The effect of bitter melon against cisplatin and valproic acid-induced toxicity on the percentage of survival and lifespan in Drosophila melanogaster

Abstract

In chemotherapy, cytotoxic antineoplastic agents play a leading role in killing cancer cells. Patients using anticonvulsants may also undergo cancer treatment which requires the use of an antineoplastic agent. It is known that the toxic effect of antineoplastics increases during a long time with using antiepileptics. With the advancement of scientific advances and the development of pharmaceutical techniques, the therapeutic agents of plants have been used in the treatment of many diseases such as cancer. In this study, it was investigated whether the long-term use of cisplatin and valproic acid can be eliminated with bitter melon by the possible toxic effect on the survival rate and lifespan of fruit flies. For this purpose, control and application sets containing 0.05mM valproic acid and 0.05mM cisplatin and methanol extracts of 2.5 and 5mg/mL bitter melon were prepared. Lifespan experiments were separately studied in male and female populations of the Oregon R strain of Drosophila melanogaster. One-way analysis of variance was used for statistical analysis of control and application groups. In our study, a significant decrease was found in both female and male populations exposed to valproic acid and cisplatin in terms of lifespan and survival rates compared to the control. It was observed that the survival percentage and lifespan closed to the control group in the experimental groups where bitter melon extracts with valproic acid and cisplatin. It is thought that the protective effect of bitter melon against the toxic effect observed in cisplatin+valproic acid group is due to the high antioxidant activities of the plant components.

Keywords

• Drosophila melanogaster,valproic acid,cisplatin,bitter melon,lifespan,survival percantage

Sisplatin ve valproik asitin indüklediği toksisiteye karşı kudret narının Drosophila melanogaster’in yaşama yüzdesi ve ömür uzunluğu üzerine etkisi

Abstract

Kemoterapide, kanser hücrelerini öldürmek için sitotoksik antineoplastik ajanlar başroldedir. Antikonsülvan kullanan hastalar antineoplastik bir ajanı da kullanmayı gerektiren kanser tedavi sürecine girebilmektedir. Antineoplastiklerin toksik etkisinin, birlikte uzun süreli kullanılan antiepileptiklerle daha çok arttığı bilinmektedir. Bilimsel ilerlemeler ve eczacılık tekniklerinin gelişmesiyle bitkilerin tedavi edici değere sahip etken maddeleri kanser gibi birçok hastalığın tedavisinde kullanılmaya başlanılmıştır. Bu çalışmada, sisplatin ve valproik asitin uzun süreli kullanımlarının meyve sineklerinin yaşama yüzdesi ve ömür uzunlukları üzerindeki olası toksik etkinin kudret narı ile giderilip giderilmeyeceği araştırılmıştır. Bu amaçla, kontrol, 0.05mM valproik asit, 0.05mM sisplatin ile 2.5 ve 5mg/mL kudret narının çekirdek ve meyvelerine ait metanol ekstrelerini içeren deney setleri hazırlanmıştır. Ömür uzunluğu deneyleri, Drosophila melanogaster‘in Oregon R soyuna ait dişi ve erkek populasyonlarında ayrı ayrı çalışılmıştır. Kontrol ve uygulama gruplarına ait sonuçların istatistiksel analizleri için tek yönlü varyans analizi uygulanmıştır. Çalışmamızda valproik asit ve sisplatine maruz kalan hem dişi hem de erkek populasyonlarda ömür uzunluğu ve yaşama yüzdesi bakımından kontrole göre önemli bir düşüş olduğu belirlenmiştir. Kudret narının çekirdek ve meyve ekstrelerinin valproik asit ve sisplatinle birlikte uygulandığı deney gruplarında yaşama yüzdesi ve ömür uzunluğu değerlerinin kontrole yaklaştığı gözlenmiştir. Sisplatin+valproik asit grubunda daha fazla olduğu gözlenen toksik etkiye karşı kudret narının koruyucu etkisinin, bitkinin sahip olduğu bileşenlerin yüksek antioksidan aktivitelerinden kaynaklandığı düşünülmektedir.

