Comparative study of anti-inflammatory activity and acute toxicity of thick Myrtus communis L. leaf extracts cultivated in vivo and in vitro

Abstract

The aim of the work was to comparatively evaluate the anti-inflammatory activity and acute toxicity of thick extracts obtained from the leaves of Myrtus communis L., cultivated in natural conditions (in vivo) and those obtained by microclonal propagation (in vitro), given the growing demand for effective and safe natural anti-inflammatory agents. Materials and methods. Thick extracts of Myrtus communis leaves were obtained using fractional maceration with 70 % ethanol, followed by concentration via a rotary evaporator. Anti-inflammatory activity was assessed on the serotonin-induced edema model in white rats, by measuring the increase in paw volume. Experimental groups received the extracts (100 mg/kg) or ibuprofen (25 mg/kg). Additionally, the influence of the extracts on biochemical markers of inflammation (C-reactive protein, TBARS) and the blood protein profile was studied. Acute toxicity assessment was conducted in accordance with OECD guidelines, starting with a dose of 2000 mg/kg. Results. The myrtle leaf extracts demonstrated potent anti-exudative activity, reducing paw edema by 33.55 % (in vivo extract) and 35.69 % (in vitro extract), results that are comparable to the effect observed with ibuprofen (42.11 %). The mechanism of action is likely linked to antagonism against serotonin receptors. Furthermore, the extracts significantly reduced the levels of inflammation and oxidative stress markers, concurrently contributing to the restoration of the serum protein profile. The extract obtained through microclonal propagation (in vitro) exhibited slightly superior efficacy, suggesting a potential advantage for this biotechnological approach. Acute toxicity assessment confirmed that both extracts belong to Category 5 of the toxicity classification (LD50 ≥5000 mg/kg for the in vivo thick extract and LD50 2000–5000 mg/kg for the in vitro thick extract), confirming their low acute toxicity. Мета роботи – здійснити порівняльне оцінювання протизапальної активності та гострої токсичності густих екстрактів листя Myrtus communis L., отриманих із рослин, що вирощені у природних умовах (in vivo) та за допомогою мікроклонального розмноження (in vitro), зважаючи на доцільність розробки ефективних і безпечних протизапальних засобів природного походження. Матеріали і методи. Густі екстракти листя Myrtus communis отримано шляхом дрібної мацерації 70 % етанолом та упарюванням у роторному випарювачі. Протизапальну активність оцінювали на моделі серотонінового набряку у білих щурів, визначали приріст об’єму лапи. Тварини з експериментальних груп отримували екстракти (100 мг/кг) або ібупрофен (25 мг/кг). Додатково вивчено вплив екстрактів на біохімічні маркери запалення (С-реактивний білок, ТБК-активні продукти) та білковий профіль крові. Гостру токсичність оцінювали згідно з рекомендаціями OECD, починаючи з дози 2000 мг/кг. Результати. Встановлено виражену антиексудативну активність екстрактів листя мирту, що сприяли зменшенню набряку на 33,55 % (екстракт in vivo) та 35,69 % (екстракт in vitro); цей показник зіставний з дією ібупрофену (42,11 %). Механізм дії, ймовірно, пов’я- заний з антагонізмом до серотонінових рецепторів. Екстракти також значно знижували рівні маркерів запалення й оксидативного стресу, відновлюючи білковий профіль крові. Екстракт, отриманий методом мікроклонального розмноження в умовах in vitro, мав дещо вищу ефективність, що свідчить про потенційну перевагу біотехнологічного підходу. Дослідження гострої токсичності дали змогу встановити, що обидва екстракти належать до 5 категорії токсичності (LD50 ≥5000 мг/кг для густого екстракту листя мирту, вирощеного в умовах in vivo, та LD50 2000–5000 мг/кг для густого екстракту листя мирту, що вирощений в умовах in vitro). Ці дані підтверджують їхню низьку токсичність.