Published August 3, 2021
| Version v1
Publication
Open
Calotropis gigantea stem bark extract induced apoptosis related to ROS and ATP production in colon cancer cells
Description
Conventional chemotherapeutic agents for colorectal cancer (CRC) cause systemic side effects and eventually become less efficacious owing to the development of drug resistance in cancer cells. Therefore, new therapeutic regimens have focused on the use of natural products. The anticancer activity of several parts of Calotropis gigantea has been reported; however, the effects of its stem bark extract on inhibition of cancer cell proliferation have not yet been examined. In this study, the anticancer activity of C . gigantea stem bark extract, both alone and in combination with 5-fluorouracil (5-FU), was evaluated. A crude ethanolic extract was prepared from dry, powdered C . gigantea barks using 95% ethanol. This was then partitioned to obtain dichloromethane (CGDCM), ethyl acetate, and water fractions. Quantitative analysis of the constituent secondary metabolites and calotropin was performed. These fractions exhibited cytotoxicity in HCT116 and HT-29 cells, with CGDCM showing the highest potency in both the cell lines. A combination of CGDCM and 5-FU significantly enhanced the cytotoxic effect. Moreover, the resistance of normal fibroblast, HFF-1, cells to this combination demonstrated its safety in normal cells. The combination significantly enhanced apoptosis through the mitochondria-dependent pathway. Additionally, the combination reduced adenosine triphosphate production and increased the production of reactive oxygen species, demonstrating the mechanisms involved in the induction of apoptosis. Our results suggest that CGDCM is a promising anti-cancer agent and may enhance apoptosis induction by 5-FU in the treatment of CRC, while minimizing toxicity toward healthy cells.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تسبب عوامل العلاج الكيميائي التقليدية لسرطان القولون والمستقيم (CRC) آثارًا جانبية جهازية وتصبح في النهاية أقل فعالية بسبب تطور مقاومة الأدوية في الخلايا السرطانية. لذلك، ركزت الأنظمة العلاجية الجديدة على استخدام المنتجات الطبيعية. تم الإبلاغ عن النشاط المضاد للسرطان لعدة أجزاء من Calotropis gigantea ؛ ومع ذلك، لم يتم بعد فحص آثار مستخلص اللحاء الجذعي على تثبيط تكاثر الخلايا السرطانية. في هذه الدراسة، تم تقييم النشاط المضاد للسرطان لمستخلص لحاء C . gigantea، بمفرده وبالاقتران مع 5 - fluorouracil (5 - FU). تم تحضير مستخلص الإيثانول الخام من لحاء C . gigantea الجاف والمسحوق باستخدام 95 ٪ من الإيثانول. ثم تم تقسيمها للحصول على أجزاء ثنائي كلورو الميثان (CGDCM) وأسيتات الإيثيل والماء. تم إجراء تحليل كمي للمستقلبات الثانوية المكونة والكالوتروبين. أظهرت هذه الكسور سمية خلوية في خلايا HCT116 و HT -29، مع إظهار CGDCM أعلى قوة في كل من سلالات الخلايا. عزز مزيج من CGDCM و 5 - FU بشكل كبير من التأثير السام للخلايا. علاوة على ذلك، أظهرت مقاومة الخلايا الليفية الطبيعية، HFF -1، لهذه التركيبة سلامتها في الخلايا الطبيعية. عزز هذا المزيج بشكل كبير موت الخلايا المبرمج من خلال المسار المعتمد على الميتوكوندريا. بالإضافة إلى ذلك، قلل المزيج من إنتاج ثلاثي فوسفات الأدينوزين وزاد من إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية، مما يدل على الآليات المشاركة في تحريض الاستماتة. تشير نتائجنا إلى أن CGDCM هو عامل واعد مضاد للسرطان وقد يعزز تحريض الاستماتة بواسطة 5 - FU في علاج CRC، مع تقليل السمية تجاه الخلايا السليمة.Translated Description (French)
Les agents chimiothérapeutiques conventionnels pour le cancer colorectal (CCR) provoquent des effets secondaires systémiques et finissent par devenir moins efficaces en raison du développement d'une résistance aux médicaments dans les cellules cancéreuses. Par conséquent, de nouveaux schémas thérapeutiques se sont concentrés sur l'utilisation de produits naturels. L'activité anticancéreuse de plusieurs parties de Calotropis gigantea a été rapportée ; cependant, les effets de son extrait d'écorce de tige sur l'inhibition de la prolifération des cellules cancéreuses n'ont pas encore été examinés. Dans cette étude, l'activité anticancéreuse de l'extrait d'écorce de tige de C. gigantea, seul ou en association avec le 5-fluorouracile (5-FU), a été évaluée. Un extrait éthanolique brut a été préparé à partir d'écorces C. gigantea sèches et en poudre à partir d'éthanol à 95 %. Celle-ci a ensuite été cloisonnée pour obtenir des fractions de dichlorométhane (CGDCM), d'acétate d'éthyle et d'eau. Une analyse quantitative des métabolites secondaires constitutifs et de la calotropine a été réalisée. Ces fractions présentaient une cytotoxicité dans les cellules HCT116 et HT-29, le CGDCM montrant la puissance la plus élevée dans les deux lignées cellulaires. Une combinaison de CGDCM et de 5-FU a significativement augmenté l'effet cytotoxique. De plus, la résistance des cellules fibroblastiques normales, HFF-1, à cette combinaison a démontré son innocuité dans les cellules normales. La combinaison a considérablement amélioré l'apoptose par la voie dépendante des mitochondries. De plus, la combinaison a réduit la production d'adénosine triphosphate et augmenté la production d'espèces réactives de l'oxygène, démontrant les mécanismes impliqués dans l'induction de l'apoptose. Nos résultats suggèrent que le CGDCM est un agent anticancéreux prometteur et peut améliorer l'induction de l'apoptose par le 5-FU dans le traitement du CCR, tout en minimisant la toxicité envers les cellules saines.Translated Description (Spanish)
