Abstract

The oceans remain a major source of natural compounds with potential in pharmacology. In particular, during the last few decades, marine cyanobacteria have been in focus as producers of interesting bioactive compounds, especially for the treatment of cancer. In this study, the anticancer potential of extracts from twenty eight marine cyanobacteria strains, belonging to the underexplored picoplanktonic genera, Cyanobium, Synechocystis and Synechococcus, and the filamentous genera, Nodosilinea, Leptolyngbya, Pseudanabaena and Romeria, were assessed in eight human tumor cell lines. First, a crude extract was obtained by dichloromethane:methanol extraction, and from it, three fractions were separated in a Si column chromatography. The crude extract and fractions were tested in eight human cancer cell lines for cell viability/toxicity, accessed with the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) and lactic dehydrogenase release (LDH) assays. Eight point nine percent of the strains revealed strong cytotoxicity; 17.8% showed moderate cytotoxicity, and 14.3% assays showed low toxicity. The results obtained revealed that the studied genera of marine cyanobacteria are a promising source of novel compounds with potential anticancer activity and highlight the interest in also exploring the smaller filamentous and picoplanktonic genera of cyanobacteria

 اقیانوس‌ها منبع اصلی از ترکیبات طبیعی دارای پتانسیل در داروسازی ایران هستند. طی چند دهه‌ی گذشته، سیانو باکترهای دریایی بر تولید ترکیبات فعال زیستی جالب توجه به ویژه درمان سرطان متمرکز بوده‌اند. در این مطالعه، پتانسیل ضد سرطانی عصاره‌های بیست و هشت گونه سیانو باکتر دریایی، متعلق به جنس پیکوپلانکتون‌های مورد مطالعه از جمله Cyanobium، Synechocystis، Synechococcus و جنس‌های رشته‌ا‌ی  Nodosilinea، Leptolyngbya و Pseudanabaena و Romeria در هشت رده‌ی سلولی تومور انسانی مورد بررسی قرار گرفتند. در ابتدا عصاره‌ی یک جمعیت به وسیله‌ی دی-کلرومتان به دست آمد: عصاره‌ی متانولی و حاصل کروماتوگرافی با ستون Si آن نیز سه بخش مجزا بود. عصاره خام و سه بخش حاصل در هشت رده‌ی سلول سرطان انسانی از نظر بقا/سمیت به وسیله‌ی آزمون‌های 3-(4، 5- دی متیل تیازول- 2- ایل) 2، 5- دی فنیل تترازولیوم برومید (MTT) و رها سازی لاکتات دهیدروژناز (LDH) مورد بررسی قرار گرفتند. 8.9 درصد از سویه‌ها سمیت شدید؛ 17.8% سمیت متوسط و 14.3% سمیت پایینی را نشان دادند. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که جنس مورد مطالعه از سیانو باکترهای دریایی منبعی معتبر از ترکیبات جدید ضد سرطان با فعالیت بالقوه و برجسته نیز هستند که در رده‌های کوچکتر از گونه‌ی پیکوپلانکتون سیانوباکترها مشاهده می‌گردند.

1-مقدمه

بررسی فعالیت زیستی بالقوه موجودات همچنان ابزاری مهم برای توسعه‌ی محصولات جدید دارویی می‌باشد [1]. با وجود پیشرفت در سنتز مواد دارویی، جداسازی ترکیبات طبیعی از ارگانیسم تولید کننده‌ی آنها به طور مستقیم همچنان درصد بالایی از ترکیبات جدید را برای آزمایش های بالینی [2] فراهم می کند. اقیانوس بستر تنوع زیستی و شیمیایی بی اندازه‌ای است، که منجر به افزایش فعالیت های تحقیقاتی در مورد محصولات طبیعی شده است. به ویژه سیانو باکترهای دریایی، تبدیل به منبعی بسیار مهم از ترکیبات جدید دارای پتانسیل در داروسازی و زیست فنآوری شده‌اند [3]. با وجود سادگی نسبی سیانو باکترها، این گروه از باکتری‌ها طیف وسیعی از محیط های دریایی گسترش یافته‌اند که نشان دهنده‌ی ظرفیت بالای تطبیق در آنها است. هر سویه‌ی سیانوباکتر با توجه به تولید ترکیبات دارای فعالیت زیستی، قادر به تولید گروهی از متابولیت‌های ثانویه دارای آرایش‌های شیمیایی متفاوت و فعالیت‌های زیستی قابل توجه است. به عنوان مثال، یافته‌ها حاکی از آن است که سویه‌ی Lyngbya majuscule جمع آوری شده از گرنادا دو آمید اسید چرب هالوژنه (گرنآدامیدهای B و C)، دو دپسی پپتید، (ایترالامیدهای A و B) و دو لیپوپپتید (هکتوکلورین و دآستیلهکتوکلورین) را تولید می‌نمایند (4). در نتیجه‌ی بررسی محصولات طبیعی دارای فعالیت زیستی حاصل از سیانو باکترها، بسیاری از ترکیبات توصیف شدند و نیز با استفاده از بسیاری از غربالگری‌های تجزیه بر اساس بررسی‌های زیستی، تهداد زیادی از ترکیبات فعالیت‌های ضد باکتری [5]، ضد مالاریا [6] و ضد التهاب [7] نشان دادند. با این حال و با وجود آرایه‌های وسیعی از فعالیت‌های زیستی این ترکیبات، محققان بر توانایی های بالقوه این مواد به عنوان داروهای ضد سرطان تمرکز ویژه‌ای دارند. ترکیبات مختلف جدا شده از سیانو باکترهای دریایی، سمیت سلولی قوی را در برابر سلول های سرطانی انسان از خود نشان داده‌اند [8 10]. آپراتوکسین D (شکل 1)، حاصل از مجموعه‌های Lyngbya majuscula و Lyngbya sordida، ارزش IC50 به میزان 2.6 نانومتر  را در برابر رده‌ی سلول‌های سرطانی ریه انسان H-460 به نمایش گذاشت [9]. سیمپلواستاتین 1 (Symplostatin 1) (شکل 1)، جدا شده از سویه‌ی Symploca hydnoides، در رده‌ی سلولی کارسینومای پستان MDA-MB-435 با IC50 برابر 0.15 نانومتر و در رده‌ی سلولی کارسینوم تخمدان NCI / ADR با IC50 برابر 0.09 نانومولار باعث مرگ سلولی شد [11 ]. سمیت سلولی ترکیبات طبیعی حاصل از سیانوباکترها بر رده های سلول‌های سرطانی است از ساز و کارهای مختلفی سرچشمه می‌گیرد. کویبآمید (Coibamide) یک دپسی پپتید حلقوی جدا شده از سویه‌ی Leptolyngbya SP پانامایی است که در سلول های سرطان پستان MDA-MB-435 موجب توقف چرخه‌ی سلولی در فاز G1 می‌گردد [12]. بویلومیدهای A  و B (Bouillomides A and B) دیگر دپسی پپتیدهای حاصل از bouillonii Lyngbya می‌باشند که به شکل اختصاصی و بسیار قوی فعالیت سرین پروتئاز الاستاز و تریپسین را مهار می‌کنند (13). ترکیبات دیگر حاصل از سیانوباکترهای دریایی قادر به تحریک فشار اکسیداتیو و قطعه قطعه نمودن DNA، تخریب میکروفیلامنت‌ها (ریز رشته‌ها)، ایجاد تغییرات در خانواده‌ی پروتئین‌های Bcl-2 و نیز تغییراتی در پویایی غشای سلولی می‌باشند...