3.51.4.1 Potencjał przeciwnowotworowy Physalis peruviana L. Calyx
Wyciągi z kielicha złotego zostały ocenione przez (Ballesteros-Vivas et al., 2019e) za ich zdolności do hamowania wzrostu ludzkiego gruczolakoraka okrężnicy (komórki HT-29), a także do określenia jego potencjalnej toksyczności w prawidłowych fibroblastach okrężnicy (komórki CCD-18Co). Testowane ekstrakty uzyskane metodą PLE wykazały najsilniejszy efekt hamujący (IC50 = 6,17 ± 4,50 μg / ml) na komórki HT-29 oraz niewielki wpływ na żywotność komórek CCD-18Co (IC50 = 73,45 ± 2,13 μg / ml) po 48 h ekspozycja. Wskaźnik selektywności (SI) ekstraktu PLE na HT-29 w odniesieniu do komórek CCD-18Co wykazał wartości 11,90 i 0,82 odpowiednio po 48 i 72 godzinach, wskazując na wyższą selektywność wobec komórek HT-29 po 48 godzinach. Rys. 3 przedstawia zmiany morfologiczne na traktowanych komórkach.
Rysunek 3. Obraz mikroskopu świetlnego (× 20) ilustrujący zmiany morfologiczne wywołane przez ekstrakt PLE kielicha (10 μg / ml) w porównaniu z dodatnim (5-FU, 50 μM ) i kontrola negatywna w komórkach HT-29. Zmiany morfologiczne oceniano również po 24, 48 i 72 godzinach.
Przedruk z Ballesteros-Vivas, D., Alvarez-Rivera, G., León, C., Morantes, SJ, Ibánez, E., Parada- Alfonso, F., Cifuentes, A., Valdés, A., 2019e. Bioaktywność antyproliferacyjna przeciwko komórkom raka okrężnicy HT-29 bogatego w witanolidy ekstraktu z kielicha złotej jagody (Physalis peruviana L.) badanego przez Foodomics. J. Funct. Pokarm 63.
Właściwości przeciwnowotworowe wyciągów z całej rośliny P. peruviana i jej poszczególnych organów zostały również zbadane na modelach in vitro, ujawniając wysoki potencjał antyproliferacyjny na kilku liniach ludzkich komórek rakowych, w tym okrężnicy (Demir i wsp., 2014; Wu i wsp., 2004a, 2004b, 2009). Aktywność antyproliferacyjną i apoptogenną wodnego ekstraktu z owoców P. peruviana określono również wobec SW480 (IC50 = 44,20 μg / ml) i SW620 (IC50 = 85,10 μg / ml) (Areiza-Mazo et al., 2013). Ponadto oceniano również działanie przeciwnowotworowe ekstraktu metanolowego z gałązek P. peruviana wobec komórek HCT116 wykazujących istotną aktywność (IC50 = 12,26 μg / ml) (Mbaveng et al., 2018). Quispe-Mauricio i in. (2009) ustalili cytotoksyczną aktywność ekstraktów z liści (IC50 = 0,35 μg / ml) i par (IC50 = 0,37 μg / ml) z P. peruviana na komórki HT-29, które były bardziej aktywne niż związki przeciwnowotworowe cisplatyna i 5 FU używane jako kontrole pozytywne. Pomimo obiecujących wyników uzyskanych w komórkach guza jelita grubego rosnących w monowarstwie, należy przeprowadzić dalsze prace badawcze (np. Z modelami in vivo i innymi testami) w celu oszacowania podstawowych parametrów farmakokinetycznych w celu ustalenia skutecznego stężenia w bardziej realistycznych warunkach fizjologicznych.
Właściwości przeciwnowotworowe 4βHWE i WE zostały opisane w literaturze naukowej na temat różnych linii komórkowych wykazujących wysoką aktywność cytotoksyczną i cząsteczki 5,6-epoksy-2-en-1-one z ich chemicznej struktury zostały powiązane z aktywnością biologiczną (Lan i in., 2009; Yen i in., 2010). Ponadto opisano mechanizm działania 4βHWE na hamowanie wzrostu komórek HT-29 (Park i wsp., 2016).
