مقایسۀ توکسیسیتۀ فراوردۀ گیاهی SIM5 و فراکشن‌های آن بر سلول‌های طبیعی در حال استراحت، فعال و سلول سرطانی

نویسندگان

1 گروه ایمونولوژی، دانشکده پزشکی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

2 دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران

3 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

چکیده

مقدمه و هدف: بسیاری از داروهای ضدسرطانی، هم سلول‌های سالم و هم سلول‌های سرطانی را هدف می­گیرند. باتوجه‌به اهمیت تکثیر سلولی در مراحل فعال‌شدن لنفوسیت‌ها، ترکیبات ضدسرطانی که بر سلول‌های نرمال در حال تکثیر اثر نامطلوب نداشته باشند، بسیار ارزشمند هستند. اثر توکسیک فراوردۀ گیاهی SIM5 بر برخی سلول‌های سرطانی گزارش شده، ولی تأثیر آن بر سلول‌های طبیعیِ در حال تکثیر مشخص نیست. مطالعۀ حاضر به‌منظور مقایسۀ کامل‌تر اثر این فراورده و فراکشن‌های آن بر سلول‌های طبیعی در حال استراحت و در حال تکثیر و نیز ردۀ سرطانی طراحی شده ‌است.


مواد و روش‌ها: ردۀ سلولی BCL1 (سرطانی) و سلول‌های طحال موش (طبیعی در حال استراحت) کشت داده شدند. به نیمی از چاهک‌ها محرک (ConA یا LPS) اضافه شد (طبیعی در حال تکثیر) و به‌مدت 48 ساعت با غلظت‌های مختلف SIM5 و یا فراکشن‌های آن (بر اساس وزن ملکولی تقریبی) مجاور شدند؛ سپس تست MTT انجام شد و میزان توکسیسیته و IC50 محاسبه گردید.


نتایج: بااینکه SIM5 اثر توکسیک قوی بر ردۀ سرطانی BCL1 داشت (از 2 تا 2/0 با IC50 حدود 41/0 میلی‌گرم در میلی­لیتر)، ولی بر لنفوسیت‌های فعال‌شده اثر توکسیک نداشته، به‌علاوه توانست لنفوسیت‌های طبیعی در حال استراحت را فعال نماید. بهترین تأثیر ضدسرطانی در محدودۀ وزن ملکولی 30-50 کیلودالتون (IC50 حدود 1 میکروگرم در میلی­لیتر) و بهترین اثر فعالیت سلولی در محدودۀ 10-30 کیلودالتون مشاهده شد.


نتیجه‌گیری: اثر فراوردۀ گیاهی SIM5 بر سلول‌های سرطانی، طبیعیِ در حال استراحت و طبیعیِ در حال تکثیر متفاوت است. جست‌وجوی مکانیسم‌های احتمالی افتراق آن می‌تواند راهگشای استفاده از این فراورده به‌عنوان داروی ضدسرطانی باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of toxic effects of SIM5 and its fractions on normal resting, activated and cancerous cells

چکیده [English]

Background and Objective: Common anticancer drugs have adverse effects due to targeting both normal and cancerous cells, so it seems valuable to search for further new anticancer compounds. Previously reported, herbal preparation SIM5 has toxic effect on cancerous cells, although its effect on normal proliferating cells is not clear. The present study was performed in order to further comparing the effects of the preparation and its fractions on normal resting, proliferating cells and cancerous cells.


Materials and Methods: The BCL1 cell line (cancerous) and mouse splenocytes (normal resting) were cultured, the stimulator (ConA or LPS) was added to half of the wells (normal proliferating). Then, incubated with various concentrations of SIM5 or its fractions (according to relative molecular weight) for 48 hours, MTT test was performed and the cytotoxicity and IC50 were calculated.


Results: SIM5 had strong toxic effect on BCL1 (from 0.2-2 mg/ml, IC50 about 0.41 mg/ml), however no toxic effect was observed on activated lymphocytes. Besides, it was able to activate normal resting lymphocytes. The most effective anti-cancer fractions lie between the molecular weight of 30-50 KDa and the best immune-activating effect was between of 10-30 KDa.


Conclusion: The herbal preparation SIM5 has distinct effects on cancerous cells, lymphocytes and normal proliferating cells, so seeking possible discriminative mechanisms may clarify its potency as a candidate anti-cancer drug.

کلیدواژه‌ها [English]

