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Essence aromatique du Géranium Odorant (Pelargonium graveolens L’Hérit.) d’Algérie : exploration des propriétés antioxydante, anti-inflammatoire et anticancéreuse (anti-angiogénique et cytotoxique), in vitro et in ovo, vis-à-vis de différentes lignées cellulaires cancéreuses métastasiques - 03/09/21

Rose-scented geranium essential oil from Algeria (Pelargonium graveolens L’Hérit.): Assessment of antioxidant, anti-inflammatory and anticancer properties against different metastatic cancer cell lines

Doi : 10.1016/j.pharma.2021.07.002 
M.N. Boukhatem a, b, c, , T. Sudha a, N.H.E. Darwish a, d, H.G. Nada a, e, S.A. Mousa a
a The Pharmaceutical Research Institute, Albany College of Pharmacy and Health Sciences, Rensselaer, NY 12144, États-Unis 
b Département de Biologie, Faculté des sciences de la nature et de la vie, Université Blida 1, BP 270, Blida 09000, Algérie 
c Laboratoire Ethnobotanique et Substances Naturelles, École Normale Supérieure de Kouba, Alger, Algérie 
d Clinical pathology department, hematology unit, Mansoura faculty of medicine, Mansoura university, Mansoura 35516, Égypte 
e Drug radiation research department, national center for radiation research and technology (NCRRT), Atomic energy authority (AEA), Cairo, Égypte 

Auteur correspondant.
En prensa. Pruebas corregidas por el autor. Disponible en línea desde el Friday 03 September 2021
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Resumen

Points essentiels

Le citronellol est le composé majorité de l’huile du géranium rosat.
L’huile du géranium s’est distinguée par ses propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires in vitro.
L’huile du géranium exerce un effet anti-angiogénique via l’inhibition de la néo-vascularisation in ovo.
L’essence aromatique du géranium est douée d’un potentiel antitumoral sur des lignées cancéreuses métastasiques.

El texto completo de este artículo está disponible en PDF.

Résumé

Introduction

L’étude des produits naturels est l’une des stratégies mises en œuvre pour la découverte de nouvelles drogues utilisables en thérapie anticancéreuse. En Algérie, le potentiel cytotoxique des plantes aromatiques et médicinales est très peu exploré.

Objectifs

Dans cette optique, ce travail visait à évaluer les propriétés antioxydante, anti-inflammatoire et anticancéreuse de l’huile essentielle (HE) distillée d’une plante à parfum, le géranium rosat (Pelargonium graveolens), ainsi que de ces deux composés majoritaire (citronellol) et caractéristique (linalool).

Résultats

La composition chimique de l’HE a été déterminée par analyse chromatographique et a révélé la présence du citronellol comme composé majoritaire avec un taux de 25,84 %. Un fort pouvoir chélateur des alcools terpéniques (IC50=1,58±0,23mg/mL pour le citronellol) a été obtenu, avec une différence significative (p<0,05) en comparaison avec les antioxydants standards utilisés (acide L-ascorbique et butylhydroxyanisol). L’essence du géranium s’est distinguée par une action anti-inflammatoire intéressante avec une IC50 la plus faible, équivalente à 4,63±0,3mg/mL, et constitue un bon stabilisateur de la membrane des érythrocytes. Son composé majoritaire, le citronellol, a présenté, lui aussi, le meilleur effet anti-inflammatoire (IC50=0,74±0,09mg/mL) de tous les composés testés. Sur un autre registre, nous avons exploré l’effet anticancéreux de l’HE sur deux principales voies impliquées dans le développement des cancers, l’angiogenèse et la prolifération cellulaire, via des essais biologiques in ovo sur une membrane chorio-allantoïdienne (CAM) des œufs embryonnés de poulet, et in vitro via l’étude de sa cytotoxicité sur différentes lignées cancéreuses métastasiques mammaire (MDA-MB-231), gastrique (AGS) et cutanée (MV3). Dans le modèle CAM, la densité de micro-vaisseaux est de 75±10 dans le groupe supplémenté en HE par rapport à 140±9 pour le groupe contrôle (b-FGF). En outre, l’essence du géranium odorant s’est démarquée en réduisant significativement le nombre de vaisseaux néo-formés. L’activité antiproliférative a été explorée par la technique d’inhibition de la prolifération cellulaire et la viabilité des cellules a été mesurée en utilisant un test colorimétrique (MTT). Les résultats obtenus ont révélé que le traitement des lignées cancéreuses avec différentes concentrations en HE réduit, d’une manière dose-dépendante, le taux de viabilité cellulaire. L’HE a présenté une activité antiproliférative la plus importante sur la lignée AGS avec un taux d’inhibition de 92,87±0,13 % à la plus haute dose (4μL/mL), suivie par la lignée MV3 (88,76±0,96 %).

