3.51.4.1 Antikankerpotentieel van Physalis peruviana L. Calyx
Goldenberry-kelk extracten werden geëvalueerd door (Ballesteros-Vivas et al., 2019e) vanwege hun vermogen om de groei van humaan colonadenocarcinoom (HT-29-cellen) te remmen, evenals om de potentiële toxiciteit ervan in normale colonfibroblasten (CCD-18Co-cellen) te bepalen. De geteste extracten verkregen door PLE vertoonden het sterkste remmende effect (IC50 = 6,17 ± 4,50 μg / ml) op HT-29-cellen en een gering effect op de levensvatbaarheid van CCD-18Co-cellen (IC50 = 73,45 ± 2,13 μg / ml) na 48 uur expositie. De selectiviteitsindex (SI) van PLE-extract op HT-29 met betrekking tot CCD-18Co-cellen vertoonde waarden van 11,90 en 0,82 na respectievelijk 48 en 72 uur, wat duidt op een hogere selectiviteit voor HT-29-cellen na 48 uur. Fig. 3 toont de morfologische veranderingen op behandelde cellen.
Figuur 3. Lichtmicroscopie afbeelding (× 20) die de morfologische veranderingen illustreert die worden veroorzaakt door het kelk PLE-extract (10 μg / ml) in vergelijking met positieve (5-FU, 50 μM ) en negatieve controle in HT-29-cellen. De morfologische veranderingen werden ook geëvalueerd na 24, 48 en 72 uur.
Overgenomen uit Ballesteros-Vivas, D., Alvarez-Rivera, G., León, C., Morantes, SJ, Ibánez, E., Parada- Alfonso, F., Cifuentes, A., Valdés, A., 2019e. Antiproliferatieve bioactiviteit tegen HT-29-karteldarmkankercellen van een withanolides-rijk extract van gouden bes (Physalis peruviana L.) kelk onderzocht door Foodomics. J. Funct. Voedingsmiddelen 63.
De antikankereigenschappen van extracten van de hele plant van P. peruviana en zijn individuele organen zijn ook bestudeerd met in-vitro-modellen. een hoog antiproliferatief potentieel op verschillende menselijke kankercellijnen, waaronder dikke darm (Demir et al., 2014; Wu et al., 2004a, 2004b, 2009). De antiproliferatieve en apoptogene activiteiten van een waterig extract van P. peruviana-fruit werden ook bepaald tegen SW480 (IC50 = 44,20 μg / ml) en SW620 (IC50 = 85,10 μg / ml) (Areiza-Mazo et al., 2013). Bovendien werd het antikankereffect van een methanolisch extract uit P. peruviana-twijgen ook geëvalueerd tegen HCT116-cellen die een belangrijke activiteit vertoonden (IC50 = 12,26 μg / ml) (Mbaveng et al., 2018). Quispe-Mauricio et al. (2009), hebben de cytotoxische activiteit vastgesteld van de extracten van bladeren (IC50 = 0,35 μg / ml) en stoom (IC50 = 0,37 μg / ml) van P. peruviana op HT-29-cellen, die actiever waren dan antineoplastische verbindingen cisplatine en 5 FU gebruikt als positieve controles. Ondanks de veelbelovende resultaten die zijn verkregen in colorectale tumorcellen die in monolaag groeien, moet verder onderzoek (bijv. Met in-vivo-modellen en andere assays) worden uitgevoerd om de farmacokinetische basisparameters te schatten om de effectieve concentratie vast te stellen onder meer realistische fysiologische omstandigheden.
De antikankereigenschappen van 4βHWE en WE zijn beschreven in wetenschappelijke literatuur over verschillende cellijnen die een hoge cytotoxische activiteit vertonen en de 5,6-epoxy-2-en-1-one-groep van hun chemische stof structuren zijn gerelateerd aan biologische activiteit (Lan et al., 2009; Yen et al., 2010). Bovendien is de werkingsmechanisme van 4βHWE op de remming van HT-29-celgroei beschreven (Park et al., 2016).
