Část 2: Protirakovinná aktivita přírodních a syntetických chalkonů

Kliknutím na odkaz získáte část 1:https://www.xjcistanche.com/news/part1-anticancer-activity-of-natural-and-synt-54977104.html

Pro více informací kontaktujtetina.xiang@wecistanche.com

3. Protirakovinná aktivita

Chalconederiváty působí na různé cíle, jako je aromatáza, ATP vazebná kazeta člen podrodiny G 2 (ABCG2), protein rezistentní vůči rakovině prsu (BCRP), aktivovaný jaderný B buněčný růstový faktor (NF-kB), vaskulární endoteliální růstový faktor (VEGF) a tyrosinkinázové receptory (receptor epidermálního růstového faktoru (EGFR) a mezenchymálně-epitelový přechodový faktor (MET), vykazující významné aktivity in vitro a in vivo u citlivých a na terapii rezistentních nádorů [161,162] Důležitým mechanismem antiproliferativní aktivity chalkonů je inhibice tubulinu a interference těchto sloučenin se sestavováním mikrotubulů, prvků nezbytných pro udržení tvaru a funkce buněk v procesech mitózy a buněčné replikace.Chalkony blokují buněčný cyklus a indukujíapoptóza. Přítomnost trimethoxyfenylového zbytku v molekulách chalkonu je příznivá pro ireverzibilní antimitotickou aktivitu těchto sloučenin, které mají schopnost interagovat s cysteinovými zbytky v tubulinu prostřednictvím adiční reakce Michaelova typu [163]. Navíc nahrazení trimethoxyfenylového zbytku v chalkonech chinolinem nebo chinazolinem je příznivé pro antitubulinovou aktivitu. Tyto heterocyklické chalkony tvoří vodíkové vazby se zbytkem Cys241 a silně se vážou na kolchicinové vazebné místo (podobně jako combretastatin A-4, obrázek 7) [164,165].

3.1. Přírodní chalkony s protirakovinnými vlastnostmi 3.1.1. Licochalkony (AD)

Kořeny a oddenky některých druhů Glycyrrhiza se používají v tradiční medicíně k léčbě žaludečních vředů, astmatu a zánětů. Z lékořice bylo izolováno více než 600 sloučenin, hlavními biologicky aktivními složkami jsou saponiny aflavonoidy. Mezi flavonoidy byla identifikována řada retrochalkonů, licochalkonů A, B, C, D, E a G a schematize. Existuje mnoho studií o biologických účincích účinných látek lékořice, z nichž nejdůležitější jeprotizánětlivéantimikrobiální, antioxidační, protivředové, cytoprotektivní a cytotoxické vlastnosti [166,167].

