Cytotoxic and apoptotic effects of selected phenolic compounds and extracts from edible plants

Show full item record

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-3800-2
Title: Cytotoxic and apoptotic effects of selected phenolic compounds and extracts from edible plants
Author: Lantto, Tiina A.
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Pharmacy, Division of Pharmaceutical Biosciences
University of Tartu, Institute of Biomedicine and Translational Medicine
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Plant phenolics and extracts are able to affect cell signalling associated with regulated cell-death mechanisms. Such mechanisms play a crucial role in the normal homeostasis of an organism, but inadequately functioning cell-death machinery is a component of the development of complex diseases, such as cancer, where cells divide in an uncontrolled manner. Apoptosis is the most studied regulated cell-death mechanism associated with cancer. One of the key triggers of and contributors to apoptotic cell death is a tumour suppressor p53. This protein is constantly produced, though it is activated only by several cellular stress responses, such as endoplasmic reticulum stress. The purpose of this study is to investigate the cytotoxic and apoptotic properties of three plant phenolics – curcumin, resveratrol and quercetin – and seven plant extracts – basil, juniper, laurel, lemon balm, parsley, and Siberian pine – in cancerous neuroblastoma and melanoma, and non-cancerous fibroblast cell models. The emphasis of the work is on plant extracts due to their claimed additive or synergistic effects on cellular mechanisms. The effects of different treatments are determined by two cell-viability tests, followed by Western blot assays of the amounts of p53, anti-apoptotic Bcl-2, and inflammatory p65. Apoptotic events are defined by the activity of caspase 3 and DNA fragmentation. Further testing to reveal a broader spectrum of effects is defined by the cDNA RDA method in order to investigate genes expressed differently in treated and in untreated cells. The results of this study support existing knowledge of the effects of single-plant phenolics, and reveal new mechanisms for the activity of plant extracts. Possible synergistic or additive effects of juniper plant extract on apoptosis through endoplasmic reticulum stress are observed. Plant phenolics and extracts may provide a unique pool of drug candidates for the prevention or treatment of cancer. The use of plant extracts as drug candidates is especially interesting due to the possible synergistic or additive effects they achieve at low concentrations.Kasvifenolit toimivat kasveissa väriaineina ja osana kasvin puolustusjärjestelmää. Tämän lisäksi näiden yhdisteiden sekä niitä sisältävien kasviuutteiden on osoitettu vaikuttavan muun muassa säädellyn solukuoleman mekanismeihin. Säädelty solukuolema ylläpitää elimistön tasapainoa eli homeostaasia poistamalla vanhoja ja vahingoittuneita soluja aiheuttamatta haittaa terveille naapurisoluille. Apoptoosi on tunnetuin solukuolemamekanismi, ja sen toimimattomuus voi johtaa sairauksien syntyyn ja kehittymiseen. Esimerkiksi syöpäsairauksissa solut jakautuvat hallitsemattomasti muodostaen syöpäkasvaimia. Vaikka kasvifenoleja sisältävät kasviuutteet ovat olleet osa kansanlääkintää tuhansia vuosia, niiden täsmällisiä vaikutusmekanismeja ei useimmissa tapauksissa tunneta. Tämän väitöstyön tavoitteena on lisätä tietoa näistä mekanismeista selvittämällä kurkumiinin, kversetiinin ja resveratrolin, sekä basilika-, katajanmarja-, laakerinlehti-, persilja-, siperianmänty- ja sitruunamelissauutteiden toksikologisia ja apoptoosiin liittyviä vaikutuksia syöpäsoluviljelmissä. Kasvainsalpaajaproteiini p53 on apoptoottisen solukuoleman avaintekijöitä, ja kirjallisuudessa sitä onkin kutsuttu “perimän vartijaksi” sen lukuisien soluja suojelevien tehtäviensä vuoksi. Tässä työssä tätä proteiinia käytetään ilmaisemaan tutkittavien kasvifenolien ja -uutteiden mahdollisia vaikutuksia soluviestinnässä. Työssä keskitytään erityisesti kasvifenoleja sisältävien kasviuutteiden vaikutuksiin. Kasviuutteiden vaikutuksia ei aina voi selittää tutkimuksissa aktiivisiksi osoittautuneilla yksittäisillä yhdisteillä, koska niiden pitoisuudet ovat valmisteissa hyvin pienet. Uutteiden vaikutusmekanismien on epäilty liittyvän yhdisteiden vuorovaikutukseen toistensa kanssa, joko toistensa vaikutuksia tukevasti, tai samansuuntaisella, synergistisellä, mekanismilla. Nämä ominaisuudet mahdollistavat pienempien lääkepitoisuuksien käytön, mikä voi vähentää mahdollisten haittavaikutusten ja lääketoleranssin kehittymistä. Lääkkeenä käytettävien yhdisteiden etsiminen luonnosta on ollut menestyksellistä, sillä esimerkiksi suuri osa uusista syöpälääkkeistä on peräisin, tai ne ovat saaneet mallinsa, luonnossa esiintyvistä yhdisteistä.
URI: URN:ISBN:978-951-51-3800-2
http://hdl.handle.net/10138/225942
Date: 2017-11-10
Subject:
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
cytotoxi.pdf 1.806Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record