Category Archives: Cell Biology

Apoptosis induced by a pigment from Exiguobacterium sp.

J Pharm Pharmacogn Res 8(1): 78-91, 2020.

Original Article

Caspase mediated cytotoxicity of a yellow pigment produced by Exiguobacterium alkaliphilum on human cancer cell lines

[Citotoxicidad mediada por caspasa de un pigmento amarillo producido por Exiguobacterium alkaliphilum en líneas celulares de cáncer humano]

Bharath Gajaraj*, Varalakshmi Nadumane

Department of Biotechnology, School of Sciences, Jain University, 18/3, 9th Main, 3rd Block, Jayanagar, Bangalore- 560011, India.
Abstract

Context: Investigation of microbial diversity for the identification of novel bioactive compounds or therapeutics is a more potential and incessant ongoing process for drug development research. Many tumors are generally metastasized at the time of diagnosis and restorative surgery is rarely achieved. As response rates to chemotherapy are low, surgery remains the only effective treatment. Consequently, a substantial need for new therapeutic options is essential. The promotion of apoptosis in cancer cells could potentially lead to the regression and improved prognosis of cancer.

Aims: To assess the in vitro anticancer activity of the pigment extracted from E. alkaliphilum on cancer cell lines.

Methods: The effect of a pigmented compound produced by Exiguobacterium alkaliphilum, isolated from a soil sample was investigated on various human cancer cell lines. Proliferation and viability were analyzed using cell counting and MTT cell proliferation assay. Quantification of lactate dehydrogenase (LDH), a cytosolic enzyme, which is an indicator of cellular toxicity was carried out. Apoptosis was determined by DNA fragmentation, and by colorimetric assays for caspases 3, 7 and 10. The cell cycle analysis was also performed using a flow cytometer, by fixing the cells with propidium iodide. The structural elucidation of the active compound was analyzed by GC-MS.

Results: Pigment extracted from E. alkaliphilum showed a time and dose-dependent reduction of proliferation in HepG2, HeLa, MCF7, Jurkat and K562 cell lines with lower IC50 concentrations and induction of apoptosis was significantly evident from the caspase assay and DNA fragmentation.

Conclusions: The pigment showed a significant anticancer property on cancer cell lines and this study thereby provides a rationale for pre-clinical and clinical evaluation for the effective treatment of cancer.

Keywords: anticancer; caspase; cell cycle; DNA fragmentation; microbial pigments.

Resumen

Contexto: La investigación de la diversidad microbiana para la identificación de nuevos compuestos bioactivos o terapéuticos es un proceso continuo más potencial e incesante para la investigación del desarrollo de fármacos. En general, muchos tumores tienen metástasis al momento del diagnóstico y rara vez se logra una cirugía restauradora. Como las tasas de respuesta a la quimioterapia son bajas, la cirugía sigue siendo el único tratamiento efectivo. En consecuencia, una necesidad sustancial de nuevas opciones terapéuticas es esencial. La promoción de la apoptosis en las células cancerosas podría conducir a la regresión y al mejor pronóstico del cáncer.

Objetivos: Evaluar la actividad anticancerígena in vitro del pigmento extraído de E. alkaliphilum en líneas celulares de cáncer.

Métodos: Se investigó el efecto de un compuesto pigmentado producido por Exiguobacterium alkaliphilum, aislado de una muestra de suelo en varias líneas celulares de cáncer humano. La proliferación y la viabilidad se analizaron usando el conteo celular y el ensayo de proliferación celular MTT. Se realizó la cuantificación de lactato deshidrogenasa (LDH), una enzima citosólica que es un indicador de toxicidad celular. La apoptosis se determinó mediante fragmentación de ADN y mediante ensayos colorimétricos para las caspasas 3, 7 y 10. El análisis del ciclo celular también se realizó usando un citómetro de flujo, fijando las células con yoduro de propidio. La elucidación estructural del compuesto activo se analizó por GC-MS.

Resultados: El pigmento extraído de E. alkaliphilum mostró una reducción de la proliferación dependiente del tiempo y la dosis en las líneas celulares HepG2, HeLa, MCF7, Jurkat y K562 con concentraciones más bajas de IC50 y la inducción de apoptosis fue significativamente evidente a partir del ensayo de caspasa y la fragmentación del ADN.

Conclusiones: El pigmento mostró una propiedad anticancerígena significativa en las líneas celulares de cáncer y, por lo tanto, este estudio proporciona una justificación para la evaluación preclínica y clínica para el tratamiento efectivo del cáncer.

Palabras Clave: anticancerígeno; caspasa; ciclo celular; fragmentación de ADN; pigmentos microbianos.

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Citation Format: Bharath PG, Varalakshmi KN (2020) Caspase mediated cytotoxicity of a yellow pigment produced by Exiguobacterium alkaliphilum on human cancer cell lines. J Pharm Pharmacogn Res 8(1): 78–91.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Apoptosis and cell cycle arrest induced by Moringa oleifera

J Pharm Pharmacogn Res 7(3): 173-183, 2019.

