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

Bibliography: pages 67-84.

HCC is one of the world most common malignancies, accounting for 8.5% of all cancer occurrences and the world second most common cause of cancer-related deaths. Chemotherapy is one of the most important treatment modalities for advanced HCC. Doxorubicin is one of the effective chemotherapy drugs for liver cancer treatment. Resistance to doxorubicin is one of its limitations beside its adverse effects.
MicroRNAs are single stranded, non-coding, endogenous RNA molecules that are responsible for controlling a large range of biological processes though post transcriptional modification to their target messenger RNA (mRNA). Alteration in the expression of miRNA results in different conditions and diseases including cancer
The design of this study included invitro and invivo studies. In vitro study aimed to investigate the effect of the combination of CSO with liposomal-doxorubicin on the tumor suppressor miRNAs and doxorubicin-metabolizing enzyme CYP-3A4 and MRP1 in HepG2 Cell lines. in vivo study was planned to focus on comparing the effect of CSO and CS omega combination with liposomal-doxorubicin. This comparison included the investigation of oxidative stress GSH & CAT and lipid peroxidation MDA, Serum biochemical analysis (ALT, gamma GGT, creatinine, uric acid, LDH and AST), histopathological changes in liver, kidney and heart tissues, the cytochemical analysis of CYP-3A4, MRP1, c-MYC and expression of miRNAs mir-122 & let7a in liver tissues.
Invitro study indicated that CSO led to increased HepG2 cells sensitivity to liposomal-doxorubicin as concluded from its higher cytotoxicity. Doxorubicin induced CYP-3A4 and MRP1 and their corresponding mRNAs, while CSO inhibited both of their expression and proteins in doxorubicin-treated cells. CSO induced tumor suppressor miRNAs.
Doxorubicin was found to down regulated miR-122 and let-7/b/e and elevated let-7a expression while CSO/doxorubicin up regulation let-7/b/e, miR-34a, and miR-122 (which inhibits MRP1) and down regulate let-7a that may lead to increase apoptosis. Taken together, CSO is capable of effectively re-sensitized HepG2 cells to doxorubicin via inhibiting MRP1 and CYP-3A4 that may increase in vivo doxorubicin bioavailability and decrease its therapeutic doses to avoid its adverse effect.
Aconcentration of 30% of IC50 of liposomal doxorubicin combined with CSO (5 µg/ml), were used for 24h to check the influence of CSO on miRNAs (let-7a-3p, let-7b-3p, let-7e-3p, miR-34a-3p, and miR-122-3p), in addition to one oncogenic miRNA (miR-27a). The results revealed that there was no change in the expression of the oncomiR (miR-27a). In the other hand liposomal doxorubicin inhibited the let-7 family miRNAs let-7b/e (*p<0.05) and dramatically induced let-7a in HepG2 cells, but is showed no effect with the other tumor suppressor miRNAs. The combined treatment with CSO/doxorubicin resulted in a significant suppression in the expression of let-7a and to a remarkable induction to all of the tested tumor suppressor miRNAs but to variable extents, where CSO/DOX induced let-7b/e, miR-34a-3p and miR-122-3p and induced let-7a in HepG2 cells.
In vivo study, CSO and CS Omega showed an improvement significantly in oxidative stress biomarkers by increasing in GSH levels, CAT activity and decreasing MDA levels in liver, kidney and heart tissues.Treatment with CSO and CS Omega led to a decrease significantly in ALT,  GGT, LDH, AST activitires, Creatinine and Uric acid concentrations. Histopathological examinations were confirmed these findings. CSO is capable of re-sensitized hepatic cells to doxorubicin effectively via inhibiting MRP1 and CYP-3A4. The histochemical analysis of CYP-3A4 and MRP1 in liver tissues indicated that both proteins were low in control and in treated CSO-rats, while both were dramatically elevated in in doxorubicin-treated cells. On the other hand, combination of CSO with doxorubicin resulted in an observable inhibition in both proteins. c-MYC in liver tissues revealed that protein was high in control and in treated CSO-rats, however c-MYC were dramatically decreased in in doxorubicin-treated rats Additionally, combination of CSO with doxorubicin promoted the proteins inhibition to lower extent.
