:: دوره 31، شماره 4 - ( زمستان 1400 ) ::
جلد 31 شماره 4 صفحات 376-367 برگشت به فهرست نسخه ها
بررسی سمیت سلولی متابولیت های ثانویه koyangensis Streptomyces و tunisiensis Streptomyces جدا شده از خاک‎های نمکی شهرگرمسار بر روی رده سلولی سرطان پستان انسان (MCF-7,IBRC C10082 )
مریم نیک بخت1، بهین امیدی 2، محمدعلی اموزگار3، کیومرث امینی4
1- دانشجوی دکتری میکروبیولوژی، گروه زیست شناسی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2- استادیار، گروه زیست شناسی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران ، behin.omidi@yahoo.com
3- استاد، گروه میکروبیولوژی، دانشکده زیست شناسی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
4- دانشیار، گروه میکروبیولوژی، واحد ساوه ، دانشگاه آزاد اسلامی، ساوه، ایران
چکیده:   (1413 مشاهده)
سابقه و هدف: استرپتومایسس یکی از مهم­ترین میکروارگانیزم‌های پروکاریوتی است که متابولیت­های ثانویه آن‏ها خواص ضدمیکروبی و ضدسرطانی بالایی دارند و سه چهارم آنتی بیوتیکها توسط این باکتریها تولید میشوند. یافتن ترکیبات موثر جدید از این میکروارگانیسم‏ها می‏تواند راهگشا در درمان سرطان‏ها هم باشد. هدف از این مطالعه، جداسازی و غربالگری استرپتومایسس­های هالوفیل یا هالوتولرنت از خاک غار نمکی گرمسار بود که توانایی تولید متابولیتهایی با خاصیت سمیت سلولی برعلیه رده سلولی سرطان پستان انسان (MCF-7,IBRC C10082) دارند.
روش بررسی: جداسازی استرپتومایسس­ها از نمونه خاک به روش سریال دایلوشن انجام شد و بر روی استارچ کازئین آگار با 15% Nacl کشت داده شدند. برای شناسایی جدایههای استرپتومایسس بررسی میکروسکوپی و ماکروسکوپی و حضور دی آمینوپایملیک اسید (DAP ) در دیواره سلولی آنها  انجام شد. اثر ضد سرطانی با استفاده از روش MTT ارزیابی شد و جهت شناسایی استرپتومایسس ها منتخب تعیین توالی 16SrRNA انجام شد. 
یافته­ها: متابولیت‏های ثانویه دو جدایه استرپتومایسس کاهش 50% در غلظت µg/mL200 در برابر سلولهای سرطان پستان انسان MCF-7 را نشان دادند. تجزیه و تحلیل مولکولی نشان داد که جدایه­های انتخاب شده Streptomyces sp.2 100 % شباهت به koyangensis  Streptomyces  و sp.25 Streptomyces 4/95% شباهت به tunisiensis  Streptomyces  داشتند.
نتیجه­گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که متابولیتهای ثانویه Streptomyces sp.2  و sp.25 Streptomyces دارای اثر سمیت سلولی علیه رده سلولی سرطان پستان انسان MCF-7 هستند و متابولیت تولید شده توسط آنها می‏تواند گزینه­ای برای تحقیقات بعدی و ارائه درمان موثرتر با عوارض جانبی کمتر در درمان این بیماری باشد.
