ฤทธิ์ของสารสกัดจากสาหร่ายลิ้นมังกรในการต้านเซลล์มะเร็งเต้านม MDA-MB-231 โดยการยับยั้งการแบ่งเซลล์และเปลี่ยนแปลงระดับของโปรตีนที่ใช้ในการแบ่งเซลล์

Highlight

สาหร่ายลิ้นมังกร Halymenia durvillei (HD) มีฤทธิ์ในการต้านไวรัส ต้านแบคทีเรีย ต้าอนุมูลอิสระ และต้านมะเร็ง โดยมีการศึกษาทั้งในเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ มะเร็งปอด มะเร็งกระเพาะอาหาร และมะเร็งต่อมลูกหมาก ในการศึกษาวิจัยนี้จึงได้ทำการศึกษาการออกฤทธิ์ในการต้านเซลล์มะเร็งเต้านมชนิด triple-negative (MDA-MB-231) ผลการศึกษาวิจัยพบว่าสารสกัดจากสาหร่ายลิ้นมังกรสามารถฆ่าเซลล์มะเร็งและยับยั้งการแบ่งเซลล์ได้ โดยการลดระดับของยีนที่ควบคุมการแบ่งเซลล์ นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มระดับอนุมูลอิสระภายในเซลล์ ขณะที่การตายของเซลล์แบบ apoptosis และการเปลี่ยนแปลงระดับของเอ็นไซม์ caspase ยังไม่มีผลมากนัก

ที่มาและความสำคัญ

สาหร่ายลิ้นมังกร Halymenia durvillei (HD) มีฤทธิ์ในการต้านไวรัส ต้านแบคทีเรีย ต้าอนุมูลอิสระ และต้านมะเร็ง โดยมีการศึกษาทั้งในเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ มะเร็งปอด มะเร็งกระเพาะอาหาร และมะเร็งต่อมลูกหมาก ในการศึกษาวิจัยนี้จึงได้ทำการศึกษาการออกฤทธิ์ในการต้านเซลล์มะเร็งเต้านมชนิด triple-negative (MDA-MB-231)

Abstract

Background and purpose: 

The GC-MS analysis reported n-hexadecanoic acid or palmitic acid as a major component of the ethanolic extract of Halymenia durvillei (HDET). This compound shows cytotoxic effects against various human cancer cells. The present study investigated the effect of HDET on the viability and proliferation of MDA-MB-231, a triple-negative breast cancer (TNBC) cell line.

Experimental approach: 

Cell proliferation and cell cycle analysis were determined by flow cytometry and cell cycle regulatory protein expression levels were then determined by Western blotting. The presence of reactive oxygen species (ROS) was evaluated by dichlorofluorescein, followed by analyzing changes in gene expression of antioxidant enzymes using a real-time polymerase chain reaction.

Findings/Results: 

HDET dose-dependently reduced cell viability with the 50% inhibitory concentration (IC₅₀) of 269.4 ± 31.2 µg/mL at 24 h. The cell proliferation assays showed increased succinimidyl ester fluorescent intensity after treatment with ≥ 100 µg/mL of HDET, indicating the inhibition of cell proliferation. Cell cycle analysis using propidium iodide staining showed an increased percentage of cells in the G2/M phase. HDET also decreased the levels of cell cycle regulatory proteins including cyclin D1 and increased the level of p21. HDET promoted oxidative stress by increasing ROS levels along with the reduction of catalase expression. However, HDET did not induce apoptosis and caspase activation in TNBC cells.

Conclusion and implications: 

These findings suggest that HDET which is rich in palmitic acid may serve as a potential therapeutic agent to target TNBC via arrest cell cycle progression at the G2/M phase.

KEYWORDS: Cell cycle arrest, Red algae, Triple-negative breast cancer

Citation: Settacomkul, R., Sangpairoj, K., Phuagkhaopong, S., Meemon, K., Niamnont, N., Sobhon, P., Vivithanaporn, P. Ethanolic extract of Halymenia durvillei induced G2/M arrest and altered the levels of cell cycle regulatory proteins of MDA-MB-231 triple-negative breast cancer cells. Research in Pharmaceutical Sciences, 2023, 18(3), pp. 279–291. https://doi.org/10.4103/1735-5362.371584

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล

สารสกัด Hexadecanoic acid จากสาหร่ายลิ้นมังกรสามารถกระตุ้นการตายของเซลล์มะเร็งเต้านมผ่านทาง ER stress

Highlight: สารสกัด hexadecanoic acid จากสาหร่ายลิ้นมังกร สามารถเพิ่มการตายของเซลล์มะเร็งเต้านม MDA-MB-231 ทั้งในรูปแบบ apoptosis และ autophagy และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเยื้อหุ้มไมโตคอนเดรีย การทำลาย DNA และ ER stress

ที่มาและความสำคัญ

สาหร่ายลิ้นมังกรมีสารออกฤทธิ์ทางธรรมชาติมากมายที่เป็นประโยชน์ทางการแพทย์ เช่น carotenoids, flavonoids, sulfated polysaccharides, terpenoids และ fatty acids โดยในการศึกษานี้มีความสนใจในการใช้สารสกัดจากสาหร่ายลิ้นมังกรในการต้านโรคมะเร็งเต้านมชนิด triple-negative ซึ่งดื้อต่อการรักษาโดยใช้ฮอร์โมนหรือแอนติบอดี และศึกษากลไกในการต้านโรคมะเร็งเต้านมชนิดดังกล่าว

Abstract

Objective

To investigate the effect of the hexane solvent fraction of Halymenia durvillei (HDHE) on triple-negative breast cancer.

Methods

The phytochemical profile of HDHE was investigated by GC-MS. The cytotoxicity of HDHE against MDA-MB-231 cells was determined. The apoptotic and autophagic effects of HDHE were analyzed. The expression of molecular markers controlling apoptosis, autophagy, DNA damage, and endoplasmic reticulum (ER) stress was determined.

Results

HDHE contains a mixture of fatty acids, mainly hexadecanoic acid. HDHE at a cytotoxic concentration induced apoptotic death of MDA-MB-231 cells through mitochondrial membrane dysfunction, and induction of apoptosis markers, and increased the expression of proteins related to DNA damage response. HDHE also induced the expression of LC-3, a marker of autophagic cell death at a cytotoxic concentration. Moreover, HDHE modulated the expression of ER stress genes.

Conclusions

The hexadecanoic acid-enriched extract of Halymenia durvillei promotes apoptosis and autophagy of human triple-negative breast cancer cells. This extract may be further explored as an anticancer agent for triple-negative breast cancer.

KEYWORDS: Apoptosis, Autophagy, Endoplasmic reticulum stress, Halymenia durvillei, Hexadecanoic acid, Red algae, Triple-negative breast cancer

Citation: Sangpairoj K, Settacomkul R, Siangcham T, Meemon K, Niamnont N, Sornkaew N, Tamtin M, Sobhon P, Vivithanaporn P*. Hexadecanoic acid-enriched extract of Halymenia durvillei induces apoptotic and autophagic death of human triple-negative breast cancer cells by upregulating ER stress. Asian Pac J Trop Biomed 2022; 12(3):132-140. DOI: 10.4103/2221-1691.338922

RELATED SDGs:

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

14. LIFE BELOW WATER

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
Credit ภาพ: Dr. Kant Sangpairoj