3.51.4.1 Anti-cancer Potential of Physalis peruviana L. Calyx
Goldenberry calyx extract blev evalueret af (Ballesteros-Vivas et al., 2019e) for deres evner til at hæmme væksten af humant colon adenocarcinom (HT-29 celler) såvel som til at bestemme dets potentielle toksicitet i normale kolonfibroblaster (CCD-18Co celler). De testede ekstrakter opnået af PLE viste den stærkeste hæmmende virkning (IC50 = 6,17 ± 4,50 μg / ml) på HT-29-celler og en lille effekt på CCD-18Co-cellernes levedygtighed (IC50 = 73,45 ± 2,13 μg / ml) ved 48 timer udstilling. Selektivitetsindekset (SI) af PLE-ekstrakt på HT-29 i forhold til CCD-18Co-celler viste værdier på henholdsvis 11,90 og 0,82 ved henholdsvis 48 og 72 timer, hvilket indikerer højere selektivitet over for HT-29-celler efter 48 timer. Fig. 3 viser de morfologiske ændringer på behandlede celler.
Figur 3. Lysmikroskopibillede (× 20), der illustrerer de morfologiske ændringer induceret af bægeret PLE-ekstrakt (10 μg / ml) sammenlignet med positive (5-FU, 50 μM og negativ kontrol i HT-29-celler. De morfologiske ændringer blev også evalueret efter 24, 48 og 72 timer. Genoptrykt fra Ballesteros-Vivas, D., Alvarez-Rivera, G., León, C., Morantes, SJ, Ibánez, E., Parada- Alfonso, F., Cifuentes, A., Valdés, A., 2019e. Antiproliferativ bioaktivitet mod HT-29 tyktarmskræftceller af et withanoliderigt ekstrakt fra gyldent bær (Physalis peruviana L.) bæger undersøgt af Foodomics. J. Funct. Fødevarer 63.
Anti-cancer egenskaber af ekstrakter fra P. peruviana hele planten og dens individuelle organer er også blevet undersøgt på in vitro modeller, der afslører et højt anti-proliferativt potentiale på flere humane kræftcellelinjer inklusive kolon (Demir et al., 2014; Wu et al, 2004a, 2004b, 2009). De antiproliferative og apoptogene aktiviteter af et vandigt ekstrakt fra P. peruviana-frugt blev også bestemt over for SW480 (IC50 = 44,20 μg / ml) og SW620 (IC50 = 85,10 μg / ml) (Areiza-Mazo et al., 2013). Desuden blev anti-cancer-effekten af en methanolisk ekstrakt fra P. peruviana-kviste også evalueret over for HCT116-celler, der viste en vigtig aktivitet (IC50 = 12,26 μg / ml) (Mbaveng et al., 2018). Quispe-Mauricio et al. (2009), etablerede den cytotoksiske aktivitet af bladekstrakterne (IC50 = 0,35 μg / ml) og dampe (IC50 = 0,37 μg / ml) fra P. peruviana på HT-29 celler, som var mere aktive end antineoplastiske forbindelser cisplatin og 5 FU anvendt som positive kontroller. På trods af de lovende resultater opnået i kolorektale tumorceller, der vokser i monolag, bør der foretages yderligere forskningsarbejde (f.eks. Med in vivo-modeller og andre assays) for at estimere den grundlæggende farmakokinetiske parameter for at etablere den effektive koncentration under mere realistiske fysiologiske forhold.
Anticanceregenskaberne af 4βHWE og WE er blevet beskrevet i videnskabelig litteratur på forskellige cellelinier, der viser en høj cytotoksisk aktivitet og 5,6-epoxy-2-en-1-on-delen fra deres kemiske strukturer har været relateret til biologisk aktivitet (Lan et al., 2009; Yen et al., 2010). Derudover er mekanismevirkningen af 4βHWE på inhibering af HT-29 cellevækst blevet beskrevet (Park et al., 2016).
På molekylært niveau blev P. peruviana calyx-ekstraktet vist at blokere celler i S-fasen af cellecyklussen, som kan være PLK1-medieret, og ændrer ekspressionen af adskillige gener og metabolitter relateret til det oxidative stressrespons. Især afslørede transkriptomikanalysen ændring af EIF2-signalvejen, hvilket er afgørende for translationinitiering, og den reguleres primært gennem reversibel phosphorylering af eIF2a-underenheden, der kontrollerer translationen og derfor proteinsyntesen. En af de vigtigste gener, der styrer eIF2-aktivitet, er EIF2S2, som blev observeret som nedreguleret i behandlede celler, og det kan forklare den antiforplantende effekt af guldbærbærsekstraktbehandlingen. Transkriptionsfaktor ATF4, der styrer gener involveret i aminosyretransport og metabolisme, var stærkt nedreguleret, og aktiviteten af denne transkriptionsfaktor forudsiges at være inaktiv. ATF4 kontrollerer også gener, der er involveret i aminosyretransport og metabolisme, såsom de cytoplasmisk-lokaliserede aminoacyl-tRNA-syntetaser, og de blev også vist nedregulerede såvel som andre involverede i tRNA-ladningens metaboliske vej. Disse resultater antyder, at selvom proteinsyntesen ser ud til at være reduceret, er det cellulære stressrespons for at gendanne den cellulære homeostase ikke fuldt aktivt.