واژه‌های کلیدی: استرپتومایسس، هالوفیل، سرطان پستان
متن کامل [PDF 418 kb]   (429 دریافت)    
نيمه آزمايشي : تجربي | موضوع مقاله: ميكروبيولوژي
دریافت: 1399/12/4 | پذیرش: 1400/4/15 | انتشار: 1400/9/10
فهرست منابع
1. Prakash B, Singh PP, Kumar A, Das S, Chaudhari AK. Microbes as a novel source of secondary metabolite products of industrial significance. Role of Plant Growth Promoting Microorganisms in Sustainable Agriculture and Nanotechnology. Elsevier; 2019, p. 21-37. [DOI:10.1016/B978-0-12-817004-5.00002-6]
2. De Lima Procópio RE, da Silva IR, Martins MK, de Azevedo JL, de Araújo JM. Antibiotics produced by Streptomyces. The Brazilian Journal of infectious diseases. 2012 Sep 1;16(5):466-71. [DOI:10.1016/j.bjid.2012.08.014]
3. WITT D., STACKEBRANDT E. Unification of the genera Streptoverticillum and Streptomyces, and amendation of Streptomyces Waksman and Henrici 1943, 339AL, Systematic and applied microbiology 1990: 13: 361-371. [DOI:10.1016/S0723-2020(11)80234-1]
4. NGUYEN T. M., KIM J. Antifungal and antibacterial activities of Streptomyces polymachus sp. nov. isolated from soil, International Journal of Systematic and evolutionary microbiology 2015: 65: 2385-2390. [DOI:10.1099/ijs.0.000268]
5. HWONG, Alison, et al. Breast cancer screening in women with schizophrenia: a systematic review and meta-analysis. Psychiatric Services, 2020, 71.3: 263-268.‌ [DOI:10.1176/appi.ps.201900318]
6. Mie Okumuraa, Mayumi Yamamotoa,*, Hiroya Sakumaa, Toshihiro Kojimaa,Takako Maruyamaa, Marjan Jamalia, Denise R. Cooperb, Keigo Yasuda. Leptin and high glucose stimulate cell proliferation in MCF-7 human breast cancer cells: reciprocal involvementof PKC-aand PPAR expression. Biochimica et Biophysica Acta 1592 (2002) 107-116 [DOI:10.1016/S0167-4889(02)00276-8]
7. Cragg GM, Grothaus PG, Newman DJ. Impact of natural products on developing new anti-cancer agents. Chem Rev. 2009;109(7):3012-43. [DOI:10.1021/cr900019j]
8. Sivalingam P, Hong K, Pote J, Prabakar K. Extreme environment Streptomyces: Potential sources for new antibacterial and anticancer drug leads? Int J Microbiol. 2019;2019. [DOI:10.1155/2019/5283948]
9. Suutari M, Lignell U, Hyvärinen A, Nevalainen A. Media for cultivation of indoor streptomycetes. J. Microbial. Methods.2002; (51): 411-6. [DOI:10.1016/S0167-7012(02)00100-8]
10. Kämpfer P, Kroppenstedt RM. Probabilistic identification of streptomycetes using miniaturized physiological tests. Microbiol. 1991;137(8):1893-902. [DOI:10.1099/00221287-137-8-1893]
11. Sun, Y., Wang, H., Wang, W., Hu, B., Zhou, L., Ye, H., Zeng, X., Changes in molecularstructure of chickpea starch during processing treatments: a thin layer chromatography study,Food Chemistry. 2018; 186-191. [DOI:10.1016/j.foodchem.2017.09.096]
12. Saeed Ebadi, Hossein Sohrabi, Amir Peymani, Mohammad Reza Sarookhani. Identification of Antibiotic-Producing StreptomycesSpecies in Iran's soil by Phenotypic and Genotypic Methods.Biotech Health Sci. 2018 Feb; 5(1):e59854.
13. Safarpour A, Ebrahimi M, Fazeli SA, Amoozegar MA. Supernatant metabolites from halophilic archaea to reduce tumorigenesis in prostate cancer in-vitroand in-vivo. Iran. J. Pharm. Res. 2019; 18: 241-253.
