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Title: Evaluación del efecto citotóxico y antitumoral del extracto de Tagetes erecta L. en modelos experimentales de carcinoma pulmonar de Lewis in vitro e in vivo
Authors: Cuellar González, Alma Sarahi
Issue Date: Jan-2023
Publisher: Universidad Autónoma de Zacatecas
Abstract: Introducción: El cáncer de pulmón es la enfermedad oncológica que presenta la mayor mortalidad a nivel mundial, cifras que han aumentado debido a la limitada disponibilidad de tratamientos terapéuticos eficaces. En los últimos años, la búsqueda de agentes antitumorales a partir de plantas empleadas en la medicina tradicional ha cobrado mayor importancia, al representar una amplia fuente de sustancias bioactivas. Una de estas especies, Tagetes erecta, es una planta de gran valor etnobotánico y cultural que, de acuerdo con recientes reportes, es capaz de inducir efectos citotóxicos sobre distintas líneas tumorales haciendo uso de sus extractos. Sin embargo, hay poca evidencia de la actividad antitumoral del extracto de Tagetes erecta en modelos experimentales de cáncer de pulmón. Objetivo: Evaluar la actividad anticancerígena in vitro e in vivo del extracto de Tagetes erecta L. (TE) en un modelo de carcinoma pulmonar. Metodología: Flores y hojas frescas de TE fueron maceradas con etanol hasta obtener extractos hidroalcohólicos sólidos y su caracterización fitoquímica se realizó mediante una cromatografía de gases acoplado a masas. Estos extractos fueron empleados en un bioensayo de toxicidad en Artemia Salina, evaluando distintas concentraciones (50 mg/ml, 5 mg/ml, 50 μg/ml, 5μg/ml, 50 ng/ml y 5 ng/ml) durante 24 horas. Además, se realizó un ensayo de citotoxicidad con colorante azul de tripán en las líneas celulares COS-1 (fibroblastos de riñón de mono) y LLC (carcinoma pulmonar de Lewis), evaluando también distintas concentraciones (5, 50 y 500 μg/ml) de ambos extractos durante 24 h. El efecto antiproliferativo se determinó mediante el ensayo de cristal violeta. El extracto con mayor citotoxicidad in vitro (EFTE) fue evaluado en el modelo animal de carcinoma pulmonar por xenoinjerto, donde se implantaron 1x106 células LLC en el dorso de ratones C57BL/6. A los 6 días post-implantación, se administraron por vía intraperitoneal los tratamientos correspondientes a cada grupo (Grupo 1: Sin tratamiento, Grupo 2: Etopósido 9 mg/Kg, Grupo 3: 400 mg/Kg/Día EFTE, Grupo 4: 9 mg/Kg de etopósido + 400 mg/Kg/ Día EFTE). Se midió el volumen tumoral durante 15 días en los ratones; posteriormente se realizó su 7 sacrifico y los tumores fueron removidos para su análisis histopatológico tras tinción con hematoxilina y eosina, llevando a cabo la evaluación microscópica de áreas necróticas y número de mitosis. Resultados: Se obtuvieron rendimientos de 2.85% de extracto de hojas (EHTE) y 1.44% de extracto floral (EFTE). Los compuestos mayoritarios presentes en el extracto corresponden a 2,3-dihidro-benzofuran, ácido octadecanóico, ácido bencenacético, ácido oléico, ácido linoléico y ácido acético. Ningún extracto evidenció toxicidad en Artemia salina, ni en la línea celular no tumoral COS-1. Sin embargo, el extracto de flores generó el mayor efecto citotóxico en la línea celular LLC con un 60%, comparado con el extracto hojas (20 %). La combinación del extracto floral y etopósido disminuyó la proliferación celular en un 20% en la línea de carcinoma pulmonar de Lewis. En el modelo in vivo, la administración de extracto floral de TE redujo en 70% el volumen tumoral de los ratones implantados con células LLC, respecto al control. El análisis histopatológico mostró que la administración del extracto floral de TE disminuye la cuenta mitótica hasta 20 mitosis por campo y disminuye la viabilidad tumoral en un 45%, obteniéndose los mejores resultados cuando el extracto es combinado con etopósido. Conclusión: El extracto hidroalcohólico de flores y hojas de TE tienen efecto citotóxico en células de carcinoma de pulmón de Lewis. Además, muestran ser selectivos a líneas celulares cancerígenas. El presente estudio indica que el extracto de flores de TE inhibe la progresión tumoral y además incrementa su efectividad en combinación con etopósido. Los resultados contribuyen a la evidencia de que los compuestos bioactivos presentes en el extracto hidroalcohólico de TE poseen potencial terapéutico contra el cáncer de pulmón.
