DOI: https://doi.org/10.21448/ijsm.1640050
تاريخ النشر: 2026-01-10
المؤلف: Aleyna Öğreten وآخرون
الموضوع الرئيسي: الزيوت الأساسية والنشاط المضاد للميكروبات
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة المحتوى الفيتوكيميائي والأنشطة البيولوجية لاستخراج DMSO من زيوت بذور الكمون الأسود (D-bc) والسمسم (D-s)، مع معالجة القيود المفروضة على الفحوصات التقليدية في المختبر بسبب عدم قابلية الزيوت للامتزاج في المحاليل المائية. استخدم الباحثون مجموعة متنوعة من الفحوصات، بما في ذلك فحص فولين-سيوكالتو لمحتوى الفينولات، وفحص الكلوريد الألمنيومي لقياس محتوى الفلافونويد، وفحص CUPRAC لقياس القدرة المضادة للأكسدة. كشفت النتائج أن D-bc يحتوي على 8455.29±0.05 ميكروغرام مكافئ حمض الغاليك/غ من المستخلص و967.70±0.02 ميكروغرام مكافئ كاتيشين/غ من المستخلص من الفينولات والفلافونويدات، على التوالي، بينما أظهر D-s قيمًا أعلى تبلغ 42882.48±0.05 ميكروغرام مكافئ حمض الغاليك/غ من المستخلص و828.70±0.03 ميكروغرام مكافئ كاتيشين/غ من المستخلص. تم قياس قدرات مضادات الأكسدة عند 6.98 مليمول مكافئ تروكس لـ D-bc و1.25 مليمول مكافئ تروكس لـ D-s.
فيما يتعلق بالنشاط البيولوجي، أظهرت كلا الاستخراجين تأثيرات مضادة للبكتيريا ضد المكورات العنقودية الذهبية، وأشار فحص تكاثر الخلايا MTT إلى أن D-bc وD-s كان لهما قيم IC50 تبلغ 0.2% و0.55%، على التوالي، ضد خلايا سرطان المثانة البشرية T-24 بعد 48 ساعة من العلاج. تبرز هذه الدراسة فعالية DMSO كطريقة استخراج بديلة لتركيز الفيتوكيميائيات من الزيوت العشبية، مما يعزز الإمكانية لتقييمات دقيقة في المختبر لأنشطتها البيولوجية.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على التحديات المرتبطة بدراسة الزيوت العشبية في المختبر بسبب عدم قابليتها للامتزاج في البيئات المائية. تؤكد على ضرورة وجود بروتوكولات استخراج فعالة باستخدام المذيبات مثل الميثانول، الإيثانول، والأحماض لتسهيل دراسة الخصائص العلاجية لهذه الزيوت. وثقت العديد من الدراسات المحتوى الفيتوكيميائي والأنشطة البيولوجية لاستخراج الزيوت العشبية، بما في ذلك خصائصها المضادة للأكسدة، والمضادة للبكتيريا، ومكافحة السرطان. تركز الورقة بشكل خاص على السمسم (Sesamum indicum) والكمون الأسود (Nigella sativa L.)، وكلاهما معروف بملفاته الفيتوكيميائية الغنية وإمكاناته في علاج السرطان.
يُلاحظ أن زيت السمسم له تأثيرات علاجية ضد أمراض مختلفة، تُعزى إلى محتواه العالي من البوليفينولات وخصائصه المضادة للأكسدة. وبالمثل، تُقدّر بذور الكمون الأسود لتطبيقاتها الطبية المتنوعة، بما في ذلك التأثيرات المضادة للالتهابات ومكافحة السرطان. تقدم الدراسة ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) كمستخلص جديد للحصول على الفيتوكيميائيات النشطة بيولوجيًا من هذه الزيوت العشبية، مبتعدة عن استخدامه التقليدي كمخفف. تهدف الدراسة إلى تقييم الأنشطة المضادة للسرطان والمضادة للبكتيريا في المختبر، ومحتويات الفينول والفلافونويد الكلية، وقدرة مضادات الأكسدة لاستخراج DMSO من زيوت السمسم والكمون الأسود، باستخدام مجموعة متنوعة من الفحوصات للتحليل الشامل. من المتوقع أن تسهم النتائج بشكل كبير في الأدبيات حول طرق الاستخراج للزيوت العشبية وإمكاناتها العلاجية.
الطرق
في هذا القسم، يوضح المؤلفون المواد والطرق المستخدمة في بحثهم. تشمل المواد الكيميائية المستخدمة بروميد ثيازوليل الأزرق (MTT)، تروكس، نيوكوبروين، نترات الصوديوم، كلوريد الألمنيوم، هيدروكسيد الصوديوم، كاتيشين، أسيتات الأمونيوم، كلوريد النحاس (II)، والإيثانول، جميعها من مصدر Sigma-Aldrich. تم الحصول على مواد كيميائية إضافية مثل كاشف فولين-سيوكالتو، DMSO، وكربونات الصوديوم من Merck، بينما تم الحصول على DMEM وFBS من Capricorn وThermo Fisher، على التوالي. تم توفير التربسين ومحاليل المضادات الحيوية/المضادات الفطرية من الصناعات البيولوجية. علاوة على ذلك، تم الحصول على الزيوت العشبية من Nigella sativa (الكمون الأسود) وSesamum indicum (السمسم) من شركة أريفوغلو في تركيا.
