Investigating the Effect of Wheat Germ Oil Toxicity on Breast (MCF7) and Cervical (Hela) Cancer Cell Lines

Subject Areas : Plant physiology

navabh zamani daropi ¹ , Farkhondeh Nemati ² , عباسعلی دهپورجویباری ³ , Roya Bishehkolaei ⁴

1 -
2 - Department of Biology, Qaemshahr Branch, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran
3 - استاد
4 - Assistant Professor of department of Biology, Qaemshahr Branch, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran

Received: 2024-09-27 Accepted : 2024-11-16 Published : 2025-01-07

Keywords: MTT test, Wheat germ, MCF7 and Hela cell lines, Medicinal plant,

Abstract :

Cancer is the most important cause of death in the world. Natural products extracted from medicinal plants can play an important role in cancer treatment. Therefore, this study aims to investigate the effect of different concentrations of wheat germ oil on MCF7 and Hela cancer cells. After the cultivation of MCF7 and Hela cell lines, the cells were placed in the vicinity of different concentrations of wheat germ oil (14.65 to 30000 μg/ml) and incubated for 24, 48, and 72 hours. MTT colorimetric test was used to determine cytotoxicity. The results showed that wheat germ in different concentrations significantly reduced cell growth compared to the control group (p˂0.05). The effect of wheat germ oil on cell growth inhibition was dependent on concentration and time, and the highest percentage of cell growth inhibition at the concentration of 30,000 μg/ml was related to MCF7 and Hela cell lines (78.40 and 95.96%, respectively), which was obtained in 72 hours. The hour was obtained. Furthermore, the values of IC50 were calculated as 13148.1 and 10204.5 μg/ml for MCF7 and Hela cells, respectively. The results suggest that different concentrations of wheat germ have cytotoxicity against MCF7 and Hela cell lines. Therefore, more research should be done to find the basic mechanisms of this activity.

References:

Aghamolaei, T., Hasani, L., Tavafian, S.S. and Zare, S. (2011). Improving Breast self-examination: an educational intervention based on health belief model. Iranian Journal of Cancer Prevention. 4(2): 82-87.
Akbari, M.E., Mozaffar, M., Heidari, A., Zirakzadeh, H., Akbari, A. and Akbari, M. (2011). Recurrence and Survival Effect in Breast Conserving Surgery: What are the Predictive and/or Prognostic Factors? Iranian Journal of Cancer Prevention. 4(2): 49-54.
Alipour, M. and Nemati, F. (2019). The cytotoxic effects of ethanolic extract of leaf and flower buds of Crataegus melanocarpa on human breast (MCF-7) and cervical (HeLa) cancer cell line. Sabzevar University of Medical Sciences. 26 (1): 145-152.
Aung, T.N., Qu, Z., Kortschak, R.D. Adelson, D.L (2017). Understanding the effectiveness of natural compound mixtures in cancer through their molecular mode of action. International Journal of Molecular Science. 18(3): 656.
Babakhani, B., Houshani, M., Motalebi Tala Tapeh, M., Nosratirad, R., Shoja Shafiee, M. and Heidari keshel, S. (2019). The Evaluation of Antioxidant and Anticancer Activity of Alfalfa Extract on MCF7 Cell Line. Journal of Regeneration, Reconstruction and Restoration. 4(1): 9-14.
Babakhani, B., Houshani, M., Motallebi Tala Tapeh, S., Hosseini Boldaji, A., Shoja Shafiee, M., Arman, M. and Heidari keshel, S. (2020). The Evaluation of Antioxidant Activity and Cytotoxicity of Leaf, Orange Fruit, and Calyx Extract of Physalis alkekengi on Human Lung Cancer A549 Cell Line. Regeneration, Reconstruction and Restoration.
Bansal, P., Gupta, V., Bansal, R. and Sapra, R. (2012). Dietary phytochemicals in cell cycle arrest and apoptosis an insight. Journal of Drug Delivery and Therapeutics. 2(2): 8-18.
Davoodi, R., Esmaeilzade- Bahabadi, S., Najafi, Sh and Mazaheri- Naeeini, M. (2015). Effect of Hydro Alcoholic Extract of Citrullus Colocynthis Fruit on Caspase 3 Gene Expression in MCF-7 Breast Cancer Cell Line. Journal of Shahid Sadoughi University of Medical Sciences. 23 (5): 508-518.
Gomes, C.A., Cruz, T.G., Andrade, J.L., Milhazes, N., Borges, F. and Marques M.P.M. (2003). Anticancer Activity of Phenolic Acids of Natural or Synthetic Origin: A Structure-Activity Study. Journal of Medicinal Chemistry. 46: 5395-5401
Hacker, N. Cervical cancer. In: Berek J, Hacker N. Practical gynecologic oncology. 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 2005; 337-386.
Harirchi, I., Ebrahimi, M., Zamani, N., Jarvandi, S. and Montazeri, A. (2011). Breast cancer in Iran: a review of 903 case records. Public Health. 114(2):143–145.
Iqbal, J., Abbasi, B.A., Mahmood, T., Kanwal, S., Ali. B., Shah, S.A. and Khali, A.T. (2017). Plant-derived anticancer agents: A green anticancer approach. Asian Pacific Journal Trop Biomed. 7(12): 1129-1150.
Kandaswami, C., Lee, L.T., Lee, P.P., Hwang, J.J., Ke, F.C., Huang, Y.T and Lee, M.T. (2005). The antitumor activities of flavonoids. In vivo. 19: 895-909.
Kumar, P., Yadava, R.K., Gollen, B., Kumar, S., Verma, R.K. and Yadav, S. (2011). Nutritional Contents
and Medicinal Properties of Wheat: A Review. Life Sciences and Medicine Research. 22:1-10
Reece, J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V. and Campbell, N.A. (2012). Campbell Biology, 9th edn, San Francisco, California, USA, Benjamin Cummings, 2012; pp: 1464.
Ren, W. (2003). Flavonoids: promising anticancer agents. Medicinal Research Reviews. 23: 519-34.
Singh, P., Raj, R., Kumar, V., Mahjan, M.P., Bedi, P.M.S. and Kaur, T (2012). 1,2, 3-Triazole tethered b-lactam-chalcone bifunctional hybrids: synthesis and anticancer evaluation. European Journal of Medicinal Chemistry. 47: 594-600.
Sirvastava, V., Negi, A.S., Kumar, J.K., Gupta, M.M. Khanuja, S.P (2005). Plant-based anticancer molecules: a chemical and biological profile of some important leads. Bioorganic and Medicinal chemistry. 13: 5892-5908.
Sitiasma, M.J., Al-jamal, H., Yong-Ang, C.H., Matasan, J., Seeni, A. and Johan, M.F. (2014). Apoptosis induction in MV4-11 and K562 human leukemic cells by pereskia sacharosa (Cactaceae) leaf crude extract. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention. 15 (1): 475-481.
Yavari, P., Mehrabi, Y., Pourhoseinqoli, M.A. (2006). Awareness and action of women toward breast self-examination: a case-control study. Journal of Ardabil University of Medical Science. 5(4):371-7.

