فعالیت محافظتی عصاره گشنیز بر روی سمیت ژنتیکی ناشی از متوترکسات در موش‌های آلبینوی سوئیسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه زیست‌شناسی، دانشکده آموزش، دانشگاه القادسیه، القادسیه، عراق.

چکیده

هدف: گیاهان ادویه‌ای به دلیل دارا بودن خواص درمانی متنوع و ترکیبات زیست‌فعال ضروری مشتق‌شده از آنها از زمان های قدیم مورد توجه بوده اند. یکی از این گیاهان گشنیز (C. sativum) است. این گیاه یکساله است، ارزش تجاری بالایی دارد، فعالیت‌های ضدباکتریایی، آنتی‌اکسیدانی، ضدهیپرلیپیدمی، ضددیابتی و محافظت‌کننده عصبی دارد و به دلیل دانه‌ها و برگ‌های تازه‌اش در مناطق مدیترانه‌ای و اروپایی مورد استفاده قرار میگیرد. لذا، هدف این مطالعه بررسی مکانیسم محافظتی عصاره گشنیز در برابر ناهنجاری‌های کروموزومی ناشی از متوترکسات (MTX) و تغییرات در شاخص میتوزی در سلول‌های مغز استخوان موش‌ها بود.
مواد و روش‌ها: بیست و چهار موش بالغ در چهار گروه شش تایی به طور تصادفی قرار گرفتند. به گروه کنترل منفی (گروه اول) شش روز متوالی آب مقطر را به صورت خوراکی مصرف کردند. گروه دوم یک تزریق داخل صفاقی (i.p.) MTX (20 میلی‌گرم بر کیلوگرم وزن بدن) داشتند. به گروه سوم به مدت شش روز عصاره C. sativum به صورت خوراکی با دوز 600 میلی‌گرم بر کیلوگرم وزن بدن داده شد. گروه چهارم دریافت کننده یک دوز داخل صفاقی MTX (20 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و به دنبال آن عصاره C. sativum (600 میلی‌گرم بر کیلوگرم) به مدت شش روز بود. پس از اتمام آزمایش ها، برای ارزیابی ناهنجاری‌های کروموزومی و تعیین شاخص میتوزی با استفاده از روش‌های استاندارد سیتوژنتیک از نمونه‌های مغز استخوان استفاده شد.
نتایج: موش‌هایی که MTX دریافت کرده بودند نسبت به گروه کنترل ناهنجاری‌های کروموزومی بسیار بیشتر و شاخص میتوزی بسیار پایین‌تری را نشان دادند. در حالی‌که، حیوانات تیمار شده با عصاره C. sativum نسبت به گروه کنترل ناهنجاری‌های کروموزومی بسیار کمتر و شاخص میتوزی بسیار بالاتری را نشان دادند. همچنین در گروهی که هم با MTX و هم با C. sativum تیمار شده بودند اثر محافظتی خوبی را نشان دادند که میتواند نشان دهنده این باشد که C. sativum با اثرات سیتوتوکسیک و ژنوتوکسیک MTX مقابله کند.
نتیجه گیری: با توجه به مشاهده کاهش ناهنجاری‌های کروموزومی و افزایش شاخص میتوزی در اثر تیمار با C. sativum، می توان نتیجه گرفت که این عصاره پتانسیل خوبی برای محافظت سلولی و محافظت ژنتیکی در برابر آسیب ناشی از MTX را دارد. لذا، نتایج این پژوهش، از توانایی بالقوه C. sativum به عنوان یک عامل شیمی‌درمانی پیشگیرانه امیدوارکننده برای کاهش اثرات نامطلوب ژنوتوکسیک متوترکسات حمایت می‌کنند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Protective activity of Coriandrum sativum extract on methotrexate-induced genotoxicity in Swiss albino mice

نویسنده [English]

  • Aseel Raheem Mardan Al-Aamiri
Department of Biology, College of Education, Al-Qadisiyah University, Al-Qadisiyah, Iraq
چکیده [English]

