Antiproliferative and Apoptosis-Inducing Activities of Extracts from Sargassum binderi Sonder on Human Cervical Cancer Cells

ฤทธิ์ยับยั้งการเจริญและกระตุ้นอะโพโทซิส ของสารสกัดจาก Sargassum binderi Sonder ที่มีต่อเซลล์มะเร็งปากมดลูก

Abstract

สาหร่ายสีน้ำตาลมีส่วนประกอบหลายชนิดที่ออกฤทธิ์ยับยั้งเซลล์มะเร็งและกระตุ้นอะโพโทซิส การศึกษานี้ได้ทดสอบฤทธิ์ของสารสกัดจากสาหร่ายสีน้ำตาล Sargassum binderi Sonder (SB) บริเวณชายฝั่งทะเลอ่าวไทย ต่อการยับยั้งเซลล์มะเร็ง ปากมดลูก (HeLa) และอะโพโตซีส ตัวอย่างสดของ SB ถูกนำมาสกัดด้วย dichloromethane และ ethyl acetate (1:1) ได้เป็น สารสกัดหยาบ นำมาบ่มกับเซลล์ที่ความเข้มข้นแตกต่างกันนาน 72 ชั่วโมง ศึกษาการเจริญเติบโตของเซลล์ โดย MTT assay นับ จำนวนนิวเคลียสที่มีลักษณะอะโพโทซิสโดยการย้อมสี 4’-6-Diamidino-2-phenylindole (DAPI) และ Propidium iodide (PI) จากนั้นศึกษาการแตกของ DNA โดย agarose gel electrophoresis สารสกัด SB ทำให้เซลล์ตาย โดยการตายเพิ่มขึ้นตามขนาดความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น ค่าความเข้มที่ยับยั้งการเจริญของเซลล์ได้ 50% คือ 90 ± 6.35 μg/ml โดยเซลล์ที่ตายหลุดจากพื้นผิวง่าย มี apoptotic body เซลล์มีลักษณะกลม เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมที่เหยียดเกาะพื้นเป็นรูปกระสวย การประเมินเชิงปริมาณโดยย้อมสีนิวเคลียสด้วย DAPI และ PI พบโครมาตินหนาแน่น นิวเคลียสแตก เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมที่มีลักษณะกลมติดสีเรียบเนียน พบเซลล์มีชีวิตที่มีลักษณะอะโพโตซีส 36.66 ± 3.2%, เซลล์ตายแบบอะโพโตซีสระยะหลัง 17.01 ± 1.82% และเซลล์ปกติ 46.33 ± 4.27% นอกจากนี้ยังพบการแตกของ DNA ฟุ้งกระจายใน agarose gel ผลการทดลองครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าสารสกัด SB ทำให้เซลล์ตายร่วมกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เป็นลักษณะเฉพาะของอะโพโตซีส เช่น ผนังเซลล์เป็นตุ่ม โครมาตินหนาแน่น นิวเคลียสและ DNA แตก ซึ่งอะโพโตซีสเป็นกลยุทธิ์สำคัญที่ใช้รักษาโรคมะเร็ง ในการศึกษาครั้งต่อไปควรศึกษาเชิงลึกถึงกลไกของอะโพโทซิส  Brown seaweeds contain a wide variety of compounds that inhibit cell proliferation and stimulate apoptosis. In this study, we investigated the antiproliferative and apoptotic properties of Sargassum binderi Sonder (SB) from the east coast of the Gulf of Thailand using human cervical cancer cell line (HeLa) as a model system. The fresh samples were extracted with dichloromethane and ethyl acetate (1:1) to afford crude extracts. The SB extractions were treated with HeLa cells (72 hours) and cell proliferation was determined by MTT assay. The quantitation of apoptotic nuclear morphology was counted using fluorescent double staining: 4’-6-Diamidino-2-phenylindole (DAPI) and Propidium iodide (PI). Qualitative analysis of DNA fragmentation by agarose gel electrophoresis was observed. The SB extractions inhibited the proliferation of HeLa cells in a dose-dependent manner with an IC50 of 90 ± 6.35 μg/ml. Morphological alteration in SB-treated HeLa cells were detached from the surface and rounded with apoptotic body when compared with cuboid and polygonal in control cells. Nuclear morphology stained with DAPI and PI exhibited chromatin condensation and nuclear fragmentation as compared to control with rounded nuclei. Quantitative estimation were 36.66 ± 3.2% (apoptotic nuclei), 17.01 ± 1.82% (late apoptotic nuclei), and 46.33 ± 4.27% (normal nuclei). Qualitative DNA fragmentation by agarose gel electrophoresis showed undefined outline due to DNA diffusing into agarose. These results indicated that SB-induced cell death via morphological changes typical of apoptosis including membrane blebbing, chromatin condensation, nuclear and DNA fragmentation. Because apoptosis may have a major impact on the therapy of cancer, further investigation is needed to confirm and characterize the apoptotic pathway.