3.1.2. Licochalcon A

Licochalcon A (LA, tabulky S1 a S2, sloučenina 1) je flavonoid izolovaný z Glycyrrhiza urakensis, G.glabra a G.inflata (Fabaceae). Má toprotinádorové, protizánětlivé, antimikrobiální, antiparazitické, antiobezitní, antioxidační a antiosteoporotické vlastnosti,Protirakovinnéúčinek LA byl prokázán u různých typů rakovinných buněk, včetně rakovinných buněk žaludku BCG-823, HepG2, OVCAR-3 a SK-OV-3 (buňky rakoviny vaječníků) MCF{{ 5}} a A549 [168-171]. Studie ukazují, že LA indukuje apoptózu gliomových buněk U87, buněk rakoviny nosohltanu, buněk epiteliálního karcinomu vaječníků a buněk rakoviny močového měchýře. Chalkon má také schopnost zvýšit autofagii a blokovat buněčný cyklus v buňkách rakoviny prsu. Navíc indukuje apoptózu potlačením specifického proteinu 1 u rakoviny prsu [172]. LA má nízkou cytotoxicitu na embryonální buňky plicních fibroblastů. Kromě toho má schopnost inhibovat růst nádorů a zmírňovat toxicitu vyvolanou cis-platinou[173]. Mechanismy, kterými flavonoidy působí jako protirakovinné látky, zahrnují inhibici aktivity Akt potlačením hexokinasou{14}}zprostředkované glykolýzy nádoru u rakoviny žaludku, downregulaci exprese metaloproteinázy 2 a indukci apoptózy v buňkách rakoviny dutiny ústní, zvýšenou kapacitu miR{{16} }p k vyvolání stresu v endoplazmatickém retikulu a indukci apoptózy v lidských plicních buňkách, snížení aktivace PI3K/Akt/mTor a snížení autofagie u rakoviny prsu, blokování G2/M fáze buněčného cyklu, potlačení buněčné invaze MEK/ERK a ADAM9 signalizační dráhy v lidských gliomových buňkách a indukce apoptózy závislé na kaspáze v lidských jaterních buňkách [174]. Dalším mechanismem, kterým LA vykazuje silný cytotoxický účinek, je apoptóza indukovaná ROS. Například chalkon indukuje oxidační stres a následně apoptózu buněk T24 (buněčné linie odvozené z lidského karcinomu močového měchýře) prostřednictvím mitochondriálně závislých drah a indukcí oxidačních procesů v endoplazmatickém retikulu [175]. Další studii o cytotoxicitě a genotoxicitě LA vypracovali Bortolotto et al. LA byl porovnán s trans-chalkonem (tabulky SI a S2, sloučenina 2). Cytotoxicita přírodních chalkonů (LA a trans-chalkon) na MCF-7 a 3T3 (buněčné linie embryonálních fibroblastů) byla stanovena za 24 a 48 hodin. Výsledky ukazují výraznou cytotoxickou aktivitu po 48 hodinách léčby. Test cytotoxicity MTT (3-[4,{40}}dimethylthiazol-2-yl]-2,5-difenyltetrazoliumbromid) ukázal na dávce závislou odpověď na MCF{ {45}} buňky ošetřené trans-chalkonem a LA. U analyzovaných sloučenin bylo zjištěno, že genotoxicita je lepší na buňkách MCF-7 ve srovnání s buňkami 3T3. Zkreslení DNA způsobujeimunitní systémaktivovat, aby se odstranily zničené buňky. Aktivace imunitního systému ke snížení degradovaných buněk DNA však přispívá k chronickému zánětlivému procesu. Navíc může být buněčná odpověď na degradovanou DNA korigována indukcí vnitřní apoptotické dráhy. G1 fáze je stav, který předchází replikaci DNA, ve kterém faktory jako buněčné podmínky (metabolismus, signalizace a velikost buňky) ovlivňují progresi buněčného cyklu, což způsobuje přestavbu DNA v buňkách nebo iniciuje proces apoptózy. IC50 LA je 60,46 uM. Trans-chalkon indukuje blokádu buněčného cyklu ve fázi G1 a zesiluje buněčnou apoptózu. Bylo navrženo, že léčba LA a trans-chalkonem indukuje apoptózu mitochondriální cestou, vzhledem k tomu, že k indukci klíčových genů této dráhy dochází po 24 hodinách, jako je proteázový aktivátorový faktor 1 proteinové apoptózy a protein X asociovaný s Bcl{{ 9}}. Ačkoli je známo, že buněčné linie MCF{10}} mají nedostatek kaspázy 3, studie ukázala, že léčba těmito chalkony indukuje štěpení poly(ADP-ribóza)polymerázy (PARP), polymerázy, jejíž štěpení na dva fragmenty je indikátorem apoptózy. Represe

genu Bcl{0}} pomocí LA a trans-chalkonu v experimentální analýze PCR prokázala na úrovni proteinu podávání do buněk MCF-7 v závislosti na dávce a zprostředkování vnitřní dráhy. Cyklin D1 je další protein potlačovaný na MCF-7 buněčných liniích v přítomnosti chalkonů. Tento protein je rozhodující pro progresi z G1 do S fáze a je důležitým biomarkerem pro některé druhy rakoviny, včetně rakoviny prsu. Z těchto důvodů je degradace cyklinu D1 atraktivním cílem pro identifikaci nových protinádorových látek a koreluje s blokádou buněčného cyklu [176].