Op moleculair niveau werd aangetoond dat het P. peruviana kelk-extract de cellen in de S-fase van de celcyclus, die PLK1-gemedieerd zou kunnen zijn, en de expressie van verschillende genen en metabolieten die verband houden met de oxidatieve stressrespons veranderen. In het bijzonder onthulde de transcriptomics-analyse een verandering van de EIF2-signaalroute, die cruciaal is voor translatie-initiatie en het wordt voornamelijk gereguleerd door omkeerbare fosforylering van de eIF2α-subeenheid, waardoor de translatie en dus de eiwitsynthese wordt gecontroleerd. Een van de belangrijkste genen die de eIF2-activiteit reguleert, is EIF2S2, dat werd waargenomen als neerwaarts gereguleerd in behandelde cellen, en het zou het antiproliferatieve effect van de behandeling met goldenberry-kelkextract kunnen verklaren. Transcriptiefactor ATF4, die genen regelt die betrokken zijn bij het transport en het metabolisme van aminozuren, werd sterk neerwaarts gereguleerd, en voorspeld wordt dat de activiteit van deze transcriptiefactor inactief is. ATF4 controleert ook genen die betrokken zijn bij het transport en het metabolisme van aminozuren, zoals de cytoplasmatisch gelokaliseerde aminoacyl-tRNA-synthetasen, en ze werden ook neerwaarts gereguleerd, evenals andere die betrokken zijn bij de metabole route van het opladen van tRNA. Deze resultaten suggereren dat, hoewel de eiwitsynthese lijkt te zijn verminderd, de cellulaire stressreactie om de cellulaire homeostase te herstellen niet volledig actief is.
Glutathion Redox-routes bleken de meest gewijzigde metabole route te zijn. De oververtegenwoordiging ervan is gebaseerd op de opwaartse regulatie van verschillende genen.Aangezien glutathion de belangrijkste verantwoordelijke is voor de antioxiderende capaciteit van cellen tegen reactieve zuurstofsoorten (ROS), suggereert de opwaartse regulatie van veranderde genen die betrokken zijn bij de regeneratie van deze gereduceerde vorm dat de cel probeert zijn reducerende vermogen te vergroten om zijn antioxidantcapaciteit te vergroten. . Bovendien werd voorspeld dat de mitotische rollen van de polo-achtige kinase-signaleringsroute ook inactief waren. Deze kinasen zijn een geconserveerde familie van enzymen die een belangrijke rol spelen bij de voortgang van de celcyclus.
TRIB3, een belangrijk gen gereguleerd door ATF4, is voorgesteld als een nieuwe marker voor prognose bij colorectale kanker (Ohoka et al. , 2005), en de neerwaartse regulering ervan kan de antiproliferatieve activiteit van het extract verklaren. Een andere interessante transcriptiefactor die wordt voorspeld als geactiveerd, is NFE2L2, dat de expressie reguleert van verschillende genen die betrokken zijn bij de cellulaire antioxidantcapaciteit van cellen (Mitsuishi et al., 2012), en sommige daarvan zijn beschreven in de Glutathione Redox Reactions I-route. Het is aangetoond dat deze transcriptiefactor cruciaal is in het antitumoreffect van 4b-hydroxywithanolide E in borstkankercellen (Peng et al., 2016).
Verschillende transcriptiefactoren die betrokken zijn bij verschillende aspecten van de celcyclusprogressie werden voorspeld als veranderd, zoals MYC, dat de transcriptie van een grote groep genen die betrokken zijn bij metabolisme, apoptose en eiwitsynthese activeert of onderdrukt. MYC-neerwaartse regulatie is in verband gebracht met de antiproliferatieve activiteit van fenolische verbindingen of fenolische extracten in verschillende kankercelmodellen (Manna et al., 2009; Moon et al., 2009; Valdés et al., 2012, 2015). De TP53-transcriptiefactor werd ook als actief voorspeld. Sommige genen gecontroleerd door TP53 zijn bekende pro-apoptotische genen zoals BAD, BAK1 en BCL2L11 (BIM), waarvan de mRNA-niveaus up-gereguleerd werden gevonden. Deze genen zijn betrokken bij de mitochondriale (of intrinsieke) apoptotische route als reactie op cellulaire stress. Andere belangrijke genen die down-gereguleerd zijn, behoren tot de chaperonne-familie. In deze zin rapporteren sommige onderzoeken dat withaferin A en 4b-hydroxywithanolide E celdood induceren in borstkankercellen vanwege hun vermogen om het hitteschok-eiwit 90 te remmen (Wang et al., 2012).
