Evaluation of Anticancer Activity of Pomegranate Punica granatum on human liver cancer cell line /
Medhat Ali El-Sakka,
Evaluation of Anticancer Activity of Pomegranate Punica granatum on human liver cancer cell line / تقييم النشاط المضاد للسرطان لنبات الرمانبيونكا جراناتم على خطوط خلايا الكبد السرطانية للإنسان by Medhat Ali El-Sakka ; Supervision Prof. Dr. Aliaa Mahmoud Issa ,Dr. Wesam Taha Basal, Dr. Neima koutb El-Senousy. - 99 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 56-99.
Liver cancer is the third most common cause of cancer-related mortality. Over
80% of liver cancer patients are diagnosed with hepatocellular carcinoma (HCC)
which is resistant to most conventional chemotherapeutic agents. Moreover, the
use of these agents is typically associated with side effects that lead to the
destruction of normal tissues. Therefore, finding a therapeutic agent that is
selective, non-toxic to normal cells, and does not develop resistance or
unpleasant side effects became the most challenging aspect in cancer therapy.
The present study investigates the potential selective antitumorigenic effects of
pomegranate peel extract by studying the effect of the extract on cell viability,
DNA fragmentation, cell cycle arrest, and the expression of cancer related genes
in human hepatocellular carcinoma cell line (HepG2), and normal human
hepatocyte cell line (THLE2). The previous parameters were evaluated using
MTT, comet assay, flow cytometry and real time PCR, respectively. Inhibition
concentrations for 50% of the cells (IC50) were determined for both types of cell
lines using MTT test. The concentrations equivalent to (¼ and ½) of IC50 for the
HepG2 were used for the treatment of both cell lines in all the following
investigations. In comet assay both pomegranate peel extract concentrations
showed significant damage (P ≤ 0.05) in DNA of HepG2 cell line as indicated by
the increase in tail length, tail DNA% and tail moment as compared to the
untreated control cells. On the other hand, no significant change in DNA
integrity was recorded between treated and untreated THLE2 cells. Same
observations were recorded in flow cytometry results. It was found that both
concentrations of the peel extract caused cell cycle arrest at G0/G1 and S phases
in HepG2 but not THLE2.Quantitative real time PCR showed that
both concentrations of peel extract significantly decreased the expression levels
of cyclooxygenase-2, which participates in tumor growth by immune invasion
and resistance to apoptosis, in HepG2 cells, and to a lesser extent in THLE2
cells. The expression levels of cell cycle genes, CyclinB1 and Cyclin dependent
kinase1, were significantly decreased in HepG2 cells, while in THLE2, only
Cdk1 showed a significant decrease, but not CyclinB1. In case of the apoptosis
related genes, the Bax/Bcl2 ratio was significantly increase in HepG2 and
significantly decreased in THLE2 cells. P21 gene showed a significantly
increase in both cell lines, however, the increase in HepG2 was more
remarkable. Meanwhile, the expression levels of the genes responsible for
angiogenesis and tumor progression, vascular permeability factor and matrix
metalloproteinase-9, were significantly decreased in HepG2 cells and
significantly increased in THLE2 cells. In conclusion, the obtained results
