Investigation of Cytotoxic Effects of Tragopogon reticulatus Against HepG2 and MCF-7 Cell Lines and Antioxidant, Antimicrobial Effects Against Some Microorganisms

Year 2024, Volume: 7 Issue: 4, 1513 - 1525, 16.09.2024

Lütfiye Kadıoğlu Dalkılıç , Semih Dalkılıç

https://doi.org/10.47495/okufbed.1366563

Abstract

Plants have been used for various purposes throughout history. This subject has received increasing attention in the field of traditional medicine in recent years. Tragopogon reticulatus, as a forage grass plant in turkey, is a species that stands out with rich vitamin and mineral content. The aim of this study was to investigate the antimicrobial, antioxidant, and cytotoxic activities of T. reticulatus. Two separate extracts were prepared at different concentrations using hexane and methanol solvents obtained from the T. reticulatus plant, and cytotoxic activity was evaluated by the MTT Assay (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) method on human liver cancer (HepG2) and human breast cancer (MCF7) cell lines. The antioxidant activity of the extracts obtained from methanol and hexane was determined by the DPPH (2,2-diphenyl 1-picrylhydrazyl) radical scavenging capacity method. Antimicrobial activity was evaluated by the disk diffusion method, and bacteria such as Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Bacillus megaterium, and Candida albicans fungus were used in the study. The hexane extract obtained from the T. reticulatus plant showed a high cytotoxic activity of 44% in the MCF7 cell line, while it showed a 51% dead cell count in the HepG2 cell line. When the antioxidant results were evaluated, it was determined that the DPPH radical scavenging effect of the hexane extract exhibited the most effective activity at 19%. When the antimicrobial results were evaluated, it was determined that the concentrations prepared with hexane exhibited the most effective activity with a zone diameter of 16 mm against B. megaterium. These findings suggest that T. reticulatus plant extracts can be considered as a potential source. These results may shed light on future research into the biological effects of the plant and contribute to the development of new treatment methods.

Keywords

Tragopogan reticulatus, Cytotoxic, Antimicrobial, antioxidant activity

Tragopogon reticulatusun HepG2 ve MCF-7 Hücre Hatlarına Karşı Sitotoksik ve Bazı Mikroorganizmalara Karşı Antioksidan, Antimikrobiyal Etkilerinin Araştırılması

Abstract

Bitkiler tarihsel süreç içerisinde çeşitli amaçlarla kullanılmıştır. Bu konu son yıllarda geleneksel tıp alanında giderek artan bir ilgi görmektedir. Tragopogon reticulatus, Türkiye'de yemlik ot bitkisi olarak bilinen, zengin vitamin ve mineral içeriği ile dikkat çeken bir türdür. Bu çalışmanın amacı, T. reticulatus bitkisinin antimikrobiyal, antioksidan ve sitotoksik aktivitelerini araştırmaktır. T. reticulatus bitkisinden elde edilen hekzan ve metanol çözücülerinin kullanılmasıyla farklı konsantrasyonlarda iki ayrı ekstrakt hazırlanmış, sitotoksik aktivite ise insan karaciğer kanseri (HepG2) ve insan meme kanseri (MCF7) hücre hatları üzerinde MTT Assay (3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenil tetrazolyum bromür) yöntemiyle değerlendirilmiştir. Metanol ve hekzandan elde edilen ekstraktların antioksidan aktivitesi DPPH (2,2-difenil 1-pikrilhidrazil) radikal süpürme kapasitesi yöntemi ile belirlenmiştir. Antimikrobiyal aktivite kuyu difüzyon yöntemi ile değerlendirilmiş ve çalışmada Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli ve Bacillus megaterium gibi bakteriler ve Candida albicans mantarı kullanılmıştır. T. reticulatus bitkisinden elde edilen hekzan ekstresi, MCF7 hücre hattında %44 oranında yüksek sitotoksik aktivite gösterirken, HepG2 hücre hattında %51 oranında ölü hücre sayısı göstermiştir. Antioksidan sonuçlar değerlendirildiğinde, hekzan ekstresinin DPPH radikal süpürücü etkisinin %19 ile en etkili aktiviteyi sergilediği belirlenmiştir. Antimikrobiyal sonuçlar değerlendirildiğinde hekzan ile hazırlanan konsantrasyonların B. megaterium'a karşı 16 mm zon çapı ile en etkili aktiviteyi sergilediği belirlenmiştir. Bu bulgular, T. reticulatus bitki ekstraktlarının potansiyel birer kaynak olarak kabul edilebileceğini göstermektedir. Bu sonuçlar, bitkinin biyolojik etkilerine dair gelecekteki araştırmalara ışık tutabilir ve yeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine katkıda bulunabilir.

Keywords

Tragopogan reticulatus, sitotoksik, antimikrobiyal, antioksidan aktivite

Thanks

Reticulatus trogopogon'ın toplanmasına yardım eden Nihal Gülaçar’ a teşekkür ederiz.