Objective
Spice crops have been widely recognized for the diverse health benefits and important bioactive compounds synthesized in them. One of these plants is coriander (C. sativum). This annual plant has high commercial value, antibacterial, antioxidant, antihyperlipidemic, antidiabetic and neuroprotective activities, and is used in Mediterranean and European regions for its seeds and fresh leaves. Therefore, the goal of this research was to explore the protective mechanism of coriander extract in response to methotrexate (MTX)-induced chromosomal abnormalities and changes in mitotic index in mouse bone marrow cells.
Materials and methods
Twenty-four adult mice were randomly divided into four groups of six. The negative control group (group I) received distilled water orally for six consecutive days. The second group received an intraperitoneal (i.p.) injection of MTX (20 mg/kg body weight). The third group received C. sativum extract orally at a dose of 600 mg/kg body weight for six days. The fourth group was provided MTX (20 mg/kg, intraperitoneal) once, and C. sativum extract (600 mg/kg) for 6 days. Then, medullary cancer samples were analysed for chromosomal aberrations and the mitotic index in short term cultures by a conventional citogenetic technique.
Results
MTX-treated mice had significantly more chromosomal abnormalities and a lower mitotic index than controls. In contrast, the quantity of chromosomal abnormalities was markedly lower in C.sativum extract treated animals as opposed to control. Furthermore, a good protective effect was demonstrated in the group of animals treated with both MTX and C. sativum that might suggest that obtained C. sativum is able to alleviate the cytotoxic and genotoxic activity of MTX.


Conclusions
Based on the decrease of chromosomal aberrations and mitotic index observed after C. sativum treatment, it can be concluded that this extract is a good candidate for cytoprotection and genomic protection against damage induced by MTX. Therefore, the results of this research confirm the ability of C. sativum to be a hopeful protective chemopreventive agent for decreasing methotrexate-induced genotoxic effects.

کلیدواژه‌ها [English]

