Część 2: Aktywność przeciwnowotworowa naturalnych i syntetycznych chalkonów

Kliknij link, aby uzyskać część 1:https://www.xjcistanche.com/news/part1-aktywność-przeciwnowotworowa-naturalnej-i-syntetycznej-54977104.html

Po więcej informacji skontaktuj siętina.xiang@wecistanche.com

3. Aktywność przeciwnowotworowa

Chalconepochodne działają na różne cele, takie jak aromataza, element 2 podrodziny G kasety wiążącej ATP (ABCG2), białko oporne na raka piersi (BCRP), aktywowany jądrowy czynnik wzrostu komórek B (NF-kB), czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) i receptory kinazy tyrozynowej (receptor naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR) i mezenchymalny nabłonkowy czynnik przejściowy (MET), wykazujące istotne działanie in vitro i in vivo w nowotworach podatnych i opornych na leczenie [161,162]. Ważnym mechanizmem antyproliferacyjnego działania chalkonów jest hamowanie tubuliny i ingerencji tych związków w budowę mikrotubul, pierwiastków niezbędnych do zachowania kształtu i funkcji komórek w procesach mitozy i replikacji komórek Chalkony blokują cykl komórkowy i indukująapoptoza. Obecność reszty trimetoksyfenylowej w cząsteczkach chalkonu sprzyja nieodwracalnej aktywności antymitotycznej tych związków, które mają zdolność oddziaływania z resztami cysteiny w tubulinie poprzez reakcję addycji typu Michaela [163]. Dodatkowo, zastąpienie reszty trimetoksyfenylowej w chalkonach chinoliną lub chinazoliną jest korzystne dla aktywności antytubulinowej. Te heterocykliczne chalkony tworzą wiązania wodorowe z resztą Cys241 i silnie wiążą się z miejscem wiązania kolchicyny (podobnie jak kombretastatyna A-4, Rysunek 7) [164, 165].

3.1. Naturalne chalkony o właściwościach przeciwnowotworowych 3.1.1.Likochalkony (AD)

Korzenie i kłącza niektórych gatunków Glycyrrhiza są stosowane w medycynie tradycyjnej do leczenia wrzodów żołądka, astmy i stanów zapalnych. Z lukrecji wyizolowano ponad 600 związków, przy czym głównymi biologicznie aktywnymi składnikami są saponiny iflawonoidy. Wśród flawonoidów zidentyfikowano szereg retrochalkonów, likochalkonów A, B, C, D, E i G oraz schematy. Istnieje wiele badań nad biologicznym działaniem związków aktywnych lukrecji, z których najważniejsze to:przeciwzapalny, przeciwdrobnoustrojowe, przeciwutleniające, przeciwwrzodowe, cytoochronne i cytotoksyczne [166,167].

3.1.2. Licochalkon A

Licochalcone A (LA, Tabele S1 i S2, Związek 1) jest flawonoidem wyizolowanym z Glycyrrhiza urakensis, G.glabra i G.inflata (Fabaceae). To maprzeciwnowotworowy, przeciwzapalne, przeciwdrobnoustrojowe, przeciwpasożytnicze, przeciw otyłości, przeciwutleniające i przeciwosteoporotyczne,Przeciwrakowewykazano wpływ LA na różne typy komórek nowotworowych, w tym komórki raka żołądka BCG-823, HepG2, OVCAR-3 i SK-OV-3 (komórki raka jajnika) MCF{{ 5}} i A549 [168-171]. Badania pokazują, że LA indukuje apoptozę komórek glejaka U87, komórek raka nosogardzieli, komórek nabłonkowego raka jajnika i komórek raka pęcherza moczowego. Chalcone ma również zdolność do zwiększania autofagii i blokowania cyklu komórkowego w komórkach raka piersi. Ponadto indukuje apoptozę poprzez supresję specyficznego białka 1 w raku piersi [172]. LA ma niską cytotoksyczność wobec embrionalnych komórek fibroblastów płuc. Ponadto ma zdolność hamowania wzrostu guza i łagodzenia toksyczności indukowanej cis-platyną [173]. Mechanizmy, dzięki którym flawonoidy działają jako środki przeciwnowotworowe, obejmują hamowanie aktywności Akt poprzez hamowanie glikolizy nowotworowej za pośrednictwem heksokinazy-2- w raku żołądka, zmniejszenie ekspresji metaloproteinazy 2 i indukcję apoptozy w komórkach raka jamy ustnej, zwiększona pojemność miR{{16} }p indukowanie stresu w retikulum endoplazmatycznym i indukowanie apoptozy w ludzkich komórkach płuc, zmniejszenie aktywacji PI3K/Akt/mTor i zmniejszenie autofagii w raku piersi, blokowanie fazy G2/M cyklu komórkowego, hamowanie inwazji komórek przez MEK/ERKand Szlaki sygnalizacyjne ADAM9 w ludzkich komórkach glejaka i indukowanie apoptozy zależnej od kaspazy w ludzkich komórkach wątroby [174]. Innym mechanizmem, dzięki któremu LA wykazuje silne działanie cytotoksyczne, jest apoptoza indukowana przez ROS. Na przykład chalkon indukuje stres oksydacyjny, a w konsekwencji apoptozę komórek T24 (linie komórkowe pochodzące z ludzkiego raka pęcherza moczowego) poprzez szlaki zależne od mitochondriów oraz poprzez indukcję procesów oksydacyjnych w retikulum endoplazmatycznym [175]. Inne badanie dotyczące cytotoksyczności i genotoksyczności LA zostało opracowane przez Bortolotto i in. LA porównano z trans-chalkonem (tabele S1 i S2, związek 2). Cytotoksyczność naturalnych chalkonów (LA i trans-chalkon) na MCF-7 i 3T3 (linie komórkowe fibroblastów zarodkowych) określono po 24 i 48 godzinach. Wyniki wskazują na znaczną aktywność cytotoksyczną po 48 h leczenia. Test cytotoksyczności MTT(3-[4,5-dimetylotiazol-2-yl]-2,5-difenylotetrazolium) wykazał zależną od dawki odpowiedź na MCF{ {45}} komórki traktowane trans-chalkonem i LA. W przypadku analizowanych związków genotoksyczność okazała się lepsza w przypadku komórek MCF-7 w porównaniu z komórkami 3T3. Zniekształcenie DNA powodujeukład odpornościowyaktywować w celu wyeliminowania zniszczonych komórek. Jednak aktywacja układu odpornościowego w celu redukcji zdegradowanych komórek DNA przyczynia się do przewlekłego procesu zapalnego. Dodatkowo, odpowiedź komórkową na zdegradowany DNA można skorygować poprzez indukcję wewnętrznego szlaku apoptotycznego. Faza G1 to stan poprzedzający replikację DNA, w którym czynniki takie jak warunki komórkowe (metabolizm, sygnalizacja i wielkość komórki) wpływają na przebieg cyklu komórkowego, powodując odbudowę DNA w komórkach lub inicjowanie procesu apoptozy.IC50 LA wynosi 60,46 µM. Trans-chalkon indukuje blokadę cyklu komórkowego w fazie G1 i nasila apoptozę komórek. Zaproponowano, że leczenie LA i trans-chalkonem indukuje apoptozę na szlaku mitochondrialnym, biorąc pod uwagę, że indukcja kluczowych genów tego szlaku następuje po 24 godzinach, takich jak czynnik 1 aktywatora proteazy białka apoptozy i białko X związane z Bcl{{ 9}}. Chociaż wiadomo, że linie komórkowe MCF-7 mają niedobór kaspazy 3, badanie wykazało, że leczenie tymi chalkonami indukuje rozszczepienie polimerazy poli(ADP-rybozy) (PARP), polimerazy, której rozszczepienie na dwa fragmenty jest wskaźnikiem apoptozy. Represja

