Vliv suplementace vitaminu D na zvýšení účinnosti rostlinných alkaloidů ve 3D modelu

Bc. Pavel Kouřimský

Master's thesis

The effect of vitamin D supplementation on enhanced efficiency of plant alkaloids in a 3D model

Abstract:

Alkaloidy z rostlin z čeledi Amaryllidaceae mají velkou rozmanitost z hlediska biologické aktivity počínaje antivirovou, protinádorovou, cytotoxickou, antibakteriální, antifungální a analgetickou aktivitou. A právě díky jejich protinádorovým a cytotoxickým vlastnostem se zkoumá jejich cytotoxický vliv a potencionálně synergický účinek s jinými prospěšnými látkami pro člověka. Takovouto sloučeninou by mohl být například vitamín D, který má schopnost ovlivňovat signální dráhy buněčného metabolismu, a může tím ovlivňovat i nádorové buňky. Cílem práce bylo otestovat synergický účinek vitamínu D s alkaloidy z rostlin z čeledi Amaryllidaceae a zjistit, jestli tento společný účinek zvýší jejich vliv na růst nádorových buněk. Testovány byly extrakty lykorinu a haemanthidinu při koncentracích od 5 µM po 0,625 µM na buněčné linii kolorektálního karcinomu HT29 ve 3D modelu. Zároveň byl testován rozdíl mezi alkaloidy bez přidaného vitamínu D a s přidaným vitamínem D. Experiment byl prováděn po dobu 18 dnů kde prvních 12 dnů byla pořízena fotografie 3D modelu jednou za 2 dny a poté už jenom jednou za 3 dny. Z následných fotografií byl vypočítán objem 3D buněk v mm3 a porovnána jejich změna s kontrolním vzorkem a také se vzorkem, kde byl pouze vitamín D. Ze získaných výsledků je patrné, že vliv alkaloidů z rostlin z čeledi Amaryllidaceae měl vyšší účinnost na růst nádorových buněk než samotný vitamín D. Statisticky významný rozdíl mezi alkaloidy a vitamínem D nastal u lykorinu ve 12. dni a u haemanthidinu v 10. dni měření. Mezi kontrolním vzorkem a vitamínem D došlo k rozdílu od 10. dne měření. Nebyl pozorován žádný statistický významný rozdíl mezi vzorkem s extraktem s vitamínem D a vzorkem s extraktem bez vitamínu D. Práce přináší originální výsledky o vlivu vitamínu D na růst buněčné linie HT29 ve 3D modelu a o jeho spolupůsobení s extrakty z rostlin z čeledi Amaryllidaceae. Do budoucna by bylo dobré se této problematice podrobněji věnovat.

Abstract:

Alkaloids from plants of the Amaryllidaceae family have a great diversity in terms of biological activity ranging from antiviral, antitumor, cytotoxic, antibacterial, antifungal, and analgesic activity. And precisely because of their antitumor and cytotoxic properties, their cytotoxic effect and potentially synergistic effect with other beneficial substances for humans is being investigated. Such a compound could for example be vitamin D, which can influence the signalling pathways of cellular metabolism and can thereby also influence tumor cells. The aim of this work was to test the synergistic effect of vitamin D with alkaloids from plants from the Amaryllidaceae family and to find out if their joint effect increases their effect on the growth of tumor cells. Lycorine and haemanthidine extracts were tested at concentrations from 5 µM to 0.625 µM on the HT29 colorectal cancer cell line in a 3D model. At the same time, the difference between alkaloids without added vitamin D and with added vitamin D was tested. The experiment was carried out for 18 days, where for the first 12 days a photo of the 3D model was taken once every 2 days and then only once every 3 days. From the subsequent photographs, the volume of 3D cells in mm3 was calculated and their change was compared with the control sample as well as with vitamin D alone. The obtained results show that the effect of alkaloids from plants from the Amaryllidaceae family was more effective on the growth of tumor cells than vitamin D alone. A statistically significant difference between alkaloids and vitamin D occurred for lycorine on the 12th day and for haemanthidine on the 10th measurement day. There was a difference between the control sample and vitamin D from the 10th day of measurement. No statistically significant difference was observed between the sample with vitamin D extract and the sample without vitamin D extract. The work brings original results about the effect of vitamin D on the growth of the HT29 cell line in a 3D model and about its interaction with extracts from plants from the Amaryllidaceae family. In the future, it would be good to focus on this issue in more detail.

Keywords

Amaryllidaceae, buněčné linie, toxicita, HT29, lykorin, haemanthidin

Keywords

Amaryllidaceae, cell lines, toxicity, HT29, lycorine, haemanthidine

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 22. 5. 2024
• Supervisor: Ing. Ivo Doskočil, Ph.D.
• Reader: Ondřej Ženata, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food and Nutrition