Plantele împotriva cancerului. O trecere în revistă a fitochimicalelor folosite în prevenirea și tratarea cancerului
Chimioprevenția cancerului cu compuși fitochimici naturali este o strategie emergentă pentru prevenirea, împiedicarea, întârzierea sau vindecarea cancerului.
Un articol publicat sub semnăturile mai multor doctori, pe site-ul Bibliotecii Naționale de Medicină a Institutului Național de Sănătate din SUA, rezumă cele mai recente cercetări în chimioprevenția și tratamentul cancerului folosind componentele bioactive din plantele naturale. Sunt discutate mecanismele moleculare relevante implicate în efectele farmacologice ale acestor fitochimicale. Sunt explorate, de asemenea, provocările și oportunitățile de dezvoltare farmaceutică în introducerea produselor fitochimice pe piață. Autorii doresc să extindă acest domeniu de cercetare nu numai pentru soliditatea lor științifică, ci și pentru potențialul lor de drogare.
Despre remediile cu plante
Plantele naturale au fost folosite pentru prevenirea și tratarea diferitelor boli de mii de ani. Vechiul împărat chinez, Împăratul Roșu sau Shen Nung, a compilat prima literatură pe bază de plante medicinale, Pentsao, în 2.800 î.Hr. În tratarea bolilor, prevenirea este considerată o abordare superioară. După cum este ilustrat de Huang-Di Nei-Jing, un manuscris despre care se crede că a fost scris de împăratul antic chinez, Împăratul Galben, „Sfântul îi tratează pe cei răi, mai degrabă decât pe cei bolnavi, și îi îngrijește pe cei care se află în normalitate, mai degrabă decât cei în haos. Drogul unei boli după ce s-a dezvoltat sau stingerea haosului după ce este evidentă, este același lucru cu săparea unei fântâni atunci când îți este sete sau aruncarea unei sabii într-o bătălie – Este oarecum târziu? „
Există surse excelente de componente bioactive care își exercită efectele benefice asupra sănătății și, foarte adesea, aceste surse sunt materiale pentru consumul de alimente gourmet. Anumite componente bioactive din plante au fost confirmate pentru activitățile lor anti-cancer. Există o estimare că aproximativ 50-60% dintre pacienții cu cancer din Statele Unite utilizează agenți derivați din diferite părți ale plantelor sau nutrienților (medicina complementară și alternativă), exclusiv sau concomitent cu regimul terapeutic tradițional, cum ar fi chimioterapia și / sau radioterapia. Acestea includ curcumina din tumeric, genisteina din soia, polifenoli din ceai din ceai verde, resveratrol din struguri, sulforafan din broccoli, izotiocianați din legume crucifere, silimarină din ciulinul de lapte, sulfură de dialil din usturoi, licopen din roșii, acid rosmarinic din rozmarin, apigenin din pătrunjel și gingerol din ghimbir, pentru a numi doar câteva.
Fitochimicale utilizate ca agenți chimiopreventivi și de tratament pentru cancer
1. Apigenina din patrunjel
Apigenina este o flavonă prezentă în legume precum pătrunjelul, țelina, mușețelul și planta egipteană Moringa peregrina. Acesta demonstrează activități citotoxice împotriva liniilor celulare de cancer mamar (MCF 7), liniei celulare de colon (HCT 116), iar activitatea sa citotoxică este comparabilă cu cea a doxorubicinei. Apigenina este, de asemenea, considerată ca un mediator pentru chemoprevenție în procesul canceros și induce un proces de autofagie, dar poate induce rezistență împotriva chimioterapiei. Induce apoptoza în celulele canceroase ale colonului uman, reduce formarea focarelor de criptă aberante induse de azoximetan (AOM) la șobolanii Sprague-Dawley masculi și crește apoptoza care poate contribui la prevenirea cancerului de colon. Apigenina afectează calea receptorilor de leptină / leptină și induce apoptoza celulară în linia celulară de adenocarcinom pulmonar. De asemenea, crește melanogeneza în celulele B16 activând calea p38 MAPK cel puțin parțial și sugerează că apigenina sau derivații săi pot fi utilizați potențial pentru tratarea tulburărilor de hipopigmentare. Apigenina s-a dovedit a fi unul dintre compușii benefici în diferite etape ale carcinogenezei. Într-o recenzie recentă realizată de Clere și colab., Efectele preventive și terapeutice ale Apigeninei și ale altor flavonoide au fost rezumate pentru a facilita extrapolația de la studii pe animale la om.