Full-Text:



واحد گرمسار

گیاه و زیست فناوری ایران Iranian Journal of Plant & Biotechnology (IJPB)

 

DOI: 10.71829/BIOLOGY-2024-1185235

نوع مقاله: پژوهشی

 

بررسی اثر سمیت روغن جوانه­ گندم روی رده سلولی سرطان سینه (MCF7) و دهانه رحم (Hela)

نوابه زمانی1، فرخنده نعمتی (نویسنده مسئول)2*، رویا بیشه کلایی3 و عباسعلی دهپور جویباری4

1- دانشجوی دکتری، گروه زیست شناسی، واحد قائمشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، قائمشهر، ایران، [e-mail]

2- استادیار، گروه زیست شناسی، واحد قائمشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، قائمشهر، ایران، [e-mail]

3- استادیار، گروه زیست شناسی، واحد قائمشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، قائمشهر، ایران، [e-mail]

4- استادیار، گروه زیست شناسی، واحد قائمشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، قائمشهر، ایران، [e-mail]

تاریخ دریافت: مهر 1403 تاریخ پذیرش: آذر 1403

Investigating the Effect of Wheat Germ Oil Toxicity on Breast (MCF7) and Cervical (Hela) Cancer Cell Lines

Navabeh Zamani1, Farkhondeh Nemati (Corresponding author)2*, Roya Bishehkolaei 3 and Abbas Ali Dehpour Joibari4

1- Ph.D. Student, Qaemshahr Branch, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran, [e-mail]

2- Assistant Professor of department of Biology, Qaemshahr Branch, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran, [e-mail]

3- Assistant Professor of department of Biology, Qaemshahr Branch, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran, [e-mail]

4- Assistant Professor of department of Biology, Qaemshahr Branch, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran, [e-mail]

Received: October 2024 Accepted: December 2024

چکیده سرطان مهم­ترین عامل مرگ و میر در جهان است. فرآورده­های طبیعی استخراج شده از گیاهان دارویی می­توانند نقش مهمی در درمان سرطان داشته باشند. بنابراین هدف از این مطالعه بررسی تاثیر غلظت­‌های مختلف روغن جوانه­ی گندم روی سلول­های سرطانی رده MCF7 و Hela می­باشد. پس از کشت رده­های سلولی MCF7 و Hela، سلول­ها در مجاورت غلظت­های مختلف روغن جوانه­ی گندم (μg/ml 30000-65/14) قرارگرفتند و به مدت 24، 48 و 72 ساعت انکوبه شدند. جهت تعیین سمیت سلولی از آزمون رنگ‌سنجی MTT استفاده شد. نتایج نشان داد که جوانه­ی گندم در غلظت­های مختلف، رشد سلول­ها را به طور معنی­داری نسبت به گروه کنترل کاهش داد (p < 0.05). تاثیر روغن جوانه­ی گندم بر مهار رشد سلول­ها وابسته به غلظت و زمان بود و بیشترین درصد مهار رشد سلول­ها در غلظت 30000 میکروگرم بر میلی­لیتر 40/78 و96 /95 درصد به‌ترتیب برای رده­های سلولی MCF7 و Hela در مدت زمان 72 ساعت به‌دست آمد. همچنین مقدار IC50 به میزان 1/13148و 5/10204 میکروگرم بر میلی­لیتر به ترتیب برای سلول‌های MCF7 و Hela محاسبه شد.نتایج این پژوهش پیشنهاد می­کند که غلظت­های مختلف جوانه­ی گندم دارای سمیت سلولی علیه رده­های سلولی MCF7 و Hela می­باشد. بنابراین به منظور پیدا کردن مکانیسم­های اساسی این فعالیت، تحقیقات بیشتری باید انجام شود. کلمات کلیدی: آزمون MTT، جوانه­ی گندم، رده سلولی MCF7 و Hela، گیاهان دارویی فصلنامه گیاه و زیست فناوری ایران  پاییز 1403، دوره 19، شماره 3، صص 28-19

