autophagy-related responses.