Qui a spol. také zkoumali účinek LA na buňky rakoviny plic in vitro. Léčba flavonoidy významně snížila životaschopnost buněk A549 a H460 (lidský nemalobuněčný karcinom plic）, tato změna je silně ovlivněna dávkou. Celkem 40 μM licochalconu potlačuje růst buněk rakoviny plic o 45-80 procent po 24 nebo 48 hodinách léčby. Kromě toho sloučenina vykazuje nízkou cytotoxicitu na normální lidské plicní epiteliální buňky. Aby se zdůraznilo, zda jedním z mechanismů inhibice růstu buněk rakoviny plic pomocí LA je blokáda buněčného cyklu, byly buněčné linie ošetřeny různými koncentrace sloučeniny po dobu 16 hodin, poté byl buněčný cyklus analyzován průtokovou cytometrií. Výsledky ukazují, že v závislosti na dávce chalkon blokuje G2/M fázi na buňkách A549 a H460. Následně byla vyhodnocena role LAin indukujícího apoptózu pomocí annexinu /propidium jodid kolorimetrická metoda Výsledky ukazují, že ve skupině léčené LA dochází k akumulaci apoptotických buněk, která je závislá na použité koncentraci. apoptózou byly vyšetřeny metodou Western blot. Hladiny štěpené PARP a štěpené kaspázy 3 jsou zvýšené a antiapoptotické proteiny pre-kaspázy 3, PARP, Bcl-xL a Bcl{17}} jsou sníženy 20 hodin po ošetření chalkonem. Tyto výsledky naznačují, že apoptóza indukovaná LA je spojena s dráhou PARP/Bcl{20}}[177]. Molekulární modely ukázaly, že LA byla zakotvena v ATP vazebných kapsách EGFR, včetně mutace s delecí exonu 19, L858R jednomístná mutace, L858R/T790M dvojitá mutace a divoký typ. U mutací L858R/790M má LA schopnost interagovat s Lys745 prostřednictvím interakce kationtu-II. Vodíkové vazby jsou tvořeny mezi WT EGFR a licochalconem na Met793, Lvs745 a Asp 855. Delece exonu 19 má schopnost změnit tvar kapsy, ve které se předpokládá interakce s licochalconem, a tvoří vodíkové vazby s Met793, Thr790 a Glu762 . Data získaná in silico analýzou LA jsou důležitým bodem pro identifikaci nových, selektivních inhibitorů EGFR na různých typech mutací [178].

Kliknutím získáte další informace. na imunitu

3.1.3. Licochalcon B

Protirakovinnéúčinky licochalconu B (LB, tabulky S1 a S2, sloučenina 3) byly prokázány analýzou na různých buněčných liniích, včetně lidských buněk z rakoviny močového měchýře T24 a EJ, buněk rakoviny dutiny ústní HN22 a HSC4, MCF-7, A375 (buněčná linie lidského melanomu) a A431 (karcinom skvamózních buněk). Studie ukázaly, že LB ovlivňuje růst rakovinných buněk, inhibuje tvorbu metastáz, blokuje buněčný cyklus a indukuje apoptózu[161]. Kang et al. zkoumali molekulární mechanismus, kterým LB indukuje apoptózu u lidského melanomu a buněk u spinocelulárních karcinomů. Bylo ukázáno, že licochalcon indukuje apoptózu buněk A375 a A431 jak vnitřními, tak vnějšími cestami. V případě testování antiproliferativního účinku chalkonu s barvením trypanovou modří bylo pozorováno, že LB indukuje významný pokles viability buněk, tento pokles koreluje s koncentrací Po přidání LB byly pozorovány významné změny v charakteristikách buněk, vč. kontrakce buněk, prasknutí buněčných membrán a zvýšení procenta fragmentovaných buněk jádra. Bylo také zaznamenáno zvýšené procento buněk pre-G1-fáze a apoptotických buněk [38]. Jiná studie ukázala, že LB významně blokuje buněčný cyklus ve fázi G2/M v případě rakovinných buněčných linií typu HepG2- a v případě buněk nádoru močového měchýře a prsu sloučenina blokuje S fázi [179]. Song et al. zdůraznili supresivní účinek LB na růst dlaždicových buněk karcinomu jícnu typu JAK{19}}. Studie dokování byly provedeny pomocí softwaru Autodock Vina, který byl použit k predikci režimu vazby. Struktura receptoru JAK2 s inhibičním potenciálem je dostupná v Protein Data Bank (položka PDB 2B7A, zbytky 840-1.132). IAK2 hraje důležitou roli, je intracelulárním mediátorem cytokinové signalizace a je tyrosinkinázovým proteinem rodiny JAK. ATP se silně váže na

hořčíkové ionty v katalytické doméně tyrosinkináz. V parametru dokování velikost zkoumaného prostoru zahrnuje vazebné místo ATP charakterizované zbytky 855-863 a 822, kde byl ATP vypočten s různými potenciálními inhibitory JAK2. V předpovědích byl LB ligand vytvořen pomocí softwaru Marvin Sketch. Po dokování byly shromážděny tři nejlepší možné vazebné varianty, které mají podobné afinity. Závěry předpovědí byly příznivé, pokud jde o interakci LB s ATP vazebnou kapsou na JAK2 [180,181].