Abstract Cancer is the most important cause of death in the world. Natural products extracted from medicinal plants can play an important role in cancer treatment. Therefore, this study aims to investigate the effect of different concentrations of wheat germ oil on MCF7 and Hela cancer cells. After the cultivation of MCF7 and Hela cell lines, the cells were placed in the vicinity of different concentrations of wheat germ oil (14.65 to 30000 μg/ml) and incubated for 24, 48, and 72 hours. MTT colorimetric test was used to determine cytotoxicity. The results showed that wheat germ in different concentrations significantly reduced cell growth compared to the control group (p˂0.05). The effect of wheat germ oil on cell growth inhibition was dependent on concentration and time, and the highest percentage of cell growth inhibition at the concentration of 30,000 μg/ml was related to MCF7 and Hela cell lines (78.40 and 95.96%, respectively), which was obtained in 72 hours. The hour was obtained. Furthermore, the values of IC50 were calculated as 13148.1 and 10204.5 μg/ml for MCF7 and Hela cells, respectively. The results suggest that different concentrations of wheat germ have cytotoxicity against MCF7 and Hela cell lines. Therefore, more research should be done to find the basic mechanisms of this activity. Keywords: MCF7 and Hela cell lines, Medicinal plant, MTT test, Wheat germ   Iranian Journal of Plant & Biotechnology Autumn 2024, Vol 19, No 3, Pp 19-28

 

 

مقدمه و کلیات

سرطان­ها با یک سری جهش­های متوالی در ژن­های انسان، به علت برخی شرایط محیطی اتفاق می­افتد و هر جهش هم تا حدی تغییرات جدیدی را در سلول به وجود می آورد و آن را به سمت سرطانی شدن سوق می دهد (Bansal et al., 2012). در سلولهاي سرطانی، کنترل­هاي چرخه سلولی وجود ندارند و به سازوکارهاي کنترلی بدن به طور طبیعی پاسخ نمی‌دهند. پروتئین­هایی که در مسیرهاي پیام­رسانی نقش دارند و روي چرخه سلولی تأثیر می­گذارند، تغییر پیدا می­کنند و به هم خوردن چرخه سلولی مشاهده می‌شود، سلول­ها رفتار متفاوتی نشان می­دهند و درمان‌های متفاوتی را می­طلبد (Reece et al., 2012). سرطان پستان و دهانه­ی رحم به عنوان شایع ترین سرطان­ های زنان در سراسر دنیا و عمده ترین علل مرگ ناشی از سرطان در زنان شناخته می شود (Yavai et al., 2006). این بیماری­ها به عنوان یکی از مشکلات عمده بهداشت عمومی مطرح هستند (Aghamolaei et al., 2011). در کشور ایران نیز، افزایش نگران کننده­ای در بروز این سرطان­ها مشاهده می­شود و آمار بیماران با مرحله پیشرفته بیماری و نسبتاً جوان در حال افزایش است. میزان بروز سرطان سینه در ایران حدود 20 مورد جدید در صد هزار زن در سال است (Harirchi et al., 2011) و دومین سرطان شایع و پنجمین علت مرگ ناشی از سرطان­ها در کشور شناخته می­شود (Akbari et al., 2011). سرطان دهانه رحم نیز یکی از علت­های اصلی مرگ و میر زنان در جهان و دومین سرطان شایع پس از سرطان سینه است (Hacker, 2005). روش­های درمان متفاوتی برای سرطان­ها وجود دارد که می­توان به جراحی، شیمی درمانی، رادیوتراپی، ایمنوتراپی و غیره اشاره داشت. علیرغم استفاده از این روش­ها و تحقیقات بسیار در مورد سرطان و درمان آن، هنوز هم این بیماري به عنوان یکی از بزرگترین مشکلات سلامت جوامع انسانی مطرح می­باشد .با توجه به این که داروهاي شیمیایی مورد استفاده در درمان سرطان، علاوه بر ایجاد مقاومت دارویی، داراي اثرات جانبی نیز می‌باشند، مطالعه و بررسی عواملی با منشاء طبیعی، مانند ترکیبات به دست آمده از گیاهان که اثرات مضر کمتري دارند، یکی از مهمترین اهداف تحقیق در حوزه درمان سرطان است (داوودی و همکاران، 1394). علاوه براین مشخص شده است که مصرف برخی فراورده هاي غذایی به دلیل دارا بودن خواص آنتی اکسیدان در جلوگیري از بروز سرطان نقش مؤثري دارند. امروزه تلاش­های فراوانی جهت یافت روش­های مناسب برای درمان این بیماری صورت گرفته که از جمله می­توان به کشف داروهای جدید ضد سرطان که بیش از نیمی از آنها از گیاهان استخراج شده­اند، اشاره نمود. در دهه­های اخیر، گیاهان به عنوان یکی از منابع اصلی مواد فعال بیولوژیکی، برای تهیه داروهای طبیعی جهت درمان سرطان اهمیت جهانی پیدا کرده­اند (Babakhani et al., 2020). عقیده بر این است که اثرات ضد سرطانی گیاهان از طریق مهار آنزیم­های محرک سرطان، کمک به ترمیم DNA، تحریک تولید آنزیم­های ضد توموری در سلول، افزایش ایمنی بدن و القا اثرات آنتی­اکسیدانی ایجاد می­شوند (Singh et al., 2012). جوانه­ی گندم به عنوان فرآورده جانبی عملیات تولید آرد، یکی از غنی­ترین و بی نظیر ترین منابع تغذیه­ای می باشد. این ماده حاوی %50-45 کربوهیدرات، %23-20 پروتئین، %11 آب و %14-8 روغن می باشد. روغن جوانه­ی گندم غنی از اسیدهای چرب غیر اشباعی بوده و نسبت اسیدهای چرب امگا 6 با امگا 3 در این روغن کم بوده و حدود 7/7 می‌باشد. ترکیبات آنتی­اکسیدان موجود در جوانه­ی گندم شامل توکوفرول­ها، ترکیبات فنلی و کارتنوئیدها می­باشد. فرولیک اسید و وانیلیک اسید به شکل آزاد و گلیکوفلاوون­ها از ترکیبات فنلی هستند که در روغن جوانه­ی گندم وجود دارند. فراوان ترین کاروتنوئید در روغن جوانه­ی گندم لوتئین، زئازانتین و β- کاروتن می­باشد (Kumar et al., 2011). بنابراین با توجه به ارزش تغذیه­ای و دارویی بالای جوانه­ی روغن­ی گندم و با توجه به اینکه تاکنون مطالعه مدونی در مورد اثرات ضد سرطانی روغن جوانه­ی گندم در ایران صورت نگرفته است و از سوی دیگر عوارض جانبی داروهای شيميايي، هدف اصلی از انجام این پژوهش بررسی اثر سمیت غلظت­های مختلف جوانه­ی روغن گندم بر روی زیستایی سلول­های سرطانی سینه رده سلولیMCF7  و دهانه رحم رده سلولی Hela می‌باشد تا شاید بتوان بهره برداری اقتصادی از روغن این گیاه صورت گیرد و در آینده امیدوار بود که از روغن این گیاه به عنوان یک داروی ضد سرطان بدون داشتن عوارض جانبی استفاده کرد.

