3.51.4.1 Anti-cancer Potential of Physalis peruviana L. Calyx
Goldenberry calyx extract utvärderades av (Ballesteros-Vivas et al., 2019e) för deras förmåga att hämma tillväxten av humant kolon-adenokarcinom (HT-29-celler), samt för att bestämma dess potentiella toxicitet i normala kolonfibroblaster (CCD-18Co-celler). De testade extrakten erhållna med PLE visade den starkaste hämmande effekten (IC50 = 6,17 ± 4,50 μg / ml) på HT-29-celler och en liten effekt på CCD-18Co-cellernas livskraft (IC50 = 73,45 ± 2,13 μg / ml) vid 48 timmar av utläggning. Selektivitetsindex (SI) för PLE-extrakt på HT-29 med avseende på CCD-18Co-celler visade värden på 11,90 och 0,82 vid 48 respektive 72 timmar, vilket indikerar högre selektivitet gentemot HT-29-celler vid 48 timmar. Fig. 3 visar de morfologiska förändringarna på behandlade celler.
Figur 3. Ljusmikroskopibild (× 20) som illustrerar de morfologiska förändringarna som induceras av kalyx PLE-extraktet (10 μg / ml) jämfört med positiva (5-FU, 50 μM och negativ kontroll i HT-29-celler. De morfologiska förändringarna utvärderades också vid 24, 48 och 72 h.
Omtryckt från Ballesteros-Vivas, D., Alvarez-Rivera, G., León, C., Morantes, SJ, Ibánez, E., Parada- Alfonso, F., Cifuentes, A., Valdés, A., 2019e. Antiproliferativ bioaktivitet mot HT-29-koloncancerceller av ett withanolidrikt extrakt från guldbär (Physalis peruviana L.) kalyx undersökt av Foodomics. J. Funct. Livsmedel 63.
Anti-canceregenskaperna för extrakt från P. peruviana hela växten och dess individuella organ har också studerats på in vitro-modeller och avslöjade en hög antiproliferativ potential på flera humana cancercellinjer inklusive kolon (Demir et al., 2014; Wu et al, 2004a, 2004b, 2009). De antiproliferativa och apoptogena aktiviteterna för ett vattenhaltigt extrakt från P. peruviana-frukt bestämdes också mot SW480 (IC50 = 44,20 μg / ml) och SW620 (IC50 = 85,10 μg / ml) (Areiza-Mazo et al., 2013). Vidare utvärderades också anticancereffekten av ett metanol-extrakt från P. peruviana-kvistar mot HCT116-celler som visade en viktig aktivitet (IC50 = 12,26 μg / ml) (Mbaveng et al., 2018). Quispe-Mauricio et al. (2009), fastställde den cytotoxiska aktiviteten för extrakt av löv (IC50 = 0,35 μg / mL) och ångor (IC50 = 0,37 μg / mL) från P. peruviana på HT-29-celler, som var mer aktiva än antineoplastiska föreningar cisplatin och 5 FU används som positiva kontroller. Trots de lovande resultat som erhållits i kolorektala tumörceller som växer i monolager, bör ytterligare forskningsarbete (t.ex. med in vivo-modeller och andra analyser) utföras för att uppskatta grundläggande farmakokinetisk parameter för att fastställa den effektiva koncentrationen under mer realistiska fysiologiska förhållanden.
Anti-canceregenskaperna hos 4βHWE och WE har beskrivits i vetenskaplig litteratur om olika cellinjer som visar en hög cytotoxisk aktivitet och 5,6-epoxi-2-en-1-on-delen från deras kemiska strukturer har varit relaterade till biologisk aktivitet (Lan et al., 2009; Yen et al., 2010). Dessutom har mekanismens verkan av 4βHWE på inhibering av HT-29-celltillväxt beskrivits (Park et al., 2016).
På molekylär nivå visades P. peruviana calyx-extraktet blockera celler i S-fasen i cellcykeln, som kan vara PLK1-medierad, och förändrar uttrycket av flera gener och metaboliter relaterade till oxidativt stressrespons. I synnerhet avslöjade transkriptomikanalysen förändring av EIF2-signalvägen, vilket är avgörande för translationinitiering och den regleras främst genom reversibel fosforylering av eIF2a-underenheten, vilket kontrollerar translationen och därför proteinsyntesen. En av de viktigaste generna som kontrollerar eIF2-aktivitet är EIF2S2, som observerades som nedreglerad i behandlade celler, och det kan förklara den antiproliferativa effekten av Goldenberry Calyx-extraktbehandlingen. Transkriptionsfaktor ATF4, som kontrollerar gener involverade i aminosyratransport och metabolism, var mycket nedreglerad, och aktiviteten för denna transkriptionsfaktor förutspås vara inaktiv. ATF4 kontrollerar också gener som är involverade i aminosyratransport och metabolism, såsom de cytoplasmiskt lokaliserade aminoacyl-tRNA-syntetaserna, och de visades också nedreglerade, liksom andra som är involverade i tRNA-laddningsmetaboliska vägen. Dessa resultat tyder på att även om proteinsyntesen verkar minska, är det cellulära stresssvaret för att återställa den cellulära homeostasen inte helt aktivt.
