Investigation of the Effects of Extracts of Ornithogalum sigmoideum Freyn & Sint. and Smilax excelsa L. on GST Isozymes in the HepG2 Cell Line

Abstract

This study aimed to investigate the effects of above-ground and underground extracts obtained from Ornithogalum sigmoideum Freyn&Sint. (Sakarca, Çökülce, Tükürük otu, and Karga sarımsağı), Smilax excelsa L. (melocan, dikenucu, kırçan, melevcan, merülcen, saparna), and Aegopodium podagraria L. (mendek, keçiayağı) plants on GST (Glutathione-S-Transferase) isozymes in the HepG2 (Hepatocellular Carcinoma Cell Line) liver cancer cell line. Plant samples were obtained from the Perşembe district market in Ordu province in May, which is the harvesting and consumption season for the plants, and their extracts were prepared. Liver cancer cells were multiplied in a specially prepared culture medium using the cell culture method. Plant extracts, taken in 30-gram doses, were applied to the multiplied cancer cell lines. The samples were administered and examined at 24, 48, and 72-hour intervals. The viability of liver cancer cells was investigated using the MTT (3-[4,5-dimethylazol-2-yl]-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) test method. Based on the determined IC50 (half-maximal inhibitory concentration) values, the concentration ranges required to maintain 50% viability of different plant extracts in the HepG2 cell line were determined. GST enzyme activity tests were performed to determine the total GST-specific activity of the plant extracts applied to the HepG2 cell line, and statistical interpretation was made. Immunocytochemical staining demonstrated the presence of GST enzymes involved in the apoptotic pathway in the HepG2 cell line containing previously prepared plant samples at the microscopic level. In conclusion, it was determined that each plant extract affected the expression of the GST enzyme in the liver cell line differently (suppression or increase), and that these plant extracts can be used in future studies and drug design.

Keywords

• HepG2CellLine
• GST-Alpha
• GST-Mu
• GST-Pi
• GST-T1
• İmmununochemistry
• GSTEnzymeActivity
• PhaseIIEnzymes

Project Number

2024/079

Ornithogalum sigmoideum Freyn & Sint. ve Smilax excelsa L. Bitki Ekstrelerinin Hepatoselüler Karsinoma Hücre Hattında GST İzozimlerine Etkisinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada Ornithogalum sigmoideum Freyn&Sint.(Sakarca,Çökülce,Tükürük otu ve Karga sarımsağı ), Smilax excelsa L., (melocan , dikenucu , kırçan , melevcan , merülcen , saparna ), Aegopodium podagraria L. (mendek,keçiayağı )bitkilerinden elde edilen toprak altı ve üstü ekstrelerinin HepG2(Hepatocellular Karsinoma Hücre Hattı) Karaciğer kanser hücre hattında GST(Glutatayon-S-Transferaz) izozimlerine etkisinin araştırılması amaçlanmıştır.Bitki örnekleri,bitkilerin toplanma ve tüketim mevsimi olan mayıs ayında Ordu ilinin Perşembe ilçe pazarından temin edilmiş ve ekstreleri hazırlanmıştır.Karaciğer kanser hücreleri özel olarak hazırlanmış besi ortamında çoğaltılarak hücre kültürü yöntemiyle çoğaltılmıştır.Farklı konsantrasyonlarda alınan bitki ekstreleri,çoğaltılan kanser hücre hatlarına verilmiştir,24,48 ve 72 saat aralıklarla incelenmiştir.Karaciğer kanser hücrelerinin canlılık testleri MTT (3-[4,5-dimethilazol-2-yl]-2,5 difenil tetrazolyum bromür) testi yöntemi kullanılarak araştırılmıştır.Belirlenen IC50 (yarı maksimal inhibitör konsantrasyonu)değerlerine göre, farklı bitki ekstrelerinin HepG2 hücre hattında %50 oranında canlılığını korumak için gerekli konsantrasyon aralıkları belirlendi.GST Enzim aktivite testleri ile HepG2 hücre hattına uygulanan bitki ekstrelerinin toplam GST spesifik aktivite tayini yapılmış ve istatiksel olarak yorumlama yapılmıştır.İmmünositokimyasal Boyama ile daha önceden hazırlanmış olan bitki numuneli HepG2 Hücre hattının içeriğindeki apoptotik yolakta görevli olan GST enzimlerinin varlığı mikroskobik boyutta gösterilmiştir. Sonuç olarak,her bir bitki ekstresinin karaciğer hücre hattında GST enziminin ekspresyonunu değişik şekilde etkilediği (baskılama veya artırma)ve sonradan yapılacak çalışmalar konusunda ve ilaç tasarımında bu bitki ekstresinin kullanılabileceği belirlenmiştir.

