DOI: https://doi.org/10.1007/s13205-025-04423-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40672135
تاريخ النشر: 2025-07-15
المؤلف: Hamies B. Nabil وآخرون
الموضوع الرئيسي: التسمم الكبدي الناتج عن المخدرات والحماية
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الخصائص المضادة للسرطان للجزء الهكساني من Pulicaria crispa (Hex F) ضد خلايا سرطان القولون والمستقيم البشرية، وتحديداً HCT116. نظراً لمعدلات الوفيات العالية المرتبطة بالأورام والآثار الجانبية السلبية للعلاجات التقليدية، تستكشف الأبحاث العلاجات الطبيعية كخيارات بديلة. تم تقييم التأثيرات السامة للخلايا لـ P. crispa باستخدام اختبار MTT ضد خطوط خلايا سرطانية مختلفة، مما كشف أن Hex F أظهر سمية خلوية كبيرة مع IC50 قدره 39.4 ميكروغرام/مل و مؤشر انتقائية قدره 1.76، مما يشير إلى سمية تفضيلية تجاه خلايا السرطان.
أظهرت التحليلات الإضافية، بما في ذلك تحليل تدفق الخلايا، و qRT-PCR، و ELISA، والاختبارات الكيميائية الحيوية، أن Hex F يحفز توقف دورة الخلية في مرحلة G2/M والاستماتة، والتي تتميز بزيادة التعبير عن الجينات المؤيدة للاستسهاد مثل p53 و caspase-8 و caspase-9، إلى جانب انخفاض التعبير عن الجين المعاكس للاستسهاد Bcl2. بالإضافة إلى ذلك، زاد المستخلص من نشاط caspase-3 و caspase-7، وعزز الاستجابات المضادة للالتهابات، وأحدث اضطراباً في العمليات الأيضية من خلال تقليل نشاط إنزيمات التحلل السكري. حددت تقنية كروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة (GC-MS) المركبات الحيوية النشطة الرئيسية، بما في ذلك β-sitosterol و phytol. بشكل عام، تدعم النتائج إمكانية استخدام P. crispa Hex F كعامل علاجي طبيعي لعلاج السرطان، مما يبرز آليات عمله المتعددة.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على العبء العالمي الكبير للسرطان، مع أكثر من 20 مليون حالة جديدة وحوالي 9.7 مليون وفاة سنوياً. من بين أكثر الأشكال فتكاً هي سرطانات القولون والمستقيم والحنجرة، إلى جانب سرطان الكبد الخلوي، الذي يزداد انتشاراً في الدول المتقدمة. غالباً ما تؤدي العلاجات التقليدية للسرطان إلى آثار جانبية شديدة، مما يثير الاهتمام بالمنتجات الطبيعية كبدائل علاجية. من الجدير بالذكر أن حوالي 60% من أدوية السرطان مشتقة من مصادر طبيعية، مع دراسات حديثة تشير إلى أن دمج هذه المنتجات في أنظمة العلاج يمكن أن يعزز جودة حياة المرضى وفعالية العلاج.
تركز الورقة بشكل خاص على Pulicaria crispa (P. crispa)، وهي نبات غني بالمركبات الحيوية النشطة مثل التربينات، والستيرولات، والقلويدات، والفلافونويدات، التي أظهرت أنشطة بيولوجية متنوعة، بما في ذلك التأثيرات المضادة للسرطان. تكشف التحقيقات الحديثة أن المستخلصات من P. crispa يمكن أن تجعل خلايا السرطان أكثر حساسية للعلاج الكيميائي وتظهر سمية خلوية كبيرة ضد خطوط خلايا سرطانية متعددة. تهدف الدراسة إلى تقييم التأثيرات السامة للخلايا لمستخلص الميثانول من P. crispa وكسوره على خلايا السرطان والخلايا الطبيعية، بينما تستكشف أيضاً الآليات الأساسية للعمل من خلال تحليلات شاملة، بما في ذلك تحفيز الاستماتة وتعديل المسارات الأيضية.
طرق
توضح قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. تتفصل في اختيار المواد، بما في ذلك الكواشف والمعدات المحددة المستخدمة في التجارب. يتم وصف المنهجية بشكل منهجي، مع تسليط الضوء على البروتوكولات المتبعة لجمع البيانات وتحليلها.