3.1.4. Licochalcon C

Je známo, že licochalcon C(LC, tabulky S1 a S2, sloučenina 4) snižuje zánětlivou odpověď na monocytových buněčných liniích. To je způsobeno snížením exprese iNOS a obnovením aktivity antioxidační sítě superoxiddismutázy, katalázy a glutathionperoxidázy. Kwak a kol. provedli studii k popisu vztahu mezi ROS, c-Jun NH2 terminální kinázou (INK) a p38mitogenem aktivovanou proteinkinázou (MAPK) a stanovili vliv LC na indukci apoptózy na buněčných liniích rakoviny jícnu KYSE 30 a KYSE450. Předchozí studie stanovily hodnoty IC50 pro ošetření LC (45 ug/ml) po 24 hodinách pro inhibici proliferace buněčných linií A549, MCF-7 a T24. Pro tři buněčné linie byly získány inhibice 40, 47 a 68 procent. Kwak a kol. získali in vitro na dávce a čase závislou inhibici proliferace buněk zhoubného nádoru jícnu. Z pěti analyzovaných typů buněk měly KYSE30 a KYSE450, které mají společnou genetickou podporu, podobnou odpověď na léčbu LC. V analýze růstu nezávislého na ukotvení v měkkém agaru výsledky naznačují významné snížení schopnosti buněk KYSE30 a KYSE450 tvořit kolonie. V závislosti na koncentraci vyvolaly chalkony apoptózu v obou buněčných liniích. Sloučenina také indukovala vzestupnou regulaci p24 a p27 (negativní regulátory přechodu ve fázích G1 a S buněčného cyklu) a regulovala downstream cyklin D. LC také zvýšila tvorbu ROS v buňkách KYSE30 a KYSE450. ROS aktivují dráhu mitogenem aktivované proteinkinázy (MAPK) a indukujíapoptóza buněk. Kromě toho sloučenina zvýšila hladinu fosforylace JNK, c-Jun a p38 a aktivovala apoptotické dráhy [182]. Podobně jako ve studii dokování Song et al. pro LB[180], Oh et al. zdůraznili vazebné interakce mezi LC a lidskými JAK2 buňkami. Simulace dokování byla provedena pomocí Autodock Vina. Pro zahájení dokovací studie byla struktura receptoru JAK2, který byl solvatován pomocí rentgenového experimentu, získána z Protein Data Bank (PDB položka 2B7A). Struktura LC ligandu byla modelována softwarem Marvin Sketch a optimalizována softwarem Chimera. Katalytické místo JAK2 bylo korelováno s pantovou oblastí (zbytky 929-935), DFGloop (zbytky 994-996) a Ploop (zbytky 858-865). Pantová oblast ve tvaru smyčky je nezbytná pro rozpoznání ATP a tvoří vodíkové vazby s látkami. DFGloop obsahuje tři aminokyseliny (kyselinu asparagovou, fenylalanin a glycin) a je spojen s vazbou kovu potřebného pro katalytickou fosforylaci. Ploop je užitečný pro stabilizaci a vytváření interakcí s ligandy. Jak je vidět, předpověď možné vazby byla provedena na třech funkčních místech. Dockingova studie ukázala, že LC interaguje s vazebným místem ATP k JAK2 a ukázala, že JAK2 je jeho přímým cílem. Chalkon také potlačil autofosforylaci JAK2 vazbou na ATP kapsu p-JAK2 [183,184].

3.1.5. Licochalcon D

Licochalcon D (LD, tabulky S1 a S2, sloučenina 5) je aktivní flavonoid izolovaný z Glycyrrhiza inflata. Byla provedena studie s cílem vyhodnotit schopnost LD inhibovat buněčnou proliferaci dvěma cíli pro buňky rakoviny plic (EGFR a MET) za použití citlivých a na gefitinib rezistentních lidských buněk. Pro pochopení přímé vazby chalkonu na EGFR a MET byly použity buněčné linie citlivé na gefitinib (HCC827) a buněčné linie rezistentní na gefitinib (HCC827GR). Výsledky hodnocení ukazují, že flavonoid se váže na dva receptory a potlačuje aktivitu EGFR a MET kináz jako kompetitivního inhibitoru ATP. V komplexu EGFR má chalkon dvě vodíkové vazby tvořené Met793 jako hlavním bodem a bočním rohem Asp855 ve smyčce DFG.4-Hydroxy-3-(3-methyl but{{13} }enyl)fenylová skupina a 3,4-dihydroxy-2-methoxyfenylová skupina jsou fixovány ve stejné rovině a blokovány mezi hydrofobními zbytky Leu718, Val726 a Ala743 smyčky P a Leu 844. V komplexu Met, keto