فرآیند پژوهش

بررسی اثر سمیت سلولی با روش MTT

کشت سلول­های  MCF7و Hela: رده سلولی MCF7و Hela از انیستیتو پاستور ایران خریداري شد. این رده سلولی در محیط حاوي RPMI 1640 غنی شده با سرم جنین گاوي (FBS) ١٠ درصد و آنتی‌بیوتیک­هاي استرپتومایسین (١٠٠ میکروگرم در میلی لیتر) و پنی­سیلین (100 واحد در میلی­لیتر) در انکوباتور کشت سلول، در دماي 37 درجه سانتیگراد، 5 درصد CO2 و رطوبت 95 درصد، کشت و نگهداري شد. برای این منظور مقدار 45 میلی­لیتر از محیط کشتRPMI 1640، 5/4 میلی­لیتر سرم FBS و 500 میکرولیتر آنتی­بیوتیک پنی­سیلین/ استرپتومایسین (جهت جلوگیری از رشد قارچ) با هم مخلوط شدند تا محیط کشت کامل برای رشد رده سلولی در آن فراهم شد. تمام مراحل فوق در زیر هود لامینار و در محیطی کاملاً استریل انجام گرفت. برای پاساژ دادن رده سلولی ابتدا تمام محیط کشت حاوي رده سلولی داخل فلاسک را به یک فالکون انتقال داده و آن را به مدت ٨ دقیقه با rpm 1250 سانتریفیوژ شد. سپس به رسوب حاصل مقدار ۵ میلی­لیتر محیط کشت کامل اضافه شده و عمل پیپتاژ به آرامی انجام گرفت تا رسوب در محیط کشت حل شود و در نهایت بعد از شمارش سلول براي تعیین میزان تراکم آنها، به داخل یک فلاسک جدید انتقال داده شد و سپس فلاسک به انکوباتور  CO2دار با میزان رطوبت ٩۵ درصد و دماي ٣٧ درجه انتقال داده شد. به منظور بررسی اثر روغن جوانه­ی گندم بر رشد و زیستایی سلولی از آزمون رنگ سنجیMTT  (5، 4، 3 دی متیل تیازول 2 - ایل 5، 2 دی فینیل تترازولیوم ) استفاده شد. براي این منظور تعداد 104 سلول در هر چاهک در پلیت­هاي 96 چاهکی قرار داده شد. بعد از 24 ساعت، غلظت­هاي 65/14 تا 30000 میکروگرم بر میلی­لیتر از روغن جوانه­ی گندم به هر چاهک براي زمان­هاي 24، 48 و 72 ساعت اضافه شد. در هر بازه زمانی، جذب نمونه­ها توسط دستگاه الایزا در طول موج 540 نانومتر مورد بررسی قرار رفت. درصد زیستایی توسط فرمول زیر محاسبه شد (Sitiasma et al., 2014).

