Date of Award

11-2021

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science (MS)

Department

Biology

First Advisor

Dr. Yusra Al Dhaheri

Second Advisor

Prof. Rabah Iratni

Abstract

Breast cancer is the most frequently diagnosed cancer in women worldwide. Triple Negative Breast Cancer (TNBC), which lacks the expression of the hormonal Estrogen Receptor (ER) and Progesterone Receptor (PR), and the amplification of Human Epidermal Growth Factor Receptor 2 (HER2), is not responsive to the hormonal therapy. Therefore, chemotherapy and radiotherapy, which cause severe side effects, are the current available choices to treat TNBC. Hence, there is an urgent need to find new therapeutic choices for TNBC. It is estimated that 50% of all drugs in clinical use during the 21st century are natural products and plants derived. Acridocarpus orientalis is a rare plant used in folk medicine to treat many health conditions. The aim of this study is to evaluate the anti-cancer activity of Acriodocarpus orientalis Ethanoic Extract (AOEE) against TNBC cell line MDA-MB-231, and to investigate the molecular mechanisms underlying its activity. The results revealed that AOEE inhibits cell proliferation in a concentration- and time-dependent manner. The anti-proliferative effect of AOEE was found to be accompanied with the induction of cell cycle arrest at the G1/S phase. These changes were accomplished with upregulation of p21WAF1 and p27Kip1, downregulation of PCNA, Cyclin D1, phospho-Rb. Moreover, AOEE induces autophagy through upregulation of autophagy related proteins LC3-II, Beclin-1, p62. Cellular senescence was induced in AOEE treated MDA-MB-231 cells confirmed by p16 upregulation and senescence-associated β-galactosidase (SA-β-gal) expression in the treated cells. AOEE induced activation of ERK and p38 pathways, which might be involved in autophagy induction and senescence. In conclusion, AOEE inhibits the proliferation of MDA-MD-231 breast cancer cells through induction of autophagy, cellular senescence and DNA double stranded breaks, suggesting that Acridocarpus orientalis could be a potential source for novel chemotherapeutic agents against TNBC.

Arabic Abstract

يعتبر سرطان الثدي أكثر أنواع السرطانات تشخيصا بين النساء في جميع أنحاء العالم. سرطان الثدي السلبي الثلاثي (TNBC)، الذي يفتقر إلى مستقبلات هرمون الاستروجين (ER) ومستقبل البروجسترون (PR)، وتضخيم عامل نمو البشرة البشري 2 (HER2)، لا يستجيب للعلاج الهرموني، والعلاجات الكيميائية التي تسبب آثارًا جانبية شديدة هي الخيارات الحالية الوحيدة المتاحة لعلاج سرطان الثدي السلبي الثلاثي. لذلك، هناك حاجة ملحة لإيجاد أهداف جديدة وخيارات علاجية جديدة لـسرطان الثدي السلبي الثلاثي. تشير االدراسات إلى أن 50% من جميع الأدوية المستخدمة في القرن الحادي والعشرين هي منتجات طبيعية أو مشتقة من النباتات. (نبات القفاص) Acridocarpus orientalis هو نبات هو نبات نادر يستخدم في الطب الشعبي لعلاج العديد من الحالات الصحية. الهدف من هذه الدراسة هو تقييم التأثير المضاد للسرطان لمستخلص الأوراق لنبات القفاص ضد خلايا سرطان الثدي السلبي الثلاثي MDA-MB-231، والكشف عن الآليات الجزيئية الكامنة وراء التأثيرالمضاد للخلايا السرطانية. أظهرت نتائج هذه الدراسة أن مستخلص الأوراق لنبات القفاص يمنع تكاثر الخلايا بطريقة تعتمد على التركيز والوقت. إضافة لذلك, أظهرت الدراسة أن التأثير المضاد لتكاثر خلايا السرطان الثدي السلبي الثلاثي مرتبطاً بإيقاف دورة الخلية في مرحلة G1/S. تم تحقيق هذا التأثير من خلال تحليل إنتاج البروتينات التي تنظم دورة انقسام الخلية مثل بروتين p21، p27 الذي زاد انتاجهم مع استخدام المستخلص، والذي أدى إلى تقليل تنظيم بروتينات PCNAو Cyclin D1 و phospho-Rb. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت نتائج الدراسة أن مستخلص الأوراق لنبات القفاص يحفز الالتهام الذاتي الذاتي والشيخوخة الخلوية في خلايا MDA-MB-231. على المستوى الجزيئي، أظهرت النتائج أنه تم زيادة إنتاج بروتينات LC3-II و Beclin-1 و p62 و المرتبطة بالالتهام الذاتي، وزيادة إنتاج p16 و β-galactosidase(SA-β-gal) المرتبط بالشيخوخة في الخلايا المعالجة. كما أظهرت النتائج أن مستخلص نبات القفاص ينشط مسارات (ERK) و p38، التي قد تكون مرتبطة بتفعيل الالتهام الذاتي والشيخوخة الخلوية. في الختام، يمنع مستخلص الأوراق لنبات القفاص تكاثرخلايا سرطان الثدي MDA-MD-231، ويرتبط التأثير بتحريض الالتهام الذاتي والشيخوخة الخلوية وضرر للحمض النووي، مما يشير إلى أن نبات القفاص Acridocarpus orientalis يمكن أن يكون مصدرًا غنيا لمركبات نشطة جديدة لعلاج سرطان الثدي السلبي الثلاثي TNBC.

Download

Included in

Biotechnology Commons

COinS