Μελέτη της γενοτοξικής και αντιγενοτοξικής δράσης εκχυλισμάτων φυσικών προϊόντων σε in vitro συνθήκες

Abstract

The present thesis investigates (a) the cytotoxic, genotoxic and antigenotoxic properties of plant extracts from the Opuntia ficus-indica (L.) Mill. fruit’s peel and the aerial part of the Equisetum arvense L. obtained via the Soxhlet extraction method (b) the determination of their phytochemical composition by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and ultra high-performance liquid chromatography-mass spectrometry (UHPLC-MS) (c) the detection of minerals using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and (d) the evaluation of their antioxidant activity via the ABTS, DPPH and FRAP assays. The cytotoxic, genotoxic and antigenotoxic activities of the extracts were evaluated via the trypan blue exclusion assay, the cytokinesis block micronucleus (CBMN) assay in culture of human lymphocytes in the presence and absence of metabolic activation system as well as the single cell gel electrophoresis (SCGE/Comet) assay on human lymphocytes. The results demonstrated cytotoxic potential in the tested extracts, whereas genotoxic effects were not observed. The extracts of both plant species showed antioxidant and protective/antigenotoxic potential against well-established genotoxic/mutagenic compounds such as MMC, CP and H2O2 The observed beneficial and protective properties of both extracts could be due to the presence of phenolic acids, fatty acids, phytosterols, flavonoids as well as minerals such as K, Si and Mg. The present thesis reveals for the first time the antioxidant and genoprotective potential of plant extracts from the Opuntia ficus-indica (L.) Mill. fruit’s peel and the aerial part of the Equisetum arvense L. on human lymphocytes under in vitro conditions.

Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι (α) η διερεύνηση των κυτταροτοξικών, γενοτοξικών και αντιγενοτοξικών ιδιοτήτων των εκχυλισμάτων που προκύπτουν από τη φλούδα του καρπού του είδους Opuntia ficus-indica (L.) Mill. και από το υπέργειο τμήμα του είδους Equisetum arvense L., μέσω εκχύλισης Soxhlet (β), ο προσδιορισμός της φυτοχημικής τους σύστασης (με τη χρήση αέριας χρωματογραφίας- φασματομετρίας μάζας/GC-MS και υγρής χρωματογραφίας υπερυψηλής πίεσης- φασματομετρία μάζας/UHPLC-MS), (γ) η ανίχνευση μετάλλων/ιχνοστοιχείων (με τη χρήση φασματομετρίας μάζας με επαγωγικά συζευγμένο πλάσμα/ICP-MS) και (δ) η εκτίμηση της αντιοξειδωτικής τους ικανότητας με την εφαρμογή των μεθόδων ABTS, DPPH και FRAP. Η κυτταροτοξική, γενοτοξική και αντιγενοτοξική δράση των εκχυλισμάτων μελετήθηκε με την εφαρμογή των μεθόδων αποκλεισμού της χρωστικής κυανού του τρυπανίου (trypan blue exclusion assay), αναστολής της κυτταροκίνησης με τη χρήση κυτταροχαλασίνης-Β (Cytokinesis Block Micronucleus assay, CBMN assay) σε καλλιέργειες ανθρώπινων λεμφοκυττάρων παρουσία/απουσία μεταβολικής ενεργοποίησης, και ηλεκτροφόρησης μοναδιαίων κυττάρων σε πήκτωμα αγαρόζης (Single Cell Gel Electrophoresis, SCGE/Comet assay) σε καλλιέργειες ανθρώπινων λεμφοκυττάρων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, τα εκχυλίσματα και των δύο φυτικών ειδών ήταν κυτταροτοξικά, ενώ δεν παρουσίασαν γενοτοξικές επιπτώσεις. Αντίθετα, παρουσίασαν σημαντική αντιοξειδωτική και προστατευτική/ αντιγενοτοξική δράση έναντι γνωστών γενοτοξικών/μεταλλαξιγόνων και οξειδωτικών ενώσεων, όπως η μιτομυκίνη C (MMC), το κυκλοφωσφαμίδιο (CP) και το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2). Οι παρατηρούμενες προστατευτικές ιδιότητες των εκχυλισμάτων συνδέονται με την παρουσία φαινολικών οξέων, λιπαρών οξέων, φυτοστερολών, φλαβονοειδών καθώς και μετάλλων/ιχνοστοιχείων, όπως το κάλιο (K), το πυρίτιο (Si) και το μαγνήσιο (Mg). Τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής αναδεικνύουν για πρώτη φορά τις προστατευτικές ιδιότητες των φυτικών εκχυλισμάτων από τη φλούδα του καρπού του είδους Opuntia ficus-indica (L.) Mill. και από το υπέργειο τμήμα του είδους Equisetum arvense L στο γενετικό υλικό ανθρώπινων λεμφοκυττάρων σε in vitro συνθήκες.