100 × OD  کنترل/ OD نمونه = درصد زیستایی

تجزیه و تحلیل آماری: تمامی داده­ها به صورت میانگین±خطای استاندارد گزارش شد. تجزیه و تحلیل داده­ها با استفاده آنالیز واریانس یک طرفه انجام شد و در صورت معنی­دار بودن نتیجه آنالیز واریانس، از آزمون دانکن برای مقایسات زوجی استفاده گردید. آنالیزهای ذکر شده در نرم افزارهای18 - SPSS صورت گرفته و نمودارها در نرم افزار Excel ترسیم گردید.

نتایج و بحث

اثر سمیت سلولی روغن جوانه­ی گندم بر زیستایی رده سلولیMCF7: نتایج حاصل از تاثیر روغن جوانه­ی گندم پس از گذشت 24، 48 و 72 ساعت بر زیستایی سلول­های سرطانی رده MCF7 در شکل 1 نشان داده شده است. براساس نتایج بدست آمده پس از گذشت 24 ساعت کمترین درصد زیستایی سلول‌های سرطانی در غلظت 30000 میکروگرم بر میلی­لیتر 74/1± 47/33 مشاهد شد که بیانگر مهار 53/66 درصد در غلظت مورد نظر است. علاوه براین نتایج نشان داد که غلظت 15000 میکروگرم بر میلی­لیتر نیز باعث کاهش قابل ملاحظه رشد سلول­های سرطانی نسبت به کنترل شده است و درصد مهار رشد سلول­های سرطانی در این غلظت 58/53 درصد بدست آمد. پس از 48 ساعت انکوباسیون، بیشترین درصد مهار رشد سلول های سرطانی (15/73 درصد) پس ار تیمار با غلظت 30000 میکروگرم بر میلی لیتر روغن جوانه­ی گندم و کمترین درصد مهار نیز در غلظت 65/14 میکروگرم بر میلی لیتر (19/0 درصد) مشاهده شد. همچنین میزان IC50 پس از 48 ساعت 16170 میکروگرم بر میلی لیتر بدست آمد. پس از 72 ساعت انکوباسیون رده سلولی با غلظت­های مختلف روغن جوانه­ی گندم نتایج نشان داد که درصد مهار سلول­های سرطانی از غلظت­های 75/468 تا 30000 میکروگرم بر میلی­لیتر دارای اختلاف معنی­دار با گروه کنترل بودند (p<0.05) و بیشترین درصد مهار در غلظت 30000 میکروگرم بر میلی­لیتر 40/78 درصد بدست آمد. همچنین میزان IC50 پس از 72 ساعت انکوباسیون 1/13148 میکروگرم بر میلی­لیتر بدست آمد.

 

 

 

شکل 1- نمودار مقایسه تاثیر غلظت­های مختلف روغن جوانه­ی گندم بر زیستایی سلول­های سرطان سینه رده MCF7  طی زمان­های 24، 48 و 72 ساعت. هر ستون نشان دهنده میانگین داده ها ± انحراف استاندارد (ستون‌های دارای حداقل یک حروف مشترک با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنی ­دار ندارد)

Fig 1- Comparative diagram of the effect of different concentrations of wheat germ oil on the viability of MCF7 breast cancer cells during 24, 48, and 72 hours. Each column represents the data mean ± standard deviation (Columns that have at least one letter in common are not significantly different with Duncan's test at the 5% probability level)

 

اثر سمیت سلولی روغن جوانه­ی گندم بر زیستایی رده سلولی Hela: نتایج اثر سمیت روغن جوانه­ی گندم بر رده سلولی Hela در شکل شماره 2 نشان داده شده است. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت و گذشت زمان زیستایی سلول­های سرطانی کاهش یافت به طوری که بالاترین درصد مهار در غلظت­ 30000 میکروگرم بر میلی­لیتر برابر 96/95 درصد در مدت زمان 72 ساعت بدست آمد. همچنین نتایج نشان داد که کاهش زیستایی سلول­های سرطانی در غلظت‌های 5/937 تا 30000 میکروگرم بر میلی­لیتر با گذشت 24، 48 و 72 ساعت انکوباسیون دارای اختلاف معنی­داری با گروه کنترل است (p<0.05)، اما در سایر غلظت­ها نسبت به کنترل اثر معنی­داری مشاهده نشد (p<0.05).