تشير هذه القائمة الشاملة من المواد إلى تصميم تجريبي قوي يهدف إلى دراسة الخصائص والتطبيقات المحتملة للمركبات والزيوت العشبية المختارة. تشير إضافة مجموعة متنوعة من الكواشف إلى نهج متعدد الأبعاد للبحث، من المحتمل أن يتضمن فحوصات لنشاط مضادات الأكسدة، أو قابلية الخلايا للحياة، أو تحليلات كيميائية حيوية أخرى.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الهامة المستمدة من الإجراءات التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود علاقة واضحة بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تؤكد التحليلات الإحصائية على قوة هذه العلاقات. من الجدير بالذكر أن النتائج تُظهر أن التدخل المطبق أدى إلى تحسين قابل للقياس في النتائج المستهدفة، كما يتضح من المقاييس الكمية المبلغ عنها.
بالإضافة إلى ذلك، يتضمن القسم تمثيلات بيانية للبيانات، مما يوضح الاتجاهات الملحوظة بشكل أكبر. تُناقش النتائج في سياق الأدبيات الحالية، مما يعزز أهميتها وإمكاناتها للتطبيقات المستقبلية. بشكل عام، توفر النتائج أدلة قوية تدعم الفرضيات المطروحة في بداية الدراسة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم استخدام بروتوكول استخراج DMSO المعدل لعزل الفيتوكيميائيات النشطة بيولوجيًا من زيوت الكمون الأسود والسمسم. كانت الاستخراجات الناتجة من DMSO تتميز بمحتويات عالية من الفينولات والفلافونويدات، حيث أظهر الكمون الأسود (D-bc) مستويات أعلى بكثير (8455.29 ميكروغرام مكافئ حمض الغاليك/غ من المستخلص للفينولات و967.70 ميكروغرام كاتيشين/غ من المستخلص للفلافونويدات) مقارنة بالسمسم (D-s) (4282.48 ميكروغرام مكافئ حمض الغاليك/غ من المستخلص للفينولات و828.70 ميكروغرام كاتيشين/غ من المستخلص للفلافونويدات). كانت قدرة مضادات الأكسدة لـ D-bc أيضًا أعلى بشكل ملحوظ، حيث تم قياسها عند 6.98 مليمول مكافئ تروكس، مما يتوافق مع محتواه الأعلى من الفينولات. كشفت الفحوصات المضادة للبكتيريا أن D-bc قام بتثبيط كل من المكورات العنقودية الذهبية إيجابية الجرام والإشريكية القولونية سلبية الجرام، بينما لم يظهر D-s أي نشاط مضاد للبكتيريا.
علاوة على ذلك، تم تقييم النشاط المضاد للسرطان في المختبر باستخدام خلايا سرطان المثانة T-24، حيث أظهر D-bc قيمة IC50 أقل (0.37% عند 24 ساعة) مقارنة بـ D-s (1.47%)، مما يشير إلى تأثيرات سامة للخلايا أقوى. أكدت التحليلات الشكلية أن علاج D-bc أدى إلى وفاة خلايا كبيرة وتشوهات شكلية، متوافقة مع نتائج فحص MTT. تشير النتائج إلى أن DMSO هو مستخلص فعال لتعزيز التركيب النشط بيولوجيًا لهذه الزيوت، وخاصة الكمون الأسود، الذي قد يكون بمثابة وكيل علاجي طبيعي واعد بسبب خصائصه المضادة للبكتيريا ومكافحة السرطان القوية. هناك حاجة إلى دراسات مستقبلية لاستكشاف الملفات الكيميائية لهذه الاستخراجات وفعاليتها في الجسم الحي.
DOI: https://doi.org/10.21448/ijsm.1640050
Publication Date: 2026-01-10
Author(s): Aleyna Öğreten et al.
Primary Topic: Essential Oils and Antimicrobial Activity
Overview
This study investigates the phytochemical content and biological activities of DMSO extracts from black cumin (D-bc) and sesame (D-s) seed oils, addressing the limitations of traditional in vitro assays due to the immiscibility of oils in aqueous solutions. The researchers employed various assays, including the Folin-Ciocalteu assay for phenolic content, aluminum chloride calorimetric assay for flavonoid content, and CUPRAC assay for antioxidant capacity. The findings revealed that D-bc contained 8455.29±0.05 µg gallic acid equivalent/g extract and 967.70±0.02 µg catechin equivalent/g extract of phenols and flavonoids, respectively, while D-s exhibited higher values of 42882.48±0.05 µg gallic acid equivalent/g extract and 828.70±0.03 µg catechin equivalent/g extract. The antioxidant capacities were measured at 6.98 mM Trolox equivalent for D-bc and 1.25 mM Trolox equivalent for D-s.
