Phaleria macrocarpa as anti-breast cancer agent



J Pharm Pharmacogn Res 9(6): 824-845, 2021.

Original article

Anti-breast cancer potential activity of Phaleria macrocarpa (Scheff.) Boerl.leaf extract through in silico studies

[Potencial actividad contra el cáncer de mama del extracto de hoja de Phaleria macrocarpa (Scheff.) Boerl. mediante estudios in silico]

Yuyun Ika Christina 1, Wirdatun Nafisah2, Mochammad Fitri Atho’illah2, Muhaimin Rifa’i2, Nashi Widodo2, Muhammad Sasmito Djati2*

1Doctoral Program, Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Brawijaya University, Malang 65145, East Java, Indonesia.

2Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Brawijaya University, Malang 65145, East Java, Indonesia.

*E-mail: msdjati@ub.ac.id

Abstract

Context: The development of apoptotic agent from natural plant products may have a beneficial effect as a promising candidate for cancer therapy. The study about the efficacy of Phaleria macrocarpa leaves on breast cancer is still limited.

Aims: To elucidate the molecular mechanisms underlying the anti-breast cancer activity of P. macrocarpa leaves extract by in silico analysis.

Methods: The compounds of the ethanol extract of P. macrocarpa were identified by Liquid Chromatography–High Resolution Mass Spectrometry (LC-HRMS) analysis. Fourteen bioactive compounds of P. macrocarpa leaf were analyzed to determine the biological activity using Prediction of Activity Spectra for Substances (PASS) server. The network analysis was analyzed using STRING (https://string-db.org/). Twelve selected compounds were docked with several protein targets, including caspase 3, Bax and Bcl-2. Molecular docking was done by Pyrx 0.8 software and visualized by Discovery Studio software. The pharmacological properties of investigated bioactive compounds were analyzed using the SwissADME web server.

Results: The twelve from fourteen bioactive compounds of P. macrocarpa leaf have anticancer properties and might be expected to involve in p53 and PI3K/Akt signaling pathways related to cancer. The molecular docking result showed that sesamin from the lignans group has the best binding affinity to caspase-3 and Bax. Meanwhile, corymboside from the flavonoid group has the best binding affinity to Bcl-2.

Conclusions: The bioactive compounds of P. macrocarpa leaves extract might potentially modulate apoptosis and cell growth. Further research should be performed to validate the activity of P. macrocarpa bioactive compounds for target cancer development.

Keywords: anticancer activity; binding affinity; bioactive compound; molecular docking; Phaleria macrocarpa.

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Resumen

Contexto: El desarrollo de un agente apoptótico a partir de productos vegetales naturales puede tener un efecto beneficioso como candidato prometedor para la terapia del cáncer. El estudio sobre la eficacia de las hojas de Phaleria macrocarpa en el cáncer de mama aún es limitado.

Objetivos: Dilucidar los mecanismos moleculares que subyacen a la actividad anticancerígena del extracto de hojas de P. macrocarpa mediante análisis in silico.

Métodos: Los compuestos del extracto etanólico de P. macrocarpa se identificaron mediante análisis de cromatografía líquida-espectrometría de masas de alta resolución (LC-HRMS). Catorce compuestos bioactivos de la hoja de P. macrocarpa fueron analizados para determinar la actividad biológica utilizando el servidor de Predicción de Espectros de Actividad para Sustancias (PASS). El análisis de la red se analizó utilizando STRING (https://string-db.org/). Se acoplaron doce compuestos seleccionados con varias dianas proteicas, incluida la caspasa 3, Bax y Bcl-2. El acoplamiento molecular se realizó con el software Pyrx 0.8 y se visualizó con el software Discovery Studio. Las propiedades farmacológicas de los compuestos bioactivos investigados se analizaron utilizando el servidor web SwissADME.

Resultados: Doce de los catorce compuestos bioactivos de la hoja de P. macrocarpa tienen propiedades anticancerígenas y se puede esperar que participen en las vías de señalización de p53 y PI3K/Akt relacionadas con el cáncer. El resultado del acoplamiento molecular mostró que la sesamina del grupo de los lignanos tiene la mejor afinidad de unión a la caspasa-3 y Bax. Mientras tanto, el corimbósido del grupo flavonoide tiene la mejor afinidad de unión a Bcl-2.

Conclusiones: Los compuestos bioactivos del extracto de hojas de P. macrocarpa podrían potencialmente modular la apoptosis y el crecimiento celular. Se deben realizar más investigaciones para validar la actividad de los compuestos bioactivos de P. macrocarpa para el desarrollo de dianas terapéuticas contra el cáncer.

Palabras Clave: acoplamiento molecular; actividad anticancerígena; afinidad de unión; compuesto bioactivo; Phaleria macrocarpa.

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Citation Format: Christina YI, Nafisah W, Atho'illah MF, Rifa'i M, Widodo N, Djati MS (2021) Anti-breast cancer potential activity of Phaleria macrocarpa (Scheff.) Boerl. leaf extract through in silico studies. J Pharm Pharmacogn Res 9(6): 824–845.

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