Potential cytoprotection: antioxidant defence by caffeic acid phenethyl ester against free radical-induced damage of lipids, DNA, and proteins

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Abstract:

Oxidative stress is considered to be a major cause of cellular injuries in a variety of chronic health problems, such as carcinogenesis and neurodegenerative disorders. Caffeic acid phenethyl ester (CAPE), derived from the propolis of honeybee hives, possesses a variety of biological and pharmacological properties including antioxidant and anticancer activity. In the present study, we focused on the diverse antioxidative functionalities of CAPE and its related polyphenolic acid esters on cellular macromolecules in vitro. The effects on human erythrocyte membrane ghost lipid peroxidation, plasmid pBR322 DNA, and protein damage initiated by the water-soluble initiator 2,2′-azobis(2-amidinopropane) hydrochloride (AAPH) and hydrogen peroxide (H2O2) were monitored by formation of hydroperoxides and by DNA nicking assay, single-cell alkaline electrophoresis, and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. Our results showed that CAPE and its related polyphenolic acid esters elicited remarkable inhibitory effects on erythrocyte membrane lipid peroxidation, cellular DNA strand breakage, and protein fragmentation. The results suggest that CAPE is a potent exogenous cytoprotective and antigenotoxic agent against cell oxidative damage that could be used as a template for designing novel drugs to combat diseases induced by oxidative stress components, such as various types of cancer.

Le stress oxydatif est considéré comme une cause majeure de lésions cellulaires dans de nombreux problèmes de santé chroniques, tels que la carcinogénèse et les maladies neurodégénératives. L’ester phénéthylique d'acide caféique (CAPE), dérivé du propolis des ruches d’abeilles domestiques, possède diverses propriétés biologiques et pharmacologiques, notamment antioxydantes et anticancéreuses. Dans la présente étude, nous avons examiné les diverses fonctionnalités antioxydatives dans la macromolécule cellulaire de CAPE et de ses esters d’acide polyphénolique apparentés in vitro. Les effets sur la peroxydation lipidique d’hématies dépigmentées humaines et sur la lésion des protéines et de l’ADN du plasmide pBR322 induite par l’initiateur hydrosoluble chlorhydrate de 2,2′-azobis(2-amidinopropane) (AAPH) et le peroxyde d’hydrogène (H2O2) ont été suivis par la formation d’hydroperoxydes, la reconnaissance des cassures de l’ADN, l’électrophorèse sur gel en milieu alcalin d'une seule cellule et l’électrophorèse sur gel de polyacrylamide en présence de SDS. Nos résultats ont montré que CAPE et ses esters d’acide polyphénolique apparentés ont induit des effets inhibiteurs remarquables sur la peroxydation lipidique des hématies, la cassure des brins d’ADN cellulaire et la fragmentation des protéines. Ils donnent à penser que CAPE est un agent antigénotoxique et cytoprotecteur exogène puissant contre la lésion oxydative dans les cellules, et qu’il pourrait être utilisé comme modèle pour la conception d’un nouveau médicament qui pourrait lutter contre les maladies induites par les composants du stress oxydatif, c.-à-d. divers types de cancers.

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2008

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