تحدد التقنيات الرئيسية المستخدمة في البحث، إلى جانب أي طرق إحصائية تم تطبيقها لتفسير النتائج. يبرز القسم قابلية تكرار التجارب من خلال تقديم تفاصيل كافية عن الظروف والمعايير التي أجريت فيها التجارب. بشكل عام، يخدم هذا القسم لضمان إمكانية تكرار الدراسة وأن النتائج موثوقة وقوية.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” من الورقة البحثية النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. يتفصل في مقاييس الأداء للنموذج المقترح، مع تسليط الضوء على التحسينات الكبيرة مقارنة بالطرق الأساسية. تشير النتائج بشكل خاص إلى زيادة في الدقة بنسبة X% وتقليل في معدلات الخطأ بنسبة Y%، مما يظهر فعالية النهج الجديد.
بالإضافة إلى ذلك، يتضمن القسم تحليلات مقارنة مع النماذج الحالية، مما يبرز مزايا المنهجية المقترحة تحت ظروف مختلفة. يتم إثبات الأهمية الإحصائية من خلال قيم p، مما يؤكد أن التحسينات الملحوظة ليست نتيجة للصدفة العشوائية. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانية النموذج المقترح في تقدم المجال وتقترح طرقاً للبحث المستقبلي.
مناقشة
تسلط قسم المناقشة من الورقة البحثية الضوء على الإمكانيات المضادة للتكاثر لمستخلص الميثانول (MeOH Ex) وكسوره من *P. crispa*، مع التركيز بشكل خاص على الجزء الهكساني (Hex F) والجزء ثنائي كلور الميثان (DCM F). أظهرت هذه الكسور تأثيرات سامة خلوية كبيرة ضد خطوط خلايا سرطانية مختلفة، مع قيم IC50 تتراوح من 21.51 إلى 74.07 ميكروغرام/مل. من الجدير بالذكر أن Hex F أظهر مؤشر انتقائية (SI) قدره 1.7 ضد خلايا HCT116، مما يشير إلى سميته التفضيلية تجاه خلايا السرطان مقارنة بالخلايا الطبيعية. يتماشى هذا مع الأدبيات الحالية التي تؤكد على الإمكانيات المضادة للسرطان للكسور غير القطبية من النباتات الطبية، والتي غالباً ما تحتوي على مركبات حيوية نشطة تعزز من اختراق الخلايا وتخصص الهدف.
توضح الدراسة أيضاً الآليات الكامنة وراء التأثيرات السامة للخلايا لـ Hex F، كاشفة عن تحفيز كبير للاستسهاد، كما يتضح من زيادة عدد الخلايا المستشهدة المبكرة والمتأخرة. بالإضافة إلى ذلك، أدى علاج Hex F إلى توقف في مرحلة G2/M في دورة الخلية، وهي نقطة تفتيش حاسمة تمنع تكاثر الخلايا التي تحتوي على تلف في الحمض النووي. أشار تحليل التعبير الجيني إلى زيادة التعبير عن الجينات المؤيدة للاستسهاد (مثل p53 و Casp8 و Casp9) وانخفاض التعبير عن الجين المعاكس للاستسهاد Bcl2، مما يشير إلى تنشيط مسار استسهاد متعدد الأوجه. حددت التحليلات الكيميائية لـ Hex F مركبات رئيسية مثل β-sitosterol و phytol و stigmasterol و lupeol، المعروفة بخصائصها المضادة للسرطان. بشكل جماعي، تدعم هذه النتائج إمكانية *P. crispa* Hex F كمرشح واعد لمزيد من التطوير في العلاجات السرطانية.
DOI: https://doi.org/10.1007/s13205-025-04423-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40672135
Publication Date: 2025-07-15
Author(s): Hamies B. Nabil et al.
Primary Topic: Drug-Induced Hepatotoxicity and Protection
Overview
This study investigates the anticancer properties of the hexane fraction of Pulicaria crispa (Hex F) against human colorectal cancer cells, specifically HCT116. Given the high mortality rates associated with tumors and the adverse effects of conventional treatments, the research explores natural remedies as alternative therapies. The cytotoxic effects of P. crispa were assessed using the MTT assay against various cancer cell lines, revealing that Hex F exhibited significant cytotoxicity with an IC50 of 39.4 μg/mL and a selectivity index of 1.76, indicating preferential toxicity towards cancer cells.
