Cytotoxic effect of compounds isolated from Goniothalamus marcanii Craib stem barks

Abstract

Goniothalamus marcanii Craib (synonym of Goniothalamus tamirensis Pierre ex Finet & Gagnep) belongs to the Annonaceae family, locally known as Khao Lam in Thai. One study showed that the isolated compounds from stem barks exhibited a highly cytotoxic effect to human tumor cell lines. The objective of this study was to investigate the compounds which showed cytotoxic effect. The methods for isolation was a column chromatography, while the structures were identified by the spectroscopic methods. The bioactivity was determined by using SRB assay. The results showed that four compounds, a styryl-lactone (+)-goniodiol (1) and three alkaloids ouregidione (2) noraristolodione (3) velutinam (4) were isolated from G. marcanii stem barks. Compound 3 possessed the strongest activity (ED50 35.56 and 50.75 μM), for A549 (lung) cells and HeLa (cervix) cells, respectively. The compounds displayed cytotoxic activity but less than that of doxorubicin a conventional chemotherapeutic drug, the ED50 levels of which were 0.13 and 0.12 μM for A549 and HeLa cells, respectively. On the other hand, compound 2 and 4 which could be evaluated from selective index values (SI 1.25 and 1.70, respectively) showed lower toxicity toward normal cells (MRC5) than doxorubicin (SI = 1.07). From this study, G. marcanii stem barks found to be a new source of compounds 1-4. In addition, the investigation of compound 3 for cytotoxic activity and the evaluation of compounds 1 and 2 for cytotoxic activity to HeLa cell line have been reported for the first time. Likewise, compound 4 was first evaluated for cytotoxic activity to A549 cell line.

Goniothalamus marcanii Craib (ชื่อพ้อง Goniothalamus tamirensis Pierre ex Finet & Gagnep) วงศ์ Annonaceae มีชื่อไทยว่า ข้าวหลาม จากการศึกษาที่ผ่านมาพบว่า เปลือกต้นมีสารสำคัญที่เป็น พิษต่อเซลล์มะเร็ง วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้เพื่อศึกษาหาสารสำคัญและทดสอบความเป็นพิษต่อ เซลล์มะเร็งของสารที่แยกได้ เทคนิคที่ใช้ในการแยกได้แก่ column chromatography ได้หาโครงสร้างสาร ด้วยวิธีทางสเปกโตรสโคปี (UV, IR, MS, optical rotation, 1D และ 2D NMR) และทดสอบฤทธิ์ด้วยวิธี SRB assay ผลการวิจัยพบว่า สาร 4 ตัวที่แยกได้จากเปลือกต้น G. marcanii เป็นสารกลุ่ม styryl lactone คือ (+)- goniodiol (1) และกลุ่ม alkaloids คือ ouregidione (2), noraristolodione (3) และ velutinam (4) โดยสารตัวที่ 3 มีฤทธิ์ เป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งได้สูงที่สุดต่อเซลล์มะเร็งปอด (A549) และเซลล์มะเร็งปากมดลูก (HeLa) ที่ ค่า ED50 35.63 μM และ 35.29 μM ตามลำดับแต่มีฤทธิ์น้อยกว่ายาที่ใช้รักษาโรคมะเร็งคือ doxorubicin (ED50 0.13 และ 0.12 μM สำหรับเซลล์มะเร็งปอดและปากมดลูก ตามลำดับ) แต่สารตัวที่ 2 และ 4 พบความ เป็นพิษต่อเซลล์ปกติ (MRC5) น้อยกว่าโดยมีค่า selective index (SI) เท่ากับ 1.25 และ 1.70 ตามลำดับ เมื่อ เทียบกับ doxorubicin ที่มีค่า SI เท่ากับ 1.07 การศึกษานี้เป็นการสกัดแยกสารตัวที่ 1,2, 3, และ 4 ได้เป็นครั้ง แรกจากเปลือกต้นข้าวหลาม นอกจากนี้ยังเป็นครั้งแรกของการพิสูจน์ฤทธิ์ความเป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งของ สารตัวที่ 3 และฤทธิ์ความเป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งปากมดลูกของสารตัวที่ 1 และ 2 และสารตัวที่ 4 ได้ทดสอบ ความเป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งปอดเป็นครั้งแรก