Natural xenobiotics inducing apoptosis in hepatoma cells: in vitro study

• Autorzy: Starosta M. , Tyszka-Czochara M. , Bukowska-Strakova K. , Dołhańczuk-Śródka A.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2018.12(2)032

Warianty tytułu

PL

Naturalne ksenobiotyki indukujące apoptozę w komórkach nowotworu złośliwego wątroby - badania in vitro

• Konferencja: ECOpole’18 Conference (10-13.10.2018 ; Polanica Zdrój, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The term “xenobiotics” refers to substances which are not produced within the human body, but may occur in human environment. Some of biologically active chemicals may be synthesized by plants. Many studies have been conducted with regard to plant secondary metabolites and the beneficial impact of various plant-derived compounds on human health has been demonstrated. Recent research have shown chemopreventive properties of catechins. (+)-catechin ((2R,3S)-2-(3,4-dihydroxyphenyl)-3,4-dihydro-2H-chromene-3,5,7-triol) and (-)-epigallocatechin gallate (EGCG; [(2R,3R)-5,7-dihydroxy-2-(3,4,5-trihydroxyphenyl)chroman-3-yl] 3,4,5-trihydroxybenzoate) are compounds abundant in daily human nutrition. Growing body of evidence reports pro-apoptotic effects of catechins. Both catechins have been shown to modulate intracellular pathways network in tumor cells thereby regulating signaling cascades, which results in programmed death of cancer cells, apoptosis. Apoptosis is one of the most potent mechanisms to defense against cancer. During apoptosis, the activation of caspases results in biochemical and morphological changes associated with specific changes in cell phenotype. Besides apoptosis, tumor cells may be also eliminated from organism via necrosis, however the latter process may evoke local inflammation, which in turn may result in detrimental effects within the body. Xenobiotics with potential to cause apoptosis of cancer cells may be considered in modern combined anticancer therapies and/or to assist existing treatments.

PL

W środowisku występują substancje obce o charakterze ksenobiotyków, czyli związków chemicznych niesyntetyzowanych w sposób naturalny w ciele człowieka. Wiele takich aktywnych biologicznie związków może być produkowanych przez rośliny. Przeprowadzone dotychczas badania wskazują, że drugorzędowe metabolity roślinne mogą wywierać pozytywny wpływ na zdrowie człowieka. Na przykład wyniki ostatnich obserwacji potwierdziły chemoprewencyjne właściwości katechin. (+)-katechina (ang. (2R,3S)-2-(3,4dihydroxyphenyl)-3,4dihydro-2H-chromene-3,5,7-triol) oraz (-)-galusan epigallokatechiny (ang. EGCG; [(2R,3R)-5,7-dihydroxy-2(3,4,5-trihydroxyphenyl)chroman-3-yl] 3,4,5-trihydroxybenzoate) to związki o charakterze ksenobiotyków występujące w diecie człowieka. Ostatnie odkrycia zwracają uwagę w szczególności na proapoptotyczne właściwości związków z tej grupy. Obydwa wymienione związki chemiczne mogą modyfikować przebieg wewnątrzkomórkowych ścieżek sygnałowych w komórkach nowotworowych. Takie oddziaływanie może uruchamiać kaskadę aktywności prowadzącą do apoptozy, programowanej śmierci komórki neoplastycznej. Apoptoza jest jednym z mechanizmów, które wykorzystuje się w nowoczesnych terapiach przeciwnowotworowych. Apoptozę charakteryzuje szereg zmian w przebiegu procesów biochemicznych i morfologii komórki. Komórki nowotworowe mogą być eliminowane również na drodze nekrozy, jednakże ten typ śmierci komórkowej często prowadzi do lokalnego stanu zapalnego, co jest zjawiskiem niekorzystnym dla organizmu. Drugorzędowe metabolity roślinne, takie jak (+)-katechina i (-)-galusan epigallokatechiny, mogą wykazywać zdolność do wywoływania śmierci apoptotycznej komórek nowotworowych i potencjał ten może być wykorzystywany w nowoczesnych przeciwnowotworowych terapiach kombinowanych lub do wspierania istniejącego leczenia.

Słowa kluczowe

EN

xenobiotics; (+)-catechin; (-)-epigallocatechin gallate; apoptosis; cancer; flow cytometry

PL

ksenobiotyki; (+)-katechina; (-)-galusan epigallokatechiny; apoptoza; nowotwory; cytometria przepływowa

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 12, No. 2
• Strony: 335--343
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Starosta M.

• Institute of Biotechnology, University of Opole, ul. kard. B. Kominka 6a, 45-035 Opole, Poland

autor

Tyszka-Czochara M.

• Department of Food Chemistry and Nutrition, Jagiellonian University, Medical College, ul. Medyczna 9, 30-688 Kraków, Poland

autor

Bukowska-Strakova K.

• Department of Clinical Immunology, Institute of Pediatrics, Jagiellonian University Medical College, ul. Wielicka 265, 30-663 Krakow, Poland

autor

Dołhańczuk-Śródka A.

