Abeer Adel Abo Sheashea Shalaby, <br/><br/>
Evaluation of antiviral activity of some egyptian medicinal plants on human cancer cell lines :  in vitro study /  
 تقييم النشاط المضاد للفيروسات لبعض النباتات الطبية المصرية فى خطوط خلية سرطانية البشرية :  دراسة فى المختبر / 
by Abeer Adel Abo Sheashea Shalaby ; Supervision Prof. Dr. Mohamed Mahmoud Hafez, Prof. Dr. Fatma Aly Ahmed.  
 - 174 pages :   illustrations ;   25 cm. +   CD. 
<br/><br/>Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024. 
<br/><br/>Bibliography: pages 162-174. 
<br/><br/> Background: Globally, viral infections are of great concern to human health and <br/>are recognized as strong risk factor for some types of cancer. Human papillomavirus <br/>is a current public health priority and has been linked to different types of cancer. <br/>Essential oils are important natural products of medicinal plants which have different <br/>therapeutic and biological activities. <br/>Aim of Work: This thesis aimed to extract essential oils from some Egyptian <br/>medicinal plants belonging to family Asteraceae and evaluate the cytotoxicity of the <br/>extracted essential oils on MCF7 and HeLa cancer cell lines and determine their <br/>IC50. Also to reveal the antiviral activity of these extracted essential oils against <br/>integrated high risk human papillomavirus type 16 and 18, and to investigate the <br/>impact of these essential oils on metastatic and anti-metastatic genes of MCF7 and <br/>HeLa cancer cell lines and finally to study the different biological activities of these <br/>essential oils on the mentioned cell lines. <br/>Material and Methods: Three wild medicinal plant species belonging to Asteraceae <br/>family were collected from St. Katherine Protectorate, South Sinai, Egypt, and <br/>identified by gas chromatography-mass spectrometry as Achillea fragrantissima, <br/>Artemisia herba-alba and Tanacetum sinaicum. First of all, the cytotoxicity assay <br/>was conducted to evaluate the cytotoxic effects and determine the IC50 of these <br/>essential oils on MCF7 and HeLa cell lines. Using quantitative real-time PCR and <br/>quantitative reverse-transcription, the antiviral activity of the above essential oils <br/>against human papillomavirus type 16 and 18 was assessed. Also, quantitative PCR <br/>was performed to detect the impact of the mentioned essential oils on the expression <br/>levels of MMP2, MMP9 and TIMP-1 of both MCF7 and HeLa cell lines. Finally, the <br/>biological properties of the mentioned essential oils were investigated utilizing <br/>autophagy, in-vitro scratch and comet assays towards MCF7 and HeLa cell lines. <br/>Results: Our data revealed that the essential oils of Achillea fragrantissima, <br/>Artemisia herba-alba and Tanacetum sinaicum had cytotoxic effect towards MCF7 <br/>and HeLa cell lines in a dose-dependent manner after 24-hour treatment. Moreover, <br/>our results showed that Tanacetum sinaicum essential oil exhibited the most potent <br/>antiviral effect in reducing HPV-16 and 18 DNA and mRNA copy number in a dose-<br/>dependent manner after 24-hour treatment, surpassing the effects observed with <br/>Achillea fragrantissima and Artemisia herba-alba essential oils. Also, Tanacetum <br/>sinaicum essential oil showed the most potent essential oil in down regulating the <br/>expression level of MMP2 and MMP9, and the most potent essential oil in up <br/>regulating the expression level of TIMP-1 through a dose-dependent manner after <br/>24-hour treatment, as compared to the essential oils of Achillea fragrantissima and <br/>Artemisia herba-alba. Regarding to the data of the biological studies, it was <br/>concluded that Tanacetum sinaicum essential oil exhibited the most potent essential <br/>oil in inducing autophagy impact and inhibition of cell migration through a dose-<br/>dependent response after 24-hour and 48-hour treatment, respectively towards <br/>MCF7 and HeLa cell lines, and finally induced DNA damage towards MCF7 and <br/>HeLa cell lines through a dose-dependent response after 24-hour treatment, as <br/>compared to the essential oils of Achillea fragrantissima and Artemisia herba-alba. <br/>Conclusion: Our data suggested that all the essential oils of Achillea fragrantissima, <br/>Artemisia herba-alba and Tanacetum sinaicum belonging to family Asteraceae are <br/>a prospective source of natural bioactive compounds that can be employed in <br/>pharmaceutical and medical applications due to its antiviral, antiproliferative, and <br/>anti-metastatic properties, as well as its genotoxic properties.   