14. MARMUR J., ANDERSON W., MATTHEWS L., BERNS K., GAJEWSKA E., LANE D. et al. The effects of ultraviolet light on the biological and physical chemical properties of deoxyribonucleic acids, Journal of cellular and comparative physiology 1961: 58. [DOI:10.1002/jcp.1030580406]
15. LARKIN M. A., BLACKSHIELDS G., BROWN N. P., CHENNA R., MCGETTIGAN P. A., MCWILLIAM H. et al. Clustal W and Clustal X version 2.0, bioinformatics 2007;23: 2947-2948. [DOI:10.1093/bioinformatics/btm404]
16. Schein CH. Repurposing approved drugs on the pathway to novel therapies. Med Res Rev. 2020;40(2):586-605. [DOI:10.1002/med.21627]
17. Dougan G, Dowson C, Overington J, Participants NGADS. Meeting the discovery challenge of drug-resistant infections: progress and focusing resources. Drug Discov Today. 2019;24(2):452-61. [DOI:10.1016/j.drudis.2018.11.015]
18. Kalyani BS, Krishna P, Sreenivasulu K. Screening and identification of novel isolate Streptomyces sp., NLKPB45 from Nellore costal region for its biomedical applications. Saudi J Biol Sci. 2019;26(7):1655-60. [DOI:10.1016/j.sjbs.2018.08.027]
19. Obeidat M. Cytotoxicity of n-Butanol extracts of streptomyces against human breast cancer cells. Int J Pharmacol. 2017;13(8):969-79. [DOI:10.3923/ijp.2017.969.979]
20. Sagar S, Esau L, Holtermann K, Hikmawan T, Zhang G, Stingl U, Bajic V B, Kaurcor M. responding author1. Induction of apoptosis in cancer cell lines by the Red Sea brine pool bacterial extracts. BMC Complement Altern Med. 2013;13(1):344. [DOI:10.1186/1472-6882-13-344]
21. Nguyen QD, Truong PM, Vo TNT, Chu TDX, Nguyen CH. Draft genome sequence data of Streptomyces sp. SS1-1, an endophytic strain showing cytotoxicity against the human lung cancer A549 cell line. Data in brief. 2020;105497. [DOI:10.1016/j.dib.2020.105497]
22. Iacoviello L, Bonaccio M, de Gaetano G, Donati MB. Epidemiology of breast cancer, a paradigm of the "common soil" hypothesis. Semin Cancer Biol 2021;72:4-10. [DOI:10.1016/j.semcancer.2020.02.010]
23. Siegel RL, Miller KD, Goding Sauer A, Fedewa SA, Butterly LF, Anderson JC, et al. Colorectal cancer statistics, 2020. CA Cancer J Clin 2020;70:145-64. [DOI:10.3322/caac.21601]
24. Hwong A, Wang K, Bent S, Mangurian C. Breast cancer screening in women with schizophrenia: a systematic review and meta-analysis. Psychiatr Serv 2020;71:263-8. [DOI:10.1176/appi.ps.201900318]
25. Mohammadi E, Aminorroaya A, Fattahi N, Azadnajafabad S, Rezaei N, Farzi Y, et al. Epidemiologic pattern of cancers in Iran; current knowledge and future perspective. J Diabets Metab Disord 2020:1-5. [DOI:10.1007/s40200-020-00654-6]
26. Toh YL, Tan CJ, Yeo AH, Shwe M, Ho HK, Gan YX, et al. Association of plasma leptin, pro-inflammatory adipokines and cancer-related fatigue in early-stage breast cancer patients: A prospective cohort study. J Cell Mol Med 2019;23:4281-89. [DOI:10.1111/jcmm.14319]
27. Tuna BG, Cleary MP, Demirel PB, Dogan S. Leptin signaling in liver tissue of a transgenic breast cancer mouse model. Cureus 2020;12: e6737.
28. Gu L, Wang CD, Cao C, Cai LR, Li DH, Zheng YZ. Association of serum leptin with breast cancer: a meta-analysis. Medicine 2019;98: e14094. [DOI:10.1097/MD.0000000000014094]
29. Yi F, Diao S, Yuan XL, Li JY. Association of plasma leptin levels and soluble leptin receptor with breast cancer. Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi 2018;52:253-259. [In Chinese]
30. Boothby-Shoemaker W, Benham V, Paithankar S, Shankar R, Chen B, Bernard JJ. The Relationship between Leptin, the Leptin Receptor and FGFR1 in Primary Human Breast Tumors. Cells 2020;9:2224. [DOI:10.3390/cells9102224]