2. Curcumina din curcumă
Curcumina (diferuloylmethane) este componenta majoră a popularului condiment indian Curcuma longa L., din familia ghimbirului. Efectele sale anticancer au fost studiate pentru cancerul de colon, cancerul de sân, metastazele pulmonare și tumorile cerebrale.
Efectul anticancerigen al curcuminei este atribuit capacității sale de a induce apoptoza în celulele canceroase fără efecte citotoxice asupra celulelor sănătoase, ceea ce este foarte atractiv pentru oamenii de știință din domeniul cercetării cancerului. Curcumina interferează cu NF-κB, care se conectează cu boli inflamatorii, inclusiv cancerul. Curcumina a reușit să disocieze raptorul de mTOR, să inhibe complexul mTOR I și ar putea reprezenta o nouă clasă de inhibitor mTOR. Ravindran și colab. Au sugerat că curcumina modulează creșterea celulelor tumorale prin reglarea căilor multiple de semnalizare celulară, inclusiv calea de proliferare celulară (ciclină D1, c-myc), calea de supraviețuire a celulelor (Bcl-2, Bcl-x, cFLIP, XIAP, c-IAP1 ), calea de activare a caspazei (caspaza-8, 3, 9), calea supresoare tumorale (p53, p21), calea receptorilor de moarte (DR4, DR5), căile mitocondriale și calea protein kinazei (JNK, Akt și AMPK).
De asemenea, s-a raportat că curcumina suprimă activarea proteinei kinazei activate cu mitogen p38 (MAPK), reduce IL-1 beta și matrice metaloproteinază-3 și îmbunătățește IL-10 în mucoasa copiilor și adulților cu boli inflamatorii intestinale.
3. Crocetin din șofran
Șofranul este un condiment din floarea șofranului și un colorant alimentar prezent în stigmele uscate ale plantei Crocus sativus L. Într-un articol recent, șofranul este listat ca agent potențial pentru un nou medicament anticancer împotriva carcinomului hepatocelular. . Șofranul și extractele sale etanolice sunt, de asemenea, raportate pentru studiile privind cancerul pulmonar uman, linia celulară a cancerului pancreatic, carcinomul pielii, celulele cancerului colorectal și cancerul de sân. Aplicațiile și mecanismul său de acțiuni sunt revizuite de Bathaie și Mousavi și, mai recent, de Gutheil și Reed. Cu toate acestea, s-a ajuns la concluzia că mecanismul exact de acțiune nu este încă clar. În general, crocetina afectează creșterea celulelor canceroase prin inhibarea sintezei acidului nucleic, îmbunătățirea sistemului anti-oxidativ, inducerea apoptozei și împiedicarea căilor de semnalizare a factorilor de creștere. Studiul lui Nam a arătat că crocetina este eficientă pentru inhibarea eliberării de oxid nitric indusă de LPS, pentru reducerea speciilor produse de TNF-α, IL-1β și de oxigen intracelular reactiv, pentru activarea NF-κB și blocarea efectul LPS asupra morții celulelor hipocampale. Deși sunt efectuate cu succes unele studii dincolo de cele menționate mai sus, este necesară o înțelegere mai aprofundată a mecanismului de pe crocetin și a efectelor acestuia.
4. Cianidine din struguri
Cianidina este un extract de pigment din fructe de pădure roșii, cum ar fi struguri, mure, afine, zmeură sau mere și prune, varză roșie și ceapă roșie. Are efecte antioxidante și de eliminare a radicalilor care pot reduce riscul de cancer. Se raportează că inhibă proliferarea celulară și expresia genei iNOS și COX-2 în celulele cancerului de colon. Un alt studiu arată că cianidin-3-glucozidă (C3G) a atenuat activarea indusă de benzo [a] piren-7,8-diol-9,10-epoxid a AP-1 și NF-κB și fosforilarea MEK, MKK4, Akt , și MAPK-uri, au blocat activarea căii de semnalizare a kinazei Fyn, care poate contribui la potențialul său chemopreventiv.