  • chromosomal aberrations
  • Coriandrum sativum
  • methotrexate
  • mice
  • mitotic index
Alam, S. S., Hafiz, N. A., & Abd El-Rahim, A. H. (2011). Protective role of taurine against genotoxic damage in mice treated with methotrexate and tamoxifen. Environmental Toxicology and Pharmacology, 31(1), 143-152. https://doi.org/10.1016/j.etap.2010.10.001
Alfy, N.Z., Mahmoud, M.F., El-Ashry, S.R., & Alqosaibi, A.I. (2016). Genotoxic Effect of Methotrexate on Bone Marrow Chromosomes and DNA of Male Albino Mice (Mus musculus). The Egyptian Journal of Hospital Medicine, 64, 350-363. https://ejhm.journals.ekb.eg/issue_3202_3203.html
Amirteymoori, E., Khezri, A., Dayani, O., Mohammadabadi, M., Khorasani, S., Mousaie, A., & Kazemi-Bonchenari, M. (2021). Effects of linseed processing method (ground versus extruded) and dietary crude protein content on performance, digestibility, ruminal fermentation pattern, and rumen protozoa population in growing lambs. Italian Journal of Animal Science, 20(1), 1506-1517. https://doi.org/10.1080/1828051X.2021.1984324
Bonadonna, G., Valagussa, P., & Veronesi, U. (2008). Lessons from the initial adjuvant cyclophosphamide, methotrexate, and fluorouracil studies in operable breast cancer. Journal of Clinical Oncology, 26(3), 342-344. https://doi.org/10.1200/JCO.2007.13.8149
Chahal, K., Singh, R., Kumar, A., & Bhardwaj, U. (2017). Chemical composition and biological activity of Coriandrum sativum L.: A review. Indian Journal of Natural Products and Resources, 8(3), 193-203. https://doi.org/10.56042/ijnpr.v8i3.13136
Cortés-Eslava, J., Gómez-Arroyo, S., Villalobos-Pietrini, R., & Espinosa-Aguirre, J. J. (2004). Antimutagenicity of coriander (Coriandrum sativum) juice on the mutagenesis produced by plant metabolites of aromatic amines. Toxicology Letters, 153(2), 283-292. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2004.05.011
Deepa, B., & Anuradha, C. V. (2011). Antioxidant potential of Coriandrum sativum L. seed extract. Indian Journal of Experimental Biology, 49(1), 30-38. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21365993/
Donia, G. R. (2019). Protective effect of coriander (Coriandrum sativum) against lead toxicity in rabbits. European Journal of Biomedical and Pharmaceutical Sciences, 6(13), 520-532. https://www.ejbps.com/ejbps/abstract_id/6393
dos Santos, P. C., Dutra, J. C., Delarmelina, J. M., Tose, L. V., Romão, W., Jamal, C. M., França, H. S., & do Carmo Pimentel Batitucci, M. (2018). Coriandrum sativum grown under organic or chemical fertilizer effectively prevents DNA damage: Preliminary phytochemical screening, flavonoid content, ESI (-) FT-ICR MS, in vitro antioxidant and in vivo (mice bone marrow) antimutagenic activity against cyclophosphamide. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 8(6), 292-301. https://doi.org/10.4103/2221-1691.235324
Fenech, M. (2000). The in vitro micronucleus technique. Mutation Research, 455(1-2), 81-95. https://doi.org/10.1016/s0027-5107(00)00065-8
Howard, S. C., McCormick, J., Pui, C. H., Buddington, R. K., & Harvey, R. D. (2016). Preventing and managing toxicities of high-dose methotrexate. The Oncologist, 21(12), 1471-1482. https://doi.org/10.1634/theoncologist.2015-0164
Kansal, L., Sharma, V., Sharma, A.K., Lodi, S., & Sharma, S. (2011). Protective role of Coriandrum sativum (coriander) extracts against lead nitrate induced oxidative stress and tissue damage in the liver and kidney in male mice. International Journal of Applied Biology and Pharmaceutical Technology 2(3), 65-83. https://www.fortunejournals.com/ijabpt/volume-2-issue-3.php
Khezri, A., Shafabakhsh, H., Alizadeh, A., Mohammadabadi, M., & Shakeri, M. (2025). Effects of Encapsulated Mixtures of Plant Essential Oils and Organic Acids as an Alternative to Antibiotic Growth Promoters on Humoral Immune Response and Expression of Interleukin-4 and Interferon-Gamma Genes in Broilers. Journal of Poultry Sciences and Avian Diseases 3(3), 12-19. https://doi.org/10.61838/kman.jpsad.3.3.3  
Mahleyuddin, N. N., Moshawih, S., Ming, L. C., Zulkifly, H. H., Kifli, N., Loy, M. J., Sarker, M. M. R., Al-Worafi, Y. M., Goh, B. H., Thuraisingam, S., & Goh, H. P. (2021). Coriandrum sativum L.: A review on ethnopharmacology, phytochemistry, and cardiovascular benefits. Molecules, 27(1), Article 209. https://doi.org/10.3390/molecules27010209