suggest a potential selective toxic effect of pomegranate peel extract against
HepG2 cell lines. تشخيص أكثر من %80 من مرضى سرطان الكبد بسرطان الخلايا الكبدية ، وهو مقاوم لمعظم عوامل العلاج الكيميائي التقليدية. علاوة على ذلك ، يرتبط استخدام عوامل الوقاية الكيميائية عادة˝ بالآثار الجانبية التي تؤدي إلى تدمير الأنسجة الطبيعية. لذلك ، أصبح العثور على عامل علاجي انتقائي وغير سام للخلايا
الطبيعية ولا يطور مقاومة أو آثا ˝را جانبية ضاره هو الجانب الأكثر صعوبة في علاج السرطان . تبحث
الدراسة الحالية في التأثيرات الانتقائية المحتملة لمضادات الأورام لمستخلص قشر الرمان من خلال
دراسة تأثير المستخلص على حيوية الخلية ، وتفتيت الحمض النووي ، وتوقف دورة الخلية ، والتعبير عن الجينات المرتبطة بالسرطان في خطوط الخلايا الكبدية المسرطنة (HepG2) و الطبيعية (THLE2)
للإنسان . تم تقييم الدلالات أو المؤشرات السابقة باستخدام إختبارات MTT وassay Comet و قياس
التدفق الخلوي و QRt-PCR على التوالي. تم تحديد تركيزات التثبيط )الجرعات المميتة( لـ نصف عدد
الخلايا (IC50) لكلا النوعين من خطوط الخلايا باستخدام اختبار MTT . تم إستخدام ربع ونصف
التركيزات المميتة لنصف خطوط الخلايا المسرطنة HepG2) &½IC50 (¼IC50 لعلاج كلا النوعين من خطوط الخلايا فى جميع التقييمات التالية . ففى تقييم المذنب أظهر كلا التركيزين من مستخلص قشر الرمان تلفا˝ ملحوظا˝ فى الحمض النووى DNA لخطوط الخلايا المسرطنة تمثل فى طول الذيل ونسبة الحمض النووى فى الذيل والذيل اللحظى مقارنة ˝ بخطوط الخلايا المسرطنة غير المعالجة. على الجانب الآخر لم يسجل أى تغير ملحوظ فى سلامة الحمض النووى لخطوط الخلايا الكبدية السليمة(THLE2)
المعالجة بمستخلص قشر الرمان وغير المعالجة .تم تسجيل الملاحظات نفسها في نتائج قياس التدفق
الخلوي. وجدنا أن كلا التركيزين لمستخلص القشر تسبب فى توقف دورة الخلية في مرحلتي G1 / G0 و
S في HepG2 وليس هناك تأثير فى .THLE2 أظهر إختبار PCR Rtالكمي أن كلا التركيزين
لمستخلص القشر أدى إلى انخفاض كبير في مستويات التعبير الجينى لجينات COX2 ، BCL2،
VEGF ، MMP9 ، CyclinB1 ، Cdk1 بينما مستويات التعبير الجينى عن Bax، P21 قد إرتفعت
بشكل ملحوظ . تأثرت مستويات التعبير عن الجينات المعنية في كلا الخطين من الخلايا ، ومع ذلك ، كان
التأثير أكثر وضوحا˝ في خطوط الخلايا المسرطنة .HepG2 في الختام ، تشير النتائج التي تم الحصول
عليها إلى تأثير إنتقائى محتمل مضاد للأورام لمستخلص قشر الرمان ضد خطوط الخلايا المسرطنة
.HepG2
Text in English and abstract in Arabic & English.
Cancer cells
الخلايا السرطانية
Pomegranate extract antitumorigenic Cancer MTT Comet Cell cycle arrest Gene expression مستخلص الرمان مضاد للأورام
616.99407
Evaluation of Anticancer Activity of Pomegranate Punica granatum on human liver cancer cell line / تقييم النشاط المضاد للسرطان لنبات الرمانبيونكا جراناتم على خطوط خلايا الكبد السرطانية للإنسان by Medhat Ali El-Sakka ; Supervision Prof. Dr. Aliaa Mahmoud Issa ,Dr. Wesam Taha Basal, Dr. Neima koutb El-Senousy. - 99 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 56-99.
Liver cancer is the third most common cause of cancer-related mortality. Over
80% of liver cancer patients are diagnosed with hepatocellular carcinoma (HCC)
which is resistant to most conventional chemotherapeutic agents. Moreover, the
use of these agents is typically associated with side effects that lead to the
destruction of normal tissues. Therefore, finding a therapeutic agent that is
selective, non-toxic to normal cells, and does not develop resistance or
unpleasant side effects became the most challenging aspect in cancer therapy.