5. Diindolilmetan (DIM) / Indol-3-carbinol (I3C) din legume Brassica
Indolul-3-carbinol (I3C) se găsește în legumele Brassica, cum ar fi broccoli, conopidă, verde. Diindolilmetanul (DIM) este un derivat al digestiei indol-3-carbinolului prin condensare formată în mediul acid al stomacului. Ambele sunt studiate pentru efectele lor anticarcinogene
I3C a fost studiat de ani de zile pentru prevenirea și terapia cancerului pentru adenocarcinomul pulmonar indus de cancerul fumului de tutun la șoarecii A / J și s-a constatat că efectele preventive ale cancerului pulmonar sunt mediate prin modularea căii de semnalizare a tirozin kinazei / PI3K / Akt, cel puțin parțial. I3C și DIM au demonstrat efecte anticanceroase excepționale împotriva cancerelor receptive la hormoni, cum ar fi cancerele de sân, prostată și ovare. Într-un studiu recent, s-a ajuns la concluzia că DIM, mai degrabă decât I3C, este agentul activ în studiile culturii celulare.
DIM a prezentat proprietăți anti-cancer și se află în prezent în studii clinice pentru diferite forme de cancer.
6. Galatul de epigalocatechină din ceaiul verde
EGCG este cel mai abundent compus catechinic din ceaiul verde. Dovezi din ce în ce mai mari arată că EGCG poate fi benefic în tratarea cancerelor cerebrale [85], de prostată [86], de col uterin și de vezică urinară. Yang și colab. Au analizat prevenirea ceaiului și a cancerului cu privire la mecanismele moleculare, țintele moleculare și relevanța umană a constituenților ceaiului. Printre numeroasele studii de mecanism, EGCG leagă și inhibă proteina anti-apoptotică Bcl-xl, o proteină implicată atât în celulele canceroase, cât și în supraviețuirea normală a celulelor. EGCG a suprimat leziunile premaligne colonice induse de AOM la șoareci, a interferat cu semnalizarea EGFR și a inhibat proliferarea celulară indusă de factorul de creștere a hepatocitelor în celulele cancerului de colon uman. EGCG a arătat inhibarea protein kinazelor activate cu mitogen (MAPK), kinazelor dependente de ciclină, semnalizarea celulară legată de factorul de creștere, activarea proteinelor activatoare 1 și NF-κB, topoizomeraza I și metaloproteinazele matricei. La om, concentrația farmacologică este de obicei de cel puțin 10 μmol / L.
7. Fisetină din căpșuni, mere
Fisetina este o flavonă găsită în diferite plante, cum ar fi Acacia greggii, Acacia berlandieri, Euroasian smoketree, papagal, căpșuni, măr, persimmon, struguri, ceapă și castravete. S-a constatat că fisetina ameliorează efectele de îmbătrânire a drojdiei sau a muștei fructelor, exercită un efect antiinflamator în inflamația pulmonară acută indusă de LPS și efectele anti-carcinogeneza în celulele canceroase de colon umane HCT-116. Fisetina este, de asemenea, un antioxidant puternic și modulează căile protein kinazei și lipid kinazei. Fisetina, alături de alte flavonoide cum ar fi luteolina, quercetina, galangina și EGCG, au indus expresia Nrf2 și a produsului genetic de fază II HO-1 în celulele epiteliale ale pigmentului retinian uman (RPE) care ar putea proteja celulele RPE de stresul oxidativ indus moarte cu un grad ridicat de potență și toxicitate scăzută și moarte celulară indusă de peroxidul de hidrogen (H2O2).