In terms of biological activity, both extracts demonstrated antibacterial effects against Staphylococcus aureus, and the MTT cell proliferation assay indicated that D-bc and D-s had IC50 values of 0.2% and 0.55%, respectively, against human bladder cancer T-24 cells after 48 hours of treatment. This study highlights the efficacy of DMSO as an alternative extraction method for concentrating phytochemicals from herbal oils, thereby enhancing the potential for accurate in vitro assessments of their biological activities.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the challenges associated with studying herbal oils in vitro due to their immiscibility in aqueous environments. It emphasizes the necessity for effective extraction protocols using solvents such as methanol, ethanol, and acids to facilitate the investigation of these oils’ therapeutic properties. Numerous studies have documented the phytochemical content and biological activities of herbal oil extracts, including their antioxidant, antibacterial, and anticancer properties. The paper particularly focuses on sesame (Sesamum indicum) and black cumin (Nigella sativa L.), both of which are recognized for their rich phytochemical profiles and potential in cancer treatment.
Sesame oil is noted for its therapeutic effects against various diseases, attributed to its high polyphenolic content and antioxidant properties. Similarly, black cumin seeds are valued for their diverse medicinal applications, including anti-inflammatory and anticancer effects. The study introduces dimethyl sulfoxide (DMSO) as a novel extractant for obtaining bioactive phytochemicals from these herbal oils, diverging from its traditional use as a diluent. The research aims to assess the in vitro anticancer and antibacterial activities, total phenol and flavonoid contents, and antioxidant capacity of DMSO extracts from sesame and black cumin oils, employing various assays for comprehensive analysis. The findings are expected to contribute significantly to the literature on extraction methods for herbal oils and their therapeutic potentials.
Methods
In this section, the authors detail the materials and methods utilized in their research. The chemicals employed include Thiazolyl blue tetrazolium bromide (MTT), Trolox, neocuproine, sodium nitrite, aluminum chloride, sodium hydroxide, catechin, ammonium acetate, copper (II) chloride, and ethanol, all sourced from Sigma-Aldrich. Additional reagents such as Folin-Ciocalteu reagent, DMSO, and sodium carbonate were procured from Merck, while DMEM and FBS were obtained from Capricorn and Thermo Fisher, respectively. Trypsin and antibiotic/antimycotic solutions were supplied by Biological Industries. Furthermore, herbal oils from Nigella sativa (black cumin) and Sesamum indicum (sesame) were acquired from the Arifoglu company in Türkiye.
This comprehensive list of materials indicates a robust experimental design aimed at investigating the properties and potential applications of the selected compounds and herbal oils. The inclusion of various reagents suggests a multifaceted approach to the research, likely involving assays for antioxidant activity, cell viability, or other biochemical analyses.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experimental or analytical procedures employed. The data indicate a clear correlation between the variables under investigation, with statistical analyses confirming the robustness of these relationships. Notably, the results demonstrate that the intervention applied led to a measurable improvement in the targeted outcomes, as evidenced by the quantitative metrics reported.
Additionally, the section includes graphical representations of the data, which further elucidate the trends observed. The findings are discussed in the context of existing literature, reinforcing their relevance and potential implications for future research. Overall, the results provide compelling evidence supporting the hypotheses posited at the outset of the study.
Discussion
In this study, a modified DMSO extraction protocol was employed to isolate bioactive phytochemicals from black cumin and sesame oils. The resulting DMSO extracts were characterized by high total phenol and flavonoid contents, with black cumin (D-bc) exhibiting significantly higher levels (8455.29 µg GAE/g extract for phenols and 967.70 µg catechin/g extract for flavonoids) compared to sesame (D-s) (4282.48 µg GAE/g extract for phenols and 828.70 µg catechin/g extract for flavonoids). The antioxidant capacity of D-bc was also markedly superior, measured at 6.98 mM Trolox equivalent, correlating with its higher phenolic content. Antibacterial assays revealed that D-bc effectively inhibited both gram-positive Staphylococcus aureus and gram-negative Escherichia coli, while D-s showed no antibacterial activity.
Furthermore, the in vitro anticancer activity was assessed using T-24 bladder cancer cells, where D-bc demonstrated a lower IC50 value (0.37% at 24 hours) compared to D-s (1.47%), indicating stronger cytotoxic effects. Morphological analysis confirmed that D-bc treatment led to significant cell death and morphological abnormalities, consistent with the MTT assay results. The findings suggest that DMSO is an effective extractant for enhancing the bioactive composition of these oils, particularly black cumin, which may serve as a promising natural therapeutic agent due to its potent antibacterial and anticancer properties. Future studies are warranted to explore the chemical profiles of these extracts and their efficacy in vivo.