• Institute of Biotechnology, University of Opole, ul. kard. B. Kominka 6a, 45-035 Opole, Poland

Bibliografia

• [1] Stagos D, Amoutzias Gd, Matakos A, Spyrou A, Tsatsakis AM, Kouretas D. Chemoprevention of liver cancer by plant polyphenols. Food Chem Toxicol. 2012;50:2155-2170. DOI: 10.1016/j.fct.2012.04.002.
• [2] Weinberg Se, Chandel Ns. Targeting mitochondria metabolism for cancer therapy. Nat Chem Biol. 2015;1:9-15. DOI: 10.1038/nchembio.1712.
• [3] Lopez Js, Banerji U. Combine and conquer: Challenges for targeted therapy combinations in early phase trials. Nat Rev Clin Oncol. 2017;14:57-66. DOI: 10.1038/nrclinonc.2016.96.
• [4] Hemaiswarya S, Doble M. Combination of phenylpropanoids with 5-fluorouracil as anti-cancer agents against human cervical cancer (HeLa) cell line. Phytomedicine. 2013;20:151-158. DOI: 10.1016/j.phymed.2012.10.009.
• [5] Quinde-Axtell Z, Byung-Kee B. Phenolic compounds of barley grain and their implication in food product discoloration. J Agric Food Chem. 2006;54 (26):9978-9984. DOI:10.1021/Jf060974w.
• [6] Tapiero H, Tew KD, Ba GN, Mathé G. Polyphenols: do they play a role in the prevention of human pathologies? Biomed Pharmacother. 2002;56:200-207. DOI: 10.1016/S0753-3322(02)00178-6.
• [7] Lee KW, Bode AM, Dong Z. Molecular targets of phytochemicals for cancer prevention. Nat Rev Cancer. 2011;11:211-218. DOI: 10.1038/nrc3017.
• [8] Beltz LA, Bayer DK, Moss AL, Simet IM. Mechanisms of cancer prevention by green and black tea polyphenols. Anticancer Agents Med Chem. 2006;6:389-406. DOI: 10.2174/187152006778226468.
• [9] Tyring SK. Effect of Sinecatechins on HPV-activated cell growth and induction of apoptosis. J Clin Aesthet Dermatol. 2012;2:34-41. PMID: 22468171.
• [10] Di Lorenzo C, Dell'agli M, Sangiovanni E, Dos Santos A, Uberti F, Moro E, et al. Correlation between catechin content and NF-κB inhibition by infusions of green and black tea. Plant Foods Hum Nutr. 2013;68:149-54. DOI: 10.1007/s11130-013-0354-0.
• [11] Ahmad N, Gupta S, Mukhtar H. Green tea polyphenol epigallocatechin-3-gallate differentially modulates nuclear factor kappaB in cancer cells versus normal cells. Arch Biochem Biophys. 2000;376:338-346. DOI: 10.1006/abbi.2000.1742.
• [12] Gullett NP, Ruhul Amin AR, Bayraktar S, Pezzuto JM, Shin DM, Khuri FR, et al. Cancer prevention with natural compounds. Semin Oncol. 2010;37:258-281. DOI: 10.1053/j.seminoncol.2010.06.014.
• [13] Budisan L, Gulei D, Zanoaga OM, Irimie AI, Sergiu C, Braicu C, et al. Dietary intervention by phytochemicals and their role in modulating coding and non-coding genes in cancer. Int J Mol Sci. 18. pii: E1178. 2017. DOI: 10.3390/ijms18061178.
• [14] Umar A, Dunn BK, Greenwald P. Future directions in cancer prevention. Nat Rev Cancer. 2012;12:835-848. DOI: 10.1038/nrc3397.
• [15] Martinez-Outschoorn UE, Peiris-Pagés M, Pestell RG, Sotgia F, Lisanti MP. Cancer metabolism: a therapeutic perspective. Nat Rev Clin Oncol. 2017;14, 113. DOI: 10.1038/nrclinonc.2016.60.
• [16] Zapf MA, Kothari AN, Weber CE, Arffa ML, Wai PY, Driver J, et al. Green tea component epigallocatechin-3-gallate decreases expression of osteopontin via a decrease in mRNA half-life in cell lines of metastatic hepatocellular carcinoma. Surgery. 2015;158:1039-1047. DOI: 10.1016/j.surg.2015.06.011.
• [17] Anantharaju PG, Gowda PC, Vimalambike MG, Madhunapantula SV. An overview on the role of dietary phenolics for the treatment of cancers. Nutr J. 2016;15:99. DOI: 10.1186/s12937-016-0217-2.
• [18] Walczak K, Marciniak S, Rajtar G. Cancer chemoprevention - selected molecular mechanisms. Postepy Hig Med Dosw (Online). 2017;71:149-161. DOI: 10.5604/01.3001.0010.3799.
• [19] Shankar S, Ganapathy S, Srivastava R. Green tea polyphenols: biology and therapeutic implications in cancer. Front Biosci. 2007;12:4881-4899. DOI: 10.2741/2435.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).