3.51.4.1 Potenziale anti-cancro di Physalis peruviana L. Calyx
Gli estratti di calice Goldenberry sono stati valutati da (Ballesteros-Vivas et al., 2019e) per la loro capacità di inibire la crescita delladenocarcinoma del colon umano (cellule HT-29), nonché per determinare la sua potenziale tossicità nei fibroblasti del colon normali (cellule CCD-18Co). Gli estratti testati ottenuti da PLE hanno mostrato il più forte effetto inibitorio (IC50 = 6,17 ± 4,50 μg / mL) sulle cellule HT-29 e un leggero effetto sulla vitalità delle cellule CCD-18Co (IC50 = 73,45 ± 2,13 μg / mL) a 48 h di esposizione. Lindice di selettività (SI) dellestratto di PLE su HT-29 rispetto alle cellule CCD-18Co ha mostrato valori di 11,90 e 0,82 a 48 e 72 ore, rispettivamente, indicando una maggiore selettività verso le cellule HT-29 a 48 ore. La Fig. 3 mostra i cambiamenti morfologici sulle cellule trattate.
Figura 3. Immagine al microscopio ottico (× 20) che illustra i cambiamenti morfologici indotti dallestratto di PLE del calice (10 μg / mL) rispetto al positivo (5-FU, 50 μM ) e controllo negativo nelle cellule HT-29. I cambiamenti morfologici sono stati valutati anche a 24, 48 e 72 ore.
Ristampato da Ballesteros-Vivas, D., Alvarez-Rivera, G., León, C., Morantes, SJ, Ibánez, E., Parada- Alfonso, F., Cifuentes, A., Valdés, A., 2019e. Bioattività antiproliferativa contro le cellule tumorali del colon HT-29 di un estratto ricco di witanolidi dal calice di bacche dorate (Physalis peruviana L.) studiato da Foodomics. J. Funct. Alimenti 63.
Le proprietà antitumorali degli estratti della pianta intera di P. peruviana e dei suoi singoli organi sono state studiate anche su modelli in vitro, rivelando un alto potenziale antiproliferativo su diverse linee cellulari di cancro umano, compreso il colon (Demir et al., 2014; Wu et al, 2004a, 2004b, 2009). Le attività antiproliferative e apoptogeniche di un estratto acquoso dal frutto di P. peruviana sono state anche determinate contro SW480 (IC50 = 44,20 μg / mL) e SW620 (IC50 = 85,10 μg / mL) (Areiza-Mazo et al., 2013). Inoltre, leffetto anti-cancro di un estratto metanolico da ramoscelli di P. peruviana è stato valutato anche contro le cellule HCT116 che mostrano unattività importante (IC50 = 12,26 μg / mL) (Mbaveng et al., 2018). Quispe-Mauricio et al. (2009), hanno stabilito lattività citotossica degli estratti di foglie (IC50 = 0,35 μg / mL) e vapori (IC50 = 0,37 μg / mL) di P. peruviana su cellule HT-29, che erano più attivi dei composti antineoplastici cisplatino e 5 FU usati come controlli positivi. Nonostante i risultati promettenti ottenuti nelle cellule tumorali del colon-retto che crescono in monostrato, ulteriori lavori di ricerca (p. Es., Con modelli in vivo e altri test) dovrebbero essere condotti per stimare i parametri farmacocinetici di base al fine di stabilire la concentrazione effettiva in condizioni fisiologiche più realistiche.
Le proprietà anti-cancro di 4βHWE e WE sono state descritte nella letteratura scientifica su diverse linee cellulari che mostrano unelevata attività citotossica e la frazione 5,6-epossi-2-en-1-one dalla loro sostanza chimica strutture è stata correlata allattività biologica (Lan et al., 2009; Yen et al., 2010). Inoltre, è stato descritto il meccanismo dazione di 4βHWE sullinibizione della crescita cellulare HT-29 (Park et al., 2016).
A livello molecolare, è stato dimostrato che lestratto di P. peruviana calyx blocca la cellule nella fase S del ciclo cellulare, che potrebbe essere mediata da PLK1, e alterare lespressione di diversi geni e metaboliti correlati alla risposta allo stress ossidativo. In particolare, lanalisi trascrittomica ha rivelato unalterazione della via di segnalazione EIF2, che è cruciale per linizio della traduzione ed è regolata principalmente attraverso la fosforilazione reversibile della subunità eIF2α, controllando la traduzione e, quindi, la sintesi proteica. Uno dei geni più importanti che controlla lattività di eIF2 è EIF2S2, che è stato osservato come sottoregolato nelle cellule trattate, e potrebbe spiegare leffetto antiproliferativo del trattamento con estratto di calice di bacche doro. Il fattore di trascrizione ATF4, che controlla i geni coinvolti nel trasporto e nel metabolismo degli amminoacidi, è stato fortemente sottoregolato e si prevede che lattività di questo fattore di trascrizione sia inattiva. ATF4 controlla anche i geni coinvolti nel trasporto e nel metabolismo degli aminoacidi, come le aminoacil-tRNA sintetasi citoplasmatiche, e sono stati anche mostrati down-regolati, così come altri coinvolti nella via metabolica di carica del tRNA. Questi risultati suggeriscono che anche se la sintesi proteica sembra essere ridotta, la risposta allo stress cellulare per ripristinare lomeostasi cellulare non è completamente attiva.
