IN-VITRO ANTICANCER ACTIVITY OF RHAMNUS SPP, ACACIA ETBAICA, AND PUNICA GRANATUM USED IN SAUDI ARABIA. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Hadeel Thesis Draft-15-7-2025) (AutoRecovered).pdf Restricted to Repository staff only until 23 July 2026. Download (2MB)

Arabic Abstract

الملخص الاسم الكامل: هديل حسين طه ابو حرب عنوان الرسالة: النشاط المضاد للسرطان في المختبر لنباتات السدر spp) (Rhamnus، والأكاسيا ) Acacia (etbaica، والرمان granatum) (Punica المستخدمة تقليديًا في المملكة العربية السعودية. التخصص: علوم الحياة- الهندسة الحيوية تاريخ الدرجة العلمية: مايو، 2025 بالنظر إلى استمرار العبء العالمي للسرطان في الارتفاع، تتزايد الحاجة إلى بدائل علاجية أكثر أمانًا وتيسرًا واستهدافًا. وقد استُخدمت عدة نباتات طبية، بما في ذلك الرمان و السدر و العراد في الطب التقليدي السعودي لعلاج مجموعة واسعة من الأمراض. وتمثل هذه النباتات مصدرًا واعدًا لمركبات محتملة مضادة للسرطان. تهدف هذه الدراسة إلى دراسة التركيب الكيميائي النباتي النوعي لمستخلصات ذلك الرمان و السدر و العراد واستكشاف التأثيرات السمية للخلايا والمحفزة للاستماتة بالمختبر الستخلصاتها الإيثانولية تحديدًا على خط الخلايا السرطانية MCF-7 وخلايا HEK-293 الطبيعية، مع التركيز على تقييم السمية الانتقائية. باستخدام اختبار MTT، أظهرت جميع المستخلصات النباتية الإيثانولية الثلاثة الرمان و السدر و العراد) سمية خلوية أكبر ضد خلايا سرطان الثدي MCF-7 مقارنة بالخلايا الطبيعية HEK293. وكانت قيم IC₅₀ لخلايا MCF-7 كما يلي: PG = 297.2 ميكروغرام/مل، RH = 151.0 ميكروغرام/مل، وAE = 208.6 ميكروغرام/مل. وبالمقارنة، كانت قيم IC₅₀ لخلايا HEK293 كما يلي: PG = 1030 ميكروغرام/مل، RH = 376.3 ميكروغرام/مل، وAE = 306.7 ميكروغرام/مل. وتراوحت قيم R² بين 0.8585 ,0.9891 مما يشير إلى اتساق جيد في استجابة الجرعات لجميع المعالجات. أكدت الفحوصات الكيميائية النباتية النوعية وجود مركبات نشطة بيولوجيًا مثل الفلافونويدات والفينولات. بالإضافة إلى اختبارات السمية الخلوية باستخدام اختبار MTT، تم إجراء تحليل qPCR لتقييم تعبير الجينات المحفزة للاستماتة.من بين المستخلصات التي تم اختبارها، أظهر مستخلص RH أعلى فاعلية ضد خلايا MCF-7، حيث بلغ IC₅₀ = 151.0 ميكروغرام/مل، يليه مستخلصا AE وPG. ومن الجدير بالذكر أن مستخلص AE أظهر أيضًا تأثيرات سمية ملحوظة على خلاي HEK-293 (IC₅₀ = 198.4 ميكروغرام/مل). وتؤكد هذه النتيجة أهمية تحقيق التوازن بين الفاعلية العلاجية والسلامة والانتقائية. تم كذلك تقييم تعبير بعض الجينات المحورية في عملية الاستماتة، بما في ذلك TP53 ,CASP9 , BAK1 , BCL-2, باستخدام تقنية qPCR للتحقق من الآليات التي تُحدث بها هذه المستخلصات النباتية موت الخلايا. وأظهرت النتائج حدوث زيادة ملحوظة في تعبير المؤشرات المحفزة للاستماتة في خلايا MCF-7، في حين لوحظت تغييرات طفيفة في خلايا HEK-293 الطبيعية. ومن الجدير بالذكر أن معاملة خلايا MCF-7 بمستخلص PG أدت إلى زيادة تقارب ثمانية أضعاف في نسبة BAK1 المحفز للاستماتة إلى BCL-2 المثبط لها، مما يشير إلى تنشيط مسار الاستماتة المعتمد على الميتوكوندريا. ختامًا، تشير هذه النتائج إلى أن مستخلصي RH , AE قد يكونان مرشحين محتملين كوكلاء طبيعيين ذوي تأثير سمي خلوى ومحفز للاستماتة. وتسلط هذه الدراسة الضوء على إمكانيات دمج المعرفة العشبية التقليدية مع الأساليب الحديثة لتحديد وتطوير علاجات جديدة مضادة للسرطان، خاصة لسرطان الثدي. الكلمات المفتاحية: مضاد للسرطان، مركبات نباتية فعالة، مستخلص نباتي، MCF-7، مستخلص عشبي، الرمان ، السدر .، العراد

