Published January 1, 2020 | Version v1
Publication Metadata-only

Comparative <i>in vitro</i> cytotoxicity and binding investigation of artemisinin and its biogenetic precursors with ctDNA

Creators

  • 1. Jamia Millia Islamia
  • 2. TIFR Centre for Interdisciplinary Sciences
  • 3. King Khalid University
  • 4. Institut Supérieur des Études Technologiques de Nabeul
  • 5. University of Delhi

Description

Artemisinin (ART) and its biogenetic precursors artemisinic acid (AA) and dihydroartemisinic acid (DHAA) are important traditional medicinal herb compounds with tumor growth inhibition properties. Herein, we have studied the cytotoxicity of ART, AA, and DHAA on different cancer cell lines (H1299, A431, and HCT 116) and investigated in detail their binding mechanisms with ctDNA by using spectroscopy, cyclic voltammetry, and computational methods. The UV absorbance, cyclic voltammetry, DNA helix melting, competition binding, and circular dichroism studies suggested that the complex formation of ART-ctDNA and AA-ctDNA occurs through groove binding. However, in the case of DHAA-ctDNA interaction, electrostatic interaction plays a major role. The thermodynamic parameters, viz., ΔG0, ΔH0, and ΔS0 were calculated, which showed the involvement of hydrogen bonds and van der Waals interactions for drug-ctDNA interaction. FTIR and molecular docking results suggested that ART, AA, and DHAA were bound to the A-T rich region in the minor groove of ctDNA.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الأرتيميسينين (ART) وسلائفه الوراثية الحيوية حمض الأرتيميسينيك (AA) وحمض ثنائي هيدروأرتيميسينيك (DHAA) هي مركبات عشبية طبية تقليدية مهمة ذات خصائص تثبيط نمو الورم. هنا، درسنا السمية الخلوية لـ ART و AA و DHAA على خطوط الخلايا السرطانية المختلفة (H1299 و A431 و HCT 116) ودرسنا بالتفصيل آليات ربطها باستخدام ctDNA باستخدام التحليل الطيفي وقياس الجهد الدوري والطرق الحسابية. اقترحت دراسات امتصاص الأشعة فوق البنفسجية، وقياس الجهد الدوري، وذوبان اللولب الحلزوني للحمض النووي، وربط المنافسة، ودراسات ثنائية اللون الدائرية أن التكوين المعقد لـ ART - cctDNA و AA - cctDNA يحدث من خلال ربط الأخدود. ومع ذلك، في حالة تفاعل DHAA - cctDNA، يلعب التفاعل الكهروستاتيكي دورًا رئيسيًا. المعلمات الديناميكية الحرارية، بمعنى.، ΔG 0، ΔH 0، و ΔS 0، والتي أظهرت تورط الروابط الهيدروجينية وتفاعلات فان دير فالس لتفاعل الحمض النووي الدوائي. اقترحت نتائج FTIR والالتحام الجزيئي أن ART و AA و DHAA كانت مرتبطة بالمنطقة الغنية بـ AT في الأخدود الطفيف لـ ctDNA.

Translated Description (French)

L'artémisinine (ART) et ses précurseurs biogénétiques, l'acide artémisinique (AA) et l'acide dihydroartémisinique (DHAA), sont des composés médicinaux traditionnels importants ayant des propriétés d'inhibition de la croissance tumorale. Ici, nous avons étudié la cytotoxicité de L'ART, de l'AA et du DHAA sur différentes lignées de cellules cancéreuses (H1299, A431 et HCT 116) et étudié en détail leurs mécanismes de liaison avec l'ADNct en utilisant la spectroscopie, la voltammétrie cyclique et des méthodes de calcul. Les études d'absorbance UV, de voltamétrie cyclique, de fusion de l'hélice d'ADN, de liaison à la compétition et de dichroïsme circulaire suggèrent que la formation complexe de l'ART-ADNct et de l'AA-ADNct se produit par liaison au sillon. Cependant, dans le cas de l'interaction DHAA-ADNct, l'interaction électrostatique joue un rôle majeur. Les paramètres thermodynamiques, à savoir., ΔG0, ΔH0 et ΔS0 ont été calculés, ce qui a montré l'implication des liaisons hydrogène et des interactions de van der Waals pour l'interaction médicament-ADNct. Les résultats de l'IRTF et de l'amarrage moléculaire suggèrent que L'ART, L'AA et le DHAA étaient liés à la région riche en A-T dans le sillon mineur de l'ADNct.