Keywords

• Drosophila melanogaster,valproik asit,sisplatin,kudret narı,ömür uzunluğu,yaşama yüzdesi

References

1. Akkuş İ 1995. Serbest radikaller ve fizyopatolojik etkileri. Mimoza Yayınları, No: 38, Sağlık dizisi 5, Konya.
2. Aydın Ö, Yalçın Z, Yalçın AD 2017. The Effects of Antiepileptic Drugs on Bone Density and Metabolism. Epilepsi 23(1):1-6.
3. Block KI, Koch AC, Mead MN, Tothy PK, Newman RA, Gyllenhaal C 2008. Impact of antioxidant suplementation on chemotherapeutic efficacy: a systematic review of the evidence from randomized controlled trials. Int J Cancer 123(6): 1227-1239.
4. Blumenthal RD, Lew W, Reising A, Soyne D, Osorio L, Ying Z, Goldenberg DM 2000. Antioxidant vitamins reduce normal tissue toxicity induced by radio-immunotherapy. Int J of Cancer 86(2): 276-280.
5. Borek C 2017. Dietary antioxidants and human cancer. J Restor Med 6(1): 53-61.
6. Budrat P, Shotipruk A 2008. Extraction of phenolic compounds from fruits of bitter melon (Momordica charantia) with subcritical water extraction and antioxidant activities of these extracts. Chiang Mai Journal of Science, 35(1): 123-130.
7. Boulikas T, Vougiouka, M 2003. Cisplatin and platinum drugs at the molecular level. Oncol Rep 10(6): 1663-1682.
8. Can G 2005. Antineoplastik ilaçların yan etkileri ve hemşirelik yaklaşımları. HEAD 2(2): 8-15.

