The cytoprotective effect of some natural products against genotoxicity of cancer chemotherapy / by Asmaa Maher Metwaly Mohamed ; Supervisors: Dr. Ahmed Mahmoud Aboul Enein , Dr. Eman Ahmed Hanafy , Dr. Adel Rashad Abd-Allah.

Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 116-147.

The chemotherapy is one of several treatments for cancer disease. Although, the effectivity of chemotherapy in the cancer treatment for many cases, it causes a lot of risks to untargeted organs. Therefore, the present study investigated in vitro the reduction or prevention of these toxic effects on cellular and molecular levels by estimation of cytotoxicity and genotoxicity of doxorubicin (Dox). Dox is a chemotherapeutic drug has been used for treatment different cancer types. Addition to investigate the cytoprotective effects and anti-genotoxicity of natural products (Vitamin C (Vit. C) and Gallic acid (GA)). Further, the determination of some biochemical parameters such lipid peroxidation, superoxide dismutase activity (SOD) and 8- hydroxydeoxy guanosine (8-OHdG). The normal cell lines; human skin fibroblast cells (HFB4) and human embryonic lung fibroblasts (WI-38) were used in the study in addition to cancerous cell lines; human epidermoid carcinoma (A431) and human lung carcinoma (A549) were used.
Estimation of the cytotoxicity of tested compounds was occurred by MTT assay, addition to the estimation of IC50 for the tested compounds. The genotoxicity and anti- genotoxicity was evaluated by alkaline comet assay.
The results revealed that IC50 of Dox on HFB4 and WI-38 cells was very low 2.6 µg/ml and 32.5 µg/ml, respectively. The low value of IC50 indicated the high cytotoxic effects of Dox on normal cells, also the low value of IC50 on cancerous cell lines indicated high efficiency of of Dox as anticancer against tested cancerous cells.
The treatment of normal cell lines by combination of Vit. C at low concentration 32 µg/ml and 35.1 µg/ml with Dox at IC50 could decrease the cytotoxicity of Dox on normal cells, in the contrast the treatment of cancerous cell lines by Vit. C and Dox increased the cytotoxicity against cancerous cells. The same impact occurred when normal cell lines treated by GA at 26.1 and 69 µg/ml with Dox at IC50, also the elevation of cytotoxicity on cancerous cells when cells were treated by GA combined with Dox. Dox caused DNA breaks in the normal cells at very low concentration ranged from about 0.26 µg/ml to 5 µg/ml. The treatment of HFB4 by Dox and Vit. C at concentrations did not exceed 130 µg/ml was able to diminish the DNA damage. Also, the treatment of WI-38 cells at concentrations did not exceed 70 µg/ml has the same protective effect. The similar protective effect happened when GA was used at concentration not more than 69 µg/ml for treating HFB4 cells and 26.1 µg/ml for treating WI-38 cells. The treatment of cells by Vit. C or GA with Dox decreased the lipid peroxidation. The curent study reported that Dox caused the ROS formation and oxidized the lipid or DNA, however, Vit. C or GA diminished the cytotoxic and genotoxic effects of Dox treatment.

يعتبرالعلاج الكيميائي احد الطرق العديدة لعلاج مرض السرطان. وعلي الرغم من فعالية العلاج الكيميائي في علاج العديد من حالات السرطان، إلا انه يمثل خطورة علي الاعضاء الغير مستهدفة في العلاج. لذلك هدفت الدراسة الحالية لتقليل او منع التأثيرات السامة للعلاج الكيميائي علي المستوي الخلوي والمستوي الجزيئي بواسطة تقدير السمية الخلوية و السمية الجينية للدوكسوروبسين.
الدوكسوروبسين ((Dox هو عقار للعلاج الكيميائي حيث يتم استخدامه في علاج انواع مختلفة من السرطان. فقد تم تقدير التأثير الواقي للنواتج الطبيعية مثل فيتامين ج ((Vit. C و حمض الجاليك ((GA ضد السمية الخلوية و السمية الجينية للDox . علاوة علي ذلك تم تقدير بعض العوامل البيوكيميائية مثل اكسدة الدهون و نشاط انزيم superoxide dismutase (SOD) و 8- hydroxydeoxy guanosine (8-OHdG) واستخدمت في هذه الدراسة انواع خلايا طبيعية هي (خلايا جلد انسان طبيعية (HFB4 وخلايا انسان رئوية جنينية WI-38))) و انواع خلايا سرطانية (خلايا جلد انسان سرطانية ((A431 و خلايا رئوية للانسان سرطانية ((A549). تم تقدير السمية الخلوية للمركبات المستخدمة بواسطة استخدام طريقة MTT بالإضافة لتقدير التركيز المسبب لقتل 50% من الخلايا (IC50) للمركبات المستخدمة.
أظهرت النتائج أن IC50 لل Dox علي الخلايا الطبيعية HFB4 و WI-38 قليلة جدا 2.6 ميكروجرام/مل و32.5 ميكروجرام/مل علي التوالي. وتعبر القيمة المنخفضة لل IC50علي ارتفاع تأثيرات السمية الخلوية لل Dox علي الخلايا الطبيعية. ايضا دل انخفاض قيمة ال IC50 للخلايا السرطانية علي ارتفاع فعالية التاثير العلاجي للDox ضد الخلايا السرطانية.
استطاعت معاملة الخلايا الطبيعية بفيتامين ج عند تركيز منخفض 32 ميكروجرام/مل و 35.1 ميكروجرام/مل مع Dox(عند تركيز (IC50تقليل السمية الخلوية علي الخلايا الطبيعية و في المقابل فإن معاملة الخلايا السرطانية ب فيتامين ج و Dox تزيد من السمية الخلوية. و حدث نفس التأثيرعندما عوملت الخلايا الطبيعية بحمض الجاليك عند تركيز 69 ميكروجرام/مل و 26.1 ميكروجرام/مل مع Dox (عند تركيز (IC50 و ايضا ارتفاع السمية الجينية علي الخلايا السرطانية عندما عوملت الخلايا بحمض الجاليك و Dox.حيث سبب Dox تقطيع في DNA في الخلايا الطبيعية عند تركيزات منخقضة تتراوح من 0.26 ل 5 ميكروجرام/مل.
كما أن معاملة خلايا HFB4 بواسطة ال Doxو فيتامين ج عند تركيز لايزيد عن 130 ميكروجرام/مل قادر علي تقليل ضرر DNA ضد المعاملة بالDox. ايضا معاملة خلايا WI-38 عند تركيزات لاتزيد عن 70 ميكروجرام/مل لها نفس التأثير الواقي. كما حدث التأثير الواقي المشابه عندما استخدم حمض الجاليك عند تركيزات لا تزيد عن 69 ميكروجرام/مل لمعاملة خلايا HFB4 و 26.1 ميكروجرام/مل لمعاملة خلايا WI-38. كما خفضت معاملة الخلايا بفيتامين ج و حمض الجاليك مع Dox من اكسدة الدهون ويمكن تلخيص الدراسة الحالية في أن الدوكسوروبسين سبب انتاج انواع من شقوق الاكسجين النشطة ((ROS و الذي سبب اكسدة للدهون و DNA لكن فيتامين ج و حمض الجاليك استطاع تقليل التأثيرات السامة علي مستوي الخلية وعلي DNA الناتجة من المعاملة بDox.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.