genu Bcl-2 przez LA i trans-chalkon w eksperymentalnej analizie PCR wykazały, na poziomie białka, zależne od dawki podawanie do komórek MCF-7 i pośrednictwo w szlaku wewnętrznym. Cyklina D1 jest kolejnym białkiem ulegającym supresji na liniach komórkowych MCF-7 w obecności chalkonów. Białko to ma kluczowe znaczenie dla progresji z fazy G1 do fazy S i jest ważnym biomarkerem niektórych nowotworów, w tym raka piersi. Z tych powodów degradacja cykliny D1 jest atrakcyjnym celem identyfikacji nowych środków przeciwnowotworowych i jest skorelowana z blokadą cyklu komórkowego [176].

Qui i in. zbadali również wpływ LA na komórki raka płuc in vitro. Leczenie flawonoidami znacząco zmniejszyło żywotność komórek A549 i H460 (ludzki niedrobnokomórkowy rak płuc）, na tę zmianę silnie wpływa dawka. Łącznie 40 μM likochalkonu hamuje wzrost komórek raka płuc o 45-80 procent po 24 lub 48 h. Ponadto związek wykazuje niską cytotoksyczność wobec prawidłowych ludzkich komórek nabłonka płuc. Aby podkreślić, czy jednym z mechanizmów hamowania wzrostu komórek raka płuc przez LA jest blokada cyklu komórkowego, linie komórkowe potraktowano różnymi stężenia związku przez 16h, następnie cykl komórkowy analizowano metodą cytometrii przepływowej.Wyniki wskazują, że w zależności od dawki chalkon blokuje fazę G2/M na komórkach A549 i H460. Następnie oceniano rolę LAin w indukowaniu apoptozy przy użyciu aneksyny /metoda kolorymetryczna jodku propidyny. Wyniki wskazują na akumulację komórek apoptotycznych w grupie leczonej LA, która jest zależna od zastosowanego stężenia. z apoptozą badano metodą Western blot. Poziomy rozszczepionej PARP i rozszczepionej kaspazy 3 są podwyższone, a białka antyapoptotyczne prekaspazy 3, PARP, Bcl-xL i Bcl-2 są obniżone 20 godzin po leczeniu chalkonem. Wyniki te sugerują, że apoptoza indukowana przez LA jest związana ze szlakiem PARP/Bcl-2[177]. Modele molekularne wykazały, że LA był zadokowany w kieszeniach wiążących ATP EGFR, w tym mutacji delecji eksonu 19, mutacji pojedynczego miejsca L858R, podwójnej mutacji L858R/T790M i typu dzikiego. W mutacjach L858R/790M LA ma zdolność do interakcji z Lys745 poprzez interakcję z kationem II. Wiązania wodorowe powstają między WT EGFR i likochalkonem na Met793, Lvs745 i Asp 855. Delecja eksonu 19 ma zdolność do zmiany kształtu kieszeni, w której zachodzi interakcja z likochalkonem, tworząc wiązania wodorowe z Met793, Thr790 i Glu762 . Dane uzyskane w analizach in silico LA są ważnym punktem dla identyfikacji nowych, selektywnych inhibitorów EGFR dla różnych typów mutacji [178].