 

شکل 2- نمودار مقایسه تاثیر غلظت­های مختلف روغن جوانه­ی گندم بر زیستایی سلول­های سرطان دهانه رحم رده Hela طی زمان‌های 24، 48 و 72 ساعت. هر ستون نشان دهنده میاتگین داده ها ± انحراف استاندارد (ستون‌های دارای حداقل یک حروف مشترک با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنی ­دار ندارد)

Fig 2- Comparative diagram of the effect of different concentrations of wheat germ oil on the viability of Hela breast cancer cells during 24, 48, and 72 hours. Each column represents the data mean ± standard deviation (Columns that have at least one letter in common are not significantly different with Duncan's test at the 5% probability level)

 

 بررسی مدل رگرسیونی خطی رده­های سلولی MCF7 و Hela: تغییر در میزان بقای سلول­های سرطانیMCF7 و Hela بر اساس تغییر در غلظت روغن جوانه­ی گندم پس از 24، 48 و 72 ساعت انکوباسیون در شکل 3 الف تا پ برای رده سلولی MCF7 و شکل 3 ت تا ج برای رده سلولی Hela نشان داده شده است. نتایج بیان کرد که در هر سه زمان مورد بررسی شیب خط نمودار رو به پایین است که نشان دهنده یک همبستگی منفی است به طوری که افزایش غلظت روغن جوانه­ی گندم با کاهش میزان زیستایی این سلول ها طی زمان­های 24، 48 و 72 ساعت همراه است. از سوی دیگر با بررسی معادله رگرسیونی و ضریب تعیین 84/0 =R2 ، 82/0 =R2  و 73/0 =R2 به ترتیب برای زمان­های 24، 48 و 72 ساعت برای رده سلولی ­MCF7 و ضریب تعیین 91/0= R2 ، 91/0 =R2  و 85/0 =R2  به ترتیب برای زمان­های 24، 48 و 72 ساعت برای سلول­های Hela نشان دهنده این است که یک رابطه بسیار قوی بین دو متغیر غلظت روغن جوانه­ی گندم و میزان زیستایی سلول­های سرطانی وجود دارد. به نظر می رسد که مدل رگرسیونی در پیش بینی میزان بقای سلول­های سرطانیMCF7 و Hela در زمان­های 24، 48 و 72 ساعت بر حسب میزان غلظت روغن جوانه­ی گندم موفق عمل کرده است.

 

الف        ب                                    پ

 

 ت        ث        ج

شکل 3- تغییر در میزان زیستایی رده­های سلولی CF7 و Hela بر اساس تغییر در غلظت روغن جوانه­ی گندم طی زمان­­های مختلف. الف. 24، ب. 48 و پ 72 ساعت سلول­ای MCF7، ت. 24، ث. 48 و ج. 72 ساعت سلول­های Hela

Fig 3- Change in the viability of MCF7 and Hela cell lines based on the change in wheat germ oil concentration during different times. a. 24, b. 48 and c. 72 hours of MCF7 cells, d. 24, e. 48 and f. 72 hours of  Hela cells

 

