یافته های نوین در علوم زیستی

مهار تکثیر رده سلولی سرطان مری (KYSE-30) توسط متابولیت‌های ثانویه باکتری‌های اندوفیت افدرا

نویسندگان

مهرداد غیاثوند 1
علی مخدومی 1
مریم مقدم متین 2
جمیل واعظی 1

1 گروه زیست شناسی، داتشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 گروه زیست شناسی، داتشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران؛ پژوهشکده فناوری زیستی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

https://doi.org/10.52547/nbr.8.2.95
چکیده
با توجه به افزایش نرخ بروز سرطان مری در برخی کشور‌های آسیایی از جمله مناطق شمال و شمال­شرق ایران، شناسایی ترکیبات ضد­سرطانی جدید برای سرکوب این بیماری ضروری است. امروزه اثبات گردیده که تولید بسیاری از متابولیت‌های گیاهی با فعالیت میکروارگانیسم‌های اندوفیت در ارتباط است. در این پژوهش توانمندی باکتری‌های اندوفیت گیاه دارویی افدرا در مهار تکثیر رده سلولی سرطان مری (KYSE-30) ارزیابی شد. 54 سویه باکتری اندوفیت (از 74 جدایه اولیه) از دو گیاه دارویی Ephedra intermedia و Ephedra foliata پس از استریل کردن سطح آن‌ها به­دست آمد. باکتری‌ها در محیط کشت تریپتیک سوی براث (TSB) تلقیح و پس از 72 ساعت متابولیت‌های تولید شده با استفاده از کلروفرم استخراج گردید. اثر عصاره خام سویه‌های منتخب بر روی رده‌ سلولی سرطان مری KYSE-30 با آزمون MTT در بازه­‌های زمانی 24، 48 و 72 ساعت ارزیابی گردید. در نهایت سویه مورد نظر با استفاده از تکثیر و توالی­یابی ژن 16S rRNA شناسایی شد. بر اساس نتایج آزمونMTT سویه A1 دارای فعالیت ضد­سرطانی بر روی رده سلولی KYSE-30 با مقادیر IC50 برابر با 4/346، 8/192 و 3/121 میکروگرم بر میلی­لیتر به ترتیب در زمان‌های 24، 48 و 72 ساعت پس از تیمار بود. بر اساس شناسایی مولکولی، باکتری مذکور به Microbacterium maritypicum شباهت داشت. با توجه به توانایی جدایه A1 در مهار تکثیر و زنده مانی KYSE-30 استفاده از ترکیبات طبیعی تولید شده توسط این باکتری برای درمان سرطان مری امکان­پذیر است. هرچند جهت تایید این نتایج آزمایش‌های بیشتری پس از خالص­سازی مواد موجود در عصاره و همچنین انجام مطالعات در مدل‌های جانوری سرطانی ضروری است.





کلیدواژه‌ها

اکتینوباکتر
سمیت سلولی
گیاهان دارویی
میکروباکتریوم
همزیستی

عنوان مقاله English

Inhibition of esophageal cancer cell line (KYSE-30) proliferation using secondary metabolites of Ephedra endophyte bacteria

نویسندگان English

Mehrdad Ghiasvand 1
Ali Makhdoumi 1
Maryam Moghaddam Matin 2
Jamil Vaezi 1
1 Department of biology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Department of biology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran; Institute of Biotechnology, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده English