Glutation Redox-vägar visade sig vara den mest förändrade metaboliska vägen. Dess överrepresentation är baserad på uppreglering av flera gener.Eftersom glutation är huvudansvarig för cellernas antioxidantkapacitet mot reaktiva syrearter (ROS) antyder uppreglering av förändrade gener som är involverade i regenereringen av denna reducerade form att cellen försöker öka sin reducerande potential för att öka sin antioxidantkapacitet . Dessutom förutspåddes de mitotiska rollerna för pololiknande kinas-signalvägar som inaktiva. Dessa kinaser är en konserverad familj av enzymer som spelar en viktig roll i cellcykelprogression.
TRIB3, en viktig gen reglerad av ATF4, har föreslagits som en ny markör för prognos vid kolorektal cancer (Ohoka et al. 2005) och dess nedreglering kan förklara extraktets antiproliferativa aktivitet. En annan intressant transkriptionsfaktor förutsedd som aktiverad är NFE2L2, som reglerar uttrycket av flera gener som är involverade i cellernas cellulära antioxidantkapacitet (Mitsuishi et al., 2012), och några av dem har beskrivits i Glutation Redox Reations I-vägen. Denna transkriptionsfaktor har visat sig vara avgörande för antitumöreffekten av 4b-hydroxiwithanolid E i bröstcancerceller (Peng et al., 2016).
Flera transkriptionsfaktorer involverade i olika aspekter av cellcykelprogressionen förutspåddes som förändrade, såsom MYC, som aktiverar eller undertrycker transkription av en stor grupp av gener som är involverade i metabolism, apoptos och proteinsyntes. MYC-nedreglering har relaterats till den antiproliferativa aktiviteten hos fenolföreningar eller fenoliska extrakt i olika cancercellmodeller (Manna et al., 2009; Moon et al., 2009; Valdés et al., 2012, 2015). TP53-transkriptionsfaktorn förutspåddes också vara aktiv. Vissa gener som kontrolleras av TP53 är välkända pro-apoptotiska gener såsom BAD, BAK1 och BCL2L11 (BIM), vilka mRNA-nivåer hittades uppreglerade. Dessa gener är involverade i den mitokondriella (eller inneboende) apoptotiska vägen som svar på cellulär stress. Andra viktiga gener som hittades nedreglerade tillhör chaperonfamiljen. I denna linje rapporterar vissa forskningsarbeten att withaferin A och 4b-hydroxiwithanolid E inducerar celldöd i bröstcancerceller på grund av deras förmåga att hämma värmechockproteinet 90 (Wang et al., 2012).
Metabolomics-studier bekräftar en anmärkningsvärd ökning av den oxiderade nivån av glutation (GSSG) i behandlade celler, i linje med transkriptomikdata som visar förändrade nivåer av gener som är involverade i regenerering av den reducerade formen, som ett resultat av en oxidativ stress. Dessutom indikerar de förändrade nivåerna av karnitinderivat, såsom acetyl-, propionyl- (iso) valeryl-, (iso) butyryl- och hydroxibutyryl-L-karnitin, avreglering i den kataboliska vägen för beta-oxidation av fettsyra i cancerceller vid behandling. I detta avseende rapporteras ökad tillgänglighet av fettsyror i mitokondrier att öka genereringen av superoxidanjon (O2−) i koloncancerceller, vilket leder till apoptosinducerad celldöd (Wenzel et al., 2005).
L-fenylalanin och L-tyrosin visade sig vara de mest förändrade aminosyrorna, följt av L-valin och L-leucin. Den observerade nedreglering av gener som är involverade i biosyntesvägen för aminoacyl-tRNA från transkriptomikdata kan till viss del förklara de förändrade nivåerna av ovannämnda aminosyror. Denna lilla grupp av viktiga grenade kedjor (Val, Leu) och aromatiska (Phe, Tyr) aminosyror (BCAA respektive AAA) spelar viktiga roller i proteinnedbrytning och omsättning, glykogensyntes och energimetabolism, rapporteras som tidiga indikatorer på flera sjukdomar (Chen et al., 2016).
Metabolomics-data indikerade också minskning av purinnukleosider som inosin, xantin och guanosinmonofosfat, vilket tyder på att purinmetabolism kan påverkas. Lägre nivåer av xantinmetabolit överensstämmer med nedreglerade nivåer av AMP. Den observerade minskningen av inosinnivåer kan påverka biosyntesvägen för aminoacyl-tRNA. Förhöjda nivåer av de modifierade nukleosiderna 1-metyladenosin, genererade genom bearbetning av tRNA av metyltransferaser (Chujo och Suzuki, 2012), förstärker denna observation från trascriptomics-resultat.
Deregulering i pyrimidinnukleosidmetabolismen framgår av de nivåer av uridin och uridin 5-monofosfat, och mRNA-nivåerna av gener involverade i pyrimidin-ribonukleotidomvandlingen var huvudsakligen nedreglerade. I tur och ordning kan uppreglering av uridindifosfat-N-acetylgalaktosamin (UDP-GlcNAc) också indikera dysfunktion vid aminosockermetabolism. UDP-GlcNAc spelar en viktig roll i glykosaminoglykaner, proteoglykaner och glykolipider biosyntes. Försämring på denna väg kan leda till skadliga effekter på intracellulär signalering, termisk förändring och proteolytisk attack i ett antal olika proteiner (Milewski et al., 2006), vilket kan bidra till att förklara skadan som observerats i HT-29-celler efter behandling med extrakt av guldbärsbägare.