Original Article | Artículo Original

n-Hexane fraction of Moringa oleifera Lam. leaves induces apoptosis and cell cycle arrest on T47D breast cancer cell line

[Fracción de n-hexano de hojas de Moringa oleifera Lam. inducen apoptosis y detención del ciclo celular en la línea celular de cáncer de mama T47D]

Shabarni Gaffar1*, Riza Apriani2, Tati Herlina1

1Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universitas Padjadjaran, Bandung, Indonesia.
2Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universitas Negeri Garut, Garut, Jawa Barat, Indonesia.

*E-mail: shabarni.gaffar@unpad.ac.id

Abstract

Context: Moringa plant (Moringa oleifera) is one of the medicinal plants used as traditional medicine for the treatment of the variety of diseases including cancer. Recently, extensive research has been conducted on leaf extracts of M. oleifera to evaluate their potential cytotoxic effects. Several studies have reported anti proliferative activity of water and alcoholic extracts of leaf, bark and seed of M. oleifera on some cancer cell line, including HepG2 liver cancer cell, A549 lung cancer cell, Caco-2 colon cancer cell, MCF7 and MDA-MB-231 breast cancer cells.

Aim: To evaluate the cytotoxic effect of n-hexane fraction of M. oleifera (hMO) leaves on T47D breast cancer cells.

Methods: The M. oleifera leaves were extracted using ethanol, then fractionated with n-hexane. The cytotoxic activity was determined using MTT assay. Apoptosis and cell cycle arrest were analyzed using flow-cytometry and expression of Bcl-2 and cyclin D1 were analyzed using immunocytochemistry.

Results: Based on preliminary MTT assay, T47D treated with hMO demonstrated a medium cytotoxic effect and inhibited cell proliferation with an IC50 value of 235.58 µg/mL. Detection of apoptosis showed that hMO induced apoptosis mediated cell death in slow manner. In addition, hMO was also induce cell cycle arrest on G0-G1 and G2-M phase. Immunocytochemistry assay showed that the hMO decreased expression of anti-apoptosis protein, Bcl-2, and cell cycle regulator protein, cyclin D1, in concentration dependent manner.

Conclusions: hMO has properties to induce apoptosis and cell cycle arrest on T47D cells. hMO has a potential compound to be explored and developed as a chemo preventive agent for breast cancer. These results provide evidence for anticancer activity of M. oleifera leaves extract since it cause growth inhibition, induced apoptosis and cell cycle arrest.

Keywords: apoptosis; cell cycle arrest; hMO; T47D cell.

Resumen

Contexto: La planta de moringa (Moringa oleifera) es una de las plantas medicinales utilizadas como medicina tradicional para el tratamiento de variedad de enfermedades, incluido el cáncer. Recientemente, se ha realizado una extensa investigación sobre extractos de hojas de M. oleifera para evaluar sus efectos citotóxicos potenciales. Varios estudios han reportado actividad antiproliferativa de extractos acuosos y alcohólicos de hojas, cortezas y semillas de M. oleifera en alguna línea celular de cáncer, incluyendo hígado HepG2, pulmón A549, colon Caco-2 y mama MCF7, MDA y MB-231.

Objetivo: Evaluar el efecto citotóxico de la fracción de n-hexano de las hojas de M. oleifera (hMO) en las células de cáncer de mama T47D.

Métodos: Las hojas de M. oleifera se extrajeron con etanol, luego se fraccionaron con n-hexano. La actividad citotóxica se determinó utilizando el ensayo MTT. La apoptosis y la detención del ciclo celular se analizaron mediante citometría de flujo y la expresión de Bcl-2 y la ciclina D1 se analizaron mediante inmunocitoquímica.

Resultados: Basado en el ensayo MTT preliminar, las T47D tratadas con hMO demostraron un efecto citotóxico e inhibió la proliferación celular con un valor de CI50 de 235,58 µg/mL. La detección de la apoptosis mostró que la hMO indujo la muerte celular mediada por la apoptosis de manera lenta. Además, hMO también indujo la detención del ciclo celular en las fases G0-G1 y G2-M. El ensayo de inmunocitoquímica mostró que hMO disminuyó la expresión de la proteína anti-apoptosis, Bcl-2 y la proteína reguladora del ciclo celular, ciclina D1, de manera dependiente de la concentración.

Conclusiones: hMO tiene propiedades para inducir la apoptosis y la detención del ciclo celular en las células T47D. hMO tiene un compuesto potencial para ser explorado y desarrollado como un agente quimio preventivo para el cáncer de mama. Estos resultados proporcionan evidencia de la actividad anticancerígena del extracto de hojas de M. oleifera, ya que causa inhibición del crecimiento, apoptosis inducida y detención del ciclo celular.

Palabras Clave: apoptosis; célula T47D; detención del ciclo celular; hMO.

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Citation Format: Gaffar S, Apriani R, Herlina T JF (2019) n-Hexane fraction of Moringa oleifera Lam. leaves induces apoptosis and cell cycle arrest on T47D breast cancer cell line. J Pharm Pharmacogn Res 7(3): 173–183.

© 2019 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Synergism between Rhopalurus junceus venom and cytostatics in HeLa

J Pharm Pharmacogn Res 7(1): 67-76, 2019.

