The evaluation of antiproliferative and structural effects of statins on non-small-cell lung cancer cell line A549

Abstract

Statins are commonly prescribed anti-lipidemic and anti-cholesterol class of drugs. In addition to their major role, they have been found to have anti-cancer effects on in vitro, animal and clinical studies. The aim of this study was to investigate the structural effects of 6 different statins (rosuvastatin, pravastatin, simvastatin, lovastatin, fluvastatin and atorvastatin) on A549 cells by a spectroscopic method. MTT viability tests were carried out to detect the half maximal inhibitory concentrations (IC50) of each statin on A549 cells. The IC50 values were 50 μM for simvastatin, 150 μM for atorvastatin and pravastatin, and 170 μM for fluvastatin, 200 μM for rosuvastatin and lovastatin on A549 cells. The cells were treated with IC5, IC10 and IC50 values of each statins concentration and their whole cell extracts and lipid extracts were compared using FTIR spectroscopy which is one of the most useful techniques to evaluate the structural changes at the macromolecular functional group level. The results indicated that different statins have different prominent effects on A549 cells. All the statins studied caused observable conformational changes on DNA and proteome of A549 cells. Whereas atorvastatin led to lipidation, lovastatin and pravastatin indicated enormous lipid-lowering properties. Based on the cell lipid extracts it was found that hydrocarbon chain length, unsaturation index, phospholipid containing lipids and carbonyl index showed increasing except for rosuvastatin-treated A549 cells. This study indicated that statins caused significant structural and compositional changes on A549 cells based on a spectroscopic evaluation.

Statinler yaygın olarak kullanılmakta olan anti-lipidemik ve anti-kolesterol sınıfında yer alan ilaçlardır. Bu ana fonksiyonlarının yanı sıra anti-kanser etkileri in vitro, hayvan ve klinik çalışmalarda ortaya çıkarılmıştır. Bu çalışmanın amacı yapısal olarak birbirinden farklı olan 6 adet statinin (rosuvastatin, pravastatin, simvastatin, lovastatin, fluvastatin ve atorvastatin) A549 hücreleri üzerindeki yapısal etkilerinin bir spektroskopi metoduyla incelenmesidir. Yarı maksimum inhibitör konsantrasyonunu (IC50) belirlemek amacıyla MTT canlılık testi A549 hücrelerine uygulandı. IC50 değerleri simvastatin için 50 μM, atorvastatin ve pravastatin için 150 μM, fluvastatin için 170 μM rosuvastatin ve lovastatin için 200 μM olarak bulunmuştur. Hücreler statinlerin IC5, IC10 ve IC50 değerlerine tabi tutularak tüm hücre ve lipit ekstraktları, makromoleküler fonksiyonel grup seviyesinde değişimlerinin incelenmesinde çok kullanışlı bir yöntem olan FTIR spektroskopisi ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar farklı statinlerin A549 hücreleri üzerinde farklı önemli etkilere sahip olduğunu göstermiştir. Tüm statinler A549 hücreleri DNA’sında ve proteomunda gözlenebilir konformasyonel değişiklikler meydana getirmiştir. Atorvastatin lipidasyona sebep olurken, lovastatin ve pravastatin önemli derecede lipit düşürücü özellik göstermiştir. Hücre lipit ekstraktı sonuçlarına göre, hidrokarbon zincir uzunluğu, doymamışlık indeksi, fosfolipit içeren lipitler ve karbonil indeksi rosuvastatin muamele edilmiş A549 hücreleri hariç artış göstermiştir. Bu çalışmada statinlerin A549 hücreleri üzerinde önemli yapısal ve kompozisyonel değişikliklere sebep olduğu bir spektroskopik değerlendirme ile tespit edilmiştir.