Uticaj referentnih monoterpenskih komponenti i ekstrakta korena Gentiana lutea na apoptozu i nekroptozu mononuklearnih ćelija periferne krvi čoveka

Abstract

Gentiana lutea je lekovita biljka koja se vekovima koristi u narodnoj medicini, a njena primena je u mnogim aspektima potkrepljena naučnim podacima. S obzirom da je zapaženo da u zavisnosti od eksperimentalnih uslova osim pozitivnih može ispoljavati i citotoksični i genotoksični uticaj, cilj ove doktorske disertacije je bila procena odgovora neizmenjenih mononuklearnih ćelija periferne krvi čoveka (PBMC) i stimulisanih na deobu fitohemaglutininom (PHA-PBMC) na tretman referentnim monoterpenskim komponentama (MRK) i ekstraktom korena Gentiana lutea (EKG), identifikacija ćelijske smrti tipa apoptoze i nekroptoze izazvane uticajem tretmana i procena selektivne aktivacije ispitivanih tipova ćelijske smrti. Rezultati ove doktorske disertacije pokazali su da citotoksični i genotoksični potencijal EKG zavise od koncentracije i dužine izlaganja, kao i od karakteristika ćelijske kulture. EKG sadrži značajne količine MRK, a posebno genciopikrozid (Gp), koje pojedinačno imaju veći genotoksični potencijal od samog EKG, stoga je uočeni citotoksični i genotoksični uticaj EKG verovatno uslovljen odnosima MRK i drugih sekundarnih metabolita dobijenih ekstrakcijom. Citotoksične koncentracije MRK aktiviraju kaspazno-zavisnu apoptozu usled indukovanog oštećenja molekula DNK, tako da je aktivacija apoptoze neselektivna i može biti praćena drugim tipovima ćelijske smrti. Dodatno, Gp i svertiamarin (Sm) tretmani u ćelijama mogu aktivirati i ćelijsku smrt tipa nekroptoze. Ovim saznanjima se ne osporava blagotvorno dejstvo EKG primenjenog u manjim dozama i u kraćem vremenskom periodu, već se ukazuje da neadekvatna priprema i primena lako dostupnog biljnog materijala može imati i štetne posledice.

Gentiana lutea is a medicinal plant that has been used in folk medicine for centuries, while its application is, in many aspects, scientifically proven. Since its effects vary from positive to cytotoxic and genotoxic depending on the experimental conditions, the aim of this doctoral dissertation was to evaluate the response of primary human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and those stimulated with phytohemagglutinin (PHA-PBMC) to reference monoterpene components (MRK) and Gentiana lutea root extract (EKG) treatment; to identify the type of treatment-provoked cell death (apoptosis or necroptosis) and to assess the selectivity of investigated cell death types’ activation. The obtained results indicate that the cytotoxic and genotoxic potential of EKG depends on concentration and time of exposure to EKG, as well as on the characteristics of cell culture. EKG contains significant amounts of MRK, especially gentiopicroside (Gp), which individually have a higher genotoxic potential than the EKG, so the observed cytotoxic and genotoxic effects of the EKG are probably due to the ratios of MRK and other secondary metabolites acquired after extraction. Cytotoxic concentrations of MRK activate caspase-dependent apoptosis due to treatment-induced DNA damage, indicating that activation of apoptosis is nonselective and may be accompanied by the other types of cell death. Additionally, Gp and swertiamarin (Sm) treatments can activate necroptosis-type cell death. The findings of this study do not dispute the beneficial effects of EKG applied in smaller doses and over a shorter period of time, but they do emphasize the necessity of proper preparation and application of easily available herbal material that otherwise may have an adverse impact.