Integrating Saffron Metabolomics into Medulloblastoma Treatment

عصاره‌های طبیعی گیاهی یک منبع مهم از عوامل ضدتومور هستند و همچنان رویکردهای امیدوارکننده‌ای برای کشف داروهای جدید ارائه می‌دهند. گل زعفران (Crocus sativus) دارای خواص ضدسرطانی، تمایزدهنده، آنتی‌اکسیدانی و ژنومحافظ است. خواص دارویی آن به مواد فعال بیولوژیکی، کروکین‌ها (CRCs) نسبت داده می‌شود که کاروتنوئیدهای محلول در آب هستند. آن‌ها استرهای گلیکوزیدی کاروتنوئید طبیعی آمفیفیلیک کروستین (CRT) هستند که توزیع و نفوذ گسترده‌ای از طریق لایه‌های لیپیدی دارد. مشتق نیمه‌سنتزی دی‌متیل‌کروستین (DMCRT) مشابه CRT بوده و در بسیاری از حلال‌های آلی حل می‌شود. از نظر ایمنی، زعفران و اجزای آن به عنوان موادی عملاً غیرسمی در نظر گرفته می‌شوند. تحقیق حاضر با هدف مطالعه اثر سیتوتوکسیک درون‌کشتگاهی کاروتنوئیدهای طبیعی CRCs و DMCRT بر روی خط سلولی مدولوبلاستوما انجام می‌شود. CRCs در آب فاقد نوکلئاز و پروتئاز رقیق و DMCRT در ۱۰٪ DMSO حل می‌شوند.برای آزمایش‌های بیولوژیکی، سلول‌های مدولوبلاستوما TE-671 در صفحات 96-چاهی در محدوده‌ای از غلظت‌های CRCs (0.18-22.85 میلی‌گرم/میلی‌لیتر) و DMCRT (0.18-11.43 میلی‌گرم/میلی‌لیتر) به مدت 24، 48 و 72 ساعت انکوبه می‌شوند. تجزیه و تحلیل زنده‌مانی سلول‌ها با آزمایش‌های Alamar Blue و MTT انجام می‌شود. CRCs اثر سیتوتوکسیک وابسته به دوز و زمان نشان می‌دهند (p<0.001 برای سلول‌های در معرض هر غلظتی در 24، 48 و 72 ساعت در مقایسه با سلول‌های بدون مواجهه)؛ با افزایش غلظت آن‌ها، زنده‌مانی سلول‌ها در تمام نقاط زمانی کاهش می‌یابد. برای همان غلظت، با افزایش زمان مواجهه، اثر مهاری افزایش می‌یابد. اثر ضد تکثیری DMCRT کمتر مشهود است و تنها در غلظت‌های بالاتر از 5.71 میلی‌گرم/میلی‌لیتر در 24 و 48 ساعت و بیشتر از 1.43 میلی‌گرم/میلی‌لیتر در 72 ساعت مشاهده می‌شود، در حالی که در غلظت‌های پایین‌تر اثر از نظر آماری معنی‌دار نیست. مقادیر IC50 برای هر نقطه زمانی به ترتیب 3.230، 2.14 و 1.72 میلی‌گرم/میلی‌لیتر برای CRCs و 5.9، 5.6 و 3.712 میلی‌گرم/میلی‌لیتر برای به ترتیب در ۲۴، ۴۸ و ۷۲ ساعت.نتایج مطالعه ما می‌تواند پایه‌ای برای تحقیقات بیشتر در مورد استفاده از کاروتنوئیدهای طبیعی به عنوان راه‌حلی جایگزین برای سمیت ریتینوئیدها، به ویژه برای جمعیت آسیب‌پذیر کودکان و در دوران بارداری، فراهم کند، در حالی که خواص ضدسرطانی ریتینوئیدها را حفظ می‌کند.

Natural plant extracts are an important source of antitumor agents, and still provide promising approaches for discovering new drugs. Crocus sativus (saffron) is endowed with anticancer, differentiating, antioxidant and genoprotective properties. Its pharmacological properties are attributed to biologically active substances, crocins (CRCs) which are hydrophilic carotenoids. They are glycosy-esters of the amphiphilic natural carotenoid crocetin (CRT), which exhibits extensive distribution and penetration through lipid bilayers. The hemisynthetic derivate dimethylcrocetin (DMCRT) is similar to CRT and is soluble in many organic solvents. With regards to safety, saffron and its constituents are considered practically non-toxic substances. The current research aims to study the in vitro cytotoxic effect of the natural carotenoids CRCs and DMCRT on a medulloblastoma cell line.

CRCs are diluted to nuclease and protease free water and DMCRT to 10% DMSO.

For the biological assays TE-671 medulloblastoma cells are incubated in 96-well plates at a range of concentrations of CRCs (0.18-22.85 mg/ml) and DMCRT (0.18-11.43 mg/ml) for 24, 48 and 72 hours. Analysis of cell viability is performed with Alamar Blue and MTT viability assays.

CRCs manifest a cytotoxic effect in a dose and time-dependent manner (p<0.001 for exposed cells to any concentration at 24, 48 and 72 hours versus cells not exposed); as their concentration increases, cell viability is reduced for all time points. For the same concentration, as the time of exposure increases, the inhibitory effect is increased. The antiproliferative effect of DMCRT is less pronounced, observed only at concentrations higher than 5.71 mg/ml at 24 and 48 hours and higher than

1.43 mg/ml at 72 hours, whereas for lower concentrations the effect is not statistically significant. IC50 values for each time point are calculated as 3.230, 2.14 and 1.72 mg/ml for CRCs and 5.9, 5.6 and 3.712 mg/ml for DMCRT at 24, 48, and 72 hours, respectively.

The results of our study could afford the basis of research, regarding the use of natural carotenoids as an alternative solution to the toxicity of retinoids, especially for the vulnerable pediatric population and during pregnancy, while retaining the anticancer properties of retinoids.