English Abstract

ABSTRACT Full Name : Hadeel Hussein Taha Abu-Harb Thesis Title : In-Vitro Anticancer Activity of Rhamnus spp., Acacia etbaica, and Punica granatum Used in Saudi Arabia Major Field : Life Science-Bioengineering Date of Degree: May 2025 As the burden of cancer continues to rise worldwide, the demand for safer, more accessible, and targeted therapeutic alternatives are growing stronger. Several medicinal plant, including Acacia etbaica, Punica granatum, and Rhamnus spp have been used in Saudi traditional medicine to treat a wide range of diseases. They represent a promising source for potential anticancer compounds. This study aims to investigate the qualitative phytochemical composition of extracts from Punica granatum (PG), Rhamnus spp. (RH), and Acacia etbaica (AE) and explore the in vitro cytotoxic and apoptotic effects of ethanolic extracts specifically on the MCF-7 cancer cell line and normal HEK-293 cells, with a focus on assessing selective toxicity using the MTT assay and evaluating gene expression changes associated with apoptosis and cell proliferation through qPCR analysis. All three ethanolic plant extracts (PG, RH, and AE) showed greater cytotoxicity against MCF-7 breast cancer cells compared to normal HEK293 cells. The IC₅₀ values for MCF-7 were : PG = 297.2 µg/mL, RH = 151.0 µg/mL, and AE = 208.6 µg/mL. In comparison, the IC₅₀ values for HEK293 were PG = 1030 µg/mL, RH = 376.3 µg/mL, and AE = 306.7 µg/mL. The R² values ranged from 0.8585 to 0.9891, indicating good dose-response consistency across all treatments. Qualitative phytochemical screening confirmed the presence of bioactive constituents such as flavonoids and phenolics. In addition to cytotoxicity testing via MTT assay, qPCR analysis was conducted to assess the expression of proapoptotic genes. Among the tested extracts, RH exhibited the highest potency against MCF-7 cells, with an (IC₅₀ = 151.0 µg/mL), followed by AE and PG. Notably, AE also showed considerable cytotoxic effects on HEK-293 cells (IC₅₀ = 198.4 µg/mL). This finding underscores the importance of balancing therapeutic efficacy with safety and selectivity. The expression of key apoptotic genes, that include TP53, CASP9, BAK1, and BCL-2, were also assessed using quantitative PCR to investigate the mechanisms by which these plant extracts induce cell death. The results revealed marked upregulation of pro-apoptotic markers in MCF-7 cells, while normal HEK-293 exhibited minimal changes, Notably, PG treatment led to a nearly eightfold increase in the pro-apoptotic BAK1/anti-apoptotic BCL-2 ratio, the suggesting activation of mitochondrial- mediated apoptotic pathway. In conclusion, these findings indicate that RH and AE could be a probable as candidates for natural and cytotoxic and apoptotic agents. This study highlights the potential of integrating traditional herbal knowledge with modern approaches to identify and develop novel anticancer therapies particularly for breast cancer. Keywords: Anticancer, Phytochemical, Plant extract, MCF-7, Herbal extract, Punica granatum, Rhamnus spp., Acacia etbaica.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Research
Department:	College of Chemicals and Materials > Bioengineering
Committee Advisor:	Khalil, Amjad
Committee Members:	Al-Naib, Ibraheem and Al-Aateeq, suad
Depositing User:	HADEEL ABU HARB (g202210200)
Date Deposited:	03 Aug 2025 08:17
Last Modified:	03 Aug 2025 08:17
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143623