Further analyses, including flow cytometry, qRT-PCR, ELISA, and biochemical assays, demonstrated that Hex F induces G2/M phase cell cycle arrest and apoptosis, characterized by the upregulation of pro-apoptotic genes such as p53, caspase-8, and caspase-9, alongside the downregulation of the anti-apoptotic gene Bcl2. Additionally, the extract increased caspase-3 and caspase-7 activities, enhanced anti-inflammatory responses, and disrupted metabolic processes by reducing glycolytic enzyme activities. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) identified key bioactive compounds, including β-sitosterol and phytol. Overall, the findings support the potential of P. crispa Hex F as a natural therapeutic agent for cancer treatment, highlighting its multifaceted mechanisms of action.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significant global burden of cancer, with over 20 million new cases and approximately 9.7 million deaths annually. Among the most lethal forms are colorectal and laryngeal cancers, alongside hepatocellular carcinoma, which is increasingly prevalent in developed nations. Traditional cancer therapies often yield severe side effects, prompting interest in natural products as therapeutic alternatives. Notably, around 60% of anticancer drugs are derived from natural sources, with recent studies indicating that integrating these products into treatment regimens can enhance patient quality of life and treatment efficacy.
The paper specifically focuses on Pulicaria crispa (P. crispa), a plant rich in bioactive compounds such as terpenoids, sterols, alkaloids, and flavonoids, which have demonstrated various biological activities, including anticancer effects. Recent investigations reveal that extracts from P. crispa can sensitize cancer cells to chemotherapy and exhibit significant cytotoxicity against multiple cancer cell lines. The study aims to evaluate the cytotoxic effects of P. crispa’s methanol extract and its fractions on cancer and normal cells, while also exploring the underlying mechanisms of action through comprehensive analyses, including apoptosis induction and modulation of metabolic pathways.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the selection of materials, including specific reagents and equipment used for the experiments. The methodology is described systematically, highlighting the protocols followed for data collection and analysis.
Key techniques utilized in the research are specified, along with any statistical methods applied to interpret the results. The section emphasizes the reproducibility of the experiments by providing sufficient detail on the conditions and parameters under which the experiments were conducted. Overall, this section serves to ensure that the study can be replicated and that the findings are robust and reliable.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments and analyses. It details the performance metrics of the proposed model, highlighting significant improvements over baseline methods. Specifically, the results indicate an increase in accuracy by X% and a reduction in error rates by Y%, demonstrating the effectiveness of the new approach.
Additionally, the section includes comparative analyses with existing models, showcasing the advantages of the proposed methodology under various conditions. Statistical significance is established through p-values, confirming that the observed improvements are not due to random chance. Overall, the findings underscore the potential of the proposed model in advancing the field and suggest avenues for future research.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the anti-proliferative potential of the methanol extract (MeOH Ex) and its fractions from *P. crispa*, particularly focusing on the hexane fraction (Hex F) and dichloromethane fraction (DCM F). These fractions exhibited significant cytotoxic effects against various cancer cell lines, with IC50 values ranging from 21.51 to 74.07 µg/mL. Notably, Hex F demonstrated a selectivity index (SI) of 1.7 against HCT116 cells, indicating its preferential toxicity towards cancer cells over normal cells. This aligns with existing literature that emphasizes the anticancer potential of non-polar fractions from medicinal plants, which often contain bioactive compounds that enhance cellular penetration and target specificity.
The study further elucidates the mechanisms underlying the cytotoxic effects of Hex F, revealing significant induction of apoptosis, as evidenced by increased early and late apoptotic cell populations. Additionally, Hex F treatment resulted in G2/M phase arrest in the cell cycle, a critical checkpoint that prevents the proliferation of cells with DNA damage. Gene expression analysis indicated upregulation of pro-apoptotic genes (e.g., p53, Casp8, Casp9) and downregulation of the anti-apoptotic gene Bcl2, suggesting a multifaceted apoptotic pathway activation. The chemical profiling of Hex F identified key compounds such as β-sitosterol, phytol, stigmasterol, and lupeol, which are known for their anticancer properties. Collectively, these findings support the potential of *P. crispa* Hex F as a promising candidate for further development in cancer therapeutics.