Pro-Oxidant and Antiproliferative Effects of Strawberry Extracts on A549 Lung Cancer Cells

Lung cancer is the leading cause of cancer-related deaths worldwide. Every year, there are millions of confirmed cases of lung cancer, among which non-small cell lung cancer accounts for approximately 85%. Traditional therapeutic approaches such as chemotherapy and radiation therapy have burdened cancer patients with onerous physical and psychological challenges. Therefore, it is of great significance to discover safe and effective therapeutic drugs and elucidate their molecular mechanisms. Strawberries (Fragaria × ananassa) have attracted much attention due to their rich content of phenolic compounds, which play a significant role in anti-inflammatory, antioxidant and anti-cancer effects. The main research contents are as follows: 1. The first aim of this study is to evaluate the nutritional and phytochemical qualities of the fruit extract from the Francesca cultivar strawberries. This study determined the total antioxidant capacity, free radical scavenging ability, total phenolics, flavonoids, anthocyanins content of strawberries. The polyphenolic compounds in the methanol extract of strawberries were identified by UHPLC-ESI-QTOF-MS/MS. The results showed that the polyphenolic compounds in strawberries mainly include anthocyanins, flavanols and phenolic acids. 2. The second aim of this study is to evaluate the anti-proliferative effect of the methanol extract of the Francesca cultivar on human non-small cell lung cancer cells A549, as well as to investigate the potential molecular mechanisms underlying this effect. The cell viability, intracellular reactive oxygen species (ROS) production, apoptosis rate, changes in cell cycle, cell migration rate and colony formation assay of A549 cells treated with dried strawberry methanol extract (DSME) were evaluated. Additionally, the expression levels of mRNA and proteins were assessed to analyze and elucidate the main molecular pathways involved in the inhibition of A549 cell proliferation by DSME. The results showed that DSME increased ROS levels and promoted apoptosis, thereby inhibiting the activity of A549 cells. DSME also inhibited cell proliferation by activating the P53-P21-Rb pathway, which causes cell cycle arrest. At the same time, the cell migration rate and clony formation ability of A549 cells, as well as the expression of the EGFR/HER2 pathway, were all inhibited after treatment with DSME, suggesting that DSME has the potential to improve the prognosis of lung cancer. The above results indicated that strawberries contain a variety of polyphenol bioactive components and possess antioxidant properties. DSME inhibited the proliferation of human non-small cell lung cancer cells through multiple different signaling pathways and their interactions.

Il cancro ai polmoni è la principale causa di morte correlata al cancro a livello mondiale. Ogni anno si registrano milioni di casi confermati di cancro ai polmoni, tra i quali il carcinoma polmonare non a piccole cellule rappresenta circa l’85%. I tradizionali approcci terapeutici, come la chemioterapia e la radioterapia, impongono ai pazienti oncologici pesanti sfide fisiche e psicologiche. Pertanto, è di grande importanza scoprire farmaci terapeutici sicuri ed efficaci ed elucidarne i meccanismi molecolari. Le fragole (Fragaria × ananassa) hanno attirato molta attenzione grazie al loro ricco contenuto di composti fenolici, che svolgono un ruolo significativo negli effetti antinfiammatori, antiossidanti e antitumorali. I principali contenuti della ricerca sono i seguenti: Il primo obiettivo di questo studio è valutare le qualità nutrizionali e fitochimiche dell’estratto del frutto della cultivar di fragole Francesca. Sono stati determinati la capacità antiossidante totale, l’abilità di scavenging dei radicali liberi, il contenuto totale di polifenoli, flavonoidi e antociani delle fragole. I composti polifenolici dell’estratto metanolico delle fragole sono stati identificati mediante UHPLC-ESI-QTOF-MS/MS. I risultati hanno mostrato che i composti polifenolici presenti nelle fragole includono principalmente antociani, flavanoli e acidi fenolici. Il secondo obiettivo di questo studio è valutare l’effetto antiproliferativo dell’estratto metanolico della cultivar Francesca sulle cellule di carcinoma polmonare non a piccole cellule umane A549 e indagare i potenziali meccanismi molecolari alla base di questo effetto. Sono stati valutati la vitalità cellulare, la produzione intracellulare di specie reattive dell’ossigeno (ROS), il tasso di apoptosi, i cambiamenti nel ciclo cellulare, la velocità di migrazione e la formazione di colonie delle cellule A549 trattate con estratto metanolico di fragole essiccate (DSME). Inoltre, sono stati analizzati i livelli di espressione di mRNA e proteine per elucidare le principali vie molecolari coinvolte nell’inibizione della proliferazione delle cellule A549 da parte del DSME. I risultati hanno mostrato che il DSME aumenta i livelli di ROS e promuove l’apoptosi, inibendo così l’attività delle cellule A549. Il DSME ha inoltre inibito la proliferazione cellulare attivando il pathway P53-P21-Rb, causando arresto del ciclo cellulare. Allo stesso tempo, il tasso di migrazione e la capacità di formare colonie delle cellule A549, così come l’espressione della via EGFR/HER2, sono stati tutti inibiti dopo il trattamento con DSME, suggerendo che il DSME ha il potenziale per migliorare la prognosi del cancro ai polmoni. I risultati sopra descritti indicano che le fragole contengono una varietà di componenti bioattivi polifenolici e possiedono proprietà antiossidanti. Il DSME ha inibito la proliferazione delle cellule di carcinoma polmonare non a piccole cellule attraverso molteplici vie di segnalazione diverse e le loro interazioni.