طب سنتی سال­ها است که به عنوان منبع ارزشمندی در صنعت داروسازی می­باشد و در ایران سابقه طولانی در استفاده از ترکیبات طبیعی به­ویژه گیاهان دارد. 80 تا 75 درصد جهان به­ویژه کشورهای در حال توسعه از داروهای گیاهی برای درمان بیماری­ها استفاده می‌کنند به این علت که معتقدند داروهای گیاهی در کنار ارزان بودن و قابل دسترس بودن، فاقد عوارض جانبی می­باشند (Iqbal et al., 2017; Aung et al., 2017). نتایج پژوهش حاضر نشان داد که غلظت­های مختلف روغن جوانه­ی گندم باعث مهار رشد رده­های سلولی MCF7 و Hela شده است و رشد سلول­ها را به طور معنی­داری نسبت به گروه کنترل کاهش داده است. همچنین مشخص شده است که روغن جوانه­ی گندم به طور وابسته به غلظت باعث مهار رشد این سلول­ها شده به طوری که با افزایش غلظت عصاره درصد مهار رشد افزایش پیدا کرده است و بیشترین درصد مهار رشد سلول­ها در غلظت 30000 میکروگرم بر میلی­لیتر 40/78 و 96 /95 درصد به ترتیب برای رده های سلولی MCF7 و Hela در مدت زمان 72 ساعت بدست آمد. (شکل­های 1 و 2). علاوه­ براین نتایج رگرسیونی خطی نشان داد یک همبستگی منفی بین افزایش غلظت روغن جوانه­ی گندم و درصد زیستایی سلول­های سرطانی وجود دارد به طوری که با افزایش غلظت روغن جوانه­ی گندم، کاهش زیستایی رده­های سلولی MCF7 و Hela  طی زمان­های 24، 48 و 72 ساعت مشاهده شد (شکل 3). اثر ضد سرطانی روغن جوانه­ی گندم را می­توان به ترکیبات مؤثره موجود در آن نسبت داد؛ چراکه گزارش­های مختلفی وجود دارد مبنی بر اینکه روغن جوانه­ی گندم دارای ترکیبات بیولوژیکی فعال نظیر فنل­ها، فلاونوئیدها، کاروتنوئیدها، آلکالوئیدها و توکوفرول­ها می­باشد که برخی از آنها ترکیبات ضد سرطان هستند (Kumar et al., 2011). ترکیبات شناسایی شده در روغن جوانه­ی گندم به عنوان پاک کنند گونه­های فعال اکسیژن عمل می­کنند و در نهایت می توانند دارای آثاری ضد سرطانی باشند و ممکن است چرخه سلولی را مهار کرده و یا چک پوینت­های آن را فعال کنند، مانع همانندسازی DNA شوند و یا مسیر داخلی و یا خارجی آپوپتوز را فعال کنند (Kandaswami et al., 2005; Ren et al., 2003). پژوهش­های Gomes و همکاران (2003) نیز نشان داد که اسیدهای فنلی از جمله مشتقات اسید گالیک و اسید کافئیک نیز آثار ضد تکثیری را در مقابله سرطان دهانه رحم و سینه از خود نشان داده اند. علاوه براین نشان داده شده است که درمان سرطان سینه با اسید کافئیک و اسید کلروژنیک، از متیلاسیون ناحیه پروموتور در ژن RARb ممانعت می کنند و باعث ممانعت از رشد سلول­های سرطانی می­شوند (Gomes et al., 2003). مطالعات دیگری نیز نشان داده­اند که ترکیبات آنتی­اکسیدان مثل فنولیک اسید­ها، پلی­فنل­ها و فلاونوئیدها رادیکال­های آزادی نظیر هیدروپراکسید، سوپراکسید و پراکسیدهیدروژن را پالایش می­کنند و مانع از بروز فرآیندهای اکسیداتیو که منجر به آسیب به ژنومی و بروز جهش می­شوند، می­گردند. فلاونوئیدها به طور عمده فرآیندهای ایمنی و سلولی مرتبط با گسترش و پیشرفت سرطان مثل تکثیر سلولی، تمایز سلولی و ایجاد رگ­های جدید را مانع می­شوند (Sirvastava et al., 2005; Babakhani et al., 2019). همچنین گزارشات دیگری بیان کرده­اند که فلاونوئیدهای پلی­هیدروکسیله و کوئرستین، رشد سلول­های سرطانی را در شرایط آزمایشگاهی مهار کرده و ساخت DNA را به میزان 14 درصد نسبت به گروه کنترل کاهش می­دهند و مانع عبور سلول از مرحله G1 چرخه سلولی به مرحله S می­گردند (Yoshida et al., 1990; Babakhani et al., 2019). اگرچه بر حسب اطلاع ما مطالعه در زمینه اثر سمیت روغن جوانه­ی گندم بسیار اندک اما گزارشات زیادی نشان داده­اند که عصاره­های گیاهی، اثرات ضد سرطانی متفاوتی را در سرطان­های مختلف و حتی روی یک رده سلولی یکسان از خود نشان می­دهند. در اکثر این تحقیقات یک همبستگی بین میزان ترکیبات فنلی و ظرفیت آنتی­اکسیدانی عصاره­ها با تأثیر آنها بر سلول­های سرطانی وجود دارد. این ترکیبات از مسیرهای مختلفی بر سلول­های سرطانی اثر می­گذارند به طوری که در اکثر مطالعات، ترکیبات موجود در عصاره گیاهی باعث القاء آپوپتوز در سلول­های سرطانی می­شوند، که این اثر از طریق افزایش بیان ژن کاسپاز 3 صورت می­گیرد (Davoodi et al., 2015; Alipour and Nemati, 2019). در تحقیق حاضر مسیرهای بیوشیمایی و مکانیسم عمل روغن جوانه­ی گندم در مهار رده­های سلولی مربوط به سرطان سینه و دهانه رحم مورد بررسی قرارنگرفته است. بنابراین در این مورد نمی­توان اظهار نظر کرد، اما چیزی که در این پژوهش به اثبات رسید این است که غلظت­های مختلف روغن جوانه­ی گندم دارای سمیت علیه سلول­های سرطانی سینه و دهانه رحم می­باشد و به دلیل داشتن ترکیبات آنتی اکسیدان احتمالاً از طریق یکی از مسیرهای ذکر شده باعث مهار رشد سلول­های سرطانی می­شود.

نتیجه‌گیری کلی

بطورکلی براساس نتایج این پژوهش غلظت­های مختلف روغن جوانه­ی گندم دارای اثر بازدارندگی قوی روی زیستایی رده­های سلول­های MCF7 و Hela به خصوص رده سلولی Hela می­باشد. با توجه به اینکه که سرطان سینه و دهانه رحم یکی از شایع­ترین سرطان­ها در کشور است، روغن جوانه­ی گندم می­تواند به عنوان درمانی طبیعی در این زمینه مفید باشد و به نظر می­رسد که اثر سمیت سلولی دیده شده مربوط به متابولیت­های ثانویه­ای است که در آن وجود دارد. بنابراین، شاید بتوان با مطالعات فارماکولوژی بیشتر در آینده از ترکیبات روغن جوانه­ی گندم به عنوان یک داروی ضد سرطان بدون داشتن عوارض جانبی استفاده کرد.

 

منابع 

1)       Aghamolaei, T., Hasani, L., Tavafian, S.S. and S, Zare. 2011. Improving Breast self-examination: an educational intervention based on health belief model. Iranian Journal of Cancer Prevention, 4(2): 82-87.