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji. na odporność

3.1.3. Licochalcone B

Przeciwrakowewpływ likochalkonu B (LB, Tabele S1 i S2, związek 3) wykazano poprzez analizę różnych linii komórkowych, w tym ludzkich komórek raka pęcherza T24 i EJ, komórek raka jamy ustnej HN22 i HSC4, MCF-7, A375 (ludzka linia komórkowa czerniaka) i A431 (rak płaskonabłonkowy). Badania wykazały, że LB wpływa na wzrost komórek nowotworowych, hamuje powstawanie przerzutów, blokuje cykl komórkowy i indukuje apoptozę [161]. Kang i wsp. zbadali mechanizm molekularny, za pomocą którego LB indukuje apoptozę w ludzkim czerniaku i komórkach raka płaskonabłonkowego. Wykazano, że likochalkon indukuje apoptozę komórek A375 i A431 zarówno na drodze wewnętrznej, jak i zewnętrznej. W przypadku badania antyproliferacyjnego działania chalkonu z barwieniem błękitem trypanu zaobserwowano, że LB indukuje istotny spadek żywotności komórek, spadek ten jest skorelowany ze stężeniem. Po dodaniu LB zaobserwowano istotne zmiany w charakterystyce komórek, w tym skurcz komórek, pęknięcie błon komórkowych i wzrost odsetka pofragmentowanych komórek jądra. Odnotowano również zwiększony odsetek komórek przed fazą G1- i komórek apoptotycznych [38]. Inne badanie wykazało, że LB znacząco blokuje cykl komórkowy w fazie G2/M w przypadku linii komórek raka typu HepG2-, a w przypadku komórek guza pęcherza moczowego i sutka związek blokuje fazę S [179]. Song i wsp. zwrócili uwagę na hamujący wpływ LB na wzrost komórek raka przełyku typu JAK2-. Badania dokowania przeprowadzono za pomocą oprogramowania Autodock Vina, które zastosowano do przewidywania trybu wiązania. Struktura receptora JAK2 o potencjale hamującym jest dostępna w Protein Data Bank (wpis PDB 2B7A, reszty 840-1.132). IAK2 odgrywa ważną rolę, będąc wewnątrzkomórkowym mediatorem sygnalizacji cytokin i jest białkiem kinazy tyrozynowej z rodziny JAK. ATP silnie wiąże się z

jony magnezu w katalitycznej domenie kinaz tyrozynowych. W parametrze dokowania wielkość badanej przestrzeni obejmuje miejsce wiązania ATP charakteryzujące się resztami 855-863 i 822, gdzie ATP obliczono z różnymi potencjalnymi inhibitorami JAK2. W przygotowanych przewidywaniach ligand LB wykonano za pomocą oprogramowania Marvin Sketch. Po zadokowaniu zebrano trzy najlepsze możliwe warianty wiązania, które mają podobne powinowactwa. Wnioski z przewidywań były korzystne w odniesieniu do interakcji LB z kieszonką wiążącą ATP przy JAK2[180,181].

3.1.4.Likochalkon C

Wiadomo, że Licochalcone C (LC, Tabele S1 i S2, związek 4) zmniejsza odpowiedź zapalną na liniach komórkowych monocytów. Wynika to ze zmniejszenia ekspresji iNOS i przywrócenia aktywności sieci antyoksydacyjnej dysmutazy ponadtlenkowej, katalazy i peroksydazy glutationowej. Kwak i in. przeprowadzili badanie, aby opisać związek między ROS, kinazą terminalną NH2 c-Jun (INK) i kinazą białkową aktywowaną mitogenem p38 (MAPK) i ustalili wpływ LC na indukowanie apoptozy na linie komórkowe raka przełyku KYSE 30 i KYSE450. Wcześniejsze badania określiły wartości IC50 dla traktowania LC (45 ug/ml) po 24 godzinach w celu zahamowania proliferacji linii komórkowych A549, MCF-7 i T24. Dla trzech linii komórkowych uzyskano zahamowanie 40,47 i 68 procent. Kwak i in. uzyskał zależne od dawki i czasu hamowanie in vitro proliferacji komórek raka przełyku. Spośród pięciu analizowanych typów komórek, KYSE30 i KYSE450, które mają wspólne wsparcie genetyczne, wykazywały podobną odpowiedź na leczenie LC. Wyniki analizy wzrostu niezależnego od zakotwiczenia w miękkim agarze wskazują na znaczne zmniejszenie zdolności komórek KYSE30 i KYSE450 do tworzenia kolonii. W zależności od stężenia chalkony indukowały apoptozę w obu liniach komórkowych. Związek indukował również regulację w górę p24 i p27 (ujemne regulatory przejścia w fazach G1 i S cyklu komórkowego) i regulowana w dół cyklina D. LC również zwiększała wytwarzanie ROS w komórkach KYSE30 i KYSE450. ROS aktywują szlak kinazy białkowej aktywowanej mitogenami (MAPK) i indukująapoptoza komórek. Ponadto związek zwiększał poziom fosforylacji JNK, c-Jun i p38 oraz aktywował szlaki apoptotyczne [182]. Podobnie jak w badaniu dokowania przeprowadzonym przez Song et al. w przypadku LB[180] Oh i wsp. podkreślili interakcje wiążące między LC i ludzkimi komórkami JAK2. Symulację dokowania przeprowadzono za pomocą Autodock Vina. Aby rozpocząć badanie dokowania, strukturę receptora JAK2, który solwatowano w eksperymencie rentgenowskim, otrzymano z Protein Data Bank (rekord PDB 2B7A). Strukturę ligandu LC modelowano za pomocą oprogramowania Marvin Sketch i optymalizowano za pomocą oprogramowania Chimera. Miejsce katalityczne JAK2 było skorelowane z regionem zawiasowym (reszty 929-935), DFGloop (reszty 994-996) i Ploop (reszty 858-865). Region zawiasowy w kształcie pętli jest niezbędny do rozpoznawania ATP i tworzy wiązania wodorowe z substancjami. DFGloop zawiera trzy aminokwasy (kwas asparaginowy, fenyloalaninę i glicynę) i jest związany z wiązaniem metalu wymaganego do katalitycznej fosforylacji. Ploop jest przydatny do stabilizacji i tworzenia interakcji z ligandami. Jak widać, przewidywanie możliwego wiązania zostało dokonane w trzech funkcjonalnych miejscach. Badanie Dockinga wykazało, że LC oddziałuje z miejscem wiązania ATP z JAK2 i wskazało, że JAK2 jest jego bezpośrednim celem. Chalkon hamował również autofosforylację JAK2 przez wiązanie z kieszenią ATP p-JAK2 [183, 184].