Na poziomie molekularnym wykazano, że wyciąg z P. peruviana calyx blokuje komórki w fazie S cyklu komórkowego, które mogą być mediowane przez PLK1 i zmieniają ekspresję kilku genów i metabolitów związanych z odpowiedzią na stres oksydacyjny. W szczególności analiza transkryptomiczna ujawniła zmianę szlaku sygnałowego EIF2, który jest kluczowy dla inicjacji translacji i jest regulowany głównie przez odwracalną fosforylację podjednostki eIF2α, kontrolującą translację, a tym samym syntezę białek. Jednym z najważniejszych genów kontrolujących aktywność eIF2 jest EIF2S2, który zaobserwowano jako obniżony w traktowanych komórkach i może to wyjaśniać antyproliferacyjne działanie ekstraktu z kielicha złotego. Czynnik transkrypcyjny ATF4, który kontroluje geny zaangażowane w transport aminokwasów i metabolizm, był znacznie obniżony i przewiduje się, że aktywność tego czynnika transkrypcyjnego będzie nieaktywna. ATF4 kontroluje także geny zaangażowane w transport aminokwasów i metabolizm, takie jak syntetazy aminoacylo-tRNA zlokalizowane w cytoplazmie, a także wykazano, że są one regulowane w dół, a także inne zaangażowane w szlak metaboliczny ładowania tRNA. Wyniki te sugerują, że chociaż synteza białek wydaje się być zmniejszona, odpowiedź na stres komórkowy w celu przywrócenia homeostazy komórkowej nie jest w pełni aktywna.
Okazało się, że szlaki glutationowo-redoks są najbardziej zmienioną drogą metaboliczną. Jego nadreprezentacja opiera się na regulacji w górę kilku genów.Ponieważ glutation jest głównym odpowiedzialnym za zdolność przeciwutleniającą komórek wobec reaktywnych form tlenu (RFT), regulacja w górę zmienionych genów zaangażowanych w regenerację tej zredukowanej formy sugeruje, że komórka próbuje zwiększyć swój potencjał redukcyjny, aby zwiększyć swoją zdolność przeciwutleniającą . Ponadto, mitotyczne role szlaku sygnałowego kinazy podobnej do Polo również zostały przewidziane jako nieaktywne. Te kinazy są konserwatywną rodziną enzymów, które odgrywają ważną rolę w progresji cyklu komórkowego.
TRIB3, ważny gen regulowany przez ATF4, został zasugerowany jako nowy marker rokowania w raku jelita grubego (Ohoka et al. , 2005), a jego regulacja w dół może wyjaśniać antyproliferacyjne działanie ekstraktu. Innym interesującym czynnikiem transkrypcyjnym przewidywanym jako aktywowany jest NFE2L2, który reguluje ekspresję kilku genów zaangażowanych w komórkową zdolność antyoksydacyjną komórek (Mitsuishi i wsp., 2012), a niektóre z nich opisano w szlaku Glutation Redox Reactions I. Wykazano, że ten czynnik transkrypcyjny ma kluczowe znaczenie w przeciwnowotworowym działaniu 4b-hydroksywitanolidu E w komórkach raka piersi (Peng i wsp., 2016).
Kilka czynników transkrypcyjnych zaangażowanych w różne aspekty progresji cyklu komórkowego przewidywano jako zmienione, takie jak MYC, który aktywuje lub hamuje transkrypcję dużej grupy genów zaangażowanych w metabolizm, apoptozę i syntezę białek Regulacja w dół MYC jest powiązana z antyproliferacyjną aktywnością związków fenolowych lub ekstraktów fenolowych w różnych modele komórek rakowych (Manna i in., 2009; Moon i in., 2009; Valdés i in., 2012, 2015). Przewidywano również, że czynnik transkrypcyjny TP53 jest aktywny. Niektóre geny kontrolowane przez TP53 są dobrze znanymi genami proapoptotycznymi, takimi jak BAD, BAK1 i BCL2L11 (BIM), których poziom mRNA został podwyższony. Geny te biorą udział w mitochondrialnym (lub wewnętrznym) szlaku apoptozy w odpowiedzi na stres komórkowy. Inne ważne geny, które wykryto jako obniżone, należą do rodziny opiekuńczych. W tej linii niektóre prace badawcze podają, że wraz zaferyną A i 4b-hydroksywitanolidem E indukują śmierć komórek raka piersi ze względu na ich zdolność do hamowania białka szoku cieplnego 90 (Wang i in., 2012).