9. Christen WG, Gaziano JM, Hennekens CH 2000. Design of physicians: health study II--a randomized trial of beta-carotene, vitamins E and C, and multivitamins, in prevention of cancer, cardiovascular disease, and eye disease, and review of results of completed trials. Ann Epidemiol 10(2): 125-134.
10. Çalış Ü 2004. Antiepileptik İlaçlar. Farmasötik Kimya, Cilt I, Irmak Matbaası, Ankara, 326-347.
11. Cetik S, Ayhanci A, Sahinturk V 2015. Protective effect of carvacrol against oxidative stress and heart injury in cyclophosphamide–induced cardiotoxicity in rat. Braz Arch Biol Technol 58(4): 569-576.
12. Çetin M, Ceylan ME, Özöğretmen H, Şengezer A 1991. Epileptiklerde psikososyal durumun ve antiepileptik ilaçların kan düzeyleri ile klinik cevaplar arasındaki ilişkinin araştırılması. Psikofarmakolojide Yenilikler Sempozyumu, İstanbul, 110-116.
13. Eren E, Ata A, Arıcan A 2012. Kanser tedavisinde kullanılan ilaçlar ve nefrotoksisite. Dokuz Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesi Dergisi, 26(3): 229-235.
14. Grover JK, Yadav SP 2004. Pharmacological actions and potential uses of Momordica charantia: a review. J Ethnopharmacol 93(1): 123-132.
15. Güleç G, Büyükkınacı A 2011. Kanser ve psikiyatrik bozukluklar. Psikiyatride Güncel Yaklaşımlar 3(2): 343-367.
16. Ganguly C, De S, Das S 2000. Prevention of carcinogen-induced mouse skin papilloma by whole fruit aqueous extract of Momordica charantia. Eur J Cancer Prevention, 9(4): 283-288.
17. Gultekin F, Delibas N, Yasar S, Kılınc I 2001. In vivo changes in antioxidant systems and protective role of melatonin and a combination of vitamin C and vitamin E on oxidative damage in erythrocytes induced by chlorpyrifos-ethyl in rats. Arch. Toxicol 75(2): 88-96.
18. Haque EM, Alam BM, Hossain SM 2011. The efficacy of cucurbitane type triterpenoids, glycosides and phenolic compounds isolated from Momordica charantia: a review. Int J Pharm Sci Rev Res 2 (5): 1135-1146.
19. Jagessar RC, Mohamed A, Gomes G 2008. An evaluation of the antibacterial and antifungal activity of leaf extracts of Momordica charantia against Candida albicans, Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Nature and Science, 6(1): 1-14.
20. Jayasooriya AP, Sakono M, Yukizaki C, Kawano M, Yamamoto K, Fukuda N 2000. Effects of Momordica charantia L. powder on serum glucose levels and various lipid parameters in rats fed with cholesterol-free and cholesterol-enriched diets. J Ethnopharmacol 72(1-2): 331-336.
21. Kayaalp O 2000. Tıbbi Farmakoloji. Cilt: 1, Ankara, Feryal Matbaacılık, s.372, 378-380, 384-400.
22. Kesebir S, Bayrak A 2012. Bipolar Bozukluk ve Kanser. Psikiyatride Güncel Yaklaşımlar 4(2): 223.
23. Kızılcı S 1999. Kemoterapi alan kanserli hastalar ve yakınlarının yaşam kalitesini etkileyen faktörler. Cumhuriyet Üniversitesi Hemşirelik Yüksekokulu Dergisi, 3(2): 18-26.
24. Kültür Ş 2007. Medicinal plants used in Kırklareli province (Turkey). J Ethnopharmacol 111(2): 341-364.
25. Meister LA, Meadows AT 1993. Late effects of childhood cancer therapy. Curr Probl Prediatr 23(3): 102-131.
26. Mercan U 2004. Toksikolojide serbest radikallerin önemi. Van Vet J 15(1): 91-96.
27. Platin N 1996. Hemşireler için kanser el kitabı. Onkoloji Hemşireliği Derneği, Ankara.
28. Ray RB, Raychoudhuri A, Steele R, Nerurkar P 2010. Bitter melon (Momordica charantia) extract inhibits breast cancer cell proliferation by modulating cell cycle regulatory genes and promotes apoptosis. Cancer Res 70(5): 1925-1931.
29. Ryu CH, Park KY, Kim SM, Jeong CH, Woo JS, Hou Y, Jeun SS 2012. Valproic acid enhances anti-tumor effect of mesenchymal stem cell mediated HSV-TK gene therapy in intracranial glioma. Biochem Biophys Res Commun 421(3): 585-590.
30. Semiz A, Şen A 2007. Antioxidant and chemoprotective properties of Momordica charantia L. (Bitter melon) fruit extract. Afr J Biotechnol 6(3): 273-277.
31. Simone CB, Simone NL, Simone V, Simone CB 2007. Antioxidants and other nutrients do not interfere with chemotherapy or radiation therapy and can increase kill and increase survival, part 1. Altern Ther Health Med 13(1): 22-28.
32. Şahin G 2007. Türkiye’den toplanan bazı Paeonia türlerinin antibakteriyel etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
33. Taylor L 2002. Technical data report for bitter melon (Momordica charantia L.). Herbal secrets of the rainforest, 1-103.
34. Thompson J, Nuget SMJ, Walczak RJ 1997. Clinical Nursing, 4th Ed., St Louis. Mosboy, pp.1330-1331.
35. Top R 2018. Bazı önemli tıbbi bitkilerin antioksidan, antimikrobiyal ve antikanser etkilerinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Bartın Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
36. White L, Schaefer KP 2001. Foundations of Nursing: Caring for the whole person. Texas, Delmar, pp. 659- 681.
37. Yeni NS, Gürses C 2015. Epilepsi çalışma grubu tanı ve tedavi rehberi. Galenos Yayınevi, İstanbul.
38. Yıldırım F, Çe P, Bilgin R, Gedizlioğlu M 2010. Karbamazepin, valproik asit ve levetirasetam kullanan epilepsi hastalarında denge koordinasyon testleri ve beyin sapı uyartılmış potansiyellerinin değerlendirilmesi. Epilepsi Dergisi 16(3): 161-166.