In the liver tissues, miR-122 expression was investigated in different rat groups. The DOX-treated group showed a significant inhibition in the expression of miR-122 compared to the control group. On contrary, the combined treatment with CSO/doxorubicin resulted in a remarkable induction in the tumor suppressor miRNA (miR-122) compared to DOX-treated group. Moreover, as another tumor suppressor miRNA let-7a expression was explored in different rat groups. The DOX-treated group showed a dramatic induction in the expression of let-7a, compared to the control group, while the combined treatment with CSO/doxorubicin resulted in a notable inhibition in let-7a compared to DOX-treated group.
In conclusion, CSO and CS omega are capable of effectively inhibit DOX resistance, induced hepatic, nephro and cardiac antioxidant status, and inhibited lipid peroxidation, CSO is also capable to restore hepatic function cells to doxorubicin via inhibiting MRP1 and CYP-3A4 that may increase in vivo doxorubicin bioavailability and decrease its therapeutic doses to avoid its adverse effect. Additionally, CSO can potentiate DOX cytotoxicity and control the hepatic cell growth via inhibition c-MYC.

سرطان الكبد هو أحد أكثر الأورام الخبيثة شيوعًا في العالم، حيث يمثل 8.5% من جميع حالات الإصابة بالسرطان وثاني أكثر الأسباب شيوعًا للوفيات المرتبطة بالسرطان. كما ويُعد العلاج الكيميائي أحد أهم طرق العلاج لمرض سرطان الكبد (HCC) المتقدم. والدوكسوروبيسين Doxorubicin هو أحد أدوية العلاج الكيميائي الفعالة لعلاج سرطان الكبد. كما وتعتبر مقاومة الدوكسوروبيسين هي أحد حدوده إلى جانب آثاره الضارة.
الأحماض النووية الريبوزية الصغيرة (miRNAs) عبارة عن جزيئات RNA مفردة، غير مشفرة، داخلية المنشأ مسؤولة عن التحكم في مجموعة كبيرة من العمليات البيولوجية على الرغم من التعديل بعد النسخ إلى مرسالها المستهدف RNA (mRNA). يؤدي التغيير في التأثير من miRNA إلى حالات وأمراض مختلفة بما في ذلك السرطان.
CYP-3A4وقد اشتملت الدراسة علي دراسة مخبارية و ايضا دراسة علي الكائن الحي
أشارت النتائج في الدراسة المخبارية إلى أن CSO أدى إلى زيادة حساسية خلايا HepG2 للدوكسوروبيسين الشحمي كما استنتج من ارتفاع سمية الخلايا. تسبب دوكسوروبيسين في تحفيز إنزيم التمثيل الفذائي للدواء CYP-3A4 وناقل مقاومة الأدوية MRP1 و mRNAs المقابل لهما، بينما يعمل CSO بتثبيط كل من تأثيرها والبروتينات في الخلايا المعالجة بالدوكسوروبيسين. CSO الناجم عن الورم miRNAs.
هذا وقد وجد أن الدوكسوروبيسين Doxorubicin يخفض تنظيم miR-122 و let-7/ b / e وتأثير let-7a المرتفع بينما CSO/doxorubicin يرفع تنظيم let-7 / b / e و miR-34a و miR-122 (الذي يثبط MRP1) ويخفض تنظيم Let-7a الذي قد يؤدي إلى زيادة موت الخلايا المبرمج. وبذلك يتضح ان العلاج المشترك لزيت بذور الشيا CSO قادر على إعادة حساسية الخلايا الكبدية HepG2 بشكل فعال إلى دوكسوروبيسين عن طريق تثبيط MRP1 و CYP-3A4 التي قد تزيد من التوافر الحيوي للدوكسوروبيسين في الجسم الحي وتقليل جرعاته العلاجية لتجنب تأثيره الضار.