Badania metabolomiczne potwierdzają niezwykły wzrost poziomu utlenionej postaci glutationu (GSSG) w leczonych komórkach, zgodnie z danymi transkryptomicznymi wskazującymi na zmienione poziomy genów zaangażowanych w regenerację formy zredukowanej w wyniku stresu oksydacyjnego. Ponadto, zmieniony poziom pochodnych karnityny, takich jak acetylo-, propionyl- (izo) waleryl-, (izo) butyryl- i hydroksybutyryl-L-karnityna, wskazuje na deregulację w katabolicznym szlaku beta-oksydacji kwasów tłuszczowych w komórkach nowotworowych leczenie. Pod tym względem zwiększona dostępność kwasów tłuszczowych w mitochondriach zwiększa wytwarzanie anionu ponadtlenkowego (O2−) w komórkach raka okrężnicy, prowadząc do śmierci komórek wywołanej apoptozą (Wenzel i in., 2005).
L-fenyloalanina i L-tyrozyna okazały się być aminokwasami najbardziej zmienionymi, a następnie L-walina i L-leucyna. Obserwowana w dół regulacja genów zaangażowanych w szlak biosyntezy aminoacylo-tRNA na podstawie danych transkryptomicznych może w pewnym stopniu wyjaśniać zmienione poziomy wyżej wymienionych aminokwasów. Ta niewielka grupa niezbędnych aminokwasów o rozgałęzionych łańcuchach (Val, Leu) i aromatycznych (Phe, Tyr) (odpowiednio BCAA i AAA) odgrywa ważną rolę w degradacji i przemianie białek, syntezie glikogenu i metabolizmie energii, co jest zgłaszane jako wczesne wskaźniki kilka chorób (Chen i in., 2016).
Dane metabolomiczne wskazały również na zmniejszenie ilości nukleozydów purynowych, takich jak inozyna, ksantyna i monofosforan guanozyny, co sugeruje, że może to mieć wpływ na szlak metaboliczny puryn. Niższe poziomy metabolitu ksantyny są zgodne z obniżonymi poziomami AMP. Obserwowany spadek poziomu inozyny może wpływać na szlak biosyntezy aminoacylo-tRNA. Podwyższone poziomy zmodyfikowanych nukleozydów 1-metyloadenozyny, generowanych przez obróbkę tRNA przez metylotransferazy (Chujo i Suzuki, 2012), potwierdzają tę obserwację z wyników trascriptomics.
Deregulację metabolizmu nukleozydów pirymidynowych dowodzi dolnego Poziomy 5′-monofosforanu urydyny i urydyny oraz poziomy mRNA genów zaangażowanych we wzajemną przemianę rybonukleotydu pirymidynowego były głównie regulowane w dół. Z kolei regulacja w górę difosforanu urydyny-N-acetylogalaktozaminy (UDP-GlcNAc) może również wskazywać na zaburzenia metabolizmu aminokwasów. UDP-GlcNAc odgrywa ważną rolę w biosyntezie glikozaminoglikanów, proteoglikanów i glikolipidów. Upośledzenie na tej drodze może prowadzić do szkodliwego wpływu na sygnalizację wewnątrzkomórkową, zmianę termiczną i atak proteolityczny wielu różnych białek (Milewski i wsp., 2006), co może przyczynić się do wyjaśnienia uszkodzeń obserwowanych w komórkach HT-29 po leczeniu ekstrakt z kielicha złotego.