  • cytotoxicity
  • SIM5
  • BCL1 cell line
  • Mice lymphocyte
  • Proliferative activity
Hejmadi M. Introduction to cancer biology. Momna Hejmadi & Ventus. Publishing ApS. 2010. Hanahan D, Weinberg RA. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 2011; 144(5): 646-74. Pérez-Herrero E, Fernández-Medarde A. Advanced targeted therapies in cancer: Drug nanocarriers, the future of chemotherapy. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2015; 93: 52-79. Karamitros D, Kotantaki P, Lygerou Z, Kioussis D, Taraviras S.T cell proliferation and homeostasis: an emerging role for the cell cycle inhibitor geminin. Critical Reviews in Immunology. 2011; 31(3): 209-31. Mesquita Júnior D, Araújo JA, Catelan TT, Souza AW, Cruvinel Wde M, Andrade LE, Silva NP. Immune system - part II: basis of the immunological response mediated by T and B lymphocytes. Revista Brasileira de Reumatologia. 2010; 50(5): 552-80. Kaiser HE, Nasir A and Nasir NA. Selected aspects of cancer progression: metastasis, apoptosis and immune response. (Cancer Growth and Progression, Vol.11). Springer Science, Business Media B.V. 2008. Ramawat KG,Merillon JM. Bioactive Molecules and Medicinal Plants Kishan Gopal. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2008. Rahimi R, Shams-Ardekani MR, Abdollahi M.A review of the efficacy of traditional Iranian medicine for inflammatory bowel disease. World Journal of Gastroenterology. 2010; 16(36): 4504-14. Chang C, Gershwin ME. Integrative medicine in allergy and immunology. Clinical Reviews in Allergy and Immunology. 2013; 44(3): 208-28. Sze DM, Chan GC. Supplements for immune enhancement in hematologic malignancies. Hematology / American Society of Hematology. Education Program. 2009: 313-9. Solowey E, Lichtenstein M, Sallon S, Paavilainen H, Solowey E, Lorberboum-Galski H. Evaluating medicinal plants for anticancer activity. Scientific World Journal. 2014; 2014: 721402. Yaraee R, Ghazanfari T, Shams J, Esmaeili M, Jamali D. The effects of SIM5 on human lymphoma cell lines and blood mononuclear cells. Daneshvar. 2008; 15(73): 73–78. Barbour EK, Dankar SK, Shaib HA, Kumosani T, Azhar E, Masaudi S, Iyer A, Harakeh S. Antimicrobial profile of essential oils extracted from wild versus cultivated Origanum ehrenberjii against enteric bacteria. Journal of infection in developing countries. 2014; 8(10): 1344-9. Bharti V, Vasudeva N, Kumar S. Anti-oxidant studies and anti-microbial effect of Origanum vulgare Linn in combination with standard antibiotics. Ayu. 2014; 35(1): 71-8. Vujicic M, Nikolic I, Kontogianni VG, Saksida T, Charisiadis P, Orescanin-Dusic Z, Blagojevic D, Stosic-Grujicic S, Tzakos AG, Stojanovic I. Methanolic extract of Origanum vulgare ameliorates type 1 diabetes through antioxidant, anti-inflammatory and anti-apoptotic activity. British Journal of Nutrition. 2015; 113(5): 770-82. Erenler R, Sen O, Aksit H, Demirtas I, Yaglioglu AS, Elmastas M, Telci İ. Isolation and identification of chemical constituents from Origanum majorana and investigation of antiproliferative and antioxidant activities. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2016; 96(3): 822-36. Mombeini T, Mombeini M, Aghayi M. Evaluation of Pharmacological Effects of Origanum genus (Origanum spp.). Journal of Medicinal Plants. 2009; 4(29): 18-35. Ayesh BM, Abed AA, Faris DM. In vitro inhibition of human leukemia THP-1 cells by Origanum syriacum L. and Thymus vulgaris L. extracts. BMC Research Notes. 2014; 7: 612. Begnini KR, Nedel F, Lund RG, Carvalho PH, Rodrigues MR, Beira FT, Del-Pino FA. Composition and antiproliferative effect of essential oil of Origanum vulgare against tumor cell lines. Journal of Medicinal Food. 2014; 17(10): 1129-33. Chinou I, Liolios C, Moreau D, Roussakis C. Cytotoxic activity of Origanum dictamnus. Fitoterapia. 2007; 78(5): 342-4. Al Dhaheri Y, Attoub S, Arafat K, Abuqamar S, Viallet J, Saleh A, Al Agha H, Eid A, Iratni R. Anti-metastatic and anti-tumor growth effects of Origanum majorana on highly metastatic human breast cancer cells: inhibition of NFκB signaling and reduction of nitric oxide production. PLoS One. 2013; 8(7): e68808. Nejad Shahrokhabadi K, Tavakkol Afshari J, Rakhshandeh H, Barouk A. Study Of cytotoxicity effect of total saffron extract on hepatocarcinoma cell line (HepG2). Medical Sciences. 2009; 19(3):154-159. Tabasi N, Khajavi-Rad A, Mahmoudi M, Bahar-Ara J, Rastin M, HosainPour-Mashhadi M, et al. The effects of Nigella sativa ethanolic extract on proliferation and apoptosis of renal cell carcinoma ACHN cell line. Journal of Shahrekord University of Medical Sciences. 2010; 12(3): 7-14. Momtazi-Borojeni AA, Behbahani M, Sadeghi-Aliabadi H. Antiproliferative activity and apoptosis induction of crude extract and fractions of avicennia marina. Iranian Journal of Basic Medical Sciences. 2013; 16(11): 1203-8. Mehrabian S, Majd A, Dana R. Antimutagenic and anticarcinogenic effect of vegetative and generative parts of Plantago major L. in Langarood (Gilan) and Hesarak (Karaj) areas. Quarterly Journal of Biological Sciences. 2009; 1(2): 23-31.