بررسی اثرات محافظتی اسید آمینه ال-آرژنین بر سمیت سلولی، ژنتیکی و استرس اکسیداتیو ناشی از سیس پلاتین در سلول‌های نرمال کلیوی و لنفوسیت‌های خونی انسان

سابقه و هدف: ال-آرژنین به‌عنوان یک اسید آمینه ضروری است و برای سنتز گلوتاتیون استفاده می‌شود و از آن‌جایی‌که پیش‌ساز نیتریک اکساید نیز می‌باشد می‌تواند به‌عنوان پاک‌کننده‌ی رادیکال‌های آزاد و مهارکننده‌ی پراکسیداسیون لیپیدی عمل کند. از این‌رو مطالعه حاضر با هدف بررسی اثرحفاظتی ال-آرژنین بر سمیت سلولی، ژنتیکی و استرس اکسیداتیو ناشی از سیس پلاتین در سلول‌های نرمال کلیوی و لنفوسیت‌های خونی انسان انجام شد.مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، از سلول‌های نرمال کلیوی رده سلولیvero و لنفوسیت‌های خونی انسان استفاده شد. سلول‌های vero با غلظت‌های مختلف ال-آرژنین (9/35، 18/75، 37/5، 75، 150 و 300 میکروگرم بر میلی‌لیتر) با دوز آسیب‌زای سیس پلاتین (1/7 میکروگرم بر میلی‌لیتر) به‌صورت پیش تیمار بررسی شدند. ارزیابی بقا و زنده مانی سلولی و تعیین ic50 (غلظت مهاری) توسط تست mtt انجام شد. جهت بررسی سمیت ژنتیکی، با استفاده از سرنگ هپارینه 5 میلی‌لیترنمونه خون وریدی از یک داوطلب سالم غیر سیگاری و غیر الکلی گرفته شد و بعد از جداسازی لنفوسیت‌ها، غلظت‌های مختلف ال-آرژنین با سیس پلاتین در دوز بهینه القاکنندگی سمیت پیش درمانی شدند. جهت ارزیابی تولید میکرونوکلئوس در لنفوسیت‌های دو هسته‌ای مهار شده در ستوکینز لام تهیه و توسط میکروسکوپ نوری بررسی شد. هم‌چنین تست‌های استرس اکسیداتیو (ارزیابی میزان ros و mda) مورد سنجش قرار گرفتند که اندازه‌گیری میزان ros سلول با دستگاه فلوریمتری و با استفاده از معرف da-dcfh انجام شد. برای سنجش میزان مالون دی‌آلدهید(mda) تولید شده در فرآیند لیپید پراکسیداسیون از معرف تیوباربیتوریک اسید(tba) استفاده شد. بررسی داده‌ها با استفاده از آنالیز واریانس یک طرفه توسط نرم‌افزار graphpad prism.8 مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفت.یافته‌ها: اثرات سمیت سلولی سیس پلاتین در انکوباسیون 48 ساعته با غلظت‌های مختلف (0/39، 0/78، 1/56، 3/12، 6/25، 12.5، 25 و 50 میکروگرم بر میلی‌لیتر) به‌صورت وابسته به دوز مشخص شد و میزان ic50 7/1 میکروگرم بر میلی‌لیتر به‌دست آمد. براساس نتایج این مطالعه، پیش درمانی با ال-آرژنین در غلظت‌های 18/75، 37/5، 75، 150 و 300 میکروگرم برمیلی‌لیتر با سیس پلاتین 1/7 میکروگرم بر میلی‌لیتر، به‌طور قابل توجهی اثرات سیتوتوکسیک را کاهش داد به‌طوری‌که با افزایش غلظت ال-آرژنین، حیات سلول‌های نرمال ریوی در مقایسه با سیس پلاتین به تنهایی به‌عنوان گروه کنترل مثبت افزایش یافت. از سوی دیگر نتایج حاصل از تست میکرونوکلئوس نشان داد که ال-آرژنین به‌طور معناداری سبب مهار سمیت ژنتیکی سیس پلاتین درلنفوسیت‌های خونی انسان شد. به‌طوری‌که درغلظت 75/18 دارای اختلاف معنادار با گروه کنترل مثبت بود(0/05p<) و در غلظت‌های 37/5الی 300 میکروگرم بر میلی‌لیتراین اختلاف معناداری مشهود بود(0/001p<). هم‌چنین با تجویز ال-آرژنین در غلظت‌های مختلف، میزان استرس اکسیداتیو ناشی از سیس پلاتین از طریق کاهش تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ros) و مالون دی‌آلدهید(mda) مشاهده شد. از لحاظ آماری، ال-آرژنین در تمامی غلظت‌ها دارای اختلاف معنادار با گروه کنترل مثبت بود(0/001p<).استنتاج: نتایج مطالعه حاضر نشان داد، ال-آرژنین به‌عنوان یک ترکیب آنتی‌اکسیدان، سمیت سلولی و ژنتیکی و استرس اکسیداتیو ناشی از سیس پلاتین را در سلول‌های نرمال ریوی کلیوی(vero) و لنفوسیت‌های خونی انسان تعدیل کرد و اثرات محافظتی قابل ملاحظه‌ای را از خود نشان داد. از این‌رو می‌توان این امید را داشت که به‌عنوان یک ماده پیشگیری‌کننده مورد استفاده قرارگیرد. 