skupina chalkonu tvoří vodíkovou vazbu s Met1160. Tyr1159 jako hlavní bod a le1084, Vall092, Ala1108 a Lys1110 Ploop byly zakryty podobně čepicí. Luis je také silně podporován postranními hydrofobními řetězci hlavního bodu Met1160 a Leu1140, Met1211 a Ala1221 dolní kapsy ATP. Vazebná poloha EGFR se velmi podobá vazebné poloze MET, tvoří vodíkové vazby a hydrofobní interakci. Chalkon se nachází identicky ve vazebné oblasti pro dva receptory. Stabilizaci komplexu lze zvýšit hydrofobní interakcí. Předpokládané výsledky byly porovnány s experimentálními daty, které ukázaly, že flavonoid kompetitivně inhibuje dva receptory [185].

3.1.6. Xanthohumol

Prenylové chalkony mají díky své strukturní rozmanitosti různé biologické vlastnosti, včetně protizánětlivých, protirakovinných a antimutagenních aktivit [186]. Studie ukázaly, že přírodní chalkony s prenylovými skupinami mají potenciál interferovat s p53. Například ošetření buněk A549 prenylchalkon xanthohumolem (XN, tabulky S1 a S2, sloučenina 6) indukuje apoptotickou buněčnou smrt a blokuje buněčný cyklus ve fázi G1. Tyto aktivity jsou způsobeny upregulací p53 a p21 z buněčného cyklu a downregulací cyklinu D1. Apoptóza je indukována aktivací kaspázy 3 [187].

XN((3'-(3,3-dimethylallyl)-2',A',4-trihydroxy-6'methoxychalkon) je nejhojnější prenylovaný flavonoid ({{7 }}.1-1 procenta sušiny) květenství samičího chmele (Humulus lupulus)[180]. XN je také složkou piva, což je hlavní dietní zdroj prenylovanýchflavonoidy, kde je přítomen v koncentracích nad 0,96 mg/l. Vzhledem ke svým jedinečným biologickým aktivitám a příznivému vlivu na zdraví byl prenylchalkon v poslední době široce studován [188]. Sloučenina má terapeutickou bezpečnost a různé biologické aktivity, včetně protirakovinných, antidiabetických, protizánětlivých, antioxidačních a antibakteriálních vlastností. V posledních letech zvýšený počet studií prokázal široké spektrum protirakovinné aktivity XN u rakoviny plic, hepatocelulárního karcinomu, rakoviny prsu, leukémie, rakoviny prostaty, rakoviny slinivky, rakoviny tlustého střeva, rakoviny slinivky břišní a rakoviny glioblastomu. Expozice rakovinných buněk XN inhibuje jejich proliferaci, migraci a invazi a moduluje autofagii. Chalkon má také schopnost indukovat apoptózu a blokovat buněčný cyklus [189-193]. Kromě toho chalkon indukuje apoptózu závislou a nezávisle na aktivitě kaspázy a inhibuje invazi rakovinných buněk a angiogenezi [194]. Jeho protizánětlivé, antioxidační a protirakovinné vlastnosti korelují s chemopreventivním účinkem sloučeniny [195]. Prenylchalkon je také metabolizován na 8-prenylnaringenin, dosud nejúčinnější známý fytoestrogen [196].

Akt (také nazývaná proteinkináza B nebo PKB) je specifická serin/threonin-proteinkináza a důležitý bod v buněčných signálních drahách. Aktivita Akt se mění u mnoha typů rakovin a účastní se různých biologických procesů, včetně buněčné proliferace, apoptózy, transkripce, migrace a invaze. Pro potvrzení schopnosti XN vázat se na Akt byla provedena studie dokování in silico pomocí softwaru Schrodinger Suite 2015. Molekuly vody byly odstraněny a pH uvažovaných atomů vodíku bylo 7. Pro studii dokování bylo vytvořeno vazebné místo ATP. XN byl připraven pro dokování v nepřítomnosti parametrů pomocí programu LigPrep. Poté byly dokovací studie XN s Aktl a Akt2 doprovázeny chybějícími parametry pomocí metody dodatečné přesnosti s programem Glide, aby se získalo nejlepší strukturní znázornění. Výsledky dokovací studie ukazují, že XN tvoří vodíkové vazby s Ala230, Glu228, Glu234 a Lys158 z Akt1 a s Glu236, Thr213 a Lvs181 z Akt2. Byly identifikovány xenograftové (PDX) modely pro převod studií základního výzkumu do klinických aplikací. Ve zvýšené míře se má za to, že biologické a genetické charakteristiky dárcovských pacientů jsou u PDX modelů zachovány, což je hlavní výhoda oproti modelům založeným na buněčných liniích. Modely PDX byly použity k analýze biomarkerů ak predikci odpovědi na léčbu XN v klinických studiích. Chemopreventivní účinky prenylchalkonu byly porovnány na základě hladin Akt. Výsledky ukazují, že nádorové modely exprimující vysokou hladinu Akt mají při léčbě XN významný pokles objemu a hmotnosti nádoru [197]. Guo a kol. studovali in vitro a in vivo účinek XN na rakovinu žaludku a prokázali, že prenylchalkon indukuje apoptózu aktivací kaspáz, regulací Bcl-2 a ovlivněním PI3K/Akt/mTOR kinázy. XN inhibuje životaschopnost buněk rakoviny žaludku způsobem závislým na koncentraci. Na buněčných liniích má flavonoid nejlepší účinek na životaschopnost buněk SGC-7901 a neovlivňuje tento parametr na buňkách GES-1 při 6, 8 a 10 ug/ml chalkonu. Z průtokové cytometrické analýzy bylo pozorováno, že prenylchalon významně zvyšuje počet apoptotických buněk u rakoviny žaludku. Účinek XN na pro- a antiapoptotické proteiny byl zvýrazněn analýzou Western blot. Hladiny proteinů Bcl-2 a Bcl-XL se po podání flavonoidů snížily, tento pokles koreluje s podanou koncentrací. XN také zvýšil hladiny proteinů Bax a Bid, přičemž nejlepší aktivita byla pozorována pro 10 uM/ml chalkonu. Kromě toho se hladiny štěpené kaspázy 3 a štěpeného proteinu PARP významně zvýšily v přítomnosti chalkonu. Z těchto důvodů lze konstatovat, že flavonoidy příznivě a významně ovlivňují hladiny pro- a antiapoptotických proteinů. Celkem 10 uM/ml XN indukuje významnou apoptózu buněk SGC-7901. Celkem 8 a 6 uM/ml chalkonu indukuje apoptózu 34±3 procent buněk a 23±2 procent buněk, v daném pořadí. Kromě toho flavonoid významně modifikuje fosforylaci PI3K, Akt a mTOR, zvyšuje hladinu p-PTEM a snižuje hladinu p-Akt (Thr308), p-Akt (Ser473) a m-Tor (Ser2448). Výsledná data naznačují, že prenylchalkon významně neovlivňuje hladiny Akt, PTEN, GSK-3 a mTOR. Stanovení u myší s xenoimplantátem SGC7901 ukázala, že léčba XN snížila objem nádoru způsobem relativně závislým na koncentraci. Pro potvrzení suprese signalizace PI3K/Akt in vivo byla hodnocena exprese fosforylovaného Akt a mTOR na xenografických nádorech. Patologické vyšetření hematoxylinových a eosinových řezů odhalilo významné morfologické abnormality. XN však snižuje na koncentraci závislé hladiny fosforylovaných Akt a mTOR. Léčba prenylchalkonem významně snížila buněčnou proliferaci a zvýšila apoptózu nádorových buněk ve srovnání s kontrolními buňkami [198].