8. Genisteina din soia
Genisteina este o izoflavonă care provine dintr-o serie de plante, cum ar fi lupinul, fasolea, soia, kudzu și psoralea, Flemingia vestita și cafeaua. Funcționând ca antioxidant și antihelmintic, s-a constatat că genisteina are efecte antiangiogene (blocarea formării de noi vase de sânge) și poate bloca creșterea necontrolată a celulelor asociată cu cancerul, cel mai probabil prin inhibarea enzimelor care reglează diviziunea celulară și supraviețuirea celulelor (factori de creștere ). Activitatea Genisteinei a funcționat în principal ca un inhibitor al tirozin kinazei prin inhibarea ADN topoizomeraza II. Studiile in vitro și in vivo arată că genisteina sa dovedit a fi utilă în tratarea leucemiei.
9. Gingerol din ghimbir
Gingerolul este componenta activă a ghimbirului proaspăt, cu picantitate distinctă. Gingerolul a fost studiat pentru efectele sale anticanceroase pentru tumorile din colon, sân și ovar și pancreas. O recenzie recentă realizată de Oyagbemi et al a rezumat mecanismele efectelor terapeutice ale gingerolului. Pe scurt, gingerolul a demonstrat proprietăți antioxidante, antiinflamatoare și antitumorale, scade expresia iNOS și TNF-alfa prin suprimarea fosforilării IκBα și a translocației nucleare NF-κB.
10. Kaempferol din ceai, broccoli, grapefruit
Kaempferol este un flavonol natural izolat din ceai, broccoli, hamamelis, grapefruit, varză de Bruxelles, mere etc. Kaempferol a fost studiat pentru cancer pancreatic și cancer pulmonar. A fost investigat pentru efectele sale antiangiogene, anticancerigene și radicale. Kaempferol a prezentat activitate citostatică moderată de 24,8 – 64,7 μM în liniile celulare ale celulelor canceroase umane PC3, HeLa și K562.
Kaempferol a arătat o biodisponibilitate foarte scăzută de aproximativ 2% în studiile anterioare. Folosind monostratele de celule ale rinichiului canin Madin-Darby (MDCK), kaempferolul s-a dovedit a fi un inhibitor al proteinei de rezistență la cancerul de sân (Bcrp, Abcg2) și poate fi, de asemenea, un substrat al Bcrp, care poate reprezenta un posibil mecanism pentru biodisponibilitatea scăzută a kaempferolului.
11. Licopen din roșii
Licopenul este un pigment roșu aprins și fitochimic din roșii, morcovi roșii, pepeni verzi și papaya roșii. Acesta demonstrează activitate antioxidantă și efecte chemopreventive în multe studii, în special pentru cancerul de prostată. Solubil slab în apă, licopenul are o solubilitate ridicată în solvenți organici. Proprietatea sa anti-cancer este atribuită activării enzimelor de prevenire a cancerului, cum ar fi enzimele de detoxifiere de fază II. S-a descoperit că licopenul inhibă proliferarea celulelor canceroase la om și suprimă creșterea stimulată de factorul de creștere asemănător insulinei. Acest lucru poate deschide noi căi pentru studiul licopenului cu privire la rolul prevenirii sau tratamentului cancerului endometrial și al altor tumori. Licopenul posedă, de asemenea, efecte inhibitoare asupra celulelor canceroase de sân și endometrial, celulelor de cancer de prostată și celulelor de cancer de colon. Cu toate acestea, într-un studiu realizat de Erdman și grupul care utilizează tumori de prostată xenocraft la șobolani, s-a constatat că tumorile au crescut mai încet la cele cărora li s-a administrat pulbere de roșii uscate întregi, dar nu la cele cărora li s-a administrat licopen, care poate indica faptul că licopenul poate fi o componentă importantă în tomate, dar nu singura componentă din tomate care suprimă în mod activ creșterea cancerului de prostată.
12. Isotiocianat de fenetil (PEITC) din legume crucifere
PEITC, împreună cu sulforaphane din legume crucifere, cum ar fi năsturelul, broccoli, varza etc., au fost studiate pentru inducerea apoptozei în liniile celulare. PEITC a demonstrat o putere foarte puternică împotriva melanomului. A fost studiat intens pentru chimioprevenția împotriva celulelor cancerului de sân, cancerului pulmonar cu celule mici, cancerului de col uterin, sarcomului osteogen U-2 OS, cancer de prostată și linii celulare de mielom PEITC induce apoptoza în unele linii celulare care sunt rezistente la unele utilizate în prezent medicamente chimioterapice.
