Kekik yağı ve bileşeni olan karvakrolün antikanser etkisinin HepG2 hepatoselüler karsinoma hücrelerinde in vitro araştırılması

Abstract

Origanum onites L. uçucu yağı ve fenolik bileşeni olan karvakrolün insan hepatoselüler karsinoma (HepG2) hücrelerinde apoptotik, sitotoksik ve hepatotoksik etkileri araştırılmıştır. Bu maddelerin sitotoksik etkileri WST?1 ve nötral kırmızısı alımı ile olası apoptotik etkileri ise akridin oranj/etidyum bromür boyama ile araştırılmıştır. Kekik yağının ve karvakrolün hepatotoksik etkisi ise RT-PCR array yöntemiyle hepatotoksisite yolağındaki genlerin ifade edilmesi seviyesinde araştırılmıştır. Sonuçlar HepG2 hücrelerinde kekik yağı ve karvakrolün önemli derecede sitotoksik ve apoptotik olduğunu göstermiştir. Yağın ve karvakrolün IC50 değerleri sırasıyla %0,009 (v/v) ve 500 µM bulunmuştur. Hücrelerin yağ ve karvakrol ile inkübasyonundan sonra büzüşme, sitoplazmik tomurcuk oluşumu ve kromatin yoğunlaşması gibi apoptotik karakteristikler gözlenmiştir. Hepatotoksisite yolağındaki genlerin RT-PCR array analizleri, %0,008 (v/v)'lik yağının hücrelerde GCLC, HYOU1, MAOB ve TXNRD1 genlerinin ifadesi artırdığını ve BHMT, DNAJB11, FABP1, HAO2, HPN, IGFALS, LGR5, MBL2, MCM10, OSTalpha, SERPINA3, SLC2A3, THRSP genlerininkini ise azalttığını göstermiştir. 300 µM karvakrol ise DNAJB11, SKIL ve TXNRD1 genlerinin ifadesinin artmasına neden olurken ABCB1, CYP1A2, IPO4 ve RLP13A genlerinin ifadesinin azalmasına neden olmuştur. Etkilenen genlerden bazıları hepatotoksisite ve bazıları hepatokarsinogenezle ilgili genlerdir. Hepatotoksisite ile ilgili genlerin büyük bir kısmında hücrelerin bu maddelerle muamelesi sonucu herhangi bir etkilenme olmamıştır. Genotoksik olmayan hepatokarsinogenez ile ilgili dokuz adet genin ifadesi ise hem kekik yağı hem de karvakrol ile muamele edilen hücrelerde baskılanmıştır. Sonuç olarak, hepatoselüler karsinoma hücrelerinde kekik yağı ve ana bileşeni olan karvakrol hepatotoksik olmamasına rağmen önemli derecede apoptotik ve sitotoksik aktivite göstermiştir. Bundan dolayı Origanum uçucu yağı bileşenlerinin bir antikanser ajan olarak en azından hepatoselüler karsinoma tedavisi için potansiyele sahip olduğunu düşünmekteyiz.

Essential oil of Origanum onites L. and its phenolic constituent carvacrol were investigated for their cytotoxic, apoptotic and hepatotoxic effects in a human hepatocellular carcinoma (HepG2) cells. Cytotoxic effects of these substances were investigated by WST-1 and neutral red uptake and possible apoptotic effects by acridine orange/ethidium bromide staining. Hepatotoxic effects of the oregano oil and carvacrol were also investigated in the expression level of genes involved in hepatotoxicity pathway using RT-PCR array method. Results showed that the oregano oil and carvacrol was significantly cytotoxic and apoptotic in HepG2 cells. IC50 values of the oil and carvacrol was found 0,009% (v/v) and 500 µM, respectively. After incubation of the cells with the oil and carvacrol, characteristics of apoptotic morphology such as shrinkage, cytoplasmic blebbing and chromatin condensation was observed. RT-PCR array analysis of the genes involved in hepatotoxicity pathway showed that 0,008% (v/v) the oil elevated the expression level of GCLC, HYOU1, MAOB, TXNRD1 genes and diminished the expression level of BHMT, DNAJB11, FABP1, HAO2, HPN, IGFALS, LGR5, MBL2, MCM10, OSTalpha, SERPINA3, SLC2A3, THRSP. 300 µM carvacrol also caused an increase in the expression level of DNAJB11, SKIL, TXNRD1 genes while a decrease in the expression level of ABCB1, CYP1A2, IPO4, RLP13A. Some of affected genes are involved in hepatotoxicity and some of them are involved hepatocarcinogenesis. Majority of genes related with hepatotoxicity were not affected after treatment of the cells with these substances. Expression of nine genes involved in nongenotoxic hepatocarcinogenesis was supressed in cells either treated with the oil or carvacrol. In conclusion, both origano oil and its major constituent carvacrol significantly exhibited cytotoxic and apoptotic activities in hepatocellular carcinoma cells although they were not hepatotoxic. Therefore, we suggest that constituents of Origanum essential oil may have a potential as an anticancer agent at least for treatment of hepatocellular carcinoma.