References

• Arslan Atessahi̇n D., Kadioglu Dalkilic L., Özeren Y., Dalkilic S., Cakmak K., Ci̇cek TA. Investigation of cytotoxic, antimicrobial and antioxidant activity of Echium vulgare L. seed. International Journal of Nature and Life Sciences 2023; 7(2): 129-135.
• Azizi H., Sheidai M., Mozaffarian V., Noormohammadi Z. Molecular (ISSR, cp DNA, ITS) and morphological study of the genus Tragopogon L. (Asteraceae). Genetic Resources and Crop Evolution 2022; 70.
• Baykara O. Current therapies and latest developments in cancer treatment. International Journal of Cancer Research and Prevention 2015; 8(52).
• Baykara O. Kanser tedavisinde güncel yaklaşımlar. Balıkesir Sağlık Bilimleri Dergisi 2016; 5(3).
• Bi̇cer A. Wild plants consumed as food and medicine in Elazıg and Malatya. Naturengs 2022; 3(2).
• Cuendet M., Hostettmann K., Potterat O., Dyatmiko W. Iridoid glucosides with free radical scavenging properties from Fagraea blumei. Helvetica Chimica Acta 1997; 80(4): 1144-1152.
• Çöteli̇ E., Karataş F. Yemlik (Tragopogon reticulatus) bitkisinin yapraklarındaki glutatyon ve vitaminler ile toplam antioksidan kapasitenin araştırılması. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 2015; 5(2).
• Dalkilic S., Kadioglu Dalkilic L., Kucuktufekci M.C., Atessahin D.A., Celik A., Gulacar O., Cil A. Determination of cytotoxic, apoptotic, necrotic, antimicrobial and antioxidant activities of Aloe vera and Abies cilicia subsp. Cilicica. International Journal of Plant Based Pharmaceuticals 2023; 3(2).
• Dalkilic S., Korkmaz I., Kadioglu Dalkilic L., Akay G., Fidan S. In vitro cytotoxic effects of Smilax aspera L. roots on cancer cell lines. Food Bioscience 2022; 46: 101501.
• Dalkilic S., Kadioglu Dalkilic L., Inci S., Korkmaz I., Kirbag S. Investigation of cytotoxic effect of black mulberry (Morus nigra L.) fruit. Indian Journal of Traditional Knowledge 2021; 20: 54-58.
• Dalkilic S., Kadioglu Dalkilic L., Fi̇dan S., Ti̇murkaan M., Uygur L., Akay G., Korkmaz İ. Mentha pulegium extracts showed strong antimicrobial and cytotoxic effects in vitro. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi 2023; 26(6).
• Esmeeta A., Adhikary S., Dharshnaa V., Swarnamughi P., Ummul Maqsummiya Z., Banerjee A., Pathak S., Duttaroy A. K. Plant-derived bioactive compounds in colon cancer treatment: An updated review. Biomedicine & Pharmacotherapy 2022; 153: 113384.
• Gencturk N., Ay F., Madenoglu Kivanc M. The relationship between health sciences students’ cancer awareness and behavioral styles | Research Square 2023; https://www.researchsquare.com/article/rs-2535713/v1
• Gultepe M., Coskuncelebi K., Makbul S., Terzioglu S. Taxonomic notes on Tragopogon, and two newly described taxa from Anatolia. Nordic Journal of Botany 2016; 34.
• Kadioglu Dalkilic L., Dalkilic S., Uygur L. Investigation of apoptotic, cytotoxic, and antioxidant effects of Juglans regia against MDA-MB-231 and A549 cell lines. International Journal of Plant Based Pharmaceuticals 2023; 3: 62-67.
• Kaptaner Igci, B., Aytac Z. An Investigation on the ın vitro wound healing activity and phytochemical composition of Hypericum pseudolaeve n. robson growing in Turkey. Turkish Journal of Pharmaceutical Sciences 2020; 17(6): 610-619.
• Okçu Z., Kaplan B. Doğu Anadolu bölgesinde gıda olarak kullanılan yabani bitkiler. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology 2018; 6: 260.
• Öğretmen Ö. Y. Scilla bifolia L. (Orman Sümbülü) bitki kısımlarının antioksidan aktivitesinin belirlenmesi. Journal of Anatolian Environmental and Animal Sciences 2022; 7(1).
• Piazzesi A., Afsar S. Y., Van Echten‐Deckert G. Sphingolipid metabolism in the development and progression of cancer: One cancer’s help is another’s hindrance. Molecular Oncology 2021; 15(12): 3256-3279.
• Sari F., Ucar E. Determination of drying kinetics and color values of Tragopogon reticulatus boiss. dried by microwave. Teknik Meslek Yüksekokulları Akademik Araştırma Dergisi 2023; 2(1).
• Shin S.-A., Moon S. Y., Kim W.-Y., Paek S.-M., Park H. H., Lee C. S. Structure-based classification and anti-cancer effects of plant metabolites. International Journal of Molecular Sciences 2018; 19(9): 2651.
• Siddiqui A. J., Jahan S., Singh R., Saxena J., Ashraf S. A., Khan A., Choudhary R. K., Balakrishnan S., Badraoui R., Bardakci F., Adnan M. Plants in anticancer drug discovery: from molecular mechanism to chemoprevention. BioMed Research International 2022; e5425485.
• Tenkerian C., El-Sibai M., Daher C. F., Mroueh M. Hepatoprotective, antioxidant, and anticancer effects of the tragopogon porrifolius methanolic extract. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine 2015; 161720.
• Zheng Y., Fang Y.-C., Li J. PD-L1 expression levels on tumor cells affect their immunosuppressive activity. Oncology Letters 2019; 18(5): 5399-5407.