XN v koncentracích vyšších než 10 umol/l inhibuje proliferaci buněk rakoviny slinivky břišní in vitro. Při koncentracích nižších než 5 umol/l chalkon inhibuje NF-kB-dependentní angiogenní aktivitu v buňkách rakoviny pankreatu. Při této koncentraci nebyla u pankreatických buněk metodou WST-1 pozorována žádná cytotoxicita. Závěrem studie však bylo, že XN ovlivňuje angiogenezi vyvolanou rakovinou slinivky tím, že snižuje produkci VEGF a IL-8 (interleukin), která je specifická a zprostředkovaná inaktivací NF-kB [194]. vyhodnotili protirakovinnou aktivitu XN, byly buněčné linie HepG2 podrobeny MTT analýze pro stanovení buněčné proliferace. Prenylchalkon snižoval proliferaci buněk v závislosti na koncentraci a čase. Zhao a kol. pozorovali, že vystavení buněčných linií působení 200 μM XN na jeden den je méně účinné ve srovnání s ošetřením 100-200 μM chalkonu po dobu 2-3 dnů. Při 50 uM chalkonu byla po 3 dnech pozorována významná inhibice proliferace buněk HepG2. Ve stejné studii bylo prokázáno, že prenylchalkon způsobuje významné zvýšení aktivity kaspázy 3. Navíc analýzou Western blot bylo ukázáno, že 100-150uM XN významně inhibovalo expresi NF-kBproteinu na buněčných liniích. Touto analýzou bylo také pozorováno, že prenylchalkon má schopnost zvýšit expresi proteinu p53 a 20 uM XN určilo zesílení Bax signalizace, což korelovalo s časem [199]. Studie bezpečnostního profilu XN ukazují, že 1000 mg/kg sloučeniny nemění fungování životně důležitých orgánů a homeostázy u myší. Prenylchalkon má schopnost zvýšit produkci IL-2 v T buňkách, což dokazuje jeho schopnost podporovat imunitní odpověď zprostředkovanou The. XN také inhibuje -12. který nepřímo vyvolává diferenciaci buněk imunitního systému aktivací transkripčních molekul. Cytotoxické lymfocyty jsou typem buněčného efektoru klíčového pro buněčnou imunitu a hrají důležitou roli v procesu protinádorové imunologie. CD8 plus T cytotoxické lymfocyty existují jako CTL-P, in vivo inaktivní buněčný prekurzor. Tento prekurzor je aktivován antigenem v přítomnosti Th1 cytokinů a poté se vyvine do zralých cytotoxických T lymfocytů. Bylo prokázáno signifikantní zvýšení CD8 plus /CD25 plus s následným přechodem Th2 na Th1 v nádorovém mikroklimatu. Poměr CD8 plus/CD25* T buněk se výrazně zvýší, když jsou cytotoxické T lymfocyty aktivovány CoCl2 na buněčných liniích 4T1. Funkce Th1 a Th2 buněk je závislá na sekreci různých cytokinů. Pro zkoumání účinků XN na Th1 a Th2 cytokiny Zhang et al. stanovili sérové ​​hladiny Th1l a Th2-asociovaných cytokinů pomocí souprav ELISA. Ukázalo se, že prenylový derivát významně zvyšuje expresi Th1 cytokinů (včetně IL-2 a IFN-y) a snižuje hladiny Th2 cytokinů (včetně IL-4 a IL-10). Tento závěr je vysvětlen skutečností, že Th1 a Th2 jsou vzájemné inhibitory. Kromě toho byl poměr Th1/Th2 stanoven průtokovou cytometrií, což ukazuje, že je významně zvýšen XN. Podobné studie uvádějí toto zjištění pro různé nádory. Pacienti s pokročilým spinocelulárním karcinomem krku a hlavy mají nízké hladiny Th1 cytokinů ve srovnání s pacienty, kteří jsou méně závažní a mají vysoké hladiny Th2 cytokinů. Kombinovaná terapie vede k přechodu Th2 cytokinů na Th1 v prostředí nádoru. Výsledky studií naznačují poruchu poměru cytokinů Th1/Th2, tato změna je pozorována u několika typů nádorů, nejčastěji v terminálních stadiích rakoviny. Pro potvrzení potenciálního mechanismu XN na poměr cytokinů Thl/'Th2 byla stanovena exprese klíčových faktorů v dráze diferenciace Th1 a Th2. Fyziologicky jsou Th0 buňky proporcionálně diferencovány na Thl a Th2 buňky. Navíc aktivace transkripčních molekul 4 a 6 hraje zásadní roli při diferenciaci ThO na Th1 a Th2 buňky. T-bet a GATA{72}} také hrají dvě klíčové role. CpG-ODN (cytosin-fosforothioát-guanin obsahující oligodeoxynukleotid), účinné Th1 adjuvans, snižuje expresi GATA-3 a aktivaci transkripční molekuly 6 aktivací T-bet a transkripčních molekul 1 a 4 v modelech rakoviny plic. XN zvyšuje expresi T-bet a snižuje expresi GATA-3. Aktivace transkripční molekuly 4 je zvýšena v přítomnosti XN, ale neovlivňuje aktivaci transkripční molekuly 6. Z tohoto důvodu lze konstatovat, že aktivace transkripční molekuly 4 hraje pozitivní roli v regulaci Th1/Th2 cytokinu. poměr XN [200].