2)       Akbari, M.E., Mozaffar, M., Heidari, A., Zirakzadeh, H., Akbari, A. and M, Akbari. 2011. Recurrence and Survival Effect in Breast Conserving Surgery: What are the Predictive and/or Prognostic Factors? Iranian Journal of Cancer Prevention, 4(2): 49-54.

3)       Alipour, M. and F, Nemati. 2019. The cytotoxic effects of ethanolic extract of leaf and flower buds of Crataegus melanocarpa on human breast (MCF-7) and cervical (HeLa) cancer cell line. Sabzevar University of Medical Sciences, 26 (1): 145-152.

4)       Aung, T.N., Qu, Z., Kortschak, R.D. D.L, Adelson. 2017. Understanding the effectiveness of natural compound mixtures in cancer through their molecular mode of action. International Journal of Molecular Science, 18(3): 656.

5)       Babakhani, B.,  Houshani, M.,   Motalebi Tala Tapeh, M., Nosratirad, R., Shoja Shafiee, M.  and S, Heidari keshel. 2019 The Evaluation of Antioxidant and Anticancer Activity of Alfalfa Extract on MCF7 Cell Line. Journal of Regeneration, Reconstruction and Restoration, 4(1): 9-14.

6)        Babakhani, B., Houshani, M., Motallebi Tala Tapeh, S., Hosseini Boldaji, A.,  Shoja Shafiee, M., Arman, M. and S, Heidari keshel. 2020. The Evaluation of Antioxidant Activity and Cytotoxicity of Leaf, Orange Fruit, and Calyx Extract of Physalis alkekengi on Human Lung Cancer A549 Cell Line. Regeneration, Reconstruction and Restoration.

7)       Bansal, P., Gupta, V., Bansal, R. and R, Sapra. 2012. Dietary phytochemicals in cell cycle arrest and apoptosis an insight. Journal of Drug Delivery and Therapeutics, 2(2): 8-18.

8)       Davoodi, R., Esmaeilzade- Bahabadi, S., Najafi, Sh and M, Mazaheri- Naeeini. 2015. Effect of Hydro Alcoholic Extract of Citrullus Colocynthis Fruit on Caspase 3 Gene Expression in MCF-7 Breast Cancer Cell Line. Journal of Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, 23 (5): 508-518.

9)       Gomes, C.A., Cruz, T.G., Andrade, J.L., Milhazes, N., Borges, F. and M.P.M, Marques. 2003. Anticancer Activity of Phenolic Acids of Natural or Synthetic Origin: A Structure-Activity Study. Journal of Medicinal Chemistry, 46: 5395-5401.

10)       Hacker, N. Cervical cancer. In: Berek, J. and N, Hacker. 2005. Practical gynecologic oncology. 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 337-386.

11)       Harirchi, I., Ebrahimi, M., Zamani, N., Jarvandi, S. and A, Montazeri. 2011. Breast cancer in Iran: a review of 903 case records. Public Health, 114(2):143–145.

12)       Iqbal, J., Abbasi, B.A., Mahmood, T., Kanwal, S., Ali. B., Shah, S.A. and A.T, Khali. 2017. Plant-derived anticancer agents: A green anticancer approach. Asian Pacific Journal Trop Biomed, 7(12): 1129-1150.

13)       Kandaswami, C., Lee, L.T., Lee, P.P., Hwang, J.J., Ke, F.C., Huang, Y.T and M.T, Lee. 2005. The antitumor activities of flavonoids. In vivo, 19: 895-909.

14)       Kumar, P., Yadava, R.K., Gollen, B., Kumar, S., Verma, R.K. and S, Yadav. 2011. Nutritional Contents and Medicinal Properties of Wheat: A Review. Life Sciences and Medicine Research, 22: 1-10

15)       Reece, J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V. and N.A, Campbell. 2012. Campbell Biology, 9th edn, San Francisco, California, USA, Benjamin Cummings, pp: 1464.

16)       Ren, W. 2003. Flavonoids: promising anticancer agents. Medicinal Research Reviews. 23: 519-34.

17)       Singh, P., Raj, R., Kumar, V., Mahjan, M.P., Bedi, P.M.S. and T, Kaur. 2012. 1, 2, 3-Triazole tethered b-lactam-chalcone bifunctional hybrids: synthesis and anticancer evaluation. European Journal of Medicinal Chemistry, 47: 594-600.

18)       Sirvastava, V., Negi, A.S., Kumar, J.K., Gupta, M.M. and S.P, Khanuja. 2005. Plant-based anticancer molecules: a chemical and biological profile of some important leads. Bioorganic and Medicinal chemistry, 13: 5892-5908.

19)       Sitiasma, M.J., Al-jamal, H., Yong-Ang, C.H., Matasan, J., Seeni, A. and M.F, Johan. 2014. Apoptosis induction in MV4-11 and K562 human leukemic cells by pereskia sacharosa (Cactaceae) leaf crude extract. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention, 15 (1): 475-481.

20)       Yavari, P., Mehrabi, Y. and M.A, Pourhoseinqoli. 2006. Awareness and action of women toward breast self-examination: a case-control study. Journal of Ardabil University of Medical Science, 5(4):371-7.