Regarding the rising rate of esophageal cancer in some parts of Asia, including northern and northeastern regions of Iran, the identification of new anti-cancer compounds is essential to combat the disease. The relation between some plants metabolites and these endophytic microorganisms are well characterized. In the current study, the potentials of Ephedra endophyte bacteria for the inhibition of esophageal cancer cell line (KYSE-30) proliferation were investigated. A total of 54 endophyte bacteria (out of 70) were obtained from the sterilized surfaces of two medicinal plants, i.e., Ephedra intermedia and Ephedra foliata. Bacterial strains were then cultured in Tryptic soy broth (TSB) medium and, after 72 h incubation, the produced secondary metabolites were extracted by chloroform. Anticancer effects of secondary metabolites from theses bacteria on esophageal cancer cell line KYSE-30 were evaluated after 24, 48 and 72 h by MTT method. MTT assay results showed that only strain A1 had a cytotoxic effect on KYSE-30 cells. The IC50 amounts of this strain against KYSE-30 cell lines were equaled (µg/ml) to 346.4, 192.8 and 121.3 after 24, 48, and 72 hours, respectively. The molecular identification of strain A1 revealed that Microbacterium maritypicum (99.8% similarity) was the closest identified taxon to the strain studied. According to the promising ability of strain A1 to inhibit the growth of KYSE-30 cell line, the use of natural compounds produced by this bacterium to treat esophageal cancer was found to be applicable. However, more experiments are needed to confirm these results after purifying the ingredients, as well as conducting studies in animal cancer models.