Original Article | Artículo Original

Synergistic effect of Rhopalurus junceus scorpion venom combined with conventional cytostatics in cervical cancer cell line HeLa

[Efecto sinérgico de la combinación del veneno de escorpión Rhopalurus junceus con citostáticos convencionales en la línea celular tumoral HeLa]

Arianna Yglesias-Rivera1, Hermis Rodríguez-Sánchez2, Alexis Díaz-García1*

1Research Department, Laboratories of Biopharmaceuticals and Chemistries Productions (LABIOFAM), Havana, Cuba.
2Microbiology Department, Tropical Medicine Institute “Pedro Kouri”, Havana, Cuba.

*E-mail: alediaz@ipk.sld.cu

Abstract

Context: Venom from endemic scorpion of Cuba, Rhopalurus junceus, decreases the viability of epithelial cancer cells and has negligible cytotoxic effect on normal cells. Conventional chemotherapy induces unspecific cytotoxic effect against cancer and normal cells. Pharmacological interaction of this scorpion venom with conventional cytostatics is unknown.

Aims: To evaluate the cytotoxic effect of combined treatment of Rhopalurus junceus scorpion venom and conventional cytostatics in the cervical cancer and kidney normal cell line HeLa and Vero, respectively.

Methods: Both cell lines were treated alone with different concentrations of 5-fluoruracil (0.5, 5, 50, 500 and 5000 µM), doxorubicin (0.005, 0.05, 0.5, 5 and 50 µM) and cisplatin (3.13, 6.25, 12.5, 25 and 50 µM) or combined with ½IC50 in HeLa (0.5 mg/mL) of scorpion venom. Cell viability was determined by MTT assay. The combination index and dose reduction index at different concentration levels were generated by CompuSyn software.

Results: Rhopalurus junceus scorpion venom exerted synergic effect in HeLa cancer cell line when combined with 5-fluorouracil, cisplatin and doxorubicin at 0.5 – 500 µM, 3.13 – 25 µM and 0.005 – 5 µM, respectively. Meanwhile, higher concentration levels of cytostatics combined with scorpion venom induced antagonist effects. Besides, 5-fluorouracil, cisplatin and doxorubicin as single treatment and combined with scorpion venom did not showed significant differences respect to cell viability in Vero cells.

Conclusions: Rhopalurus junceus scorpion venom is able to potentiate selectively the cytotoxicity, at low concentrations of chemotherapy drugs, against the cervical cancer cell line HeLa.

Keywords: chemotherapy drugs; cytotoxicity; HeLa; Rhopalurus junceus scorpion venom; synergism.

Resumen

Contexto: El veneno del escorpión endémico de Cuba Rhopalurus junceus disminuye la viabilidad de células tumorales epiteliales y no afecta las células normales. La quimioterapia convencional induce efecto citotóxico no específico sobre las células tumorales y normales. Las interacciones farmacológicas del veneno de escorpión con citostáticos convencionales no han sido estudiadas.

Objetivos: Evaluar el efecto citotóxico de los citostáticos, solos y combinados con el veneno de escorpión Rhopalurus junceus, en las células tumorales y normales, HeLa y Vero, respectivamente.

Métodos: Las células se trataron con los citostáticos solos a diferentes concentraciones de 5-fluorouracilo (0,5; 5; 50; 500 y 5000 µM), doxorrubicina (0,005; 0,05; 0,5; 5 y 50 µM) y cisplatino (3,13; 6,25; 12,5; 25 y 50 µM) y combinados con la ½ CI50 (0,5 mg/mL) en HeLa del veneno de escorpión. La viabilidad celular se determinó mediante el ensayo de MTT. El índice de combinación e índice de reducción de la dosis, se determinaron mediante el software CompuSyn.

Resultados: El tratamiento combinado del veneno de escorpión con 5-fluorouracilo, cisplatino y doxorrubicina a 0,5 – 500 µM, 3,13 – 25 µM y 0,005 – 5 µM, respectivamente, ejerció un efecto sinérgico sobre la citotoxicidad de HeLa. Mientras que la mayor concentración de los citostáticos, combinado con el veneno indujo efectos antagónicos. En células Vero no se obtuvieron diferencias significativas, entre el efecto citotóxico del tratamiento individual de los citostáticos 5-fluorouracilo, cisplatino y doxorrubicina o combinados con el veneno, respectivamente.

Conclusiones: El veneno de escorpión Rhopalurus junceus potencia selectivamente la citotoxicidad a bajas concentraciones de los citostáticos, en la línea tumoral cérvico-uterina HeLa.

Palabras Clave: citotoxicidad; HeLa; quimioterapia; sinergismo; veneno de escorpión Rhopalurus junceus.

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Citation Format: Yglesias-Rivera A, Rodríguez-Sánchez H, Díaz-García A (2019) Synergistic effect of Rhopalurus junceus scorpion venom combined with conventional cytostatics in cervical cancer cell line HeLa. J Pharm Pharmacogn Res 7(1): 67–76.

© 2019 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Depigmentation effect of Quercus infectoria and Terminalia chebula

J Pharm Pharmacogn Res 5(5): 270-277, 2017.

Original Article | Artículo Original

Quercus infectoria and Terminalia chebula decrease melanin content and tyrosinase activity in B16/F10 cell lines

[Quercus infectoria y Terminalia chebula disminuyen el contenido de melanina y la actividad tirosinasa en las líneas celulares B16/F10]

Akram Jamshidzadeh1, Yaser Shokri2**, Nahid Ahmadi1, Neda Mohamadi3, Fariba Sharififar3*

1Toxicology Department, Faculty of Pharmacy, Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran.
2Herbal and Traditional Medicines Research Center, Department of Pharmacognosy, Kerman University of Medical Sciences, Kerman, Iran.
3Pharmaceutics Research Center, Institute of Neuropharmacology, Kerman University of Medical Sciences, Kerman, Iran.

E-mail: *fa.sharififar@gmail.com, **yashokri@yahoo.com

Abstract

Context: One of the most complained skin cares in ethnic skin like Asian women is hyperpigmentation, and lightening preparations have been long-standing desired. Due to the side effects of current drugs, medicinal plants have attracted more attentions as a source of novel drugs. Mazo (Quercus infectoria galls) and Terminalia chebula fruits have been suggested in Persian Traditional Medicine as a safe treatment for hyperpigmentation.

Aims: To evaluate the cytotoxicity and the effect on melanin synthesis in B16/F10 melanoma of Q. infectoria and T. chebula extracts.

Methods: After collection and scientific authentication, plants were extracted by maceration method with methanol and were standardized based on total phenolic content. MTT assay and colorimetric method were used for cytotoxicity and determination of melanin content and tyrosinase activity in B16/F10 cells, respectively. Kojic acid was used as a reference compound.

Results: Total phenolic content of Q. infectoria and T. chebula was determined as 287.34 ± 4.21 and 172.61 ± 8.67 mg gallic acid equivalent/g dried extract, respectively. Both plants decreased cell viability at 100 µg/mL and significantly reduced intercellular melanin to 66.25% and 71.1%, respectively in comparison to kojic acid (56.63%) at 50 µg/mL. In the same concentration, 65.7% and 71.2% tyrosinase activity was inhibited by Q. infectoria and T. chebula, which significantly were different from control (p<0.001).

Conclusions: These findings suggest that both plants especially Q. infectoria could inhibit melanogenesis in non-toxic concentrations and would be a good candidate for further studies.

Keywords: B16/F10 melanoma cells; depigmentation; melanin; Quercus infectoria; Terminalia chebula.

Resumen

Contexto: Uno de los cuidados de la piel más reclamados en la piel étnica de las mujeres asiáticas es la hiperpigmentación, y se han deseado, desde hace mucho tiempo, preparaciones de aclaramiento. Debido a los efectos secundarios de los fármacos actuales, las plantas medicinales han atraído más atenciones como fuente de nuevos fármacos. Mazo (agallas de Quercus infectoria) y frutos de Terminalia chebula han sido sugeridos en la medicina tradicional persa como un tratamiento seguro para la hiperpigmentación.

Objetivos: Evaluar la citotoxicidad y el efecto sobre la síntesis de melanina en células de melanoma B16/F10 de los extractos de Q. infectoria y T. chebula.

Métodos: Después de la recolección y la autenticación científica, las plantas se extrajeron por método de maceración con metanol y se normalizaron en base al contenido fenólico total. El ensayo MTT y el método colorimétrico se utilizaron para la citotoxicidad y la determinación del contenido de melanina y la actividad tirosinasa en células B16/F10, respectivamente. Se usó ácido kójico como compuesto de referencia.

Resultados: El contenido fenólico total de Q. infectoria y T. chebula se determinó como 287,34 ± 4,21 y 172,61 ± 8,67 mg equivalente de ácido gálico/g de extracto seco, respectivamente. Ambas plantas disminuyeron la viabilidad celular a 100 μg/mL y redujeron significativamente la melanina intercelular a 66,25% y 71,1%, respectivamente, en comparación con el ácido kójico (56,63%) a 50 μg/mL. En la misma concentración, Q. inhiboria y T. chebula inhibieron el 65,7% y el 71,2% de actividad tirosinasa, que fueron significativamente diferentes del control (p <0,001).

Conclusiones: Estos hallazgos sugieren que ambas plantas, especialmente Q. infectoria, podrían inhibir la melanogénesis en concentraciones no tóxicas y sería un buen candidato para estudios posteriores.

Palabras Clave: células de melanoma B16/F10; despigmentación; melanina; Quercus infectoria; Terminalia chebula.

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Citation Format: Jamshidzadeh A, Shokri Y, Ahmadi N, Mohamadi N, Sharififar F (2017) Quercus infectoria and Terminalia chebula decrease melanin content and tyrosinase activity in B16/F10 cell lines. J Pharm Pharmacogn Res 5(5): 270–277.
This article has been cited by:
Şenol FS, Şekeroğlu N, Gezici S, Kiliç E, Erdoğan Orhan İ (2018) Neuroprotective potential of the fruit (acorn) from Quercus coccifera L. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 42(2): 82-87. DOI: 10.3906/tar-1711-18

© 2017 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Pinus caribaea impide fotodaños en ADN plasmídico

J Pharm Pharmacogn Res 5(4): 262-269, 2017.