13. Resveratrol din struguri
Resveratrolul este un fenol natural și poate fi găsit în pielea strugurilor roșii, arahide și în alte fructe. Jang și colab. Au raportat activitatea chemopreventivă a cancerului de resveratrol. În studiul respectiv, s-a constatat că resveratrolul posedă activitate anti-inițiere prin inducerea enzimelor de metabolizare a medicamentelor de fază II, activitate anti-promovare prin medierea efectelor antiinflamatoare și inhibarea funcțiilor ciclooxigenazei și hidroperoxidazei și activitate anti-progresie prin inducerea diferențierii celulare în promielocitele umane leucemie. Cu toate acestea, biodisponibilitatea orală slabă cauzată de metabolismul rapid și-a limitat eficacitatea în modele de cancer la animale și în studii la om. Cu toate acestea, cu contact direct, resveratrolul a demonstrat efecte anti-carcinogeneză în tumorile cutanate și în tumorile tractului gastro-intestinal, cum ar fi tumorile esofagiene induse de N-nitrosometilbenzilamină (NMBA) la șobolani. S-a constatat că resveratrolul inhibă metastazele prin reducerea expresiei factorului-1α inductibil de hipoxie și a expresiei MMP-9 în celulele cancerului de colon.
14. Acid rozmarinic din rozmarin
Acidul rosmarinic (RA) este un antioxidant natural găsit în condimentele culinare și ierburile medicinale, cum ar fi balsamul de lămâie, menta, salvie, cimbru, oregano și rozmarin pentru a trata numeroase afecțiuni. Extractele de rozmarin joacă un rol important în antiinflamare, antitumorală și anti-proliferare în diferite studii in vitro și in vivo. Studiul efectuat pe celulele carcinomului de colon uman Ls174-T a constatat că acidul rosmarinic inhibă migrația, aderența și invazia în funcție de doză. Într-un alt studiu, acidul rosmarinic poate inhiba metastazele osoase din carcinomul mamar, în principal prin calea NF-κB și prin suprimarea simultană a interleukinei-8 (IL-8).
15. Sulforafan din legume crucifere
Sulforaphane este un compus organosulfuric obținut din legume crucifere, cum ar fi broccoli, varză de Bruxelles și varză. Enzima mirozinază din tractul GI transformă glucorafanina în sulforafan la deteriorarea plantei, cum ar fi de la mestecare. Varza de broccoli și cea de conopidă sunt bogate în glucorafanină.
Sulforafanul a arătat inducerea enzimelor de metabolizare a fazei II de metabolizare a medicamentelor de transformare xenobiotică, cum ar fi chinina reductază și glutation S-transferază, și îmbunătățește transcripția proteinelor de supresie tumorală. Sulforaphane a reglat în jos calea de auto-reînnoire Wnt / beta-catenină în celulele stem ale cancerului mamar; protejează pielea împotriva deteriorării radiațiilor UV și inhibă activitatea histonei deacetilazei (HDAC).
16. Triterpenoizi din plante medicinale
Triterpenoidele sunt biosintetizate în plante prin ciclizarea squalenului, o hidrocarbură triterpenică și precursor al tuturor steroizilor. Acest grup de fitochimicale sunt subclasificate în cucurbitani, dammarani, ergostani, friedelani, lanostani, limonoizi, lupani, oleanani, tirucalani, urani și lista este încă în creștere. Diversitatea și reglarea terpenoizilor sunt apreciate de revizuirea Tholl.
17. Vitamina D din ciuperci
După expunerea la lumina ultravioletă B, vertebratele pot genera vitamina D în pielea lor. Ciupercile expuse la lumină ar putea fi, de asemenea, o sursă excelentă de vitamina D. Vitamina D a fost implicată în cancerul de sân, cancerul de colon, cancerul ovarian și cancerul pancreatic. Mecanismul nu este încă clar. Cu toate acestea, receptorul vitaminei D (VDR) pare să joace un rol important. De exemplu, femeile cu mutații ale genei VDR au avut un risc crescut de cancer de sân, iar VDR poate fi un mediator al riscului de cancer de sân, care ar putea reprezenta o țintă pentru eforturile de prevenire a cancerului.
