A novel natural product, KL-21, inhibits proliferation and induces apoptosis in chronic lymphocytic leukemia cells

Abstract

Objective: The aims of this study were to examine the cytotoxic and apoptotic effects of KL-21, a novel plant product (produced by naturin natural Products, İzmir, Turkey), on 232B4 chronic lymphocytic leukemia (CLL) cells and to determine the cytotoxic effects on healthy BEAS-2B human bronchial epithelial cells. Materials and Methods: The cytotoxic effect of KL-21 was determined by MTT cell proliferation assay. Changes in caspase-3 enzyme activity were measured using the caspase-3 colorimetric assay. Changes in mitochondrial membrane potential were determined using the JC-1 dye-based method. Annexin V-FITC/PI double staining was performed to measure the apoptotic cell population. Effects of KL-21 on cell cycle profiles of CLL cells were investigated by flow cytometry. Results: We detected time- and concentration-dependent increases in the cytotoxic effect of KL-21 on 232B4 CLL cells. However, we also showed that, especially at higher concentrations, KL-21 was less cytotoxic towards BEAS-2B healthy cells than towards CLL cells. Annexin-V/PI double staining results showed that the apoptotic cell population increased in 232B4 cells. Increasing concentrations of KL-21 increased caspase-3 enzyme activity and induced loss of mitochondrial membrane potential. KL-21 administration resulted in small increases in the percentage of the cells in the G0/G1 phase while it decreased the S phase cell population up to 1 mg/mL. At the highest concentration, most of the cells accumulated in the G0/G1 phase. Conclusion: KL-21 has a growth-inhibitory effect on 232B4 CLL cells. KL-21 causes apoptosis and cell cycle arrest at G0/G1.

Amaç: Bu çalışmanın amacı yeni bitkisel bir ürün olan KL-21’in [Naturin doğal ürünler şirketi (İzmir, Türkiye) tarafından üretilen] 232B4 kronik lenfostik lösemi (KLL) hücreleri üzerindeki sitotoksik ve apoptotik etkilerinin araştırılmasıdır. Ayrıca, KL-21’in BEAS-2B sağlıklı insan bronşial epitelyum hücreleri üzerindeki sitotoksik etkisine de bakılmıştır. Gereç ve Yöntemler: KL-21’in sitotoksik etkisine MTT hücre çoğalma testiyle bakılmıştır. Kaspaz-3 enzim aktivitesindeki ve mitokondri membran potansiyelindeki değişimlere sırasıyla kaspaz-3 kolorimetrik testi ve JC-1 boyasına dayalı bir yöntem kullanılarak bakılmıştır. Apoptotik hücre popülasyonunu belirlemek amacıyla Anneksin 5-FITC/PI ikili boyama yöntemi kullanılmıştır. KL-21’in KLL hücrelerinin hücre siklusu üzerindeki etkilerine akım sitometresi ile bakılmıştır. Bulgular: KL-21’in KLL hücrelerinin çoğalması üzerine etkisi zamana ve doza bağımlı olarak artmıştır. Bununlar beraber, KL- 21’in özellikle yüksek konsantrasyonlarda KLL hücreleri ile karşılaştırıldığında BEAS-2B hücreleri üzerinde daha az sitotoksik etki gösterdiği saptanmıştır. Anneksin-5/PI ikili boyaması 232B4 hücrelerinde apoptotik hücre popülasyonunun arttığını göstermiştir. KL-21’in artan konsantrayonları kaspaz-3 enzim aktivitesini arttırmış ve mitokondri membran potansiyelindeki kayıpları indüklemiştir. KL-21 1 mg/ml konsantrasyonuna kadar G0/G1 fazındaki hücrelerin yüzdesinde küçük artışlara ve S fazındaki hücre popülasyonunda ise azalmalara neden olmaktadır. En yüksek konsantrasyonda ise hücrelerin büyük bir çoğunluğu G0/G1 fazında birikmiştir. Sonuç: Elde edilen sonuçlar, KL-21’in 232B4 KLL hücreleri üzerinde büyümeyi inhibe edici bir etkisi olduğunu göstermiştir. Ayrıca, K-21 apoptozu indüklemekte ve G0/G1 fazında hücre siklusunun tutulumuna neden olmaktadır.