Original Article | Artículo Original

Extracto acuoso de Pinus caribaea inhibe el daño inducido por radiaciones ultravioletas, en ADN plasmídico

[Aqueous extract of Pinus caribaea inhibits the damage induced by ultraviolet radiations, in plasmid DNA]

Marioly Vernhes Tamayo1, André Passaglia Schuch2, Fabiana Fuentes-León3, Carlos F. Martins Menck2, Ángel Sánchez-Lamar3*

1Departamento de Radiobiología, Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN). Apartado Postal 6122, Calle 30, #502, e/5ta y 7ma, Miramar, Playa, La Habana, Cuba.
2Departamento de Microbiología, Instituto de Ciencias Biomédicas, Universidade de São Paulo, Av. Prof. Lineu Prestes, 1374 Ed. Biomédicas 2, São Paulo, SP, Brasil.
3Departamento de Biología Vegetal, Facultad de Biología, Universidad de La Habana, Apartado Postal 10 400, Calle 25, # 455, e/ I y J, Vedado, Plaza de la Revolución, La Habana, Cuba.

*E-mail: alamar@fbio.uh.cu

Abstract

Context: The incidence of solar ultraviolet radiation (UV) on Earth has increased due to diminish of the ozone layer. This enviromental agent is highly genotoxic causing numerous damage in DNA molecule. Nowadays there is a growing interest in the search of compounds capable to minimize these effects. In particular, phytocompounds have been tested as excelent candidates for their antigenotoxic properties.

Aims: To evaluate the protective effect of the aqueous extract of Pinus caribaea (EPC) against the damage induced by the UVB and UVC radiation.

Methods: The cell-free plasmid DNA assay was employed. The forms of plasmid were separated electrophoretically in agarose gel. For genotoxic and photoprotective evaluation of P. caribaea, different concentrations of the extract (0.1 – 2.0 mg/mL) and exposure times were evaluated. The CPD lesions were detected enzymatically. Additionally, the transmittance of the aqueous extract against 254 nm and 312 nm was measured.

Results: None of the concentrations were genotoxic in 30 min of treatment, for superior times a clastogenic effect was observed. The EPC despite inhibiting the activity of the enzyme T4 endo V, impedes photolesions formation in DNA at concentrations ≥ 0.1 mg/mL.

Conclusions: The EPC has photoprotective properties, this effect could be related with its antioxidants and absorptives capacities.

Keywords: photolesions; photoprotection; plant extract; UV.

Resumen

Contexto: La incidencia de la radiación ultravioleta (UV) proveniente de la luz solar en la Tierra ha aumentado debido a la disminución de la capa ozono. Este agente ambiental es altamente genotóxico y provoca numerosos daños en la molécula de ADN. Actualmente, existe un creciente interés en la búsqueda de compuestos capaces de minimizar tales efectos. En particular compuestos provenientes de plantas han sido evaluados como excelentes candidatos por sus propiedades anti-genotóxicas.

Objetivos: Evaluar el efecto protector del extracto acuoso de Pinus caribaea (EPC), ante el daño inducido por las radiaciones UVB y UVC.

Métodos: Se empleó el ensayo de ADN plasmídico libre de células. Las formas de las moléculas de plásmido fueron separadas electroforéticamente. El efecto genotóxico y fotoprotector de P. caribaea fue evaluado a diferentes concentraciones del extracto (0,1 – 2,0 mg/mL) y tiempos de exposición. Las lesiones CPDs fueron detectadas enzimáticamente. Se midió la transmitancia del extracto a longitudes de onda de 254 nm y 312 nm.

Resultados: Ninguna de las concentraciones resultó genotóxica en 30 min de tratamiento, para tiempos superiores se observó un efecto clastogénico. El EPC, a pesar de inhibir la actividad de la enzima T4 endo V, impide la formación de fotolesiones en el ADN a concentraciones ≥ 0,1 mg/mL.

Conclusiones: El EPC posee propiedades fotoprotectoras. Este efecto puede estar relacionado con sus capacidades absortivas y antioxidantes.

Palabras Clave: extracto vegetal; fotolesiones; fotoprotección; UV.

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Citation Format: Vernhes Tamayo M, Passaglia Schuch A, Fuentes-León F, Martins-Menck CF Sánchez-Lamar A (2017) Extracto acuoso de Pinus caribaea inhibe el daño inducido por radiaciones ultravioletas, en ADN plasmídico. [Aqueous extract of Pinus caribaea inhibits the damage induced by ultraviolet radiations, in plasmid DNA]. J Pharm Pharmacogn Res 5(4): 262–269.
This article has been cited by:
Menéndez-Perdomo IM, Fuentes-León FSánchez-Lamar A (2018) Cuban flora species as a potential source of DNA protective compounds. Boletin Latinoamericano y del Caribe de Plantas Medicinales y Aromaticas 17(1): 1-16. Website
Fuentes-León F, González-Pumariega M, Vernhes Tamayo M, Martin Menck CF, Sánchez-Lamar A (2017) Toxic evaluation of Cymbopogon citratus chemical fractions in E. coli. Cosmetics 4(2): 20. DOI: 10.3390/cosmetics4020020

© 2017 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Antibiotics, cytokine production and cross-talk with cancer cells

J Pharm Pharmacogn Res 4(4): 134-143, 2016.

