Comparative evaluation of the anti-proliferative, apoptotic, and migratory effects of aronia melanocarpa fruit extract on breast cancer cells and healthy endothelial cells

Abstract

Purpose: Aronia melanocarpa fruit, known for its antioxidant and cytotoxic properties, is recognized as a potential natural agent in cancer research. This investigation evaluated the in vitro effects of aronia fruit extract on cytotoxicity, cell migration, and the expression of apoptotic genes in MDA-MB-231 breast cancer cells and HUVEC healthy endothelial cells were examined. Methods: Cytotoxicity analyses were performed using the MTT assay, cell migration was assessed by scratch assay, and apoptotic gene expression was evaluated by RT-qPCR in MDA-MB-231 and HUVEC cells. Experiments were carried out in triplicate. For statistical evaluation, all analyses were performed using ANOVA, and differences with a p value of less than 0.05 were considered significant. Results: The cytotoxicity experiments demonstrated that the extract reduced the viability of MDA-MB-231 cells in a manner dependent on both exposure time and concentration, while in contrast, HUVEC cells exhibited an increase in viability after 24 and 48 hours of treatment. The IC₅₀ value was 148.92 µg/mL. cratch assays showed that the extract suppressed migration in MDA-MB-231 cells with no effect on HUVEC cells. RT-qPCR revealed increased Bcl-xL and decreased Bak, Caspase-3, and Caspase-8 in HUVEC cells, whereas MDA-MB-231 cells exhibited reduced Bcl-xL and elevated Bak, Caspase-3, and Caspase-8. Conclusion: These findings indicate that aronia fruit extract exhibits selective pro-apoptotic and cytotoxic effects in breast cancer cells while maintaining a safe profile in healthy cells. Further studies are required to elucidate molecular mechanisms related to apoptosis and evaluate the preclinical and clinical potential of aronia fruit extract.Amaç: Aronia melanocarpa meyvesi, antioksidan ve sitotoksik özellikleri nedeniyle kanser araştırmalarında potansiyel doğal bir ajan olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, aronya meyve ekstresinin MDA-MB-231 meme kanseri hücreleri ve HUVEC sağlıklı endotelyal hücrelerde sitotoksisite, hücre göçü ve apoptotik gen ekspresyonu üzerindeki in vitro etkileri incelenmiştir. Yöntem: MDA-MB-231 ve HUVEC hücrelerinde sitotoksisite analizleri MTT testi ile, hücre migrasyonu scratch testi ile ve apoptotik gen ekspresyonları RT-qPCR ile değerlendirilmiştir. Tüm deneyler üç tekrarlı olarak gerçekleştirilmiştir. Tüm istatistiksel değerlendirmeler ANOVA yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiş olup, p değeri 0,05’in altında olan farklar anlamlı kabul edilmiştir. Bulgular: Sitotoksisite deneyleri, ekstresin MDA-MB-231 hücrelerinin canlılığını hem uygulama süresine hem de konsantrasyona bağlı olarak azalttığını gösterirken, buna karşılık HUVEC hücrelerinin 24 ve 48 saatlik uygulama sonrası canlılıklarının arttığı gözlenmiştir. IC₅₀ değeri 148,92 μg/mL olarak hesaplanmıştır. Scratch testleri, ekstrenin MDA- MB-231 hücrelerinde göçü baskıladığını, HUVEC hücrelerinde ise belirgin bir etkisi olmadığını göstermiştir. RT-qPCR sonuçları, HUVEC hücrelerinde Bcl-xL seviyelerinin arttığını, Bak, Caspase-3 ve Caspase-8’in azaldığını; buna karşılık MDA- MB-231 hücrelerinde Bcl-xL’in azaldığını, Bak, Caspase-3 ve Caspase-8’in ise arttığını ortaya koymuştur. Sonuç: Bu bulgular, aronya meyve ekstraktının meme kanseri hücrelerinde seçici pro-apoptotik ve sitotoksik etkiler gösterirken sağlıklı hücrelerde güvenli bir profil sergilediğini göstermektedir. Aronya meyve ekstraktının apoptozla ilişkili moleküler mekanizmalarının daha kapsamlı şekilde aydınlatılması ve preklinik ile klinik potansiyelinin değerlendirilmesi için ileri çalışmalara ihtiyaç vardır.