Mandal, S., & Mandal, M. (2015). Coriander (Coriandrum sativum L.) essential oil: Chemistry and biological activity. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 5(6), 421-428. https://doi.org/10.1016/j.apjtb.2015.04.001
Mohammadabadi, M., Afsharmanesh, M., Khezri, A., Kheyrodin, H., Babenko, O., Borshch, O. O., Kalashnyk, O., Nechyporenko, O., Afanasenko, V., Slynko, V., & Usenko, S. (2025). Effect of mealworm on GBP4L gene expression in the spleen tissue of Ross broiler chickens. Agricultural Biotechnology Journal, 17(2), 343-360. https://doi.org/10.22103/jab.2025.25277.1714
Mohammadabadi, M., Babenko, O., Borshch, O. O., Kalashnyk, O., Ievstafiieva, Y., & Buchkovska, V. (2024). Measurement of the relative expression pattern of the UCP2 gene in different tissues of the Raini Cashmere goat. Agricultural Biotechnology Journal, 16(3), 317-332. https://doi.org/10.22103/jab.2024.24337.1627
Nadeem, M., Anjum, F. M., Khan, M. I., Tehseen, S., El-Ghorab, A., & Sultan, J. I. (2013). Nutritional and medicinal aspects of coriander (Coriandrum sativum L.): A review. British Food Journal, 115(5), 743-755. https://doi.org/10.1108/00070701311331526
Padmanabhan, S., Tripathi, D. N., Vikram, A., Ramarao, P., & Jena, G. B. (2009). Methotrexate-induced cytotoxicity and genotoxicity in germ cells of mice: Intervention of folic and folinic acid. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, 673(1), 43-52. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2008.11.011
Pellizzer, C., Bello, E., Adler, S., Hartung, T., & Bremer, S. (2004). Detection of tissue-specific effects by methotrexate on differentiating mouse embryonic stem cells. Birth Defects Research Part B: Developmental and Reproductive Toxicology, 71(5), 331-341. https://doi.org/10.1002/bdrb.20019
Preston, R. J., Dean, B. J., Galloway, S., Holden, H., McFee, A. F., & Shelby, M. (1987). Mammalian in vivo cytogenetic assays: Analysis of chromosome aberrations in bone marrow cells. Mutation Research/Genetic Toxicology, 189(2), 157-165. https://doi.org/10.1016/0165-1218(87)90021-8
Rababa'h, A. M., Alzoubi, K. H., Khabour, O. F., & Ababneh, M. (2021). Ameliorative effect of metformin on methotrexate-induced genotoxicity: An in vitro study in human cultured lymphocytes. Biomedical Reports, 15(1), 59. https://doi.org/10.3892/br.2021.1435
Riella, K. R., Marinho, R. R., Santos, J. S., Pereira-Filho, R. N., Cardoso, J. C., Albuquerque-Junior, R. L., & Thomazzi, S. M. (2012). Anti-inflammatory and cicatrizing activities of thymol, a monoterpene of the essential oil from Lippia gracilis, in rodents. Journal of Ethnopharmacology, 143(2), 656-663. https://doi.org/10.1016/j.jep.2012.07.028
Roudbar, M. A., Mohammadabadi, M. R., & Salmani, V. (2015). Epigenetics: A new challenge in animal breeding. Genetics in the Third Millennium, 12(4), 3736-3751. https://www.researchgate.net/publication/281109256_Epigenetics_A_new_Challenge_In_Animal_Breeding
Safaei, S. M. H., Mohammadabadi, M., Moradi, B., Kalashnyk, O., Klopenko, N., Babenko, O., Borshch, O. O., & Afanasenko, V. (2025). Corrigendum: Role of fennel (Foeniculum vulgare) seed powder in increasing testosterone and IGF1 gene expression in the testis of lamb. Gene Expression, 24(4), Article e00020C. https://doi.org/10.14218/GE.2023.00020C
Tang, E. L., Rajarajeswaran, J., Fung, S. Y., & Kanthimathi, M. S. (2013). Antioxidant activity of Coriandrum sativum and protection against DNA damage and cancer cell migration. BMC Complementary and Alternative Medicine, 13, Article 347. https://doi.org/10.1186/1472-6882-13-347
Tian, N., Lv, D. Y., Yu, J., & Ma, W. Y. (2020). Methotrexate impaired in vivo matured mouse oocyte quality and the possible mechanisms. BMC Molecular and Cell Biology, 21(1), Article 51. https://doi.org/10.1186/s12860-020-00298-7
Vahabzadeh, M., Chamani, M. M., Dayani, O., Sadeghi, A. A., & Mohammadabadi, M. R. (2021). Effects of sweet marjoram (Origanum majorana) powder on growth performance, nutrient digestibility, rumen fermentation, meat quality and humoral immune response in fattening lambs. Iranian Journal of Applied Animal Science, 11(3), 567-576. https://sanad.iau.ir/Journal/ijas/Article/1023983
Vahabzadeh, M., Chamani, M., Dayani, O., & Sadeghi, A. A. (2020). Effect of Origanum majorana leaf (sweet marjoram) feeding on lamb’s growth, carcass characteristics, and blood biochemical parameters. Small Ruminant Research, 192, Article 106233. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2020.106233