Original Article | Artículo Original

The effect of antibiotics on cytokine production by mononuclear cells and the cross-talk with colon cancer cells

[Efecto de antibióticos sobre la producción de citocinas por células mononucleares y la interacción con células de cáncer de colon]

Meir Djaldetti1*, Nimrod Nachmias2, Hanna Bessler1

1Laboratory for Immunology and Hematology Research, 2Department of Orthopedics, Rabin Medical Center, Hasharon Hospital, 7, Keren Kayemet St Petah Tiqva, and the Sackler School of Medicine, Tel Aviv University, Ramat Aviv, Israel.

*E-mail: meird@clalit.org.il

Abstract

Context: Antibiotics belong to the powerful weapons applied against microbial infections. It is notable that in addition to their antimicrobial effect they express immunomodulatory and anti-cancer activities.

Aims: To explore the effect of four antibiotics on the immune cross-talk between peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and colon carcinoma cells from two human lines.

Methods: Cefotaxime, meropenem, ampicillin and vancomycin were separately added to PBMC co-incubated with cells from two human colon carcinoma cell lines, i.e. HT-29 and RKO. After 24 hours, the level of the following cytokines produced by PBMC was evaluated: IL-6, IL-1ra, IL-1β, TNFα, IFNγ and IL-10.

Results: All four antibiotics did not affect the generation of IL-6 and IL-1ra in both co-cultures. On the other hand all of them restrained the production of IL-1β by PBMC incubated with HT-29 cells. In the same incubation mixture cefotaxime, vancomycin and meropenem decreased IFNγ and IL-10 production, while ampicillin and vancomycin inhibited TNFα. As for PBMC incubated with RKO carcinoma cells, cefotaxime inhibited the production of IL-1β, IFNγ and mildly of IL-10, whereas vancomycin repressed that of IL-1β, TNFα and IFNγ. Notably, vancomycin increased the production of IL-1β and decreased that of TNFα and IFNγ. The results indicate that the four antibiotics examined exert a modulatory effect on the immune cross-talk between PBMC and human colon cancer cells from two lines expressed by a different impact on pro-and anti-inflammatory cytokines generation.

Conclusions: These findings support the conception that antibiotics may express not only an anti-microbial effect, but also possess an anti-cancer activity that may be considered for integration to the therapeutic arsenal against cancer.

Keywords: Ampicillin; cefotaxime; colon carcinoma cells; cytokines; meropenem; mononuclears; vancomycin.

Resumen

Contexto: Los antibióticos son armas poderosas aplicadas contra las infecciones microbianas. Además de su efecto antimicrobiano expresan actividades inmunomoduladoras y contra el cáncer.

Objetivos: Explorar el efecto de cuatro antibióticos sobre la interacción inmune entre las células mononucleares de sangre periférica (PBMC) y células de carcinoma de colon de dos líneas humanas.

Métodos: Cefotaxima, meropenem, ampicilina y vancomicina se añadieron por separado a PBMC co-incubadas con células de dos líneas de carcinoma de colon humano (HT-29 y RKO). Después de 24 horas, se evaluaron las concentraciones de las siguientes citocinas producidas por PBMC: IL-6, IL-1ra, IL-1β, TNFα, IFNγ e IL-10.

Resultados: Los cuatro antibióticos no afectaron la generación de IL-6 e IL-1ra en ambos co-cultivos. Por otra parte, todos contuvieron la producción de IL-1β por PBMC incubadas con células HT-29. En la misma mezcla de incubación cefotaxima, vancomicina y meropenem disminuyeron la producción de IFNγ e IL-10, mientras que la ampicilina y vancomicina inhibieron TNFα. Cuando PBMC se incubaron con células RKO, cefotaxima inhibió la producción de IL-1β, IFNγ y ligeramente de IL-10, mientras que la vancomicina reprimió las de IL-1β, TNFα e IFNγ. En particular, la vancomicina aumentó la producción de IL-1β y disminuyó las de TNFα e IFNγ. Los resultados indican que los cuatro antibióticos examinados ejercieron un efecto modulador sobre la interacción inmune entre PBMC y las células de cáncer de colon humano a partir de dos líneas, expresadas por un impacto diferente sobre la generación de citocinas pro- y anti-inflamatorias.

Conclusiones: Estos hallazgos apoyan la idea de que los antibióticos pueden presentar no sólo un efecto anti-microbiano, también poseen una actividad anti-cancerígena que pudiera ser considerada para la integración de éstos al arsenal terapéutico contra el cáncer.

Palabras Clave: Ampicilina; cefotaxima; células de carcinoma de colon; citocinas; meropenem; mononucleares; vancomicina.

