Anti-cancer effects, cytotoxicity and metabolism of purified Cameroonian plant extracts

Da Krebs immer noch eines der größten Probleme der Menschheit darstellt, sind neue Wirkstoffe, insbesondere natürlichen Ursprungs, ein wichtiges Forschungsziel. Im Rahmen der Arbeit wurden fünf chromatographisch gereinigte Pflanzentrockenextrakte aus dem Kamerun (gewonnen aus Dichrostachys glomerata, Lippia rugosa, Pittosporum mannii, Plectranthus glandulosus und Zornia glochidiata) auf ihre zytotoxischen Wirkungen auf HL-60-Leukämiezellen untersucht. Zusätzlich wurde die Expression von Zellzyklus-regulierenden Proteinen und Zelltod-Mediatoren durch Western-Blot-Analysen bestimmt. Nur der gereinigte Pittosporum mannii Trockenextrakt führte zu einer starken Proliferationshemmung, sodass weitere Untersuchungen nur mit diesem Extrakt durchgeführt wurden. Die Zellproliferation, verglichen mit der Kontrolle nach 48 h, reichte von 98,6 % bei 0,5 µg/ml Extrakt bis hin zu nur 6,8 %, wenn die Zellen mit 100 µg/ml behandelt wurden. Die IC50 beträgt 5,15 µg/ml (± 0,18). Ein extensiver Metabolismus der Extraktbestandteile durch HL-60-Zellen wurde postuliert und mittels RP-HPLC bewiesen, wo eine starke Abnahme der Extraktkomponenten im HL-60 innerhalb von 24 h Kulturmedium beobachtet wurde. Der Pittosporum mannii Trockenextrakt induzierte Nekrose dosisabhängig und zeitabhängig in einem starken Ausmaß; bis zu 27,6 % nach 24 h und 73,2 % nach 48 h. Im Gegensatz dazu konnte keine relevante Anzahl an apoptotischen Zellen und auch kein zeitabhängiger Anstieg beobachtet werden. Es stellte sich heraus, dass p21 und die p38 MAPKs innerhalb von 4 Stunden bzw. 8 Stunden hochreguliert wurden, während keine PARP-1-Spaltung erkennbar war. All diese Ergebnisse zeigen, dass vielversprechende antineoplastische Wirkstoffe in der afrikanischen Flora gefunden werden können und weitere Untersuchungen in diesem Forschungsgebiet sehr wichtig sind.Since cancer is still one of the biggest medicinal problems, new anti-cancer agents, especially from natural origin, are an important aim for scientific research work. Five Cameroonian plant dry extracts (gained from Dichrostachys glomerata, Lippia rugosa, Pittosporum mannii, Plectranthus glandulosus and Zornia glochidiata), purified using chromatographic methods, were investigated on their cytotoxic effects on HL-60 leukaemia cells. Furthermore, the expression levels of cell-cycle regulating proteins and cell death mediators were determined by Western blot analyses. Only the purified Pittosporum mannii dry extract led to a strong cell proliferation inhibition, so that further investigations were performed with this extract only. The cell proliferation compared with the control after 48 h ranged from 98,6 %, when treated with 0,5 µg/ml dry extract, up to only 6,8 %, when treated with 100 µg/ml. The IC50 turned out to be 5,15 µg/ml (± 0,18). An extensive metabolism of the extract components by HL-60 cells was postulated and proved using RP-HPLC, where a strong decrease of the components in HL-60 culture medium after 24 h was monitored. The Pittosporum mannii dry extract induced necrosis dose-dependent and time-dependent in a very strong degree; up to 27,6 % after 24 h and 73,2 % after 48 h, respectively. On the contrary, no important number of apoptotic cells and no time-dependent increase could be observed. It was found out that p21 and the p38 MAPKs were upregulated within 4 hours and 8 hours respectively, while no PARP-1 cleavage was observed. All these results show that promising anti-neoplastic agents can be found in the African flora, which makes further investigations in this field very important