Profile of Active Compounds and Biological Activity of Pachyrhizus erosus Tubers

Celem niniejszej pracy było oznaczenie zawartości związków aktywnych w bulwie kłębianu kątowatego wraz z oceną ich potencjału cytotoksycznego wobec zdrowych i nowotworowych komórek tarczycy, a także określenie działania przeciwzapalnego w modelu makrofagów RAW 264.7. Badaniom poddano skórkę i miąższ świeżej bulwy kłębiana kątowatego, a także skórkę i miąższ po 3 i 4 miesiącach mrożenia. Analizę fitoskładników przeprowadzono z wykorzystaniem wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC). Aktywność cytotoksyczną ekstraktów z bulwy badano na ludzkich liniach komórek nowotworów tarczycy (FTC133, 8505C i TPC1) oraz na ludzkiej linii komórek zdrowej tarczycy (Nthy-ori 3-1). Żywotność komórek określono przy użyciu kolorymetrycznego testu LDH. Aktywność przeciwzapalną ekstraktów z bulwy badano na mysich makrofagach RAW 264.7 stymulowanych LPS. TNF-alfa oraz IL-6 oznaczono za pomocą testów immunoenzymatycznych ELISA, a tlenek azotu (NO) za pomocą testu Griessa. Najwyższą zawartością związków izoflawonoidowych i kwasów fenolowych odznaczała się świeża skórka. Wykazano, że zawierała ona kwas chlorogenowy, kwas izochlorogenowy, daidzeinę oraz genisteinę. Świeży miąższ zawierał kwas chlorogenowy, kwas kawowy oraz daidzeinę. Udowodniono, że stężenie powyższych związków maleje wraz z czasem przechowywania/mrożenia.Najwyższą aktywnością cytotoksyczną wobec ludzkich linii komórek nowotworowych tarczycy odznaczały się ekstrakty ze skórki kłębiana. Wykazano również cytotoksyczne działanie ekstraktów ze skórki dla linii komórek zdrowej tarczycy. Nie stwierdzono zależności między okresem przechowywania/mrożenia bulwy, a siłą efektu cytotoksycznego. Zarówno ekstrakty z miąższu, jak i ze skórki wykazywały działanie przeciwzapalne. Ekstrakt z miąższu odznaczał się nieco silniejszą aktywnością przeciwzapalną. Nie wykazano zależności między okresem przechowywania/mrożenia bulw, a siłą efektu przeciwzapalnego.

The aim of the present study was to determine the content of active compounds in the Pachyrhizus erosus tuber, assess their cytotoxic potential against healthy and cancerous thyroid cells, and evaluate their anti-inflammatory effect in the RAW 264.7 macrophage model. The peel and flesh of fresh Pachyrhizus erosus tubers were tested, as well as those after 3 and 4 months of freezing. Phytonutrient analysis was performed using high-performance liquid chromatography (HPLC). The cytotoxic activity of the tuber extracts was tested on human thyroid cancer cell lines (FTC133, 8505C, and TPC1) and on a human healthy thyroid cell line (Nthy-ori 3-1). Cell viability was determined using a colorimetric LDH viability assay. The anti-inflammatory activity of the tuber extracts was tested on LPS-stimulated RAW 264.7 mouse macrophages. TNF-alpha and IL-6 levels were determined using ELISA immunoenzymatic assays, and nitric oxide (NO) levels were determined using the Griess assay. The highest amounts of isoflavonoid compounds and phenolic acids were found in the fresh peel, which contained chlorogenic acid, isochlorogenic acid, daidzein, and genistein. The fresh pulp contained chlorogenic acid, caffeic acid, and daidzein. It was found that the concentration of these compounds decreases with storage/freezing time. The highest cytotoxic activity against human thyroid cancer cell lines was found in the extracts from the Pachyrhizus erosus peel. Cytotoxic effects of peel extracts were also observed in healthy thyroid cell lines. There was no correlation between the storage/freezing period of the tuber and the strength of the cytotoxic effect. Both flesh and peel extracts showed anti-inflammatory effects, with the flesh extract showing slightly stronger anti-inflammatory activity. There was no correlation between the storage/freezing period of the tuber and the strength of the anti-inflammatory effect.