Date of Award

4-2024

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Molecular Biology and Biotechnology

Department

Biology

First Advisor

Yusra Al Dhaheri

Second Advisor

Rabah Iratni

Abstract

Breast cancer (BC) emerges as the prevailing cancer type diagnosed in women, with more than 2 million new cases documented in 2020 worldwide. BC is the third leading cause of death after cardiovascular diseases and injuries in the United Arab Emirates (UAE). There are multiple treatment options for breast cancer including surgery, radiotherapy, and chemotherapy. Nevertheless, these treatments often impact surrounding tissues and cause side effects. Consequently, researchers seek an alternative approach that offers high efficacy and reduced cytotoxicity. Medicinal plants serve as a promising alternative for cancer treatment due to their accessibility, efficacy, and lower toxicity. Haplophyllum tuberculatum is a well-known medicinal plant that has traditionally been used by local communities to treat different types of illnesses. This study aims to conduct phytochemical screening to identify the presence of secondary metabolites within these fractions evaluate their antioxidant activity and assess the anticancer potential of Haplophyllum tuberculatum ethanolic extract (HTEE) and its fractions on human breast cancer cell lines. We demonstrated that HTEE inhibits the proliferation of MDA-MB-231 cells in a time- and concentration-dependent manner. HTEE treatment-induced alterations in proteins associated with cell proliferation by downregulation of cyclin D1, c-Myc, Phospho-RB, and PCNA. The activation of caspase 3/7 and PARP cleavage indicates that HTEE triggered apoptosis in MDA-MB-231 cells. The downregulation of p62 and the accumulation of LC3II suggested the involvement of autophagic cell death in the cytotoxic effect of HTEE. Furthermore, HTEE treatment effectively inhibited the migration potential of MDA-MB-231 cells. Additionally, HTEE decreases the protein expression of β-catenin, a protein involved in both cell proliferation and migration. Moreover, HTEE increased phospho-Histone H2A.X, a biological marker for DNA breaks suggesting DNA damage induction by HTEE treatment. Overall, our findings revealed the therapeutic potential of HTEE against breast cancer cells.

Arabic Abstract


التحليل الكيميائي النباتي، ومضادات الأكسدة، والتقييم المضاد للسرطان لنبات هابلوفيلوم تيبريكولاتم، نبات طبي في إمارة رأس الخيمة، الإمارات العربية المتحدة

يبرز سرطان الثدي باعتباره نوع السرطان السائد الذي يتم تشخيصه لدى النساء، حيث تم تسجيل أكثر من مليون حالة جديدة في عام 2020 في العالم. يعد مرض السرطان الذي السبب الرئيسي الثالث للوفاة بعد أمراض القلب والأوعية الدموية والإصابات في دولة الإمارات العربية المتحدة. هناك خيارات علاجية متعددة لسرطان الثدي بما في ذلك الجراحة والعلاج الإشعاعي والعلاج الكيميائي. ومع ذلك، غالبًا ما تؤثر هذه العلاجات على الأنسجة المحيطة وتسبب آثارًا جانبية. ونتيجة لذلك، يسعى الباحثون إلى اتباع نهج بديل يوفر فعالية عالية ويقلل من السمية الخلوية. تعمل النباتات الطبية كبديل واعد لعلاج السرطان نظرًا لسهولة الوصول إليها وفعاليتها وانخفاض سميتها. نبات Haplophyllum tuberculatum أو بعبع النيس هو نبات طبي معروف تستخدمه المجتمعات المحلية تقليديًا لعلاج أنواع مختلفة من الأمراض. تهدف هذه الدراسة إلى إجراء فحص كيميائي نباتي لتحديد وجود المستقلبات الثانوية داخل مستخلصات هذا النبات وتقييم نشاطها المضاد للأكسدة وتقييم القدرة المضادة للسرطان لمستخلص Haplophyllum  tuberculatum الإيثانولي (HTEE) وأثره على خطوط خلايا سرطان الثدي البشرية. قد أثبتنا في هذه الدراسة أن HTEE يمنع تكاثر خلايا MDA-MB-231 بطريقة تعتمد على المدة الزمنية والتركيز. أدى علاج HTEE إلى تعديلات في البروتينات المرتبطة بتكاثر الخلايا عن طريق تقليل تنظيم cyclin D1 و c-Myc و Phospho-RBو PCNA. يشير تنشيط caspase 3/7 وانقسام PARP إلى أن استخدام HTEE تسبب في موت الخلايا المبرمج (Apoptosis) لخلايا MDA-MB-231. ويدل انخفاض مستويات p62 وتراكم LC3II على تورط موت الخلايا عن طريق الالتهام الذاتي (Autophagy) في التأثير السام لـ HTEE على الخلايا. علاوة على ذلك، فإن علاج HTEE  يمنع بشكل فعال إمكانية هجرة خلايا MDA-MB-231. بالإضافة إلى ذلك، يقلل HTEE من التعبير البروتيني لـ β-catenin، وهو بروتين يشارك في تكاثر الخلايا وهجرتها. علاوة على ذلك، زاد HTEE من مستويات phospho-Histone H2A.X، وهو علامة بيولوجية لتكسر الحمض النووي مما يشير إلى أن العلاج باستخدام HTEE حث على تلف الحمض النووي. بشكل عام، كشفت النتائج التي توصلنا إليها عن الإمكانات العلاجية لـ HTEE ضد خلايا سرطان الثدي.

Download

Included in

Biology Commons

COinS