کلیدواژه‌ها English

Actinobacter
cytotoxic effect
medicinal plant
Microbacterium
symbiosis
Afra, S., Makhdoumi, A., Matin, M.M. & Feizy, J. 2017. A novel red pigment from marine Arthrobacter sp. G20 with specific anticancer activity. Journal of Applied Microbiology 123: 1228-1236.
Aghababaei-Ziarati, A., Ghorbani, H. & Hosseinalizadeh, M. 2013. Evaluate the relationship between spatial distribution of esophageal and gastric cancers and soil conditions at the Golestan Province. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences 22: 180-193. (In Persian).
Azman, A.S, Othman, I., Fang, C.M., Chan, K.G., Goh, B.H. & Lee, L.H. 2017. Antibacterial, anticancer and neuroprotective activities of rare Actinobacteria from mangrove forest soils. Indian Journal of Microbiology 57: 177-187.
Blumenthal, M. & King, P. 1995. Ma Huang: Ancient herb, modern medicine, regulatory dilemma. A review of the botany, chemistry, medicinal uses, safety concerns, and legal status of Ephedra and its alkaloids. HerbalGram 34: 22-26.
Corina, D., Delia, M., Ersilia, A., Claudia, F., Istvan, O., Andrea, B., Minda, D., Proks, M., Buda, V., Hancianu, M., Cioanca, O., Soica, C., Popescu, P. & Dehelean, C.A. 2019. Phytochemical characterization and evaluation of the antimicrobial, antiproliferative and pro-apoptotic potential of Ephedra alata Decne. Hydroalcoholic extract against the MCF-7 breast cancer cell line. Molecules 24: 13.
Cui, C.H., Kim, D.J., Jung, S.C., Kim, S.C. & Im, W.T. 2017. Enhanced production of gypenoside LXXV using a novel ginsenoside-transforming β-glucosidase from ginseng-cultivating soil bacteria and its anti-cancer property. Molecules 22: 844.
Deng, L., Ren, Z., Jia, Q., Wu, W., Shen, H. & Wang, Y. 2013. Schedule-dependent antitumor effects of 5-fluorouracil combined with sorafenib in hepatocellular carcinoma. BMC Cancer 13: 363.
Ghahremaninejad, F., Joharchi, M.R. & Vitek, E. 2005. New plant records for Khorassan province, Iran. Annalen des Naturhistorischen Museums in Wien, Serie B 106: 255-293.
Ibragic, S. & Sofić, E. 2015. Chemical composition of various Ephedra species. Bosnian Journal of Basic Medical Sciences 15: 21-27.
Karimi, N., Rashedi, J., Mahdavi Poor B., Arabi, S., Ghorbani, M., Tahmasebpour, Nahideh. & Asgharzadeh, M. 2017. Cytotoxic effects of rosemary extract on gastric adenocarcinoma (AGS) and esophageal squamous cell carcinoma (KYSE30) cell lines. Gastroenterology and Hepatology from Bed to Bench 10: 102-107.
Kumar, S., Stecher, G. & Tamura, K. 2016. MEGA7: molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets. Molecular Biology and Evolution 33: 1870-1874.
Maheswarappa, G., Kavitha, D., Vijayarani, K. & Kumanan, K. 2013. Prodigiosin as anticancer drug Produced from bacteria of termite gut. Indian Journal of Basic and Applied Medical Research 1: 257-266.
Meimandi. K. & Yaghoobi, M.M. 2019. The effect of aqueous and ethanolic extracts of Sedum album L. on
human stomach and breast carcinoma cell lines in vitro. Nova Biologica Reperta 6: 10-19. (In Persian).
Napier, K.J., Scheerer, M. & Misra, S. 2014. Esophageal cancer: A review of epidemiology, pathogenesis, staging workup and treatment modalities. World Journal of Gastrointestinal Oncology 6: 112-120.
Nasiri-Madiseh, Z., Mofid, M., Ebrahimi, M., Khyam-Nekouee, S.M. & Khosravi-Ahahli, M. 2010. Isolation of taxol-producing endophytes fungi from Iranian yew (Taxus baccata L.). Journal of Shahrekord University of Medical Sciences 11: 101-106. (In Persian).
Preveena, J. & Bhore, S.J. 2013. Identification of bacterial endophytes associated with traditional medicinal plant Tridax procumbens Linn. Ancient Science of Life 32: 173-177.
Pu, X., Chen, F., Yang, Y., Qu, X., Zhang, G. & Luo, Y. 2015. Isolation and characterization of Paenibacillus polymyxa LY214, a camptothecin-producing endophytic bacterium from Camptotheca acuminata. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology 42: 1197-1202.
Sebola, T.E., Uche‐Okereafor, N.C., Tapfuma, K.I., Mekuto, L., Green, E. & Mavumengwana, V. 2019. Evaluating antibacterial and anticancer activity of crude extracts of bacterial endophytes from Crinum macowanii Baker bulbs. Microbiology Open 8: 914.
Seca, A. & Pinto, D. 2018. Plant secondary metabolites as anticancer agents: Successes in clinical trials and therapeutic application. International Journal of Molecular Sciences 19: 263.
Shi, Y., Liu, X., Fredimoses, M., Song, M., Chen, H., Liu, K., Lee, MH. & Dong, Z. 2018. FGFR2 regulation by picrasidine Q inhibits the cell growth and induces apoptosis in esophageal squamous cell carcinoma. Journal of Cellular Biochemistry 119: 2231-2239.
Shweta, S., Bindu, J.H., Raghu, J., Suma, H., Manjunatha, B., Kumara, P.M., Ravikanth, G., Nataraja, K.N., Ganeshaiah, K.N. & Shaanker, R.U. 2013. Isolation of endophytic bacteria producing the anti-cancer alkaloid camptothecine from Miquelia dentata Bedd. (Icacinaceae). Phytomedicine 20: 913-917.
Smyth, E.C., Lagergren, J., Fitzgerald, R.C., Lordick, F., Shah, M.A., Lagergren, P. & Cunninghamet, D. 2017. Oesophageal cancer. Nature Reviews Disease Primers 3: 17048.
Yang, L., Wen, K.S., Ruan, X., Zhao, Y.X., Wei, F. & Wang, Q. 2018. Response of plant secondary metabolites to environmental factors. Molecules 23: 762.
Zinniel, D.K., Lambrecht, P., Harris, N.B., Feng, Z., Kuczmarski, D. & Higley, P., Ishimaru, C.A., Arunakumari, A., Barletta, R.G. Vidaver, A.K. 2002. Isolation and characterization of endophytic colonizing bacteria from agronomic crops and prairie plants. Applied and Environmental Microbiology 68: 2198-2208.

  • تاریخ دریافت 18 خرداد 1405
  • تاریخ انتشار 18 خرداد 1405

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما