3.51.4.1 Protirakovinový potenciál Physalis peruviana L. Calyx
Extrakty kalichu Goldenberry byly hodnoceny (Ballesteros-Vivas et al., 2019e) pro jejich schopnosti inhibovat růst lidského adenokarcinomu tlustého střeva (buňky HT-29) a dále určovat jeho potenciální toxicitu u normálních fibroblastů tlustého střeva (buňky CCD-18Co). Testované extrakty získané PLE vykazovaly nejsilnější inhibiční účinek (IC50 = 6,17 ± 4,50 μg / ml) na buňky HT-29 a mírný účinek na životaschopnost buněk CCD-18Co (IC50 = 73,45 ± 2,13 μg / ml) po 48 hodinách expozice. Index selektivity (SI) PLE-extraktu na HT-29 vzhledem k CCD-18Co buňkám vykazoval hodnoty 11,90 a 0,82 za 48, respektive 72 hodin, což ukazuje na vyšší selektivitu vůči HT-29 buňkám za 48 hodin. Obr. 3 ukazuje morfologické změny na ošetřených buňkách.
Obrázek 3. Obraz světelné mikroskopie (× 20) ilustrující morfologické změny vyvolané kalichovým PLE-extraktem (10 μg / ml) ve srovnání s pozitivními (5-FU, 50 μM ) a negativní kontrola v buňkách HT-29. Morfologické změny byly také hodnoceny po 24, 48 a 72 hodinách.
Převzato z Ballesteros-Vivas, D., Alvarez-Rivera, G., León, C., Morantes, SJ, Ibánez, E., Parada- Alfonso, F., Cifuentes, A., Valdés, A., 2019e. Antiproliferativní bioaktivita proti buňkám rakoviny tlustého střeva HT-29 extraktu bohatého na ananolidy z kalichy zlaté bobule (Physalis peruviana L.) zkoumané společností Foodomics. J. Funct. Potraviny 63.
Protinádorové vlastnosti extraktů z celé rostliny P. peruviana a jejích jednotlivých orgánů byly studovány také na modelech in-vitro vysoký antiproliferativní potenciál na několika lidských buněčných liniích rakoviny včetně tračníku (Demir et al., 2014; Wu et al, 2004a, 2004b, 2009). Antiproliferativní a apoptogenní aktivity vodného extraktu z ovoce P. peruviana byly také stanoveny proti SW480 (IC50 = 44,20 μg / ml) a SW620 (IC50 = 85,10 μg / ml) (Areiza-Mazo et al., 2013). Kromě toho byl také hodnocen protirakovinový účinek methanolového extraktu z větviček P. peruviana proti buňkám HCT116 vykazujícím významnou aktivitu (IC50 = 12,26 μg / ml) (Mbaveng et al., 2018). Quispe-Mauricio et al. (2009), stanovili cytotoxickou aktivitu extraktů z listů (IC50 = 0,35 μg / ml) a par (IC50 = 0,37 μg / ml) z P. peruviana na buňkách HT-29, které byly aktivnější než antineoplastické sloučeniny cisplatina a 5 FU použitých jako pozitivní kontroly. Navzdory slibným výsledkům získaným v kolorektálních nádorových buňkách rostoucích v monovrstvě by měla být provedena další výzkumná práce (např. S modely in-vivo a jinými testy) za účelem odhadu základních farmakokinetických parametrů za účelem stanovení účinné koncentrace za realističtějších fyziologických podmínek.
Protirakovinné vlastnosti 4βHWE a WE byly popsány ve vědecké literatuře na různých buněčných liniích vykazujících vysokou cytotoxickou aktivitu a 5,6-epoxy-2-en-1-onovou část z jejich chemické látky struktury souvisí s biologickou aktivitou (Lan et al., 2009; Yen et al., 2010). Kromě toho byl popsán mechanismus působení 4βHWE na inhibici růstu buněk HT-29 (Park et al., 2016).
Na molekulární úrovni bylo prokázáno, že extrakt z kalichu P. peruviana blokuje buňky v S fázi buněčného cyklu, které mohou být zprostředkovány PLK1, a mění expresi několika genů a metabolitů souvisejících s reakcí na oxidační stres. Analýza transkriptomik zejména odhalila změnu signální dráhy EIF2, která je zásadní pro zahájení translace a je primárně regulována reverzibilní fosforylací podjednotky eIF2a, která řídí translaci a tedy syntézu proteinů. Jedním z nejdůležitějších genů, které kontrolují aktivitu eIF2, je EIF2S2, který byl v ošetřených buňkách pozorován jako down-regulovaný, což by mohlo vysvětlovat antiproliferativní účinek léčby extraktem kalicha zlatého. Transkripční faktor ATF4, který řídí geny podílející se na transportu a metabolismu aminokyselin, byl vysoce down-regulován a předpokládá se, že aktivita tohoto transkripčního faktoru bude neaktivní. ATF4 také řídí geny podílející se na transportu a metabolismu aminokyselin, jako jsou cytoplazmaticky lokalizované aminoacyl-tRNA syntetázy, a také se ukázalo, že jsou down-regulované, stejně jako další, které se podílejí na metabolické cestě nabíjení tRNA. Tyto výsledky naznačují, že i když se zdá, že syntéza bílkovin je snížena, reakce buněčného stresu k obnovení buněčné homeostázy není plně aktivní. Ukázalo se, že metabolické cesty Glutathion Redox jsou nejvíce pozměněnou cestou. Jeho nadměrné zastoupení je založeno na up-regulaci několika genů.Vzhledem k tomu, že glutathion je hlavní odpovědnou za antioxidační kapacitu buněk proti reaktivním formám kyslíku (ROS), upregulace změněných genů zapojených do regenerace této redukované formy naznačuje, že se buňka snaží zvýšit svůj redukční potenciál ke zvýšení své antioxidační kapacity. . Kromě toho se také předpokládá, že mitotické role signální dráhy podobné pólu jako kináza budou neaktivní. Tyto kinázy jsou konzervativní rodinou enzymů, které hrají důležitou roli v progresi buněčného cyklu.