The present study investigates the potential selective antitumorigenic effects of
pomegranate peel extract by studying the effect of the extract on cell viability,
DNA fragmentation, cell cycle arrest, and the expression of cancer related genes
in human hepatocellular carcinoma cell line (HepG2), and normal human
hepatocyte cell line (THLE2). The previous parameters were evaluated using
MTT, comet assay, flow cytometry and real time PCR, respectively. Inhibition
concentrations for 50% of the cells (IC50) were determined for both types of cell
lines using MTT test. The concentrations equivalent to (¼ and ½) of IC50 for the
HepG2 were used for the treatment of both cell lines in all the following
investigations. In comet assay both pomegranate peel extract concentrations
showed significant damage (P ≤ 0.05) in DNA of HepG2 cell line as indicated by
the increase in tail length, tail DNA% and tail moment as compared to the
untreated control cells. On the other hand, no significant change in DNA
integrity was recorded between treated and untreated THLE2 cells. Same
observations were recorded in flow cytometry results. It was found that both
concentrations of the peel extract caused cell cycle arrest at G0/G1 and S phases
in HepG2 but not THLE2.Quantitative real time PCR showed that
both concentrations of peel extract significantly decreased the expression levels
of cyclooxygenase-2, which participates in tumor growth by immune invasion
and resistance to apoptosis, in HepG2 cells, and to a lesser extent in THLE2
cells. The expression levels of cell cycle genes, CyclinB1 and Cyclin dependent
kinase1, were significantly decreased in HepG2 cells, while in THLE2, only
Cdk1 showed a significant decrease, but not CyclinB1. In case of the apoptosis
related genes, the Bax/Bcl2 ratio was significantly increase in HepG2 and
significantly decreased in THLE2 cells. P21 gene showed a significantly
increase in both cell lines, however, the increase in HepG2 was more
remarkable. Meanwhile, the expression levels of the genes responsible for
angiogenesis and tumor progression, vascular permeability factor and matrix
metalloproteinase-9, were significantly decreased in HepG2 cells and
significantly increased in THLE2 cells. In conclusion, the obtained results
suggest a potential selective toxic effect of pomegranate peel extract against
HepG2 cell lines. تشخيص أكثر من %80 من مرضى سرطان الكبد بسرطان الخلايا الكبدية ، وهو مقاوم لمعظم عوامل العلاج الكيميائي التقليدية. علاوة على ذلك ، يرتبط استخدام عوامل الوقاية الكيميائية عادة˝ بالآثار الجانبية التي تؤدي إلى تدمير الأنسجة الطبيعية. لذلك ، أصبح العثور على عامل علاجي انتقائي وغير سام للخلايا
الطبيعية ولا يطور مقاومة أو آثا ˝را جانبية ضاره هو الجانب الأكثر صعوبة في علاج السرطان . تبحث
الدراسة الحالية في التأثيرات الانتقائية المحتملة لمضادات الأورام لمستخلص قشر الرمان من خلال
دراسة تأثير المستخلص على حيوية الخلية ، وتفتيت الحمض النووي ، وتوقف دورة الخلية ، والتعبير عن الجينات المرتبطة بالسرطان في خطوط الخلايا الكبدية المسرطنة (HepG2) و الطبيعية (THLE2)
للإنسان . تم تقييم الدلالات أو المؤشرات السابقة باستخدام إختبارات MTT وassay Comet و قياس
التدفق الخلوي و QRt-PCR على التوالي. تم تحديد تركيزات التثبيط )الجرعات المميتة( لـ نصف عدد
الخلايا (IC50) لكلا النوعين من خطوط الخلايا باستخدام اختبار MTT . تم إستخدام ربع ونصف
التركيزات المميتة لنصف خطوط الخلايا المسرطنة HepG2) &½IC50 (¼IC50 لعلاج كلا النوعين من خطوط الخلايا فى جميع التقييمات التالية . ففى تقييم المذنب أظهر كلا التركيزين من مستخلص قشر الرمان تلفا˝ ملحوظا˝ فى الحمض النووى DNA لخطوط الخلايا المسرطنة تمثل فى طول الذيل ونسبة الحمض النووى فى الذيل والذيل اللحظى مقارنة ˝ بخطوط الخلايا المسرطنة غير المعالجة. على الجانب الآخر لم يسجل أى تغير ملحوظ فى سلامة الحمض النووى لخطوط الخلايا الكبدية السليمة(THLE2)
المعالجة بمستخلص قشر الرمان وغير المعالجة .تم تسجيل الملاحظات نفسها في نتائج قياس التدفق
الخلوي. وجدنا أن كلا التركيزين لمستخلص القشر تسبب فى توقف دورة الخلية في مرحلتي G1 / G0 و
S في HepG2 وليس هناك تأثير فى .THLE2 أظهر إختبار PCR Rtالكمي أن كلا التركيزين
لمستخلص القشر أدى إلى انخفاض كبير في مستويات التعبير الجينى لجينات COX2 ، BCL2،
VEGF ، MMP9 ، CyclinB1 ، Cdk1 بينما مستويات التعبير الجينى عن Bax، P21 قد إرتفعت
بشكل ملحوظ . تأثرت مستويات التعبير عن الجينات المعنية في كلا الخطين من الخلايا ، ومع ذلك ، كان
التأثير أكثر وضوحا˝ في خطوط الخلايا المسرطنة .HepG2 في الختام ، تشير النتائج التي تم الحصول
عليها إلى تأثير إنتقائى محتمل مضاد للأورام لمستخلص قشر الرمان ضد خطوط الخلايا المسرطنة
.HepG2
Text in English and abstract in Arabic & English.
Cancer cells
الخلايا السرطانية
Pomegranate extract antitumorigenic Cancer MTT Comet Cell cycle arrest Gene expression مستخلص الرمان مضاد للأورام
616.99407