Conclusion et perspectives

Les résultats de ces travaux montrent que l’essence aromatique du géranium odorant a un potentiel antitumoral sur des lignées cellulaires cancéreuses métastasiques. Elle s’est distinguée par ses potentialités antiproliférative, anti-angiogénique, antioxydante et anti-inflammatoire. Ce vaste réservoir végétal pourrait renfermer de nouvelles molécules, aux structures originales, qui pourraient devenir les chefs de file de nos futurs médicaments anticancéreux.

El texto completo de este artículo está disponible en PDF.

Summary

Introduction

The study of natural products is one of the strategies implemented for the discovery of new compounds that can be used in cancer therapy. Aromatic herbs and medicinal plants found in Algeria and their anti-angiogenesis and cytotoxic potentials against cancer have not been much explored.

Objectives

Our work aimed to evaluate the antioxidant, anti-inflammatory and anticancer properties of the essential oil (EO) extracted from rose-scented geranium (Pelargonium graveolens) and its major (citronellol) and characteristic (linalool) constituents.

Results

The chemical composition of EO was determined with chromatographic analysis and revealed the presence of citronellol as the major compound (25.84%). A strong chelating power of terpene alcohols (IC50=1.58±0.23mg/mL for citronellol) was found, with a significant difference (P<0.05) compared with the standard antioxidants used (L-ascorbic acid and butylated hydroxyanisole). The EO is distinguished by an interesting anti-inflammatory effect with the lowest IC50 (4.63±0.3mg/mL), and it constitutes a good stabilizer of the erythrocyte membrane. Citronellol also exhibited the best anti-inflammatory effect (IC50=0.74±0.09mg/mL). We also assessed the anticancer effect of EO on two main pathways involved in cancer development, angiogenesis and cell proliferation, using in ovo bioassays with a chorio-allantoic membrane (CAM) of chicken eggs and in vitro assays of its cytotoxicity on different metastatic breast cancer (MDA-MB-231), gastric (AGS) and melanoma (MV3) cell lines. In the CAM model, the density of micro-vessels is 75±10 in the group supplemented with EO compared to 140±9 for the control group (b-FGF). In addition, the EO significantly reduced the number of newly formed vessels. The cytotoxicity was evaluated using the cell proliferation inhibition method and cell viability was measured using the MTT test. Results revealed that the treatment of cancer lines with different concentrations of EO reduces the rate of cell viability in a dose-dependent manner. EO showed the greatest cytotoxicity on the AGS line with an inhibition rate of 92.87±0.13% at the highest dose (4μL/mL), followed by the MV3 line (88.76±0.96%).

Conclusion and prospects

Data demonstrated that rose-scented geranium EO has an antitumor potential on metastatic cancer cell lines. It is distinguished by its antiproliferative, anti-angiogenic, and anti-inflammatory activities. Medicinal plants might contain new molecules, with new structures, which could become lead candidate among future anticancer drugs.

El texto completo de este artículo está disponible en PDF.

Mots clés : Activité anticancéreuse, Huiles essentielles, Géranium rosat, Citronellol, Angiogenèse, Propriétés cytotoxiques, Lignées métastasiques, HET-CAM

Keywords : Anticancer activity, Essential oils, Rose-scented geranium, Citronellol, Angiogenesis, Cytotoxicity, HET-CAM


Esquema


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