Article original

Apple juices from ancient Italian cultivars: a study on mature endothelial cells model

Jus de pomme d’anciens cultivars italiens : étude d’un modèle de cellules endothéliales matures

¹ Cardiovascular Research Laboratory, Department of Surgical, Medical, Molecular and Critical Area Pathology, University of Pisa, Italy
² BioLabs, Institute of Life Sciences, Scuola Superiore Sant’Anna, Pisa, Italy
³ Interdepartmental Research Center "Nutraceutical and Food for Health", University of Pisa, Italy

^* These authors contributed equally to the work.
^** Corresponding author: luca.sebastiani@sssup.it

Received: 13 May 2015
Accepted: 24 July 2015

Abstract

Introduction. Endothelial cell death due to increased reactive oxygen species (ROS), contributes to the initial endothelial dysfunction, which promotes atherosclerotic lesions. Several fruit products, including apple and apple juice (AJ), are reported to be beneficial for humans’ health. However, the protective effect of different kind of apples and particularly ancient varieties remain unknown. This study aimed to investigate the effects of three Italian local ancient variety AJ on human umbilical vascular endothelial cells (HUVECs) model system. Materials and methods. Antioxidant activity and phenolic content were determined in ‘Nesta’, ‘Panaia-red’ and ‘Cipolla’ Italian local ancient variety AJ. ‘Golden Delicious’ variety AJ was used as control. HUVECs were treated for 24 h with various concentrations in total polyphenols of AJ (5-50-100 mg L^-1) and then with 2 mM of H₂O₂ for 1 h. Cytotoxicity and ROS production were evaluated as appropriate. Results and discussion. ‘Panaia-red’ AJ showed strong antioxidant capacity and a higher content in total polyphenols compared to ‘Cipolla’, ‘Nesta’ and ‘Golden Delicious’ varieties. Moreover, ‘Panaia-red’ AJ pretreatment significantly improved cell viability and resistance to oxidation (P< 0.05). Conclusion. The results of our study might be useful to revalue ancient Italian apple varieties and to develop new apple-based products with health beneficial properties.

Résumé

Introduction. La mort des cellules endothéliales provoquée par une augmentation des espèces réactives de l’oxygène (ROS) contribue au dysfonctionnement endothélial initial, ce qui favorise les lésions athérosclérotiques. Plusieurs produits issus de fruits, y compris les pommes et le jus de pomme (AJ), sont signalés pour être bénéfiques pour la santé humaine. Cependant, l’effet protecteur de types différents de pommes et particulièrement des variétés anciennes est inconnu. Cette étude vise à étudier les effets du jus de trois anciennes variétés italiennes de pommes sur les cellules endothéliales vasculaires ombilicales humaines (HUVEC) utilisées comme système modèle. Matériel et méthodes. L’activité antioxydante et la teneur phénolique ont été déterminées dans les jus des pommes ‘Nesta’, ‘Panaia-rouge’ et ‘Cipolla’, anciennes variétés de terroir italiennes. Le jus de la variété ‘Golden Delicious’ a été utilisé comme témoin. Les cellules HUVEC ont été traitées pendant 24 h avec diverses concentrations de polyphénols totaux des jus (5-50-100 mg L^-1), puis avec 2 mM de H₂O₂ pendant 1 h. La cytotoxicité et la production de ROS ont ensuite été évaluées. Résultats et discussion. Le jus de ‘Panaia-rouge’ a montré une forte capacité antioxydante et une teneur plus élevée en polyphénols totaux comparativement aux variétés ‘Cipolla’, ‘Nesta’ et ‘Golden Delicious’. En outre, le prétraitement du jus de ‘Panaia-rouge’ a amélioré de manière significative la viabilité des cellules et de leur résistance à l’oxydation (P< 0,05). Conclusion. Les résultats de notre étude pourraient servir à réévaluer l’intérêt des anciennes variétés de pommes italiennes et à développer de nouveaux produits à base de pomme avec des propriétés bénéfiques pour la santé.