Translated Description (Spanish)

La artemisinina (ART) y sus precursores biogenéticos, el ácido artemisínico (AA) y el ácido dihidroartemisínico (DHAA), son importantes compuestos de hierbas medicinales tradicionales con propiedades de inhibición del crecimiento tumoral. En este documento, hemos estudiado la citotoxicidad de ART, AA y DHAA en diferentes líneas celulares de cáncer (H1299, A431 y HCT 116) e investigado en detalle sus mecanismos de unión con ADNct mediante el uso de espectroscopía, voltametría cíclica y métodos computacionales. Los estudios de absorbancia UV, voltametría cíclica, fusión de la hélice de ADN, unión competitiva y dicroísmo circular sugirieron que la formación compleja de ART-ADNct y AA-ADNct se produce a través de la unión al surco. Sin embargo, en el caso de la interacción DHAA-ADNct, la interacción electrostática juega un papel importante. Los parámetros termodinámicos, a saber., se calcularon ΔG0, ΔH0 y ΔS0, que mostraron la participación de enlaces de hidrógeno e interacciones de van der Waals para la interacción fármaco-ADNct. Los resultados de FTIR y acoplamiento molecular sugirieron que ART, AA y DHAA se unieron a la región rica en A-T en el surco menor del ADNct.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مقارنة السمية الخلوية <i>في المختبر</i> والتحقيق الملزم للأرتيميسينين وسلائفه الوراثية الحيوية مع ctDNA
Translated title (French)
Étude comparative <i>in vitro</i> de la cytotoxicité et de la liaison de l'artémisinine et de ses précurseurs biogénétiques avec l'ADNtc
Translated title (Spanish)
Citotoxicidad comparativa <i>in vitro</i> e investigación de unión de la artemisinina y sus precursores biogenéticos con ADNct

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3037927923
DOI
10.1039/d0ra02042g

Is supplement to
https://openalex.org/W3149303686 (Other)
https://openalex.org/W3147496094 (Other)
https://openalex.org/W3146749460 (Other)
https://openalex.org/W3142928338 (Other)
https://openalex.org/W3140940931 (Other)
https://openalex.org/W2393195802 (Other)
https://openalex.org/W2228665180 (Other)
https://openalex.org/W2071695336 (Other)
https://openalex.org/W2039894471 (Other)
https://openalex.org/W2037209505 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1667222429
  • https://openalex.org/W1824722086
  • https://openalex.org/W1922176237
  • https://openalex.org/W1969612501
  • https://openalex.org/W1972256384
  • https://openalex.org/W1974589611
  • https://openalex.org/W1978877629
  • https://openalex.org/W1991922922
  • https://openalex.org/W1997010525
  • https://openalex.org/W2014668728
  • https://openalex.org/W2016967573
  • https://openalex.org/W2019387711
  • https://openalex.org/W2022460244
  • https://openalex.org/W2022462894
  • https://openalex.org/W2022716141
  • https://openalex.org/W2027310997
  • https://openalex.org/W2037110024
  • https://openalex.org/W2038373518
  • https://openalex.org/W2038697117
  • https://openalex.org/W2038786730
  • https://openalex.org/W2047190819
  • https://openalex.org/W2050853222
  • https://openalex.org/W2055488128
  • https://openalex.org/W2055892427
  • https://openalex.org/W2057832775
  • https://openalex.org/W2059777511
  • https://openalex.org/W2062429004
  • https://openalex.org/W2064583588
  • https://openalex.org/W2064855105
  • https://openalex.org/W2065542923
  • https://openalex.org/W2068989603
  • https://openalex.org/W2072274768
  • https://openalex.org/W2074635589
  • https://openalex.org/W2075003710
  • https://openalex.org/W2079232070
  • https://openalex.org/W2085134853
  • https://openalex.org/W2086438928
  • https://openalex.org/W2089168523
  • https://openalex.org/W2090380467
  • https://openalex.org/W2103729271
  • https://openalex.org/W2106656247
  • https://openalex.org/W2106812412
  • https://openalex.org/W2106858247
  • https://openalex.org/W2115639078
  • https://openalex.org/W2124124052
  • https://openalex.org/W2236136189
  • https://openalex.org/W2290580628
  • https://openalex.org/W2321041800
  • https://openalex.org/W2322736305
  • https://openalex.org/W2327459489
  • https://openalex.org/W2330914321
  • https://openalex.org/W2331319068
  • https://openalex.org/W2346462044
  • https://openalex.org/W2470605020
  • https://openalex.org/W2472904733
  • https://openalex.org/W2580507722
  • https://openalex.org/W2589285117
  • https://openalex.org/W2597387889
  • https://openalex.org/W2606185095
  • https://openalex.org/W2610130814
  • https://openalex.org/W274446343
  • https://openalex.org/W2766262175
  • https://openalex.org/W2790836211
  • https://openalex.org/W2791888470
  • https://openalex.org/W2793290661
  • https://openalex.org/W2793450751
  • https://openalex.org/W2797393628
  • https://openalex.org/W280694366
  • https://openalex.org/W2809612276
  • https://openalex.org/W2899942060
  • https://openalex.org/W2910700950
  • https://openalex.org/W2974743890
  • https://openalex.org/W2985345261
  • https://openalex.org/W2993927832
  • https://openalex.org/W2997849937