TRIB3, důležitý gen regulovaný ATF4, byl navržen jako nový marker pro prognózu u kolorektálního karcinomu (Ohoka et al. , 2005) a jeho down-regulace může vysvětlit antiproliferativní aktivitu extraktu. Dalším zajímavým transkripčním faktorem, u kterého se předpokládá aktivace, je NFE2L2, který reguluje expresi několika genů podílejících se na buněčné antioxidační kapacitě buněk (Mitsuishi et al., 2012) a některé z nich byly popsány v dráze Glutathione Redox Reactions I. Ukázalo se, že tento transkripční faktor má zásadní význam pro protinádorový účinek 4b-hydroxywithanolidu E v buňkách rakoviny prsu (Peng et al., 2016).
Několik transkripčních faktorů zapojených do různých aspektů progrese buněčného cyklu byly předpovězeny jako změněné, jako je MYC, který aktivuje nebo potlačuje transkripci velké skupiny genů zapojených do metabolismu, apoptózy a syntézy proteinů. MYC down-regulace souvisí s antiproliferativní aktivitou fenolických sloučenin nebo fenolických extraktů v různých modely rakovinných buněk (Manna et al., 2009; Moon et al., 2009; Valdés et al., 2012, 2015). Transkripční faktor TP53 byl také předpovídán jako aktivní. Některé geny kontrolované TP53 jsou dobře známé pro-apoptotické geny, jako jsou BAD, BAK1 a BCL2L11 (BIM), u kterých byly hladiny mRNA shledány up-regulovanými. Tyto geny se účastní mitochondriální (nebo vnitřní) apoptotické dráhy v reakci na buněčný stres. Další důležité geny, které byly shledány down-regulovanými, patří do rodiny chaperonů. V této linii uvádějí některé výzkumné práce, že withaferin A a 4b-hydroxywithanolid E indukují buněčnou smrt v buňkách rakoviny prsu kvůli jejich schopnosti inhibovat protein 90 tepelného šoku (Wang et al., 2012).
Studie metabolomiky potvrzují pozoruhodné zvýšení hladin oxidované formy glutathionu (GSSG) v ošetřených buňkách v souladu s údaji o transkriptomice, které ukazují změněné hladiny genů podílejících se na regeneraci redukované formy v důsledku oxidačního stresu. Kromě toho pozměněné hladiny derivátů karnitinu, jako je acetyl-, propionyl- (iso) valeryl-, (iso) butyryl- a hydroxybutyryl-L-karnitin, naznačují deregulaci v katabolické cestě beta-oxidace mastných kyselin v rakovinných buňkách při léčba. V tomto ohledu se uvádí, že zvýšená dostupnost mastných kyselin v mitochondriích zvyšuje tvorbu superoxidového aniontu (02−) v buňkách rakoviny tlustého střeva, což vede k buněčné smrti indukované apoptózou (Wenzel et al., 2005).
Ukázalo se, že L-fenylalanin a L-tyrosin jsou nejvíce pozměněné aminokyseliny, následované L-valinem a L-leucinem. Pozorovaná down-regulace genů zapojených do biosyntetické dráhy aminoacyl-tRNA z údajů transkriptomik může do jisté míry vysvětlit změněné hladiny výše zmíněných aminokyselin. Tato malá skupina esenciálních aminokyselin s rozvětveným řetězcem (Val, Leu) a aromatických (Phe, Tyr) (BCAA, respektive AAA) hraje důležitou roli při degradaci a přeměně bílkovin, syntéze glykogenu a energetickém metabolismu. několik nemocí (Chen et al., 2016).
Metabolomická data také naznačila pokles purinových nukleosidů, jako je inosin, xanthin a guanosin monofosfát, což naznačuje, že může být ovlivněna metabolická cesta purinu. Nižší hladiny metabolitu xanthinu jsou v souladu se sníženými hladinami AMP. Pozorované snížení hladin inosinu může ovlivnit biosyntetickou dráhu aminoacyl-tRNA. Zvýšené hladiny modifikovaných nukleosidů 1-methyladenosinu, které vznikají zpracováním tRNA methyltransferázami (Chujo a Suzuki, 2012), posilují toto pozorování z výsledků transkriptomik.
Deregulace v metabolismu pyrimidinových nukleosidů je doložena nižšími hladiny uridinu a uridin-5-monofosfátu a hladiny mRNA genů zapojených do interkonverze pyrimidinového ribonukleotidu byly hlavně down-regulovány. Na druhé straně může up-regulace uridindifosfát-N-acetylgalaktosaminu (UDP-GlcNAc) také indikovat dysfunkci metabolismu amino-cukrů. UDP-GlcNAc hraje důležitou roli v biosyntéze glykosaminoglykanů, proteoglykanů a glykolipidů. Poškození na této cestě může vést k škodlivým účinkům na intracelulární signalizaci, tepelné změny a proteolytický útok u řady různých proteinů (Milewski et al., 2006), což může přispět k vysvětlení poškození pozorovaného v buňkách HT-29 po léčbě extrakt z kalicha z kalicha.