الخلفية: على مستوى العالم، تشكل العدوى الفيروسية مصدر قلق كبير لصحة الإنسان ويتم التعرف عليها كعامل خطر قوي لبعض أنواع السرطان. يعد فيروس الورم الحليمي البشري أولوية صحية عامة حالية وقد ارتبط بأنواع مختلفة من السرطان.<br/>الزيوت العطرية هي منتجات طبيعية مهمة للنباتات الطبية التي لها أنشطة علاجية وبيولوجية مختلفة.<br/>هدف العمل: تهدف هذه الأطروحة إلى استخراج الزيوت العطرية من بعض النباتات الطبية المصرية التي تنتمي إلى عائلة Asteraceae وتقييم السمية الخلوية للزيوت العطرية المستخرجة على خطوط خلايا سرطان MCF7 وHeLa وتحديد IC50 الخاصة بها. كما تهدف إلى الكشف عن النشاط المضاد للفيروسات لهذه الزيوت العطرية المستخرجة ضد فيروس الورم الحليمي البشري عالي الخطورة المتكامل من النوع 16 و18، والتحقيق في تأثير هذه الزيوت العطرية على الجينات النقيلية والمضادة للنقائل لخطوط خلايا سرطان MCF7 وHeLa وأخيرًا دراسة الأنشطة البيولوجية المختلفة لهذه الزيوت العطرية على خطوط الخلايا المذكورة.<br/>المواد والطرق: تم جمع ثلاثة أنواع من النباتات الطبية البرية التي تنتمي إلى عائلة النجميات من محمية سانت كاترين، جنوب سيناء، مصر، وتم التعرف عليها باستخدام الغاز الكروماتوغرافيا-مطياف الكتلة على أنها Achillea fragrantissima و Artemisia herba-alba و Tanacetum sinaicum. أولاً، تم إجراء اختبار السمية الخلوية لتقييم التأثيرات السامة الخلوية وتحديد IC50 لهذه الزيوت العطرية على خطوط الخلايا MCF7 و HeLa. باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الحقيقي والنسخ العكسي الكمي، تم تقييم النشاط المضاد للفيروسات للزيوت العطرية المذكورة أعلاه ضد فيروس الورم الحليمي البشري من النوع 16 و 18. كما تم إجراء تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي للكشف عن تأثير الزيوت العطرية المذكورة على مستويات التعبير عن MMP2 و MMP9 و TIMP-1 لكل من خطوط الخلايا MCF7 و HeLa. أخيرًا، تم التحقيق في الخصائص البيولوجية للزيوت العطرية المذكورة باستخدام الالتهام الذاتي واختبارات الخدش والمذنبات في المختبر تجاه خطوط خلايا MCF7 وHeLa.<br/><br/>النتائج: كشفت بياناتنا أن الزيوت العطرية لـ Achillea fragrantissima وArtemisia herba-alba وTanacetum sinaicum لها تأثير سام للخلايا تجاه خطوط خلايا MCF7 وHeLa بطريقة تعتمد على الجرعة بعد العلاج لمدة 24 ساعة. وعلاوة على ذلك، أظهرت نتائجنا أن زيت Tanacetum sinaicum العطري أظهر أقوى تأثير مضاد للفيروسات في تقليل عدد نسخ الحمض النووي وmRNA لفيروس الورم الحليمي البشري 16 و18 بطريقة تعتمد على الجرعة بعد العلاج لمدة 24 ساعة، متجاوزًا التأثيرات التي لوحظت مع الزيوت العطرية لـ Achillea fragrantissima وArtemisia herba-alba. كما أظهر زيت Tanacetum<br/>sinaicum العطري أقوى زيت عطري في تنظيم مستوى التعبير عن MMP2 وMMP9، وأقوى زيت عطري في تنظيم مستوى التعبير عن TIMP-1 بطريقة تعتمد على الجرعة بعد علاج لمدة 24 ساعة، مقارنة بالزيوت العطرية لـ Achillea fragrantissima وArtemisia herba-alba. وفيما يتعلق ببيانات الدراسات البيولوجية، فقد خلصت الدراسة إلى أن زيت تاناسيتوم سينايكوم العطري أظهر أقوى زيت عطري في إحداث تأثير الالتهام الذاتي وتثبيط هجرة الخلايا من خلال استجابة تعتمد على الجرعة بعد 24 ساعة و48 ساعة من العلاج، على التوالي تجاه خطوط الخلايا MCF7 وHeLa، وأخيرًا تسبب في تلف الحمض النووي تجاه خطوط الخلايا MCF7 وHeLa من خلال استجابة تعتمد على الجرعة بعد 24 ساعة من العلاج، مقارنة بالزيوت العطرية لـ Achillea fragrantissima وArtemisia herba-alba.<br/>الاستنتاج: تشير بياناتنا إلى أن جميع الزيوت الأساسية من Achillea fragrantissima وArtemisia herba-alba وTanacetum sinaicum التي تنتمي إلى عائلة Asteraceae هي مصدر محتمل للمركبات الحيوية النشطة الطبيعية التي يمكن استخدامها في التطبيقات الصيدلانية والطبية نظرًا لخصائصها المضادة للفيروسات ومضادة للانتشار ومضادة للنقائل، بالإضافة إلى خصائصها السامة للجينات. 
<br/><br/>
<br/><br/><br/>Text in English and abstract in Arabic & English. 
<br/><br/><label>Subjects--Topical Terms: </label><br/>Medicinal plants
<br/><br/><label>Subjects--Index Terms: </label>Achillea fragrantissima essential oil  Artemisia herba-alba essential oil  Tanacetum sinaicum essential oil   human papillomavirus type 16 and 18  antiviral  efficacy and anti-cancer activity.  
<br/><br/><label>Dewey Class. No.: </label>581.634