وفي هذه الدراسة تم استخدام تركيز 30% من IC50 من ليبوزمال دوكسوروبيسين مع زيت بذور الشيا (CSO) (5ميكروجرام/مل) لمدة 24 ساعة للتحقق من تأثير زيت بذور الشيا (CSO) على miRNAs ،let-7a-3p ، let-7b-3p ، let-7e-3p ، miR-34a-3p، و miR-122-3p، بالإضافة إلى miRNA (miR-27a). وقد كشفت النتائج أنه لم يكن هناك تغيير في التأثير عن oncomiR (miR-27a. ومن ناحية أخرى، منع ليبوزمال دوكسوروبيسين من عائلة let-7 miRNAs let-7b / e (p <0.05) واستحث بشكل كبير let-7a في الخلايا الكبدية HepG2، ولكن لم يظهر أي تأثير مع miRNAs المثبط للورم. كما وأدى العلاج المشترك بين زيت بذور الشيا (CSO)/ دوكسوروبيسين إلى تثبيط كبير في التأثير على let-7a وإلى تحفيز ملحوظ لجميع miRNAs لتثبيط الورم ولكن بدرجات متغيرة، حيث تسبب زيت بذور الشيا (CSO)/ دوكسوروبيسين في let-7b / e ، miR- 34a-3p و miR-122-3p. المستحثة Let-7a في خلايا HepG2
وباجراء الدراسة علي الكائن الحي، اظهرت النتائج ان العلاج باستخدام CSO, CS omega ادي الي تحسن ملحوظ في نشاط انزيم CATومستويات,GSH وانخفاض في مستويات ال MDA في انسجة خلايا الكبد والكلي والقلب وذلك في الجرذان المعالجة بـ CSO و .CS Omegaوادي هذا العلاج ايضا الي تحسن ملحوظ في نشاط انزيمات ALT, GGT, LDH , AST وايضا تحسن في تركيزات حمض البوليك والكرياتينين.
وقد اكد الفحص الميكروسكوبي لانسجة خلايا الكبد والكلي والقلب علي نتائج القياسات الكيميائية في المصل والانسجة المختلفة. واتضح ايضا من التحليل الكيميائي النسيجي ل CYP-3A4 و MRP1 في أنسجة الكبد انه كان منخفضًا في كلا البروتينين وذلك في الجرذان المعالجة بـ CSO، بينما كلاهما كان قد ارتفعا بشكل كبير في الخلايا المعالجة بالدوكسوروبيسين. ومن ناحية أخرى، أدى الجمع بين CSO مع دوكسوروبيسين إلى تثبيط ملحوظ في كلا البروتينين.
وكشف التحليل الكيميائي النسيجي لـ c-MYC في أنسجة الكبد أن البروتينc-MYC كان يتحكم بدرجة عالية وذلك في الجرذان المعالجة بـ CSO، ومع ذلك فقد انخفض البروتين c-MYC بشكل كبير في الخلايا المعالجة بالدوكسوروبيسين. بالإضافة إلى ذلك، أدى العلاج المشترك بين CSO مع دوكسوروبيسين إلى تعزيز تثبيط البروتين إلى حد أقل.
في أنسجة الكبد، تم فحص تأثير miR-122 في مجموعات الجرذان المختلفة. وقد أظهرت المجموعة المعالجة بـ DOX تثبيطًا كبيرًا في تعبير miR-122 مقارنةً بالمجموعة الضابطة. على العكس من ذلك ، أدى العلاج المشترك بين زيت بذور الشيا/دوكسوروبيسين إلى تحفيز ملحوظ في مثبط الورم miRNA (مير -122) مقارنة بالمجموعة المعالجة بـ DOX. علاوة على ذلك، تم استكشاف تعبير miRNA let-7a لتثبيط الورم في مجموعات الجرزان المختلفة. كما أظهرت المجموعة المعالجة بـ DOX تحفيزًا مثيرًا في التعبير عن let-7a ، مقارنةً بالمجموعة الضابطة، بينما أدى العلاج المشترك بين زيت بذور الشيا/دوكسوروبيسين إلى تثبيط ملحوظ في let-7a مقارنة بالمجموعة المعالجة بـالدوكسوروبيسين.
وقد خلصت هذه الدراسة الي ان زيت بذور الشيا CSO له القدرة وبدرجة افضل من CSomega على إعادة حساسية الخلايا الكبدية بشكل فعال للدوكسوروبيسين عن طريق تثبيط MRP1 و CYP-3A4 الذي قد يزيد من التوافر الحيوي للدوكسوروبيسين في الجسم الحي ويقلل جرعاته العلاجية لتجنب تأثيره الضار. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ CSO تحفيز السمية الخلوية لـ DOX والتحكم في نمو الخلايا الكبدية عن طريق تثبيط c-MYC,، كما أنه اتضح من الدراسة علي الكائن الحي ان استخدام زيت بذور الشيا مع عقار الدوكسوروبيسين كان له اثر واضح في خفض الاثار الجانبية لعقار الدوكسوروبيسين علي انسجة خلايا الكبد والكلي والقلب وبالاضافة الي تقليل سميته علي الخلايا الطبيعية.

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.