evaluating the protective effects of l-arginine against cisplatin-induced cytotoxicity, genotoxicity, and oxidative stress in normal kidney cells and human blood lymphocytes

background and purpose: l-arginine is an essential amino acid used for glutathione synthesis and as a precursor to nitric oxide, it can act as a free radical scavenger and inhibitor of lipid peroxidation. therefore, this study aimed to investigate the protective effect of l-arginine on cisplatin-induced cytotoxicity, genotoxicity, and oxidative stress in normal kidney cells and human blood lymphocytes.materials and methods: in this experimental study, normal kidney cells (vero cell line) and human blood lymphocytes were used. vero cells were pre-treated with various concentrations of l-arginine (9.35, 18.75, 37.5, 75, 150, and 300 µg/ml) and a damaging dose of cisplatin (1.7 µg/ml). cell viability and ic50 (inhibitory concentration) were evaluated using the mtt assay. for genotoxicity assessment, 5 ml of venous blood sample was collected from a healthy, non-smoking, non-alcoholic volunteer using a heparin syringe and after isolating lymphocytes, different concentrations of l-arginine were pre-treated with cisplatin at an optimal genotoxic dose. to evaluate micronucleus formation in cytokinesis-blocked binucleated lymphocytes, the slide was prepared and was evaluated by light microscopy. oxidative stress tests, including ros and mda levels, were conducted. ros levels were measured using a fluorimeter device and da-dcfh reagent. to measure the amount of malondialdehyde (mda) produced during the lipid peroxidation process thiobarbituric acid (tba) was used as a reagent. data analysis was performed using one-way anova with graphpad prism.8 software.results: cisplatin exhibited dose-dependent cytotoxicity at concentrations (0.39, 0.78, 1.56, 3.12, 6.25, 12.5, 25, and 50 μg/ml) after 48 hours incubation, with an ic50 of 1.7 μg/ml. based on the results of this study, pre-treatment with l-arginine at concentrations of 18.75, 37.5, 75, 150, and 300 μg/ml with 1.7 μg/ml cisplatin significantly reduced cytotoxic effects, so that with the increase of l-arginine concentration, increasing the viability of normal lung cells compared to cisplatin alone as a positive control group. on the other hand, micronucleus test results showed that l-arginine significantly inhibited the genotoxicity of cisplatin in human blood lymphocytes. so in the concentration of 18.75 µg/ml, there was a significant difference with the positive control group (p<0.05), and in concentrations 37.5 to 300 µg/ml this significant difference was evident (p<0.001). also, l-arginine in different concentrations, reduced oxidative stress caused by cisplatin by decreasing reactive oxygen species (ros) and malondialdehyde (mda) production. statistically, l-arginine had a significant difference with the positive control group in all concentrations (p<0.001). conclusion: the study demonstrated that l-arginine, as an antioxidant compound, moderated cisplatin-induced cytotoxicity, genotoxicity, and oxidative stress in normal kidney (vero) cells and human blood lymphocytes, showing significant protective effects. therefore, it can be hoped for potential use as a preventive agent.