القاي مرگ سلولي و كاهش تكثير در سلول لوسمي پروميلوسيتيك حاد NB4 توسط كافيين

Induction of cell death and decreased cell proliferation in acute promyelocytic leukemia cells (NB4) by caffeine

چكيده سابقه و هدف پيشگيري، درمان و كنترل سرطان با استفاده از مواد طبيعي در حال حاضر به عنوان يك استراتژي اميدواركننده در نظر گرفته شده است. در اين خصوص، كافيين كه يك آلكالوييد پوريني موجود در گياهان مختلف از جمله قهوه، كاكايو، كولا و چاي مي‌باشد، به دليل مهار چند منظوره سرطان از جمله لوسمي‌ها به تازگي توجه زيادي به خود جلب كرده است. مواد و روش‌ها در يك مطالعه تجربي به منظور بررسي اثر كافيين در لوسمي پروميلوسيتيك حاد، سلول‌هاي NB4 در غلظت‌هاي 1، 2 و 4 ميلي مولار كافيين كشت داده شد و متعاقباً از آزمون‌هاي MTT ،Caspase 3 ،BrdU cell proliferation assay و Quantitative Real-Time PCR جهت بررسي اثر كافيين در القاي مرگ سلولي و مطالعه مكانيسم احتمالي آن استفاده شد. آزمون paired student t test و نرم‌افزار 16 SPSS جهت تحليل داده‌ها به كار رفت. يافته‌ها بررسي ميزان ساخت DNA و بقاي سلولي با استفاده از روش‌هاي BrdU و MTT، نشان داد كه كافيين ميزان تكثير و بقاي سلوهاي NB4 را به صورت وابسته به دوز و زمان كاهش مي‌دهد. هم چنين نتايج به دست آمده از اين تحقيق نشان داد كه افزايش دوز كافيين موجب القاي فعال شدن آنزيم كاسپاز 3 و افزايش بيان mRNA ژن Bax و p21 مي‌گردد. نتيجه گيري در مجموع، با توجه به اين كه مشخص شد كافيين مي‌تواند موجب مهار تكثير و القاي آپوپتوز در سلول‌هاي لوسمي پروميلوسيتيك حاد NB4 شود، لذا مي‌توان چنين نتيجه‌گيري كرد كه مصرف كافيين به عنوان ماده‌اي در چاي ممكن است يك عامل مفيد جهت القاي مرگ سلولي اين سلول‌هاي بدخيم در مبتلايان به لوسمي پروميلوسيتيك حاد عمل كند.

Abstract Background and Objectives Prevention, control and treatment of cancer using natural materials currently have been considered as the promising strategy. In this regard, caffeine as a purine alkaloid found in various plants, including coffee, cocoa, cola and tea has recently attracted great interest because of its remarkable multifunctional inhibitory effects on cancers such as leukemia. Regarding the anti-cancer effects of caffeine, we sought to investigate the effectiveness of this methylxanthine alkaloid against NB4 acute promyelocytic leukemia cells. Materials and Methods In order to examine the effects of caffeine in APL, NB4 cells were cultured in the presence of different concentrations of caffeine; subsequently, MTT, Caspase 3 activity assay, BrdU cell proliferation assay and quantitative real-time PCR were performed to assess the effect of caffeine on cell viability and the possible mechanisms of inducing cell death. Results Evaluation of DNA synthesis and cell survival using BrdU and MTT methods indicated that caffeine reduces proliferation and survival of NB4 cells in a dose and time dependent manner. The results of this study showed that elevation in the dose of caffeine induces caspase-3 activation and increases Bax and p21 gene mRNA expression levels. Conclusions Overall, our data illustrate that caffeine inhibits cell proliferation and induces apoptosis in acute promyelocytic leukemia NB4 cells. Thus, it can be concluded that caffeine as a substance in tea may be a useful agent for induction of cell death in malignant cells of patients with acute promyelocytic leukemia.