Description: Introduction: Lung cancer is the oncological disease with the highest mortality rate worldwide, numbers that have increased due to the limited availability of effective therapeutic treatments. In recent years, the search for antitumor agents from plants used in traditional medicine has become more important, as they represent a broad source of bioactive substances. One of these species, Tagetes erecta, is a plant of great ethnobotanical and cultural value that, according to recent reports, can induce cytotoxic effects on different tumor lines using its extracts. However, there is little evidence of the antitumor activity of Tagetes erecta extract in experimental models of lung cancer. Aim of the study: To evaluate the in vitro and in vivo anticancer activity of Tagetes erecta extract (TE) in a lung carcinoma model. Methodology: The fresh TE flowers and leaves were macerated with ethanol to obtain solid hydroalcoholic extracts and their phytochemical characterization was performed by mass coupled gas chromatography. These extracts were employed in a toxicity bioassay on Artemia Salina, evaluating different concentrations (50 mg/ml, 5 mg/ml, 50 μg/ml, 5μg/ml, 50 ng/ml and 5 ng/ml) for 24 hours. In addition, a cytotoxicity assay with trypan blue dye was performed on COS-1 (monkey kidney fibroblasts) and LLC (Lewis lung carcinoma) cell lines, evaluating also different concentrations (5, 50 and 500 μg/ml) of both extracts for 24 h. The antiproliferative effect was determined by crystal violet assay. The extract with the highest in vitro cytotoxicity (EFTE) was evaluated in the xenograft lung carcinoma animal model, where 1x106 LLC cells were implanted in the dorsum of C57BL/6 mice. At 6 days post-implantation, treatments corresponding to each group were administered intraperitoneally (Group 1: No treatment, Group 2: Etoposide 9 mg/kg, Group 3: 400 mg/kg/day EFTE, Group 4: 9 mg/kg etoposide + 400 mg/kg/day EFTE). Tumor volume was measured for 15 days in the mice; they were subsequently sacrificed, and the tumors were removed for histopathological analysis after staining with hematoxylin and eosin, carrying out microscopic evaluation of necrotic areas and number of mitoses. 9 Results: Yields of 2.85% of leaf extract (EHTE) and 1.44% of flower extract (EFTE) were obtained. The major compounds present in the extract were 2,3-dihydro-benzofuran, octadecanoic acid, benzeneacetic acid, oleic acid, linoleic acid, and acetic acid. None of the extracts showed toxicity in Artemia salina, nor in the non-tumor cell line COS-1. However, the flower extract generated the highest cytotoxic effect on the LLC cell line with 60%, compared to the leaf extract (20%). The combination of flower extract and etoposide decreased cell proliferation by 20% in the Lewis lung carcinoma cell line. In the in vivo model, the administration of TE flower extract reduced the tumor volume of mice implanted with LLC cells by 70% compared to the control. Histopathological analysis showed that the administration of TE flower extract decreased the mitotic count to at least 20 mitoses per field and decreased tumor viability by 45%, obtaining the best results when the extract was combined with etoposide. Conclusion: The hydroalcoholic extract of TE flowers and leaves have a cytotoxic effect on Lewis lung carcinoma cells. In addition, they show to be selective to cancer cell lines. This study indicates that the TE flower extract inhibits tumor progression and increases its effectiveness in combination with etoposide. The results contribute to the evidence that the bioactive compounds present in the hydroalcoholic extract of TE have therapeutic potential against lung cancer.
URI: http://ricaxcan.uaz.edu.mx/jspui/handle/20.500.11845/3963
http://ricaxcan.uaz.edu.mx/jspui/handle/20.500.11845/3963
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