31. Park JW, Han K, Shin DW, Yeo Y, Chang JW, Yoo JE, et al. Obesity and breast cancer risk for pre- and postmenopausal women among over 6 million Korean women. Breast Cancer Res Treat 2021;185:495-506. [DOI:10.1007/s10549-020-05952-4]
32. Wei ML, Duan P, Wang ZM, Ding M, Tu P. High glucose and high insulin conditions promote MCF 7 cell proliferation and invasion by upregulating IRS1 and activating the Ras/Raf/ERK pathway. Mol Med Rep 2017;16:6690-6696. [DOI:10.3892/mmr.2017.7420]
33. Vasan N, Baselga J, Hyman DM. A view on drug resistance in cancer. Nature 2019;575:299-309. [DOI:10.1038/s41586-019-1730-1]
34. Qu XY, Ren JW, Peng AH, Lin SQ, Lu DD, Du QQ, et al. Cytotoxic, Anti-Migration, and Anti-Invasion Activities on Breast Cancer Cells of Angucycline Glycosides Isolated from a Marine-Derived Streptomyces sp. Mar Drugs 2019;17:277. [DOI:10.3390/md17050277]
35. Sivalingam P, Hong K, Pote J, Prabakar K. Extreme Environment Streptomyces: Potential Sources for New Antibacterial and Anticancer Drug Leads? Int J Microbiol 2019;2019:5283948. [DOI:10.1155/2019/5283948]
36. Prakash B, Singh PP, Kumar A, Das S, Chaudhari AK. Microbes as a novel source of secondary metabolite products of industrial significance. In: Kumar A, Singh AK, Choudhary KK, Editors. Role of plant growth promoting microorganisms in sustainable agriculture and nanotechnology. Amsterdam, Netherlands: Elsevier Science; 2019. P.21-37. [DOI:10.1016/B978-0-12-817004-5.00002-6]
37. De Lima Procópio RE, da Silva IR, Martins MK, de Azevedo JL, de Araújo JM. Antibiotics produced by Streptomyces. Braz J Infect Dis 2012;16:466-71. [DOI:10.1016/j.bjid.2012.08.014]
38. Tangjitjaroenkun J, Pluempanupa W, Tangchitcharoenkhu R, Yahayo W, Supabpho R. Antibacterial, antioxidant, cytotoxic effects and GC-MS analysis of mangrove-derived StreptomycesachromogenesTCH4extract. Arch Biol Sci 2021;73:223-35. [DOI:10.2298/ABS210320017T]
39. Witt D., Stackebrandt E. Unification of the genera Streptoverticillum and Streptomyces, and amendation of Streptomyces Waksman and Henrici 1943, 339AL. Syst Appl Microbiol 1990: 13: 361-71. [DOI:10.1016/S0723-2020(11)80234-1]
40. Nguyen T. M., Kim J. Antifungal and antibacterial activities of Streptomyces polymachus sp. nov. isolated from soil. Int J Syst Evol 2015;65: 2385-90. [DOI:10.1099/ijs.0.000268]
41. Suutari M, Lignell U, Hyvärinen A, Nevalainen A. Media for cultivation of indoor streptomycetes. J Microbial Methods 2002; 51: 411-6. [DOI:10.1016/S0167-7012(02)00100-8]
42. Nguyen HT, Pokhrel AR, Nguyen CT, Dhakal D, Lim HN, Jung HJ, et al. Streptomyces sp. VN1, a producer of diverse metabolites including non-natural furan-type anticancer compound. Sci Rep 2020;10:1-4. [DOI:10.1038/s41598-020-58623-1]
43. Kämpfer P, Kroppenstedt RM. Probabilistic identification of streptomycetes using miniaturized physiological tests. Microbiol 1991;137:1893-902. [DOI:10.1099/00221287-137-8-1893]
44. Sun Y, Wang H, Wang W, Hu B, Zhou L, Ye H, et al. Changes in molecularstructure of chickpea starch during processing treatments: a thin layer chromatography study, Food Chem 2018; 186-191. [DOI:10.1016/j.foodchem.2017.09.096]
45. Saadouli I, Zendah El Euch I, Trabelsi E, Mosbah A, Redissi A, Ferjani R, Fhoula I, et al. Isolation, Characterization and Chemical Synthesis of Large Spectrum Antimicrobial Cyclic Dipeptide (l-leu-l-pro) from Streptomyces misionensisV16R3Y1 Bacteria Extracts. A Novel 1H NMR Metabolomic Approach. Antibiotics (Basel) 2020;9:270. [DOI:10.3390/antibiotics9050270]
46. Safarpour A, Ebrahimi M, Shahzadeh Fazeli SA, Amoozegar MA. Supernatant Metabolites from Halophilic Archaea to Reduce Tumorigenesis in Prostate Cancer In-vitro and In-vivo. Iran J Pharm Res 2019;18:241-253.
