اثر عصاره سلولي باكتري بومي ‌پروبيوتيك لاكتوباسيلوس كازئي بر روي مرگ سلول‌هاي سرطاني كولون (HT29) و بيان ژن‌هاي آپوپتوزي Bax و Bcl2

Cytotoxicity Effect of Lactobacillus casei Cell Extract as Indigenous Probiotic Bacterium on Colon Cancer Cell Line (HT29) and Analysis of Bax and Bcl2 Apoptosis Gene Expression

چكیده زمینه و هدف: امروزه باكتری‌های پروبیوتیك مانند لاكتوباسیلوس‌ها به عنوان یكی از عوامل پیشگیری كننده از ابتلا به بسیاری از بیماری‌ها از جمله سرطان شناخته شده‌اند. هدف از این مطالعه بررسی اثرات سمیت سلولی عصاره باكتری بومی‌پروبیوتیك لاكتوباسیلوس كازئی PTCC 1608 بر روی رده سلولی سرطان كولون(HT29) و آنالیز بیان ژن­های آپوپتوزی Bax و Bcl2 بود. روش بررسی: در این مطالعه تجربی، ابتدا عصاره سلولی كشته شده با حرارت، باكتری لاكتوباسیلوس كازئی در غلظت 01/0، 1/0، 1، 10، 100 و 1000 میكروگرم بر میلی‌لیتر تهیه شد. در ادامه اثرات سمیت سلولی عصاره سلول باكتری روی رده سلولی سرطانی HT29 و نرمال HEC293 در مدت زمان 24 ساعت با استفاده از روش MTT بررسی شد. هم‌چنین، میزان بیان ژن‌های آپوپتوزی Bax و Bcl2 در رده سلولی HT29 با استفاده روش Real Time PCR مورد بررسی قرار گرفت. میزان القای آپوپتوز به وسیله روش فلوسیتومتری مورد مطالعه قرار گرفت.  داده‌ها با استفاده از آزمون واریانس یك طرفه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.   یافته‌ها: نتایج تست MTT نشان داد كه عصاره باكتری پروبیوتیك لاكتوباسیلوس كازئی در غلظت‌های فوق الذكر و در مدت زمان 24 ساعت باعث كاهش بقای سلول HT29 به ترتیب به میزان 44/0±95/0، 64/0±5/82، 21/0±54/73، 87/0±49/51، 45/0±5/39 و 55/0±7/19 درصد شد. هم‌چنین در همین غلظت ها در رده سلولی HEC293 به ترتیب سبب كاهش بقای سلول‌ها به میزان 56/0±67/98، 87/0±31/94، 26/0±1/92، 42/0±91/89، 55/0±34/84، 49/0±29/79 شد. نتایج Real Time PCR افزایش و كاهش بیان ژن‌های Bax (01/0p<)و Bcl2 (01/0p<) را به ترتیب به میزان54/0±76/2،  43/0± 21/0 طی 24 ساعت در مقایسه با ژن مرجع GAPDH نشان داد. هم­چنین نتایج فلوسیتومتری میزان آپوپتوز 62/35 % را در غلظت سمیت سلولی50 درصد(IC50) عصاره باكتری لاكتوباسیلوس كازئی نشان داد.    نتیجه‌گیری: عصاره باكتری بومی‌پروبیوتیك لاكتوباسیلوس كازئی PTCC 1608 می‌تواند سبب القای آپوپتوز در رده سلولی HT29 شود و میزان سمیت كمتری بر روی سلول نرمال HEC293 دارد، بنابراین می­توان با انجام مطالعه‌های بیشتر از این باكتری به عنوان یك محصول پروبیوتیك ضدسرطان، در درمان و پیشگیری از سرطان كولون استفاده نمود.    

Abstract Background and aim: Nowadays, the probiotic bacteria such as lactobacilli are known as preventing factors the development of many diseases including cancer. The aim of this study was to investigate the cytotoxic effect of Lactobacillus casei PTCC 1608 cell extract as probiotic bacteria on colon cancer cell line (HT29) and analysis of Bax and Bcl2 apoptosis gene expression.   Methods: In this experimental study, the cell extract of heat killed L. casei was prepared at 0.01, 0.1, 1, 10, 100 and 1000 µg/ml concentration. The cytotoxicity of various cell extracts on HT29 and HEC293 cell lines were evaluated in 24 hours using MTT assay. Moreover, the Bax and Bcl2 apoptosis gene expression level in HT29 cell line was analyzed using Real Time PCR. The apoptotic effects of cell extract was determined using Flow-cytometry technique. Finally, the collected data were statistically analyzed using one-way anal­ysis of variance with the SPSS/18 software.   Results: The results of MTT assay showed that cell extracts of L. casei was able to reduce the survival rate of HT29 cell line to 0.95±0.44, 73.45±0.21, 51.49±0.87, 39.5±0.45 and 19.7±0.55. Also at the same concentrations in HEC293 cell lines resulted in survival decreased rate of 98.67±056, 94.31±0.87, 26/0 ± 1/92.1±0.26, 91/89.91±0.42, 34/8434±0.55, 29/79.29±0.49.  In addition to the Real Time PCR results the expression level of Bax and Bcl2 was increased and decreased in HT29 cell line respectively (2.76 ± 0.54 (P<0.05), 0.21 ± 0.43 (P< 0.05)) in 24 hrs. Moreover, the flow cytometry results indicated the 35.62 % apoptosis in HT29 cell line treated with IC50 value.   Conclusion: The results show that the cell extract of L. casei PTCC 1608 could induced the apoptosis in HT29 cell line and it had low toxicity on HEC293 cell line. Therefore, it seems that L. casei has potential uses as probiotic for pharmaceutical applications including prevention and treatment of colon cancer.