Keywords

• HepG2Hücre Hattı
• GST-Alfa
• GST-Mü
• GST-Pi
• GST-T1
• İmmünohistokimya
• GSTEnzimAktivitesi
• FazIIEnzimleri

Project Number

2024/079

References

1. Yilmaz C, Bulus H, Oguztuzun S, Cihan M, Fidan C The activities of GST isozymes in stomach tissues of female obese patients. Turk J Biochem.2020;45(6):883–889.
2. Koçdoğan KA. Meme Kanserli Hastalarda Glutatyon S-Transferazİzozimlerin Çoklu İlaç Direnç Mekanizmasındaki Proteinlerle Olan İlişkilerinin İncelenmesi.Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, Kırıkkale Üniversitesi BAP Araştırma Projesi, 2014 - 2016.
3. Güner A, Aslan S, Ekim T, Vural M, & Babaç MT. Türkiye bitkileri listesi (Damarlı bitkiler)[Türkiye plant list (Vascular plants)]. Nezahat Gökyiğit Botanik Bahçesi ve Flora Araştırmaları Derneği. 2012.
4. Raul SC, Beatriz HC, Joseoizel LG and Norma SS. Phenolic Compounds in Genus Smilax. 2017; Chapter 9, p.23.
5. Chen T, Li JX, Xu Q. Phenylpropanoid glycosides from Smilax glabra. Phytochemistry. 2000; 53 (8): 1051-1055.
6. Ivanova A, Serly J, Dinchev D, Ocsovszkı I, Kostova I, Molnar J. Screening of some saponins and phenolic components of Tribulus terrestris and Smilax excelsa as MDR modulators. In vivo. 2009; 23 (4): 545-550.
7. Yalçın ÖC, Sarıaltın YS, Polat ÇD. Ornithogalum sigmoideum Freyn & Sint'in fenolik ve flavonoid içeriklerinin ve bazı biyolojik aktivitelerinin miktar tayin Journal of Research in Pharmacy. 2020; 24(4): 487-496.
8. Apaydın E,Yolcu M. Giresun Yöresine Ait Sakarca (Ornithogalum Umbellatum L.) Bitkisinde Toplam Fenolik Madde, Toplam Flavonoid Madde ve İyon Kromatografik Anyon-Katyon İçeriklerinin Tayinleri. J Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi. 2017;7(2):152-160.

9. Sia D, et al. Intrahepatic cholangiocarcinoma: Pathogenesis and molecular subtypes. Hepatology. 2017; 65(6): 1991–2004.
10. Montesano R, Hainaut P, Wild CP. Hepatocellular carcinoma: from gene to public health. J Natl Cancer Inst 1997; 89: 1844–1851.
11. Forner A, Reig M, Bruix J. Hepatocellular carcinoma. Lancet. 2018;391(10127):1301‑1314.
12. Singal AG, El‑Serag HB. Hepatocellular Carcinoma From Epidemiology to Prevention. Clin Gastroenterol Hepatol. 2015;13(12):2140‑2151.
13. Sedlak J, Lindsay RH. Estimation of the total, proteinbound, and nonprotein sulfhydryl groups in tissue with Ellman’s reagent. Anal Biochem. 1968; 25(C):192–205.
14. Yeşilada E, Sezik E, Honda G, Takaishi Y, Takeda Y, & Tanaka T. Traditional medicine in Türkiye IX:: Folk medicine in north-west Anatolia. Journal of ethnopharmacology. 1999; 64(3): 195-210.
15. Longo L, Vasapollo G. Extraction and identification of anthocyanins from Smilax aspera L. berries. Food Chem. 2006; 94 (2): 226-231.
16. Chen L, Yin Y, Yi H, Xu Q, Chen T. Simultaneous quantification of five major bioactive flavonoids in Rhizoma smilacis glabrae by high-performance liquid chromatography. J. Pharm. Biomed. 2007;43(5): 1715-1720.
17. Ozsoy N, Can A, Yanardag R, Akev N. Antioxidant activity of Smilax excelsa L. leaf extracts. Food Chem. 2008;110 (3): 571-583.