Două vitamine D relevante fiziologic sunt vitamina D2 (ergocalciferol) și D3 (colecalciferol). D3 este produs după expunerea la lumina ultravioletă B de la soare sau surse artificiale. Numeroase studii au legat vitamina D și cancer, dar concluziile opuse au fost prezentate și de rezultatele conflictuale ale studiului. Efectul anti-cancer al vitaminei D poate fi mediat prin intermediul receptorilor de vitamina D (VDR) din celulele canceroase. Riscul crescut de cancer mamar a fost legat de polimorfismele genei VDR. Și studiul a sugerat, de asemenea, că polimorfismele genetice din genele legate de vitamina D nu joacă un rol major în riscul de cancer mamar la femeile chineze. Prin urmare, cancerul de piele cu vitamina D și prevenirea cancerului de prostată sunt încă neconcludente.
18. Vitamina E din ulei de plante
Vitamina E reprezintă o familie de compuși care conțin atât tocoferoli, cât și tocotrienoli și este un antioxidant solubil în grăsimi care există în multe alimente, inclusiv ulei de germeni de grâu, ulei de floarea-soarelui și ulei de șofrănel. Alfatocoferolul este cea mai bioactivă formă de vitamina E care oprește producția de specii reactive de oxigen atunci când grăsimea este supusă oxidării. Există rapoarte că atât tocoferolii, cât și tocotrienolii au efecte antitumorale datorită proprietăților lor antioxidante, iar tocotrienolii prezintă o bioactivitate mai puternică și ambii prezintă efecte antiproliferative, proapoptotice și inhibitoare ale COX-2 în studiile in vitro. Revizuirea de către Viola și colab. A discutat despre formele hipometilate ale tocotrienolilor în metabolismul lor in vitro și in vivo ridicat și potența lor în citoprotecție, prevenirea cancerului și chiar efecte chimioterapeutice. Chen și colab. Au raportat că suplimentarea cu vitamina E ar putea inhiba sau inversa efectele citotoxice ale extractului de fum de țigară într-o manieră dependentă de doză și de timp în celulele pulmonare embrionare de șoarece.
Abordări ale studiilor
Aplicarea fitochimicalelor la chimioprevenția cancerului încurajează o provocare imediată, respectiv demonstrarea efectului lor asupra omului. Nu este nici realist și nici fezabil să se proiecteze un studiu clinic pentru a demonstra că suprimarea tumorii la subiecți se datorează administrării unui fitochimic pentru o perioadă lungă de timp, de exemplu, 30 de ani, deoarece cancerul durează mult timp pentru a iniția, a promova și a progresa. Biotehnologia modernă oferă o abordare alternativă: biomarkeri surogat. Prin cercetări inovatoare de descoperire, astfel de biomarkeri pot fi utilizați în mod eficient pentru a prezice și pentru a descrie o leziune și pentru a pune în aplicare protocolul de tratament, cu condiția ca biomarkerii să fie validați temeinic, calitativ și ideal, cantitativ.
CONCLUZIE
Fitochimicalele dietetice naturale au fost utilizate pe scară largă în studiile de prevenire și tratament in vitro, in vivo și preclinice ale cancerului. Unele dintre aceste studii clinice au arătat diferite grade de succes. Prin intermediul unor ample studii mecaniciste, am observat efecte chemopreventive robuste ale unora dintre fitochimicale. Deoarece chimioprevenția și tratamentul cancerului folosind fitochimicale naturale au fost o abordare atât de atractivă, eforturile suplimentare sunt pe deplin justificate pentru a înțelege cu atenție potențele, performanțele farmacocinetice, răspunsurile farmacodinamice, metabolismele, toxicitățile, interacțiunile medicamentoase, polimorfismele și apoi formulările, stabilitățile și degradările și regimuri de dozare.
Fitochimicalele dietetice naturale au fost și vor continua să fie un domeniu de cercetare promițător și activ în viitorul apropiat.