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