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Piper cubeba extract on triple negative breast cancer



J Pharm Pharmacogn Res 10(1): 39-51, 2022.

Original Article

Anticancer activity of Piper cubeba L. extract on triple negative breast cancer MDA-MB-23

[Actividad anticancerígena del extracto de Piper cubeba L. en el cáncer de mama triple negativo MDA-MB-231]

Saowanee Maungchanburi1, Thidarath Rattanaburee1, Yaowapa Sukpondma2, Aman Tedasen3, Varomyalin Tipmanee1, Potchanapond Graidist1*

1Department of Biomedical Sciences and Biomedical Engineering, Faculty of Medicine, Prince of Songkla University, Songkhla, Thailand.

2Division of Physical Science and Center of Excellence for Innovation in Chemistry, Faculty of Sciences, Prince of Songkla University, Songkhla, Thailand.

3School of Allied Health Sciences, Walailak University, Thasala District, Nakhonsithammarat, Thailand.

*E-mail: gpotchan@medicine.psu.ac.th

Abstract

Context: Piper cubeba L. (family Piperaceae) is used traditionally for the treatment of many diseases, including cancer.

Aims: To determine the anticancer activity of P. cubeba crude extracts on cancer cells and identify chemical constituents of the active fraction.

Methods: Seeds of P. cubeba were sequentially extracted with dichloromethane followed by methanol and purified using column chromatography. Fractions were screened the cytotoxicity against triple negative breast cancer (MDA-MB-468) using MTT assay. Then, active fractions were evaluated cytotoxicity against breast cancer (MCF-7 and MDA-MB-231), colon cancer (HT-29), cholangiocarcinoma (KKU-M213) and normal fibroblast (L929) cells. Total phenolic, tannin, and flavonoid contents of active fraction were investigated, and the chemical composition was analyzed using GC-MS. Flow cytometry was applied to determine the cell cycle, apoptosis, and evidence of caspase activation.

Results: Fraction DE14 and DE15 showed cytotoxic activity against MDA-MB-468. Fraction DE15 exhibited the most potent cytotoxicity against MDA-MB-231, KKU-M213, HT-29 and L929. As the fraction DE15 was of dichloromethane extraction, major contents were nonpolar fatty acids and fatty acid esters, followed by propylene glycol and hydrocarbons. The phenolic compounds were however traceable, leading to their measurable antioxidant property. This extract did not cause cell cycle arrest on MDA-MB-231. However, fraction DE15 significantly increased apoptotic cells at 48 and 72 h, and significantly induced multi-caspases activity on MDA-MB-231 in a time-dependent manner.

Conclusions: Fraction DE15 exhibited cytotoxicity effect and induced apoptosis on triple negative breast cancer and showed less toxicity on normal fibroblast cells.

Keywords: Piper cubeba; anticancer; apoptosis; triple negative breast cancer.

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Resumen

Contexto: Piper cubeba L. (familia Piperaceae) es utilizado tradicionalmente para el tratamiento de muchas enfermedades, incluido el cáncer.

Objetivos: Determinar la actividad anticancerígena de extractos crudos de P. cubeba sobre células cancerosas e identificar los componentes químicos de la fracción activa.

Métodos: Se extrajeron semillas de P. cubeba con diclorometano seguido de metanol y se purificaron mediante cromatografía en columna. Se examinó la citotoxicidad de las fracciones frente al cáncer de mama triple negativo (MDA-MB-468) usando un ensayo MTT. Luego, se evaluó la citotoxicidad de las fracciones activas frente a células de cáncer de mama (MCF-7 y MDA-MB-231), cáncer de colon (HT-29), colangiocarcinoma (KKU-M213) y fibroblasto normal (L929). Se investigó el contenido total de fenólicos, taninos y flavonoides de la fracción activa y se analizó la composición química mediante GC-MS. Se aplicó citometría de flujo para determinar el ciclo celular, la apoptosis y la evidencia de activación de caspasa.

Resultados: Las fracciones DE14 y DE15 mostraron actividad citotóxica contra MDA-MB-468. La fracción DE15 exhibió la citotoxicidad más fuerte contra MDA-MB-231, KKU-M213, HT-29 y L929. La composición de la fracción DE15, extraída con diclorometano, fue de ácidos grasos apolares y ésteres de ácidos grasos, seguidos de propilenglicol e hidrocarburos. Sin embargo, los compuestos fenólicos fueron detectados, lo que llevó a su propiedad antioxidante medible. Este extracto no provocó la detención del ciclo celular en MDA-MB-231. Sin embargo, la fracción DE15 aumentó significativamente las células apoptóticas a las 48 y 72 h, e indujo significativamente la actividad de caspasas múltiples en MDA-MB-231 de una manera dependiente del tiempo.

Conclusiones: La fracción DE15 exhibió efecto de citotoxicidad e indujo apoptosis en cáncer de mama triple negativo y mostró menos toxicidad en células de fibroblastos normales.

Palabras Clave: anticáncer; apoptosis; cáncer de mama triple negativo; Piper cubeba.

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Citation Format: Maungchanburi S, Rattanaburee T, Sukpondma Y, Tedasen A, Tipmanee V, Graidist P (2022) Anticancer activity of Piper cubeba L. extract on triple negative breast cancer MDA-MB-231. J Pharm Pharmacogn Res 10(1): 39–51.

© 2022 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

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.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)