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Citation Format: Meir Djaldetti, Nimrod Nachmias, Hanna Bessler (2016) The effect of antibiotics on cytokine production by mononuclear cells and the cross-talk with colon cancer cells. J Pharm Pharmacogn Res 4(4): 134-143.
This article has been cited by:
Krishnananthasivam S, Jayathilaka N, Sathkumara HD, Corea E, Natesan M, De Silva AD (2017) Host gene expression analysis in Sri Lankan melioidosis patients. PLoS Negl Trop Dis 11(6): e0005643. DOI: 10.1371/journal.pntd.0005643
Krishnananthasivam S, Sathkumara HD, Corea E, Natesan M, De Silva AD (2017) Gene expression profile of human cytokines in response to Burkholderia pseudomallei infection. mSphere 2: e00121-17. DOI: 10.1128/mSphere.00121-17

© 2016 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Cytotoxicity of 1-O-undecylglycerol in melanoma

J Pharm Pharmacogn Res 4(2): 84-94, 2016.

Original Article | Artículo Original

Selective cytotoxic effect of 1-O-undecylglycerol in human melanoma cells

[Efecto citotóxico selectivo del 1-O-undecilglicerol en células de melanoma humano]

Marian Hernández-Colina1*, Alberto Martín Cermeño1, Alexis Díaz García2

1Instituto de Farmacia y Alimentos, Universidad de la Habana, Calle 222, No. 2317, entre 23 y 31, La Coronela, La Lisa, CP 13600, La Habana, Cuba.
2Laboratorios de Producciones Biofarmacéuticas y Químicas (LABIOFAM). Ave. Boyeros Km 16½, Rpto. Mulgoba, Boyeros, La Habana, Cuba.
Abstract

Context: 1-O-alkylglycerols are ether-linked glycerols derived from shark liver oil and found in small amounts in human milk. Previous studies showed antineoplastic activity for this family of compounds, structurally related to alkylphospholipids, but the activity of linear chain synthetic alkylglycerols in cancer cell lines is less documented. Melanoma is a high incidence cancer, highly resistant to potential treatments. Finding new anti-cancer compounds to improve melanoma prognosis is a relevant research issue.

Aims: To study the cytotoxic effect of 1-O-undecylglycerol in primary cultured normal fibroblasts and A375 human melanoma cell line.

Methods: Cells were treated with different concentrations of 1-O-undecylglycerol and viability assessed by MTT assay. Morphological changes were visualized by DAPI and acridine orange-ethidium bromide staining. Mitochondrial membrane potential was evaluated, and gene expression of P53 and BcL-2 was semi-quantified.

Results: 1-O-undecylglycerol decreased viability of A375 cells and exerted very low cytotoxicity on primary cultured normal fibroblasts. Necrosis appeared in A375 cells but not in fibroblasts, and no apoptotic changes were visualized in DAPI staining experiments. After 24 h fibroblasts and melanoma cells developed mitochondrial potential changes similar to valinomycin. The gene expression of P53 and BcL-2 decreased in treated cells.

Conclusions: 1-O-undecylglycerol exhibited selective cytotoxic activity in A375 melanoma cells when compared with primary cultured fibroblast. Its toxicity is mediated by necrosis that may be related with mitochondrial events and decrease in P53 and BcL-2 expression. The results suggest that UDG could be a useful strategy to combine with other chemotherapeutic agents in melanoma treatment.

Keywords: Alkylglycerols, cytotoxicity, melanoma, primary cultured fibroblasts.

Resumen

Contexto: Los 1-O-alquilgliceroles son éteres presentes en el aceite de hígado de tiburón y en la leche materna. Han mostrado actividad antineoplásica, pero está poco documentada para alquilgliceroles sintéticos de cadena lineal. La búsqueda de nuevos antitumorales para mejorar el pronóstico del melanoma resulta relevante, debido a su alta incidencia y resistencia.

Objetivos: Estudiar el efecto citotóxico del 1-O-undecilglicerol en cultivo primario de fibroblastos normales y la línea celular A375 de melanoma humano.

Métodos: En células tratadas con diferentes concentraciones de 1-O-undecilglicerol se monitoreó la viabilidad mediante ensayo con MTT. Los cambios morfológicos se visualizaron por tinción con DAPI y naranja acridina- bromuro de etidio. Se evaluó el potencial de membrana mitocondrial, y se semi-cuantificó la expresión de los genes P53 y BcL-2.

Resultados: El 1-O-undecilglicerol redujo la viabilidad de las células A375, y ejerció poca citotoxicidad en el cultivo primario de fibroblastos normales. Ocurrió necrosis en las células A375 pero no en los fibroblastos, y no se visualizaron cambios apoptóticos en la tinción con DAPI. Luego de 24 h ambas células desarrollaron cambios en el potencial de membrana mitocondrial similar a la valinomicina, y disminuyó la expresión de los genes p53 y BcL-2.

Conclusiones: El 1-O-undecilglicerol mostró actividad citotóxica selectiva en células A375 al compararlo con cultivo primario de fibroblastos humanos. Su toxicidad es mediada por necrosis, probablemente por eventos mitocondriales y disminución en la expresión de P53 y BcL-2. Ello sugiere que el 1-O-undecilglicerol pudiera ser útil en combinación con otros quimioterapéuticos en el tratamiento del melanoma.

Palabras Clave: Alquilgliceroles, citotoxicidad, cultivo primario de fibroblastos melanoma, necrosis.