3.1.5. Licochalkon D

Licochalcone D (LD, Tabele S1 i S2, związek 5) jest aktywnym flawonoidem wyizolowanym z Glycyrrhiza inflata. Przeprowadzono badanie w celu oceny zdolności LD do hamowania proliferacji komórek przez dwa cele dla komórek raka płuc (EGFR i MET) przy użyciu wrażliwych i opornych na gefitynib komórek ludzkich. Aby zrozumieć bezpośrednie wiązanie chalkonu z EGFR i MET, wykorzystano linie komórkowe wrażliwe na gefitynib (HCC827) i linie komórkowe oporne na gefitynib (HCC827GR). Wyniki ocen pokazują, że flawonoid wiąże się z dwoma receptorami, hamując aktywność kinaz EGFR i MET jako kompetycyjnego inhibitora ATP. W kompleksie EGFR chalkon ma dwa wiązania wodorowe utworzone przez Met793 jako główny punkt i boczny narożnik Asp855 w pętli DFG.4-Hydroksy-3-(3-metyl ale{{13} Grupa }enylo)fenylowa i grupa 3,4-dihydroksy-2-metoksyfenylowa są zamocowane na tej samej płaszczyźnie i zablokowane pomiędzy resztami hydrofobowymi Leu718, Val726 i Ala743 pętli P i Leu 844. W kompleksie Met, keto

grupa chalkonu tworzy wiązanie wodorowe z Met1160. Tyr1159 jako główny punkt i le1084, Vall092, Ala1108 i Lys1110 z Ploopa zostały podobnie pokryte czapką. Luis jest również silnie wspierany przez boczne hydrofobowe łańcuchy głównego punktu Met1160 oraz Leu1140, Met1211 i Ala1221 dolnej kieszeni ATP. Pozycja wiązania EGFR bardzo przypomina pozycję wiązania MET, tworząc wiązania wodorowe i oddziaływanie hydrofobowe. Chalkon znajduje się identycznie w regionie wiążącym dwa receptory. Stabilizację kompleksu można zwiększyć przez oddziaływanie hydrofobowe. Przewidywane wyniki porównano z danymi eksperymentalnymi, pokazującymi, że flawonoidy kompetycyjnie hamują oba receptory [185].

3.1.6. Ksantohumol

Chalkony prenylowe, ze względu na swoją różnorodność strukturalną, mają różne właściwości biologiczne, w tym działanie przeciwzapalne, przeciwnowotworowe i antymutagenne [186]. Badania wykazały, że naturalne chalkony z grupami prenylowymi mogą potencjalnie zakłócać p53. Na przykład, traktowanie komórek A549 prenylochalkonem ksantohumolem (XN, Tabele S1 i S2, związek 6) indukuje apoptotyczną śmierć komórki i blokuje cykl komórkowy w fazie G1. Aktywności te wynikają z regulacji w górę p53 i p21 z cyklu komórkowego oraz regulacji w dół cykliny D1. Apoptoza jest indukowana przez aktywację kaspazy 3 [187].

XN((3'-(3,3-dimetyloallil)-2',A',4-trihydroksy-6'metoksychalkon) jest najobficiej występującym prenylowanym flawonoidem ({{7 }}.1-1 procent suchej masy) żeńskich kwiatostanów chmielu (Humulus lupulus) [180].XN jest również składnikiem piwa, głównym źródłem pokarmowym prenyluflawonoidy, gdzie jest obecny w stężeniach powyżej 0.96 mg/L. Ze względu na swoje unikalne aktywności biologiczne i korzystny wpływ na zdrowie, prenylochalkon był ostatnio szeroko badany [188]. Związek ma bezpieczeństwo terapeutyczne i różne bioaktywności, w tym właściwości przeciwnowotworowe, przeciwcukrzycowe, przeciwzapalne, przeciwutleniające i przeciwbakteryjne. W ostatnich latach zwiększona liczba badań wykazała szerokie spektrum działania przeciwnowotworowego XN w raku płuc, raku wątrobowokomórkowym, raku piersi, białaczce, raku prostaty, raku trzustki, raku okrężnicy, raku trzustki i raku glejaka. Ekspozycja komórek rakowych na XN hamuje ich proliferację, migrację i inwazję oraz moduluje autofagię. Chalcone ma również zdolność wywoływania apoptozy i blokowania cyklu komórkowego [189-193]. Ponadto chalkon indukuje apoptozę zależną i niezależnie od aktywności kaspazy oraz hamuje inwazję komórek rakowych i angiogenezę [194]. Jego właściwości przeciwzapalne, przeciwutleniające i przeciwnowotworowe są skorelowane z chemoprewencyjnym działaniem związku [195]. Prenylochalkon jest również metabolizowany do 8-prenylonaringeniny, najsilniejszego znanego do tej pory fitoestrogenu [196].

