Published February 23, 2024 | Version v1
Publication Open

Yellow scorpion (Buthus sinidicus) venom peptides induce mitochondrial-mediated apoptosis in cervical, prostate and brain tumor cell lines

Creators

  • 1. International Center for Chemical and Biological Sciences
  • 2. University of Karachi
  • 3. Khyber Medical University

Description

Scorpion venoms are known to contain over 100,000 biologically active constituents. However, only a few of them have been studied. The major constituents of venom are proteins and peptides, which exhibit various biological and pharmacological properties, including anticancer activities. In the current study, the venom of yellow scorpions ( Buthus sindicus ) found in Sindh, Pakistan, was extracted and evaluated for its anti-cancer and anti-inflammatory activities. The crude venom showed a dose dependent inhibition of phagocyte oxidative burst from human whole blood cells (28.3% inhibition at highest tested concentration of 300 μg/mL). In-vitro cytotoxicity of crude venom was evaluated against human prostrate (PC3), cervical (HeLa) and neuroblastoma (U87-MG) cell lines, along with cytotoxicity against normal human fibroblast (BJ) cells. Crude venom was cytotoxic to all cell lines, with prominent inhibitory effect on PC3 cells. Crude venom was fractionated through RP-UPLC, resulted in fifteen fractions, followed by evaluation of their anticancer potential. Among all, the fraction I significantly (P < 0.001) reduced the cell viability of all three cancer cell lines, and exhibited insignificant cytotoxicity against normal cell line. Furthermore, the apoptotic cell death pathway was evaluated for crude venom, and fraction I, in most sensitive cell line PC3, by using flow-cytometry analysis. Both crude venom and its fraction I caused a mitochondrial-mediated apoptosis in prostate cancer cells (PC3). To the best of our knowledge, this is the first report of the anticancer and anti-inflammatory activity of venom of Pakistani yellow scorpions. Results indicate their therapeutic potential, and a case for further purification and validation studies.

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

Translated Description (Arabic)

من المعروف أن سموم العقرب تحتوي على أكثر من 100000 مكون نشط بيولوجيًا. ومع ذلك، لم تتم دراسة سوى عدد قليل منها. المكونات الرئيسية للسم هي البروتينات والببتيدات، والتي تظهر خصائص بيولوجية ودوائية مختلفة، بما في ذلك الأنشطة المضادة للسرطان. في الدراسة الحالية، تم استخراج وتقييم سم العقارب الصفراء ( Buthus sindicus) الموجودة في السند، باكستان، لأنشطتها المضادة للسرطان والمضادة للالتهابات. أظهر السم الخام تثبيطًا يعتمد على الجرعة للانفجار التأكسدي للبلعمة من خلايا الدم البشرية الكاملة (تثبيط بنسبة 28.3 ٪ عند أعلى تركيز تم اختباره وهو 300 ميكروغرام/مل). تم تقييم السمية الخلوية في المختبر للسم الخام ضد خطوط خلايا البروستاتا البشرية (PC3) وعنق الرحم (HeLa) والأرومة العصبية (U87 - MG)، إلى جانب السمية الخلوية ضد خلايا الأرومة الليفية البشرية الطبيعية (BJ). كان السم الخام سامًا للخلايا لجميع خطوط الخلايا، مع تأثير مثبط بارز على خلايا PC3. تم تجزئة السم الخام من خلال RP - UPLC، مما أدى إلى خمسة عشر كسورًا، تليها تقييم إمكاناتها المضادة للسرطان. من بين كل ذلك، أدى الكسر I بشكل كبير (P < 0.001) إلى تقليل صلاحية الخلية لجميع خطوط الخلايا السرطانية الثلاثة، وأظهر سمية خلوية ضئيلة ضد خط الخلية الطبيعي. علاوة على ذلك، تم تقييم مسار موت الخلايا المبرمج للسم الخام، والجزء الأول، في خط الخلية الأكثر حساسية PC3، باستخدام تحليل قياس التدفق الخلوي. تسبب كل من السم الخام وجزئه الأول في موت الخلايا المبرمج بوساطة الميتوكوندريا في خلايا سرطان البروستاتا (PC3). على حد علمنا، هذا هو التقرير الأول عن النشاط المضاد للسرطان والمضاد للالتهابات لسم العقارب الصفراء الباكستانية. تشير النتائج إلى إمكاناتها العلاجية، وحالة لمزيد من دراسات التنقية والتحقق من الصحة.

Translated Description (French)

Les venins de scorpion sont connus pour contenir plus de 100 000 constituants biologiquement actifs. Cependant, seules quelques-unes d'entre elles ont été étudiées. Les principaux constituants du venin sont les protéines et les peptides, qui présentent diverses propriétés biologiques et pharmacologiques, y compris des activités anticancéreuses. Dans la présente étude, le venin de scorpions jaunes ( Buthus sindicus) trouvé dans le Sindh, au Pakistan, a été extrait et évalué pour ses activités anticancéreuses et anti-inflammatoires. Le venin brut a montré une inhibition dose-dépendante de l'éclatement oxydatif des phagocytes à partir de cellules sanguines entières humaines (inhibition de 28,3 % à la concentration la plus élevée testée de 300 μg/mL). La cytotoxicité in vitro du venin brut a été évaluée contre des lignées cellulaires humaines prostrées (PC3), cervicales (HeLa) et de neuroblastome (U87-MG), ainsi que la cytotoxicité contre les cellules fibroblastiques humaines normales (BJ). Le venin brut était cytotoxique pour toutes les lignées cellulaires, avec un effet inhibiteur important sur les cellules PC3. Le venin brut a été fractionné par RP-UPLC, résultant en quinze fractions, suivies d'une évaluation de leur potentiel anticancéreux. Parmi toutes, la fraction I a réduit de manière significative (P < 0,001) la viabilité cellulaire des trois lignées cellulaires cancéreuses et a montré une cytotoxicité insignifiante contre la lignée cellulaire normale. En outre, la voie de mort cellulaire apoptotique a été évaluée pour le venin brut, et la fraction I, dans la lignée cellulaire la plus sensible PC3, en utilisant l'analyse par cytométrie en flux. Le venin brut et sa fraction I ont provoqué une apoptose mitochondriale dans les cellules cancéreuses de la prostate (PC3). À notre connaissance, il s'agit du premier rapport sur l'activité anticancéreuse et anti-inflammatoire du venin de scorpions jaunes pakistanais. Les résultats indiquent leur potentiel thérapeutique et justifient d'autres études de purification et de validation.