Le vie del glutatione Redox hanno dimostrato di essere la via metabolica più alterata. La sua sovrarappresentazione si basa sullaumento della regolazione di diversi geni.Poiché il glutatione è il principale responsabile della capacità antiossidante delle cellule contro le specie reattive dellossigeno (ROS), la sovraregolazione dei geni alterati coinvolti nella rigenerazione di questa forma ridotta suggerisce che la cellula sta cercando di aumentare il suo potenziale riducente per aumentare la sua capacità antiossidante . Inoltre, anche il percorso di segnalazione dei ruoli mitotici della chinasi polo-simile è stato previsto come inattivo. Queste chinasi sono una famiglia conservata di enzimi che svolgono un ruolo importante nella progressione del ciclo cellulare.
TRIB3, un importante gene regolato da ATF4, è stato suggerito come un nuovo marker per la prognosi nel cancro del colon-retto (Ohoka et al. , 2005) e la sua sottoregolazione potrebbe spiegare lattività antiproliferativa dellestratto. Un altro interessante fattore di trascrizione previsto come attivato è NFE2L2, che regola lespressione di diversi geni coinvolti nella capacità antiossidante cellulare delle cellule (Mitsuishi et al., 2012), e alcuni di essi sono stati descritti nel percorso delle reazioni redox del glutatione I. È stato dimostrato che questo fattore di trascrizione è cruciale nelleffetto antitumorale del 4b-idrossitanolide E nelle cellule di cancro al seno (Peng et al., 2016).
Diversi fattori di trascrizione coinvolti in diversi aspetti della progressione del ciclo cellulare sono stati previsti come alterati, come MYC, che attiva o reprime la trascrizione di un ampio gruppo di geni coinvolti nel metabolismo, nellapoptosi e nella sintesi proteica La sottoregolazione di MYC è stata correlata con lattività antiproliferativa di composti fenolici o estratti fenolici in diversi modelli di cellule cancerose (Manna et al., 2009; Moon et al., 2009; Valdés et al., 2012, 2015). Anche il fattore di trascrizione TP53 è stato previsto come attivo. Alcuni geni controllati da TP53 sono geni pro-apoptotici ben noti come BAD, BAK1 e BCL2L11 (BIM), i cui livelli di mRNA sono stati trovati sovraregolati. Questi geni sono coinvolti nel percorso apoptotico mitocondriale (o intrinseco) in risposta allo stress cellulare. Altri geni importanti trovati sottoregolati appartengono alla famiglia degli chaperone. In questa linea, alcuni lavori di ricerca riportano che withaferin A e 4b-hydroxywithanolide E inducono la morte cellulare nelle cellule di cancro al seno a causa della loro capacità di inibire la proteina da shock termico 90 (Wang et al., 2012).
Studi di metabolomica confermano un notevole aumento dei livelli della forma ossidata di glutatione (GSSG) nelle cellule trattate, in linea con i dati di trascrittomica che mostrano livelli alterati di geni coinvolti nella rigenerazione della forma ridotta, a seguito di uno stress ossidativo. Inoltre, i livelli alterati di derivati della carnitina come acetil-, propionil- (iso) valeril-, (iso) butirrile- e idrossibutirril-L-carnitina indicano la deregolamentazione nella via catabolica della beta-ossidazione degli acidi grassi nelle cellule tumorali su trattamento. A questo proposito, è stato riportato che laumento della disponibilità di acidi grassi nei mitocondri aumenta la generazione di anione superossido (O2−) nelle cellule di cancro del colon, portando alla morte cellulare indotta dallapoptosi (Wenzel et al., 2005).
L-fenilalanina e L-tirosina hanno dimostrato di essere gli amminoacidi più alterati, seguiti da L-valina e L-leucina. La sottoregolazione osservata dei geni coinvolti nel percorso di biosintesi dellamminoacil-tRNA dai dati di trascrittomica potrebbe spiegare, in una certa misura, i livelli alterati degli amminoacidi sopra menzionati. Questo piccolo gruppo di aminoacidi essenziali a catena ramificata (Val, Leu) e aromatici (Phe, Tyr) (BCAA e AAA, rispettivamente) svolgono un ruolo importante nella degradazione e nel turnover delle proteine, nella sintesi del glicogeno e nel metabolismo energetico, essendo segnalati come primi indicatori di diverse malattie (Chen et al., 2016).
I dati della metabolomica hanno anche indicato una diminuzione dei nucleosidi purinici come inosina, xantina e guanosina monofosfato, suggerendo che la via metabolica delle purine potrebbe essere influenzata. Livelli inferiori del metabolita della xantina sono in accordo con i livelli di AMP sottoregolati. La diminuzione osservata dei livelli di inosina potrebbe influenzare la via di biosintesi degli aminoacil-tRNA. Livelli elevati dei nucleosidi modificati 1-metiladenosina, generati dallelaborazione del tRNA da parte delle metiltransferasi (Chujo e Suzuki, 2012), rafforzano questa osservazione dai risultati della trascrittomica.
La deregolamentazione nel metabolismo dei nucleosidi pirimidinici è evidenziata dal basso i livelli di uridina e uridina 5′-monofosfato e i livelli di mRNA dei geni coinvolti nellinterconversione del ribonucleotide della pirimidina erano principalmente down-regolati. A sua volta, lup-regolazione delluridina difosfato-N-acetilgalattosamina (UDP-GlcNAc) potrebbe anche indicare una disfunzione sul metabolismo degli amino-zuccheri. UDP-GlcNAc svolge un ruolo importante nella biosintesi di glicosaminoglicani, proteoglicani e glicolipidi. La compromissione di questa via può portare a effetti dannosi sulla segnalazione intracellulare, cambiamenti termici e attacchi proteolitici in un numero di proteine diverse (Milewski et al., 2006), che potrebbero contribuire a spiegare il danno osservato nelle cellule HT-29 dopo il trattamento con il estratto di calice di mirtillo rosso.