Akt (zwana również kinazą białkową B lub PKB) jest specyficzną kinazą białkową serynowo/treoninową i ważnym punktem w szlakach sygnalizacji komórkowej. Aktywność Akt jest zmieniona w wielu typach nowotworów i jest zaangażowana w różne procesy biologiczne, w tym proliferację komórek, apoptozę, transkrypcję, migrację i inwazję. Aby potwierdzić zdolność XN do wiązania się z Akt, przeprowadzono badanie dokowania in silico przy użyciu oprogramowania Schrodinger Suite 2015. Cząsteczki wody zostały usunięte, a pH rozważanych atomów wodoru wyniosło 7. Na potrzeby badania dokowania wygenerowano miejsce wiązania ATP. XN został przygotowany do dokowania w przypadku braku parametrów za pomocą programu LigPrep. Następnie badaniom dokowania XN za pomocą Aktl i Akt2 towarzyszyły nieobecne parametry przy użyciu metody dodatkowej precyzji z programem Glide w celu uzyskania najlepszych reprezentacji strukturalnych. Wyniki badania dokowania pokazują, że XN tworzy wiązania wodorowe z Ala230, Glu228, Glu234 i Lys158 z Akt1 oraz z Glu236, Thr213 i Lvs181 z Akt2. Zidentyfikowano modele heteroprzeszczepów (PDX) w celu przełożenia podstawowych badań naukowych na zastosowania kliniczne. Uważa się, że w coraz większym stopniu cechy biologiczne i genetyczne pacjentów dawców są zachowane przez modele PDX, co stanowi główną przewagę nad modelami opartymi na linii komórkowej. Modele PDX wykorzystano do analizy biomarkerów i przewidywania odpowiedzi na terapię XN w badaniach klinicznych. Działanie chemoprewencyjne prenylochalkonu porównano na podstawie poziomów Akt. Wyniki pokazują, że modele guzów z ekspresją wysokiego poziomu Akt mają znaczny spadek objętości i masy guza, gdy są leczone XN [197]. Guo i in. badali in vitro i in vivo wpływ XN na raka żołądka, wykazując, że prenylochalkon indukuje apoptozę poprzez aktywację kaspaz, regulację Bcl-2 i wpływanie na kinazę PI3K/Akt/mTOR. XN hamuje żywotność komórek raka żołądka w sposób zależny od stężenia. Na liniach komórkowych flawonoid wywiera najlepszy wpływ na żywotność komórek SGC-7901 i nie wpływa na ten parametr na komórki GES-1 przy 6, 8 i 10 ug/ml chalkonu. Na podstawie analizy cytometrii przepływowej zaobserwowano, że prenylochalon znacząco zwiększa liczbę komórek apoptotycznych w raku żołądka. Wpływ XN na białka pro- i antyapoptotyczne podkreślono za pomocą analizy Western blot. Poziomy białek Bcl-2 i Bcl-XL zmniejszyły się po podaniu flawonoidów, spadek ten jest skorelowany z podanym stężeniem. XN zwiększył również poziomy białka Bax i Bid, przy czym najlepszą aktywność zaobserwowano dla 10 uM/ml chalkonu. Ponadto, poziomy rozszczepionej kaspazy 3 i rozszczepionego białka PARP znacznie wzrosły w obecności chalkonu. Z tych powodów można stwierdzić, że flawonoidy korzystnie i znacząco wpływają na poziom białek pro- i antyapoptotycznych. Łącznie 10 uM/ml XN indukuje znaczącą apoptozę komórek SGC-7901. Łącznie 8 i 6 uM/ml chalkonu indukuje apoptozę odpowiednio 34±3% komórek i 23±2% komórek. Dodatkowo flawonoid znacząco modyfikuje fosforylację PI3K, Akt i mTOR, zwiększa poziom p-PTEM i obniża poziom p-Akt (Thr308), p-Akt (Ser473) i m-Tor (Ser2448). Uzyskane dane wskazują, że prenylochalkon nie wpływa znacząco na poziomy Akt, PTEN, GSK-3 i mTOR. Oznaczenia na myszach z przeszczepem heterogenicznym SGC7901 wykazały, że leczenie XN zmniejszało objętość guza w sposób względnie zależny od stężenia. Aby potwierdzić supresję sygnalizacji PI3K/Akt in vivo, oceniano ekspresję fosforylowanego Akt i mTOR na guzach ksenograficznych. Badanie patologiczne skrawków hematoksyliny i eozyny ujawniło istotne nieprawidłowości morfologiczne. Jednak XN zmniejsza zależne od stężenia fosforylowane poziomy Akt i mTOR. Leczenie prenylochalkonem znacząco zmniejszyło proliferację komórek i zwiększyło apoptozę komórek nowotworowych w porównaniu z komórkami kontrolnymi [198].