Los agentes quimioterapéuticos convencionales para el cáncer colorrectal (CCR) causan efectos secundarios sistémicos y eventualmente se vuelven menos eficaces debido al desarrollo de resistencia a los medicamentos en las células cancerosas. Por lo tanto, los nuevos regímenes terapéuticos se han centrado en el uso de productos naturales. Se ha informado de la actividad anticancerígena de varias partes de Calotropis gigantea; sin embargo, aún no se han examinado los efectos de su extracto de corteza madre sobre la inhibición de la proliferación de células cancerosas. En este estudio, se evaluó la actividad anticancerígena del extracto de corteza de tallo de C. gigantea, tanto solo como en combinación con 5-fluorouracilo (5-FU). Se preparó un extracto etanólico bruto a partir de cortezas de C. gigantea secas y en polvo utilizando etanol al 95%. A continuación, se dividió para obtener fracciones de diclorometano (CGDCM), acetato de etilo y agua. Se realizó un análisis cuantitativo de los metabolitos secundarios constituyentes y la calotropina. Estas fracciones mostraron citotoxicidad en las células HCT116 y HT-29, y CGDCM mostró la mayor potencia en ambas líneas celulares. Una combinación de CGDCM y 5-FU mejoró significativamente el efecto citotóxico. Además, la resistencia de las células de fibroblastos normales, HFF-1, a esta combinación demostró su seguridad en las células normales. La combinación mejoró significativamente la apoptosis a través de la vía dependiente de las mitocondrias. Además, la combinación redujo la producción de trifosfato de adenosina y aumentó la producción de especies reactivas de oxígeno, lo que demuestra los mecanismos involucrados en la inducción de la apoptosis. Nuestros resultados sugieren que CGDCM es un agente anticancerígeno prometedor y puede mejorar la inducción de la apoptosis por 5-FU en el tratamiento del CCR, al tiempo que minimiza la toxicidad hacia las células sanas.Files
journal.pone.0254392&type=printable.pdf
Files
(4.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:904e6e46e3ef89ebdf040d37a58f16e1
|
4.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مستخلص اللحاء الجذعي العملاق Calotropis المرتبط بإنتاج ROS و ATP في خلايا سرطان القولون
- Translated title (French)
- Apoptose induite par l'extrait d'écorce de tige Calotropis gigantea liée à la production de ROS et d'ATP dans les cellules cancéreuses du côlon
- Translated title (Spanish)
- El extracto de corteza madre de Calotropis gigantea indujo apoptosis relacionada con la producción de ROS y ATP en células de cáncer de colon
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3187305319
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0254392
References
- https://openalex.org/W1183385771
- https://openalex.org/W177419364
- https://openalex.org/W1971060942
- https://openalex.org/W1980577312
- https://openalex.org/W1984328540
- https://openalex.org/W1994727872
- https://openalex.org/W1997287496
- https://openalex.org/W2007528450
- https://openalex.org/W2008075659
- https://openalex.org/W2022272763
- https://openalex.org/W2049138282
- https://openalex.org/W2057233976
- https://openalex.org/W2062285367
- https://openalex.org/W2068225939
- https://openalex.org/W2085753859
- https://openalex.org/W2086210315
- https://openalex.org/W2086534626
- https://openalex.org/W2103846273
- https://openalex.org/W2106957556
- https://openalex.org/W2117282329
- https://openalex.org/W2124135976
- https://openalex.org/W2127326379
- https://openalex.org/W2130392703
- https://openalex.org/W2176053886
- https://openalex.org/W2513424134
- https://openalex.org/W2529090724
- https://openalex.org/W2531964534
- https://openalex.org/W2549358551
- https://openalex.org/W2558042954
- https://openalex.org/W2575770495
- https://openalex.org/W2592377604
- https://openalex.org/W2601982936
- https://openalex.org/W2783645245
- https://openalex.org/W2791915314
- https://openalex.org/W2799629945
- https://openalex.org/W2807003613
- https://openalex.org/W2842227619
- https://openalex.org/W2889558653
- https://openalex.org/W2890298940
- https://openalex.org/W2891141728
- https://openalex.org/W2901836051
- https://openalex.org/W2919304051
- https://openalex.org/W2945509062
- https://openalex.org/W2946600161
- https://openalex.org/W2965624860
- https://openalex.org/W2978030779
- https://openalex.org/W2991159308
- https://openalex.org/W3002030090
- https://openalex.org/W3015561989
- https://openalex.org/W3033108231
- https://openalex.org/W3035350645
- https://openalex.org/W3041491864
- https://openalex.org/W386494514