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Cooperative antiproliferative and differentiation-enhancing activity of medicinal plant extracts in acute myeloid leukemia cells - 08/08/16

Doi : 10.1016/j.biopha.2016.04.062 
Gulzhan T. Zhamanbayeva a, Araylim N. Aralbayeva b, Maira K. Murzakhmetova b, Sultan T. Tuleukhanov a, Michael Danilenko c,
a Department of Biophysics and Biomedicine, Al-Farabi Kazakh National University, Almaty 480078, Kazakhstan 
b Laboratory of Membrane Physiology, Institute of Human and Animal Physiology, Almaty 050060, Kazakhstan 
c Department of Clinical Biochemistry and Pharmacology, Faculty of Health Sciences, Ben-Gurion University of the Negev, Beer Sheva 84105, Israel 

Corresponding author at: Department of Clinical Biochemistry and Pharmacology, Faculty of Health Sciences, Ben-Gurion University of the Negev, P.O. Box 653, Beer Sheva 84105, Israel.Department of Clinical Biochemistry and PharmacologyFaculty of Health SciencesBen-Gurion University of the NegevBeer Sheva84105Israel

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Highlights

Leaf extracts from sea buckthorn, dog rose, sage and oregano strongly inhibit AML cell growth.
The extracts increase both VDR levels and 1α,25-dihydroxyvitamin D3-induced differentiation of AML cells.
The extracts cooperate with each other to enhance cytostatic effects and G1 arrest in AML cells.

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Abstract

Acute myeloid leukemia (AML) is an aggressive hematopoietic malignancy with poor prognosis and limited treatment options. Sea buckthorn (Hippophae rhamnoides) berries, dog rose (Rosa canina) rosehips, and garden sage (Salvia officinalis) and oregano (Origanum vulgare) aerial parts are widely used in traditional medicine and exhibit antitumor effects in preclinical models. However, these plants remain scarcely tested for antileukemic activity. Here, we show that their water-ethanol leaf extracts reduced the growth and viability of AML cells and, at non-cytotoxic doses, potentiated cell differentiation induced by a low concentration of 1α,25-dihydroxyvitamin D3, the hormonal form of vitamin D, in a cell type-dependent manner. The latter effect was accompanied by upregulation of the vitamin D receptor protein components and its transcriptional activity. Furthermore, at minimally effective doses the extracts cooperated with one another to produce marked cytostatic effects associated with a partial S-phase arrest and a modest induction of apoptosis. In contrast, these combinations only slightly affected the growth and viability of proliferating normal human peripheral blood mononuclear cells. In addition, the extracts strongly inhibited microsomal lipid peroxidation and protected normal erythrocytes against hypoosmotic shock. Our results suggest that further exploration of the enhanced antileukemic effects of the combinations tested here may lead to the development of alternative therapeutic and preventive approaches against AML.

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Keywords : Acute myeloid leukemia, Medicinal plant extracts, Cell proliferation, Cell cycle, Cell differentiation, Vitamin D


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Vol 82

P. 80-89 - août 2016 Retour au numéro
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