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Citation Format: Marian Hernández-Colina, Alberto Martín Cermeño, Alexis Díaz García (2016) Selective cytotoxic effect of 1-O-undecylglycerol in human melanoma cells. J Pharm Pharmacogn Res 4(2): 84-94.

© 2016 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Negative inotropic effect of naringin

J Pharm Pharmacogn Res 2(5): 148-157, 2014.

Original Article | Artículo Original

Mechanism of the negative inotropic effect of naringin in mouse heart

[Mecanismo del efecto inotrópico negativo de la naringina en el corazón de ratón]

Julio Alvarez-Collazoa, Ana I. López-Medinaa, Armando A. Rodríguezb, Julio L. Alvareza*

aLaboratorio de Electrofisiología. Instituto de Cardiología y Cirugía Cardiovascular. 17 N° 702, Vedado, La Habana, Cuba.bResearch Group for Experimental and Clinical Peptide Chemistry. Hannover Medical School, Hannover, Germany
*E-mail:alvarezj@infomed.sld.cu
Abstract

Context: Naringin (NRG) is the major flavonoid (flavanone glycoside) in grapefruit juice. Its biological activity has been only partially characterized and little is known about the mechanism of the negative inotropic action of this flavonoid.

Aims: To evaluate the effects of NRG on the surface electrogram (ECG) and the force of contraction (FC) of mice hearts as well as on the sodium (INa), calcium (ICaL) and Na+ – Ca2+ exchange (INaCaX) currents of enzymatically isolated mouse ventricular cardiomyocytes.

Methods: ECG and FC were recorded on mouse hearts perfused in a Langendorff column. Ventricular cardiomyocytes were enzimatically dissociated and ionic currents recorded with the patch-clamp technique.

Results: NRG increased RR interval and shortened corrected QT only at high concentrations (30-100 µM). However, at a fixed heart rate, it decreased FC with an IC50 of 0.4 µM. NRG reduced INa with an IC50 of 0.07 µM but with a maximal inhibition of 60 %. NRG also depressed ICaL with an IC50 of 0.013 µM and increased its fast inactivation time constant. The effects on ICaL were not voltage-dependent. INaCaX was not affected by NRG.

Conclusions: Our results indicate that NRG exerts a negative inotropic effect in mice hearts that could be explained by a decrease in INa and ICaL. These actions should be taken into account when considering this molecule either as a dietetic supplement or as a template to develop therapeutic agents for human diseases.

Keywords: Calcium; cardiac; flavonoids; naringenin, naringin; sodium.

Resumen

Contexto: La naringina (NRG) es el principal flavonoide (glicósido de flavanona) en el jugo de toronja. Su actividad biológica ha sido solo parcialmente caracterizada y poco se conoce acerca del mecanismo de la acción inotrópica negativa de este flavonoide.

Objetivos: Evaluar los efectos de la NRG sobre el electrograma de superficie (ECG) y la fuerza de contracción (FC) de corazones de ratón, así como sobre las corrientes de sodio (INa), calcio (ICaL) y del intercambiador Na+ – Ca2+ (INaCaX) en cardiomiocitos ventriculares de ratón, aislados enzimáticamente.

Métodos: El ECG y la FC se registraron en corazones de ratón perfundidos en una columna de Langendorff. Los cardiomiocitos ventriculares se disociaron enzimáticamente y las corrientes iónicas se registraron con la técnica de patch-clamp.

Resultados: La NRG incrementó el intervalo RR intervalo y acortó el QT solo a altas concentraciones (30-100 µM). No obstante, a frecuencia cardíaca fija, disminuyó la FC con un IC50 de 0.4 µM. La NRG redujo INa con un IC50 de 0.07 µM pero con una máxima inhibición de 60 %. La NRG también redujo ICaL con un IC50 de 0.013 µM e incrementó su constante de inactivación rápida. Los efectos sobre ICaL no fueron dependientes del potencial. La INaCaX no fue afectada por la NRG.

Conclusiones: Nuestros resultados indican que la NRG ejerce un efecto inotrópico negativo en corazones de ratón que puede ser explicado por una reducción en INa e ICaL. Esas acciones deben ser tomadas en cuenta al considerar a esta molécula como suplemento dietético o como plantilla para desarrollar nuevos agentes terapéuticos para tratar las enfermedades en humanos.

Palabras Clave: Calcio; cardíaco; flavonoides; naringenina; naringina; sodio.

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Citation Format: Alvarez-Collazo J, López-Medina AI, Rodríguez AA, Alvarez JL (2014) Mechanism of the negative inotropic effect of naringin in mouse heart. J Pharm Pharmacogn Res 2(5): 148-157.
This article has been cited by:
Galán-Martínez L, Herrera-Estrada I, Fleites-Vázquez A (2018) Direct actions of the flavonoids naringenin, quercetin and genistein on rat cardiac and vascular muscles. J Pharm Pharmacogn Res 6(3): 158–166. Website
Ait-Oubahou A, Benichou M, Sagar M, Kaanane A, Yahia EM (2017) Citrus, In Fruit and Vegetable Phytochemicals: Chemistry and Human Health, 2nd Edition (ed E. M. Yahia), Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd. DOI: 10.1002/9781119158042.ch49

© 2014 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)