Translated Description (Spanish)

Se sabe que los venenos de escorpión contienen más de 100 000 componentes biológicamente activos. Sin embargo, solo algunos de ellos han sido estudiados. Los principales constituyentes del veneno son proteínas y péptidos, que exhiben diversas propiedades biológicas y farmacológicas, incluidas las actividades anticancerígenas. En el presente estudio, se extrajo el veneno de escorpiones amarillos ( Buthus sindicus) encontrado en Sindh, Pakistán, y se evaluó por sus actividades anticancerígenas y antiinflamatorias. El veneno crudo mostró una inhibición dependiente de la dosis del estallido oxidativo de los fagocitos de las células sanguíneas completas humanas (28.3% de inhibición a la concentración más alta probada de 300 μg/mL). La citotoxicidad in vitro del veneno bruto se evaluó contra líneas celulares de próstata humana (PC3), cervical (HeLa) y neuroblastoma (U87-MG), junto con la citotoxicidad contra células de fibroblastos humanos normales (BJ). El veneno bruto fue citotóxico para todas las líneas celulares, con un efecto inhibidor prominente sobre las células PC3. El veneno bruto se fraccionó a través de RP-UPLC, dando como resultado quince fracciones, seguidas de la evaluación de su potencial anticancerígeno. Entre todas, la fracción I redujo significativamente (P < 0,001) la viabilidad celular de las tres líneas celulares cancerosas y mostró una citotoxicidad insignificante contra la línea celular normal. Además, la vía de muerte celular apoptótica se evaluó para el veneno bruto y la fracción I, en la línea celular más sensible PC3, mediante el uso de análisis de citometría de flujo. Tanto el veneno crudo como su fracción I causaron una apoptosis mediada por mitocondrias en células de cáncer de próstata (PC3). Hasta donde sabemos, este es el primer informe de la actividad anticancerígena y antiinflamatoria del veneno de los escorpiones amarillos paquistaníes. Los resultados indican su potencial terapéutico y un caso para estudios adicionales de purificación y validación.

Files

journal.pone.0296636&type=printable.pdf

Files (3.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:799cf5a80a9f99ed4a949185b3b0d198
3.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الببتيدات السامة للعقرب الأصفر (Buthus sinidicus) تحفز موت الخلايا المبرمج بوساطة الميتوكوندريا في خطوط خلايا أورام عنق الرحم والبروستاتا والدماغ
Translated title (French)
Les peptides de venin de scorpion jaune (Buthus sinidicus) induisent une apoptose à médiation mitochondriale dans les lignées cellulaires tumorales cervicales, prostatiques et cérébrales
Translated title (Spanish)
Los péptidos de veneno de escorpión amarillo (Buthus sinidicus) inducen la apoptosis mediada por mitocondrias en líneas celulares de tumores cervicales, de próstata y cerebrales

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4392093867
DOI
10.1371/journal.pone.0296636

Is supplement to
https://openalex.org/W4367053455 (Other)
https://openalex.org/W3197127058 (Other)
https://openalex.org/W3025541365 (Other)
https://openalex.org/W2987513509 (Other)
https://openalex.org/W2809101427 (Other)
https://openalex.org/W2734559288 (Other)
https://openalex.org/W2565396082 (Other)
https://openalex.org/W2160416298 (Other)
https://openalex.org/W2119204609 (Other)
https://openalex.org/W1531017848 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1973170537
  • https://openalex.org/W1985938599
  • https://openalex.org/W2001483412
  • https://openalex.org/W2010022513
  • https://openalex.org/W2054535330
  • https://openalex.org/W2055187724
  • https://openalex.org/W2075127809
  • https://openalex.org/W2080967293
  • https://openalex.org/W2082936118
  • https://openalex.org/W2092491045
  • https://openalex.org/W2114918609
  • https://openalex.org/W2137274053
  • https://openalex.org/W2145981136
  • https://openalex.org/W2151031425
  • https://openalex.org/W2151888807
  • https://openalex.org/W2182674858
  • https://openalex.org/W2299652449
  • https://openalex.org/W2521414715
  • https://openalex.org/W2539142795
  • https://openalex.org/W2539892457
  • https://openalex.org/W2610244370
  • https://openalex.org/W2742534740
  • https://openalex.org/W2906458466
  • https://openalex.org/W2908647332
  • https://openalex.org/W2944571526
  • https://openalex.org/W2951040522
  • https://openalex.org/W3025541365
  • https://openalex.org/W3042763838
  • https://openalex.org/W3137829559
  • https://openalex.org/W4200567968
  • https://openalex.org/W4210574386
  • https://openalex.org/W4245532982
  • https://openalex.org/W4280508878
  • https://openalex.org/W63608346