47. Marmur J, Anderson W, Matthews L, Berns K, Gajewska E, Lane D, et al. The effects of ultraviolet light on the biological and physical chemical properties of deoxyribonucleic acids. J Cell Physiol 1961: 58. [DOI:10.1002/jcp.1030580406]
48. Larkin MA, Blackshields G, Brown NP, Chenna R, McGettigan PA, McWilliam H, et al. Clustal W and Clustal X version 2.0. Bioinformatics 2007;23:2947-8. [DOI:10.1093/bioinformatics/btm404]
49. Schein CH. Repurposing approved drugs on the pathway to novel therapies. Med Res Rev 2020;40:586-605. [DOI:10.1002/med.21627]
50. Dougan G, Dowson C, Overington J; Next Generation Antibiotic Discovery Symposium Participants. Meeting the discovery challenge of drug-resistant infections: progress and focusing resources. Drug Discov Today 2019;24:452-61. [DOI:10.1016/j.drudis.2018.11.015]
51. Ser HL, Tan LTH, Tan WS, Yin WF, Chan KG. Whole-genome sequence of bioactive streptomycete derived from mangrove forest in Malaysia, Streptomyces sp. MUSC 14. Progress In Microbes & Molecular Biology 2021;1; a0000195. doi: a0000195. [DOI:10.36877/pmmb.a0000195]
52. Law JW, Law LN, Letchumanan V, Tan LT, Wong SH, Chan KG, et al. Anticancer Drug Discovery from Microbial Sources: The Unique Mangrove Streptomycetes. Molecules 2020;25:5365. [DOI:10.3390/molecules25225365]
53. Kalyani BS, Krishna PS, Sreenivasulu K. Screening and identification of novel isolate Streptomyces sp., NLKPB45 from Nellore costal region for its biomedical applications. Saudi J Biol Sci 2019;26:1655-1660. [DOI:10.1016/j.sjbs.2018.08.027]
54. Obeidat M. Cytotoxicity of n-Butanol extracts of streptomyces against human breast cancer cells. Int J Pharmacol 2017;13:969-79. [DOI:10.3923/ijp.2017.969.979]
55. Sagar S, Esau L, Holtermann K, Hikmawan T, Zhang G, Stingl U, et al. Induction of apoptosis in cancer cell lines by the Red Sea brine pool bacterial extracts. BMC Complement Altern Med 2013;13:344. [DOI:10.1186/1472-6882-13-344]
56. Schulz D, Nachtigall J, Geisen U, Kalthoff H, Imhoff JF, Fiedler HP, et al. Silvalactam, a 24-membered macrolactam antibiotic produced by Streptomyces sp.Tu 6392. J Antibiot (Tokyo) 2012;65:369-72. [DOI:10.1038/ja.2012.33]
57. Chiu CF, Chiu SJ, Bai LY, Feng CH, Hu JL, Lin WY, et al. A macrolide from Streptomyces sp. modulates apoptosis and autophagy through Mcl‐1 downregulation in human breast cancer cells. Environ Toxicol 2021;13. [DOI:10.1002/tox.23128]
58. Rajivgandhi GN, Ramachandran G, Li JL, Yin L, Manoharan N, Kannan MR, et al. Molecular identification and structural detection of anti-cancer compound from marine Streptomyces akiyoshiensis GRG 6 (KY457710) against MCF-7 breast cancer cells. J King Saud Univ Sci 2020;32:3463-9. [DOI:10.1016/j.jksus.2020.10.008]
59. Elkhateeb WA, Mohamed MA, Fayad W, Emam M, Nafady IM, Daba GM. Molecular Identification, Metabolites profiling, Anti-breast cancer, Anti-colorectal cancer, and antioxidant potentials of Streptomyces zaomyceticus AA1 isolated from a remote bat cave in Egypt. Res J Pharm Technol 2020;13:3072-80. [DOI:10.5958/0974-360X.2020.00545.4]
60. Kumar P, Chauhan A, Kumar M, Kuanr B.K, Kundu A, Solanki R , et al. In vitro and in silico anticancer potential analysis of Streptomyces sp. extract against human lung cancer cell line, A549. 3 Biotech. 2021;11: 254. [DOI:10.1007/s13205-021-02812-w]



XML   English Abstract   Print



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 31، شماره 4 - ( زمستان 1400 ) برگشت به فهرست نسخه ها