XN, w stężeniach wyższych niż 10 umol/l, hamuje proliferację komórek raka trzustki in vitro. W stężeniach niższych niż 5 umol/l chalkon hamuje zależną od NF-kB aktywność angiogenną w komórkach raka trzustki. W tym stężeniu nie zaobserwowano cytotoksyczności na komórkach trzustki metodą WST-1. Jednak wniosek z badania był taki, że XN wpływa na angiogenezę wywołaną przez raka trzustki poprzez zmniejszenie produkcji VEGF i IL-8 (interleukiny), która jest specyficzna i pośredniczy przez inaktywację NF-kB [194]. oceniając aktywność przeciwnowotworową XN, linie komórkowe HepG2 poddano analizie MTT w celu określenia proliferacji komórek. Prenylochalkon zmniejszał proliferację komórek w zależności od stężenia i czasu. Zhao i in. zaobserwowali, że wystawienie linii komórkowych na 200 μM XN przez jeden dzień jest mniej skuteczne w porównaniu z traktowaniem ich 100-200 μM chalkonu przez 2-3 dni. Przy 50 µM chalkonu po 3 dniach zaobserwowano znaczące zahamowanie proliferacji komórek HepG2. W tym samym badaniu wykazano, że prenylochalkon powoduje znaczny wzrost aktywności kaspazy 3. Dodatkowo za pomocą analizy Western blot wykazano, że 100-150 uM XN znacząco hamuje ekspresję białka NF-kB na liniach komórkowych. Na podstawie tej analizy zaobserwowano również, że prenylochalkon ma zdolność do zwiększania ekspresji białka p53, a 20 µM XN determinuje nasilenie sygnalizacji Bax, co jest skorelowane z czasem [199]. Badania profilu bezpieczeństwa XN pokazują, że 1000 mg/kg związku nie zmienia funkcjonowania ważnych narządów i homeostazy u myszy. Prenylochalkon ma zdolność do zwiększania produkcji IL-2 w limfocytach T, co pokazuje jego zdolność do promowania odpowiedzi immunologicznej, w której pośredniczy The. XN hamuje również -12. który pośrednio wytwarza różnicowanie komórek w układzie odpornościowym poprzez aktywację cząsteczek transkrypcyjnych. Limfocyty cytotoksyczne są rodzajem efektora komórkowego kluczowego dla odporności komórkowej i odgrywają ważną rolę w procesie immunologii przeciwnowotworowej. Limfocyty cytotoksyczne CD8 plus T występują jako CTL-P, prekursor nieaktywnej komórki in vivo. Prekursor ten jest aktywowany przez antygen w obecności cytokin Th1, a następnie rozwija się w dojrzałe limfocyty T cytotoksyczne. Wykazano znaczny wzrost CD8 plus /CD25 plus, po którym nastąpiła przemiana Th2 do Th1 w mikroklimacie guza. Stosunek CD8 plus/CD25* limfocytów T jest znacznie zwiększony, gdy cytotoksyczne limfocyty T są aktywowane przez CoCl2 na liniach komórkowych 4T1. Funkcja komórek Th1 i Th2 zależy od wydzielania różnych cytokin. Aby zbadać wpływ XN na cytokiny Th1 i Th2, Zhang i in. określili poziomy cytokin związanych z Th1l i Th2-w surowicy przy użyciu zestawów ELISA. Wykazano, że pochodna prenylu znacząco zwiększa ekspresję cytokin Th1 (w tym IL-2 i IFN-y) oraz zmniejsza poziomy cytokin Th2 (w tym IL-4 i IL-10). Ten wniosek wyjaśnia fakt, że Th1 i Th2 są wzajemnymi inhibitorami. Ponadto stosunek Th1/Th2 oznaczono metodą cytometrii przepływowej, wykazując, że jest on znacznie zwiększony przez XN. Podobne badania wykazały to odkrycie dla różnych guzów. Pacjenci z zaawansowanym rakiem płaskonabłonkowym szyi i głowy mają niski poziom cytokin Th1 w porównaniu z pacjentami o mniejszym nasileniu i wysokim poziomie cytokin Th2. Terapia skojarzona powoduje przejście cytokin Th2 do Th1 w środowisku guza. Wyniki badań wskazują na zaburzenie stosunku cytokin Th1/Th2, zmianę tę obserwuje się dla kilku typów guzów, najczęściej w terminalnych stadiach raka. Aby potwierdzić potencjalny mechanizm XN na stosunek cytokin Thl/'Th2 określono ekspresję kluczowych czynników w szlaku różnicowania Th1 i Th2. Fizjologicznie komórki Th0 są proporcjonalnie różnicowane do komórek Th1 i Th2. Ponadto aktywacja cząsteczek transkrypcyjnych 4 i 6 odgrywa istotną rolę w różnicowaniu komórek Th0 do Th1 i Th2. T-bet i GATA-3 również odgrywają dwie kluczowe role. CpG-ODN(cytozyno-fosforotionian-guanina zawierający oligodeoksynukleotyd), silny adiuwant Th1, zmniejsza ekspresję GATA-3 i aktywację cząsteczki transkrypcyjnej 6 przez aktywację cząsteczek T-bet i transkrypcyjnych 1 i 4 w modelach raka płuc. XN zwiększa ekspresję T-bet i zmniejsza ekspresję GATA-3. Aktywacja cząsteczki transkrypcyjnej 4 wzrasta w obecności XN, ale nie wpływa na aktywację cząsteczki transkrypcyjnej 6. Z tego powodu można stwierdzić, że aktywacja cząsteczki transkrypcyjnej 4 odgrywa pozytywną rolę w regulacji cytokiny Th1/Th2 stosunek XN [200].

Szlak sygnalizacji wycięcia odgrywa znaczącą rolę w raku piersi, który jest celem terapeutycznym w jego leczeniu. Bierze udział w inicjacji i progresji raka piersi, a nieprawidłowa aktywność tego szlaku jest związana z tą patologią. Hamowanie szlaku sygnałowego Notch przez inhibitory gamma-sekretazy i przeciwciało monoklonalne anty-delta 4 jest korzystne w leczeniu ostrej białaczki limfoblastycznej i guzów litych. Mechanizmy tych środków obejmują blokadę lub apoptozę cyklu komórkowego i zakłócenie angiogenezy. Sun i in. zbadali terapeutyczny potencjał XN na liniach komórkowych raka piersi, podkreślając jego zdolność do hamowania proliferacji komórek, blokowania cyklu komórkowego i indukowania apoptozy in vitro. Określono również zmniejszenie wzrostu guza in vivo. Ponadto zbadano możliwość hamowania przez prenylochalkon wzrostu ludzkich komórek raka piersi przez szlak sygnałowy Notch. Aby określić, czy XN jest ukierunkowany na szlak sygnałowy Notch, zastosowano sfunkcjonalizowaną metodę Notch 1, stosując jako kontrolę inhibitor gamma-sekretazy (DAPT). Celem badania była ocena możliwości, że prenylochalkon zmniejsza aktywność wiązania Notch1 z transgenem CBF1. Wykazano, że XN hamuje proliferację i indukuje apoptozę poprzez hamowanie szlaku Notch 1. Dodatkowo metodą MTT i mikroskopią świetlną wykazano, że prenylochalkon hamuje proliferację komórek na liniach komórkowych raka piersi. Wcześniejsze badania wykazały, że inhibitory szlaku Notch są również inhibitorami ekspresji EGFR, kolejnego elementu obciążającego raka piersi. Ponadto XN działa na białka związane z przerzutami nowotworowymi i hamuje migrację komórek poprzez zwiększenie ekspresji tych białek. Badanie podkreśliło blokadę cyklu komórkowego w fazie G0/G1 i indukcję apoptozy komórek MCF-7 i MDA-MB-231 przez XN [201].

