Effects of Gundelia dersim Exosome-Like Nanoparticles on Cell Viability in Human Colon and Lung Cancer Cell Lines

Abstract

Exosomes are nano sized (30-100 nm) bioactive vesicles that constitute the smallest subgroup of extracellular vesicles (EVs). They have properties such as transporting genetic materials, maintaining intercellular communication, regulating immunity, and transmitting signals. Although plant-derived nanoparticles, which exhibit a wide range of therapeutic potential, have not been studied as extensively as in mammalian cells, there is an increasing number of research supporting their cross-kingdom effects. This study aims to investigate the cytotoxic effects of exosome-like nanoparticles isolated from the Gundelia dersim plant (GdENs), which is endemic to Turkey, on cell viability in human lung cancer (A549) and human colon cancer (HCT 116) cell lines. The isolated GdENs were imaged through nanoparticle tracking analysis (NTA). Protein analysis was performed with BCA (Bicinchoninic acid). The nanoparticles were applied on A549 and HCT116 cell lines. By conducting a Water-soluble tetrazolium salt-1 (WST-1) assay, the cytotoxic effect on these cell lines was studied. According to our findings, the increasing concentrations of isolated GdENs on, demonstrated cytotoxic effects by reducing cell viability in HCT 116 cell lines at 75, 100 and 250 μg/mL within 24, 48 and 72 hours. In A549 cell lines, it was determined that nanoparticles exhibited cytotoxic effects at 24 hours in all concentration units, but did not exhibit any cytotoxic effect by increasing cell viability at 72 hours. In conclusion, GdENs are thought to have therapeutic potential as an anticarcinogen if supported by more comprehensive studies.

Keywords

• Gundelia dersim
• Exosome
• Cancer
• Cytotoxic effects

Gundelia dersim Eksozom-Benzeri Nanopartiküllerin İnsan Kolon ve Akciğer Kanser Hücre Hatlarında Hücre Canlılığı Üzerine Etkileri

Abstract

Eksozomlar; kalıtsal metaryal taşıma, hücreler arası iletişimi sağlama, bağışıklığı düzenleme ve sinyal iletme gibi özelliklere sahip olan ekstrasellüler vezikülllerin (EV) en küçük alt grubunu oluşturan, nano boyutlardaki (30-100 nm) biyoaktif keseciklerdir. Geniş bir terapötik potansiyel sergileyen bitki türevli nanopartiküller, memeli hücrelerindeki kadar çok çalışılmamış olsa da bunların cross-kingdom etkilerini destekleyen araştırmaların sayısı giderek artmaktadır. Bu çalışmanın amacı; Türkiye için endemik olan Gundelia dersim bitkisinden izole edilen eksozom benzeri nanopartiküllerin (GdEN) insan akciğer kanseri (A549) ve insan kolon kanseri (HCT 116) hücre hatlarındaki hücre canlılığı üzerine sitotoksik etkilerini araştırmaktır. İzole edilen GdEN’ler, nanopartikül izleme analiziyle (NTA) görüntülenmiştir. BCA (Bikinkoninik asit) ile protein analizi yapılmıştır. Nanopartiküller A549 ve HCT116 hücre hatlarına uygulanmıştır. Suda çözünür tetrazolyum tuzu–1 (WST-1) analizi yapılıp bu hücre hatlarında GdEN’lerin sitotoksik etkisine bakılmıştır. Bulgularımıza göre, GdEN’lerin artan konsantrasyonları HCT 116 hücre hatlarında 24, 48 ve 72 saatte 75, 100 ve 250 μg/mL’de hücre canlılığını azaltarak sitotoksik bir etki göstermiştir. A549 hücre hatlarında ise nanopartiküllerin, tüm konsantrasyon birimlerinde 24 saatte sitotoksik etki gösterdiği, 72 saatte ise hücre canlılığını arttırarak sitotoksik etki göstermediği tespit edilmiştir. Sonuç olarak, GdEN’lerin daha ileri çalışmalarla desteklenmesi durumunda anti kanserojen etki gösterebileceği düşünülmektedir.

Keywords

• Gundelia dersim
• Eksozom
• Kanser
• Sitotoksik etki

References

1. Referans1 Abu Lafi S., Rayan B., Kadan S., Abu Lafi M., Rayan A. Anticancer activity and phytochemical composition of wild Gundelia tournefortii. Oncology Letters 2019; 17(1): 713-717.
2. Referans2 Açar M., Akbulut GB., Taşar N. Anatomical, palynological and biochemical studies on Gundelia dersim Vitek, Yüce & Ergin (Asteraceae) an endemic of Turkey. Journal of the Institute of Science and Technology 2021; 11(3): 1781-1791.