Glutathion Redox-veje viste sig at være den mest ændrede metaboliske rute. Dens overrepræsentation er baseret på opregulering af flere gener.Da glutathion er hovedansvarlig for cellernes antioxidantkapacitet mod reaktive iltarter (ROS), antyder opreguleringen af ændrede gener involveret i regenerering af denne reducerede form, at cellen forsøger at øge dets reducerende potentiale for at øge sin antioxidantkapacitet . Derudover blev de mitotiske roller af Polo-lignende Kinase-signalvej også forudsagt som inaktive. Disse kinaser er en konserveret familie af enzymer, der spiller en vigtig rolle i cellecyklusprogression.
TRIB3, et vigtigt gen reguleret af ATF4, er blevet foreslået som en ny markør for prognose i kolorektal cancer (Ohoka et al. , 2005), og dens nedregulering kan forklare ekstraktets anti-proliferative aktivitet. En anden interessant transkriptionsfaktor forudsagt som aktiveret er NFE2L2, som regulerer ekspressionen af flere gener, der er involveret i cellernes cellulære antioxidantkapacitet (Mitsuishi et al., 2012), og nogle af dem er blevet beskrevet i Glutathione Redox Reaction I-vejen. Denne transkriptionsfaktor har vist sig at være afgørende for antitumoreffekten af 4b-hydroxywithanolid E i brystcancerceller (Peng et al., 2016).
Flere transkriptionsfaktorer involveret i forskellige aspekter af cellecyklusprogressionen blev forudsagt som ændret, såsom MYC, som aktiverer eller undertrykker transkription af en stor gruppe gener involveret i stofskifte, apoptose og proteinsyntese. MYC nedregulering har været relateret til den anti-proliferative aktivitet af phenolforbindelser eller phenolekstrakter i forskellige kræftcellemodeller (Manna et al., 2009; Moon et al., 2009; Valdés et al., 2012, 2015). TP53-transkriptionsfaktoren blev også forudsagt som aktiv. Nogle gener kontrolleret af TP53 er velkendte pro-apoptotiske gener såsom BAD, BAK1 og BCL2L11 (BIM), hvilke mRNA-niveauer blev opreguleret. Disse gener er involveret i den mitokondrielle (eller indre) apoptotiske vej som reaktion på cellulær stress. Andre vigtige gener, der findes nedreguleret, tilhører chaperonefamilien. I denne linje rapporterer nogle forskningsarbejder, at withaferin A og 4b-hydroxywithanolide E inducerer celledød i brystkræftceller på grund af deres evne til at hæmme varmechokproteinet 90 (Wang et al., 2012).
Metabolomics-undersøgelser bekræfter en bemærkelsesværdig stigning i den oxiderede form af glutathion (GSSG) -niveauer i behandlede celler i tråd med transkriptomiske data, der viser ændrede niveauer af gener involveret i regenerering af den reducerede form som et resultat af en oxidativ stress. Derudover indikerer de ændrede niveauer af carnitinderivater, såsom acetyl-, propionyl- (iso) valeryl-, (iso) butyryl- og hydroxybutyryl-L-carnitin, deregulering i den katabolske vej for beta-oxidation af fedtsyre i kræftceller efter behandling. I denne henseende rapporteres øget tilgængelighed af fedtsyrer i mitokondrier at øge dannelsen af superoxidanion (O2-) i tyktarmskræftceller, hvilket fører til apoptose-induceret celledød (Wenzel et al., 2005).
L-phenylalanin og L-tyrosin viste sig at være de mest ændrede aminosyrer efterfulgt af L-valin og L-leucin. Den observerede nedregulering af gener, der er involveret i aminoacyl-tRNA-biosyntesevejen fra transkriptomiske data, kan til en vis grad forklare de ændrede niveauer af ovennævnte aminosyrer. Denne lille gruppe essentielle forgrenede (Val, Leu) og aromatiske (Phe, Tyr) aminosyrer (henholdsvis BCAA og AAA) spiller vigtige roller i proteinnedbrydning og omsætning, glykogensyntese og energimetabolisme, der rapporteres som tidlige indikatorer for adskillige sygdomme (Chen et al., 2016).
Metabolomics-data indikerede også fald i purinnukleosider såsom inosin, xanthin og guanosinmonophosphat, hvilket tyder på, at purins metaboliske vej kan blive påvirket. Lavere niveauer af xanthinmetabolit er i overensstemmelse med nedregulerede niveauer af AMP. Det observerede fald i inosinniveauer kan påvirke aminoacyl-tRNA-biosyntesevejen. Forhøjede niveauer af de modificerede nukleosider 1-methyladenosin, genereret ved behandling af tRNA ved methyltransferaser (Chujo og Suzuki, 2012), forstærker denne observation fra trascriptomics-resultater.
Deregulering i pyrimidinnukleosidmetabolisme fremgår af det lavere niveauer af uridin og uridin 5-monophosphat, og mRNA-niveauerne af gener involveret i pyrimidin-ribonukleotid-interkonversionen var hovedsageligt nedreguleret. Til gengæld kan opregulering af uridindiphosphat-N-acetylgalactosamin (UDP-GlcNAc) også indikere dysfunktion ved aminosukkermetabolisme. UDP-GlcNAc spiller en vigtig rolle i glycosaminoglycaner, proteoglycaner og glycolipider biosyntese. Forringelse på denne rute kan føre til skadelige virkninger på intracellulær signalering, termisk ændring og proteolytisk angreb i et antal forskelligartede proteiner (Milewski et al., 2006), som kan bidrage til at forklare skaden observeret i HT-29-celler efter behandling med ekstrakt af guldbærbæger.