Metabolomics-onderzoeken bevestigen een opmerkelijke toename van de geoxideerde vorm van glutathion (GSSG) -niveaus in behandelde cellen, in lijn met transcriptomics-gegevens die veranderde niveaus van genen die betrokken zijn bij de regeneratie van de gereduceerde vorm, als gevolg van een oxidatieve stress. Bovendien duiden de gewijzigde niveaus van carnitinederivaten zoals acetyl-, propionyl- (iso) valeryl-, (iso) butyryl- en hydroxybutyryl-L-carnitine op deregulering in de katabole route van bèta-oxidatie van vetzuur in kankercellen op behandeling. In dit opzicht wordt gemeld dat een verhoogde beschikbaarheid van vetzuren in mitochondria de vorming van superoxide-anion (O2−) in karteldarmkankercellen verhoogt, wat leidt tot door apoptose geïnduceerde celdood (Wenzel et al., 2005).
L-fenylalanine en L-tyrosine bleken de meest gewijzigde aminozuren te zijn, gevolgd door L-valine en L-leucine. De waargenomen neerwaartse regulatie van genen die betrokken zijn bij de aminoacyl-tRNA-biosyntheseroute uit de transcriptomics-gegevens, zou tot op zekere hoogte de veranderde niveaus van bovengenoemde aminozuren kunnen verklaren. Deze kleine groep van essentiële vertakte (Val, Leu) en aromatische (Phe, Tyr) aminozuren (respectievelijk BCAA en AAA) spelen een belangrijke rol bij de afbraak en omzetting van eiwitten, glycogeensynthese en energiemetabolisme, en worden gerapporteerd als vroege indicatoren van verschillende ziekten (Chen et al., 2016).
Metabolomische gegevens wezen ook op een afname van purinenucleosiden zoals inosine, xanthine en guanosinemonofosfaat, wat suggereert dat de metabolische route van purine zou kunnen worden beïnvloed. Lagere niveaus van xanthinemetaboliet zijn in overeenstemming met neerwaarts gereguleerde niveaus van AMP. De waargenomen afname van inosinespiegels zou de biosyntheseroute van aminoacyl-tRNA kunnen beïnvloeden. Verhoogde niveaus van de gemodificeerde nucleosiden 1-methyladenosine, gegenereerd door de verwerking van tRNA door methyltransferasen (Chujo en Suzuki, 2012), versterken deze waarneming uit de resultaten van trascriptomics.
Deregulering in het metabolisme van pyrimidinenucleosiden wordt aangetoond vanuit de lagere niveaus van uridine en uridine-5′-monofosfaat, en de mRNA-niveaus van genen die betrokken zijn bij de pyrimidine-ribonucleotide-interconversie, waren voornamelijk neerwaarts gereguleerd. Op zijn beurt kan opwaartse regulatie van uridinedifosfaat-N-acetylgalactosamine (UDP-GlcNAc) ook wijzen op disfunctie van het amino-suikermetabolisme. UDP-GlcNAc speelt een belangrijke rol bij de biosynthese van glycosaminoglycanen, proteoglycanen en glycolipiden. Een verslechtering van deze route kan leiden tot nadelige effecten op intracellulaire signalering, thermische verandering en proteolytische aanval in een aantal verschillende eiwitten (Milewski et al., 2006), wat zou kunnen bijdragen aan het verklaren van de schade die wordt waargenomen in HT-29-cellen na behandeling met de goudbes kelk extract.