Non‐polar metabolites of green beans ( Phaseolus vulgaris L.) potentiate the antidiabetic activity of mesenchymal stem cells in streptozotocin‐induced diabetes in rats

Abstract

Green beans (Phaseolus vulgaris L.) are consumed as pods or mature seeds (common beans). The pods were extracted with 95% ethanol and processed to prepare nonpolar and polar fractions. Comparing the antihyperglycemic activity of both fractions, non-polar fraction (NPF, 200 mg kg −1 day −1 ) lowered blood glucose in streptozotocin diabetic rats by 65% compared to 57% for the polar fraction at the same dose. When NPF treatment was combined with injection of mesenchymal stem cells (MSC) a 4.4fold increase in serum insulin and a 73.6% reduction in blood glucose were observed compared to untreated control. Additionally, a significant decrease in malondialdehyde (76.2%), nitric oxide (68.2%), cholesterol (76.1%), and triglycerides (69.5%) and a 1.75-fold increase in HDL concentrations were observed in the group treated with this combination compared to diabetic animals. Interestingly, NPF increased homing of MSC in pancreas potentiating their antidiabetic activity. Finally, 26 compounds were identified in NPF using LC/MS analysis and four were isolated in pure form. The isolated compounds namely calotroproceryl acetate, fridelin, calotroproceryl A, and stigmasterol showed good inhibitory activity against pancreatic lipase with IC 50 at 1.93, 1.07, 1.34 and 1.44-1 μg/ml, respectively. Additionally, these compounds inhibited α-amylase, albeit at higher concentration, with IC 50 at 248, 212, 254, and 155 μg/ ml for calotroproceryl acetate, fridelin, calotroproceryl A, and stigmasterol, respectively. Our results suggest that green beans extract can potentiate effect of MSC in diabetes directly due to its own antidiabetic effect and indirectly by increasing MSC homing in pancreatic tissues. Practical applicationsIt has been suggested in this study that green beans can improve hyperglycemia, oxidative balance in diabetes, so green beans can be promoted as a healthy nutrient for diabetic patients. Green beans also can enhance homing and differentiation of mesnchymal stem cells in the pancreas for future stem cell therapy of type I diabetes.

Faseolamina, Molécula De Interés en La Industria Alimentaria Y Farmacéutica, Una Revisión.

“…Sparvoli, et al (82), reportan que Phaseolus vulgaris L., son una fuente importante de nutrientes para humanos, sin embargo, contienen lectinas, que limitan el uso directo de su harina en alimentos preparados sin tratamiento térmico, y ácido fítico, que reduce la biodisponibilidad de cationes minerales, por ello al proponer la obtención de snacks biofortificados y una crema utilizando harina de frijol desprovista de lectinas activas y con contenido reducido de ácido fítico se obtuvo que estos nuevos productos no retuvieron actividad hemaglutinante residual debido a las lectinas; mostraron una actividad inhibidora de -amilasa residual más alta (de 2,2 a 135 veces), calculándose in vitro una reducción del índice glucémico en aproximadamente 5 unidades y mayor biodisponibilidad de hierro en comparación con los productos con harina original; así como una mejor apreciación organoléptica, lo cual determina ventajas en la preparación de alimentos seguros y nutritivos para el consumidor. Ezzat, et al (83), indican que el extracto de vainas de Phaseolus vulgaris en ratas experimentalmente diabéticas, disminuyó la glucosa en sangre entre el 57 y 65 %, por otro lado, la fracción no-polar de este extracto estimula el asentamiento de células madre en el páncreas potencializando su actividad antidiabética, habiéndose identificado 26 compuestos de los cuales 4 fueron aislados en forma pura: acetato de calotroprocerilo, fridelina, calotroprocerilo A y el estigmasterol, los cuales demostraron buena actividad inhibitoria sobre lipasa y alfa amilasa pancreáticas, por lo que puede considerarse como un nutriente saludable y podría ser utilizado en terapias futuras con células madre para el tratamiento de diabetes tipo 1.…”