3.1.7.Panduretyna A

Przeciwrakowebadano aktywność panduranu A (PA, tabele S1 i S2, związek 7), cykloheksanylochalkonu wyizolowanego z panduranu Boesenbergia. Roślina zawiera chalkony prenylowe i inne flawonoidy jako główne cząsteczki bioaktywne, które są opisane w literaturze jako mające preferencyjne właściwości cytotoksyczne wobec ludzkiej linii komórkowej trzustki PANC-1. [202,203] PA jest aktywny w czerniaku, gruczolakoraku okrężnicy i raku prostaty. Analizy proteomiczne wykazują, że PA wykazuje cytotoksyczność na komórki czerniaka zależną od denaturacji mitochondrialnego procesu fosforylacji oksydacyjnej, z aktywnością szlaku sekrecyjnego i apoptozą indukowaną przez procesy oksydacyjne. W związku z tym wykazano, że stres oksydacyjny może być wynikiem stymulowania autofagii jako wtórnej odpowiedzi na podwyższony ROS [204]. Literatura wskazuje, że stężenie 9 ug/ml PA całkowicie hamuje wzrost komórek MCF-7 i komórek HT-29 (linia komórek ludzkiego raka okrężnicy)[205]. Chalkon ma właściwości przeciwnowotworowe na różnych typach komórek, w tym czerniaku, gruczolakoraku okrężnicy i raku prostaty [204]. Liu i in. podkreślił cytotoksyczne działanie chalkonu na linie komórkowe MCF-7, T47D (ludzki rak piersi) i MCF-10A (nienowotworowe komórki piersi). Wartości IC50 PA na komórkach MCF-7 wynosiły 15 μM po 24 godzinach i 11,5 μM po 48 godzinach. W przypadku komórek T47D IC50 wynosiło 17,5 μM po 24 godzinach i 14,5 μM po 48 godzinach. PA nie wpływa na proliferację komórek MCF-10A. Aby zidentyfikować mechanizmy, za pomocą których chalkon indukuje blokadę cyklu komórkowego w komórkach MCF-7 w fazie GO/G1, zastosowano analizę Western blot, której celem była ocena modulacji białek regulatorowych w cyklu komórkowym. Wyniki pokazują, że traktowanie PA indukuje zmniejszenie ekspresji cykliny D1 i CDK4 oraz zwiększa ekspresję p21Cip1 i p27, wyjaśniając w ten sposób blokadę w fazie G0/G1. Wyizolowany PA z Kaempferia pandurate indukuje blokadę cyklu komórkowego w niezależnych od androgenów komórkach PC-3 (gruczolakoraka prostaty) oraz w ludzkich komórkach DU145 (linia komórek ludzkiego raka prostaty). Fragmentacja międzynukleosomalnego DNA jest markerem apoptozy. Ponieważ fragmenty DNA o małej masie cząsteczkowej są ekstrahowane przez barwienie komórek w roztworach wodnych, komórki apoptotyczne można zidentyfikować na podstawie histogramów częstotliwości zawartości DNA w postaci komórek z frakcjonowaną zawartością DNA. Analizowano populację komórek MCF-7 fazy sub-G1. Zawartość fazy G1 w komórkach wynosiła 1,17 ±0,11, aw komórkach traktowanych PA（10,15 i 20 μM） odpowiednio 1,84±0,18,2,62±0,21 i 4,52±0,28. Wzrost leczenia chalkonem był spowodowany nasileniem fragmentacji DNA na liniach MCF-7, co potwierdza populacja komórek w fazie sub-G1 [206].

Wśród kluczowych białek związanych z inwazją i przerzutami komórek nowotworowych indukcją są metaloproteinazy macierzy. Degradują składniki macierzy zewnątrzkomórkowej oraz ułatwiają inwazję i migrację komórek. Ponadto nadekspresja metaloproteinaz może indukować przejście nabłonkowo-mezenchymalne. PA hamuje wydzielanie i aktywację metaloproteinazy 2, powodując hamowanie migracji komórek śródbłonka, inwazji i morfogenezy na ludzkich komórkach śródbłonka żyły pępowinowej (HUVEC). Ponadto subtoksyczne dawki chalkonów są wystarczające do obniżenia poziomu metaloproteinazy 2 w komórkach raka płuca [207].

3.1.8. Kardamonina

Kardamon (CD, Tabele S1 i S2, związek 8), chalkon z Campomanesia adamantium (Myrtaceae), zwiększa fragmentację DNA i zmniejsza aktywność NF-kB w komórkach PC-3. Wyniki te wskazują na terapeutyczny potencjał chalkonu w leczeniu raka prostaty [20]. CD jest uważany za jeden z najbardziej aktywnych związków przeciwnowotworowych, w który zaangażowana jest aktywacja wirusa Epsteina-Barra [208]. Efekty przeciwnowotworowe CD są skorelowane z indukcją apoptozy, hamowaniem proliferacji i migracji komórek oraz wpływem na cykl komórkowy. Chalkon ma również zdolność zmniejszania oporności komórek nowotworowych na terapię. W połączeniu z 5-fluorouracylem lub cis-platyną uzyskuje się zwiększoną aktywność przeciwnowotworową. Na przykład CD ma zdolność do znacznego hamowania oporności na chemioterapię komórek raka okrężnicy, indukuje apoptozę, aktywuje kaspazy 3 i 9, ułatwia ekspresję białka Bax, znacząco hamuje c-myc i przenosi swoiste 50 i NF-kB [209] ]. Hou i in. zbadali potencjał terapeutyczny i mechanizmy molekularne CD na komórkach raka żołądka opornego na 5-fluorouracyl. Wrażliwość -823/5-fluorouracylu BGC na 5-fluorouracyl została potwierdzona przez zwiększenie apoptozy i zablokowanie cyklu komórkowego w obecności CD. Chalkon zwiększa wrażliwość komórek nowotworowych na 5-fluorouracyl poprzez hamowanie szlaku sygnałowego Wnt/-kateniny (który odgrywa znaczącą rolę w powstawaniu nowotworów), a aktywowane mutacje w genach Wnt/-katenina są związane z opornością na terapię przeciwnowotworową . Hamuje ekspresję glikoproteiny P, -kateniny i TCF-4. Dodatkowo, CD specyficznie blokuje tworzenie kompleksu -katenina/TCF-4, powodując w ten sposób nieprawidłową sygnalizację Wnt/-katenina [210]. Sypialnia i in. zbadali antyproliferacyjne i apoptotyczne działanie CD na komórki HepG2. Hamujące działanie

