Effect of epigallocatechin gallate on DNA damage induced by etoposide in human leukemic K562 cells.

Abstract

Public interest in green tea has grown recently due to the potential health benefits from its consumption. Epigallocatechin gallate (EGCG), a principal polyphenolic component of green tea, is considered key to these healthful qualities. In recent years, many studies have shown strong chemopreventive and possibly cancer chemotherapeutic effects of EGCG against cancers of the blood, skin, lung, breast, colon, liver, stomach and prostate. In vivo and in vitro experiments have shown that high concentrations of EGCG are cytotoxic and trigger genotoxic events in human cells. Although this catechin affects a number of cellular systems, the genotoxic effects are believed to be mediated by their actions on topoisomerase II.Of the many commercially available anticancer drug etoposide was selected for testing, which, although discovered more than forty years ago, is still one of the most common chemotherapeutic drugs for the treatment of a wide spectrum of cancers.The present investigation was carried out to examine the effects of EGCG on the cytogenetic change and DNA damage induced by etoposide in human K562 cells.Incubation of cells K562 with epigallocatechin gallate (concentration range of 0-100 µM) caused an increase in DNA damage depending on the dosage used. The EGCG, especially in concentration 50 M increased levels of DNA strand breaks. Percentage of cells with the single apoptosis was also dependent on the concentration and incubation time of cells K562 with etoposide (concentration range of 0–1,5µM) and/or EGCG. Exposure of K562 cells by 24 and 48 h of action of EGCG and then apply the 1h etoposide dose of 0,5 M increased the percentage of apoptotic cells observed immediately after removal of the compounds. Number of micronuclei formed, reflecting damage to genetic material of chromosomes was dependent on dose and duration of EGCG. The obtained results demonstrate that EGCG stimulates DNA cleavage and induction of apoptosis in K562 cells.Galusan epigallokatechiny (EGCG) jest głównym związkiem polifenolowym wchodzącym w skład zielonej herbaty. Obecność EGCG stanowi czynnik kluczowy dla zdrowotnych właściwości tej odmiany herbaty oraz determinuje jej zdolności chemoprewencyjne oraz chemoterapeutyczne wykorzystywane w leczeniu białaczek, nowotworów skóry, płuc, piersi, prostaty, okrężnicy i wątroby. W badaniach in virto oraz in vivo wykazano, że wysokie stężenia EGCG są cytotoksyczne oraz indukują wiele procesów genotoksycznych w ludzkich komórkach. Pomimo iż katechiny oddziałują na wiele struktur komórkowych, uważa się że genotoksyczny efekt jest związany z ich oddziaływaniem na topoizomerazę II. Z pośród wielu dostępnych leków przeciwnowotworowych do badań wybrano etopozyd, który mimo iż został odkryty ponad czterdzieści lat temu nadal jest jednym z najczęściej stosowanych leków w terapii szerokiego spektrum nowotworów.Celem niniejszej pracy było określenie, czy EGCG wywiera wpływ na zmiany cytogenetyczne oraz uszkodzenia DNA indukowane etopozydem w komórkach linii K562.Przeprowadzone badania wykazują, że inkubacja komórek K652 z galusanem epigalloktechiny w zakresie stężeń 1-100 µM powoduje wzrost uszkodzeń DNA w stopniu zależnym od zastosowanej dawki. Galusan epigallokatechiny, szczególnie w wysokim stężeniu 50 µM zwiększa poziom uszkodzeń nici kwasu deoksyrybonukleinowego. Odsetek komórek wchodzących na drogę apoptozy również zależy od zastosowanej dawki EGCG oraz czasu inkubacji komórek z EGCG i/lub etopozydem. Ekspozycja komórek K562 przez 24 oraz 48 godzin na działanie EGCG w stężeniach 1-100 µM i 1 godzinne działanie 0,5 µM etopozydu zwiększa odsetek obserwowanych komórek apoptotycznych. Liczba powstałych mikrojąder, odzwierciedlających uszkodzenia materiału genetycznego i chromosomów jest także zależna od zastosowanej dawki i czasu inkubacji komórek K562 z EGCG. Uzyskane wyniki potwierdzają, że EGCG wpływa na uszkodzenia materiału genetycznego i indukcję procesu apoptozy w komórkach linii K562