chalkon na proliferacji komórek HepG2 był znaczący po 72 godzinach, cytotoksyczność była podobna do 5-fluorouracylu. Wartości określone dla innych środków chemioterapeutycznych stosowanych jako wzorce (np. sorafenibu) były znacznie niższe. Ponadto działanie cytotoksyczne związku jest selektywne na komórki nowotworowe i nie wpływa negatywnie na komórki prawidłowe, co jest zaletą CD w porównaniu z 5-fluorouracylem. Nagromadzenie CD w fazie G1 cyklu komórkowego zaobserwowano po 72 godzinach i wskazuje na zahamowanie wzrostu komórek HepG2 poprzez zapobieganie podziałom komórek [211].

Porównawcze badania dokowania CD i 5-fluorouracylu i jego interakcji z BaxBH3 pokazują, że 5-fluorouracyl ma wyższą energię wiązania niż CD. Chalkon tworzy trzy wiązania wodorowe (Phe30, Val50 i Gln52). Interakcja pomiędzy CD i Bcl jest osiągana przez trzy wiązania wodorowe (Asp15, Gln18 i Ser28), aw przypadku 5-fluorouracylu przez cztery wiązania. Dodatkowo w przypadku tej interakcji energia wiązania CD jest niższa niż w przypadku 5-fluorouracylu. Można to przypisać pozostałościom aromatycznym w strukturze chalkonu, które są zaangażowane w wiązania II, które mają zdolność stabilizowania aktywnej kieszeni i powodują spadek energii wiązania. Wyniki badań in silico pokazują, że 5-fluorouracyl ma wyższe energie wiązania niż kaspaza 3 w porównaniu z CD. CD wykazuje dwa wiązania wodorowe w interakcji z kaspazą 3 (Cys163 i Arg64). Chalkon ma również wiązania II-II z TYR204. Wolna energia wiązania 5-fluorouracylu jest wyższa niż CD, co tłumaczy się stabilizacją aktywnej kieszeni przez dwie reszty aromatyczne w strukturze chalkonu [212].

3.1.9. lonchokarpin

Lonchocarpin (tabele S1 i S2, związek 9) to naturalny chalkon wyekstrahowany z Lonchiocarpus sericeus. Opisano cytotoksyczne działanie tego chalkonu na liniach komórkowych nerwiaka niedojrzałego i białaczki. Wiadomo, że 24h po potraktowaniu 50 uM lonchokarpiną na liniach nerwiaka niedojrzałego SK-N-SH następuje indukcja fosforylacji AMPK, co zwiększa wchłanianie glukozy i hamuje syntezę białek. Chalkon ma również zdolność zmniejszania żywotności komórek. W przypadku linii komórkowych raka jelita grubego HCT116, SW480 i DLD lonchokarpina zmniejsza żywotność komórek o 20 μM. Badania wykazują, że lonchokarpina ma zdolność hamowania komórek raka płuc H292 in vitro poprzez śmierć komórek wywołaną przez kaspazę-3-, która poprzedza apoptozę. Ponadto zaobserwowano, że lonchokarpina hamuje sygnalizację Wnt/-katenina in vivo w modelach embrionalnych Xenopus laevis. Wstrzyknięcie chalkonu do wspólnie wstrzykniętego modelu receptora specyficznego dla Wnt8-(SO1234) spowodowało 82-procentowe zahamowanie aktywacji genu receptora sygnałowego Wnt/-kateniny [213].

W badaniu Chen i wsp. wyniki analizy 3D-QSAR wskazują na hydrofobowe C-4, C-5, C-11, C-1/ i C -2 interakcja w lonchokarpinie. Ta interakcja zwiększa zdolność cytotoksyczną tego związku, mając udział 23% w modelu. Badania dokowania dla lonchokarpiny dały takie same wyniki jak hydrofobowy model 3D-QSAR, z hydrofobową powierzchnią w C-4, C-5, C-11, C-1' oraz regiony C-2' lonkokarpiny oddziałujące z kompleksem Bcl-2. Hydrofobowa pętla białka Bcl-2 tworzy kompleks z peptydem BaxBH3, który może być przerwany przez syntetyczny navitoklaks lub związki lonchokarpinowe. Pokazuje to, że hydrofobowa pętla członków rodziny Bcl-2 jest celem dla indukowanej lonkokarpiną apoptozy komórek H292, a tym samym dla aktywacji kaspazy 3 [214].

Inne naturalne chalkony o właściwościach przeciwnowotworowych to buteina (tabele S1 i S2 związek 10), izolikwirytygenina (tabele S1 i S2, związek 11), flawokawaina (tabele S1 i S2, związek 12) i izobawachalkon (tabele S1 i S2, związek 13) [155].

Kliknij link, aby uzyskać część 3:https://www.xjcistanche.com/news/part3-aktywność-przeciwnowotworowa-naturalnej-i-syntetycznej-54978140.html