Signální dráha notch hraje významnou roli u rakoviny prsu, která je terapeutickým cílem její léčby. Podílí se na iniciaci a progresi rakoviny prsu, přičemž aberantní aktivita této dráhy je spojena s touto patologií. Inhibice signální dráhy Notch inhibitory gama-sekretázy a anti-delta-like monoklonální protilátkou 4 je příznivá pro léčbu akutní lymfoblastické leukémie a solidních nádorů. Mechanismy těchto činidel zahrnují blokování buněčného cyklu nebo apoptózu a narušení angiogeneze. Sun a kol. zkoumali terapeutický potenciál XN na buněčných liniích rakoviny prsu, přičemž zdůraznili jeho schopnost inhibovat buněčnou proliferaci, blokovat buněčný cyklus a indukovat apoptózu in vitro. Bylo také stanoveno snížení růstu nádoru in vivo. Kromě toho byla zkoumána možnost prenylchalkonu inhibovat růst lidských buněk rakoviny prsu prostřednictvím signální dráhy Notch. K určení, zda XN cílí na signální dráhu Notch, byla použita funkcionalizovaná metoda Notch 1 s použitím inhibitoru gama-sekretázy (DAPT) jako kontroly. Cílem studie bylo vyhodnotit možnost, že prenylchalkon snižuje vazebnou aktivitu Notch1 k transgenu CBF1. Bylo ukázáno, že XN inhibuje proliferaci a indukuje apoptózu inhibicí cesty Notch 1. Navíc metodou MTT a světelnou mikroskopií bylo prokázáno, že prenylchalkon inhibuje buněčnou proliferaci na buněčných liniích rakoviny prsu. Předchozí studie ukázaly, že inhibitory cesty Notch jsou také inhibitory exprese EGFR, což je další inkriminovaný prvek u rakoviny prsu. Kromě toho XN působí na proteiny spojené s nádorovými metastázami a inhibuje migraci buněk zvýšením exprese těchto proteinů. Studie zdůraznila blokádu buněčného cyklu ve fázi G0/G1 a indukci apoptózy pro buňky MCF-7 a MDA-MB-231 pomocí XN [201].

3.1.7. Panduretin A

Protirakovinnébyla studována aktivita pandurátu A (PA, tabulky S1 a S2, sloučenina 7), cyklohexanylchalkonu izolovaného z pandurátu Boesenbergia. Rostlina obsahuje prenylchalkony a další flavonoidy jako hlavní bioaktivní molekuly, o kterých je v literatuře popsáno, že mají preferenční cytotoxické vlastnosti na buněčnou linii lidské pankreatu PANC-1. [202,203] PA je aktivní u melanomu, adenokarcinomu tlustého střeva a rakoviny prostaty. Proteomické analýzy ukazují, že PA má cytotoxicitu na melanomové buňky, která je závislá na denaturaci mitochondriálního oxidativního fosforylačního procesu, s aktivitou sekreční dráhy a apoptózy indukované oxidačními procesy. V tomto ohledu se ukázalo, že oxidační stres může být výsledkem stimulace autofagie jako sekundární reakce na zvýšené ROS [204]. Literatura uvádí, že koncentrace 9 ug/ml PA zcela inhibuje růst MCF-7 buněk a HT-29 buněk (lidská buněčná linie rakoviny tlustého střeva)[205]. Chalkon má protirakovinné vlastnosti na různé typy buněk, včetně melanomu, adenokarcinomu tlustého střeva a rakoviny prostaty [204]. Liu a kol. zdůraznil cytotoxický účinek chalkonu na buněčné linie MCF-7, T47D (lidská rakovina prsu) a MCF-10A (nenádorové buňky prsu). Hodnoty IC50 PA na buňkách MCF-7 byly 15 uM za 24 hodin a 11,5 uM za 48 hodin. V případě buněk T47D byla IC50 17,5 uM za 24 hodin a 14,5 uM za 48 hodin. PA neovlivňuje proliferaci buněk MCF-10A. K identifikaci mechanismů, kterými chalkon indukuje blokádu buněčného cyklu v buňkách MCF-7 ve fázi GO/G1, byla použita analýza Western blot, jejímž cílem bylo vyhodnotit modulaci regulačních proteinů v buněčném cyklu. Výsledky ukazují, že léčba PA indukuje snížení exprese cyklinu D1 a CDK4 a zvyšuje expresi p21Cip1 a p27, což vysvětluje blokádu ve fázi G0/Gl. Izolovaná PA z Kaempferia pandurate indukuje blokádu buněčného cyklu v buňkách PC-3 nezávislých na androgenu (adenokarcinom prostaty) a v lidských buňkách DU145 (buněčná linie lidského karcinomu prostaty). Internukleozomální fragmentace DNA je markerem apoptózy. Protože fragmenty DNA s nízkou molekulovou hmotností jsou extrahovány barvením buněk ve vodných roztocích, lze apoptotické buňky identifikovat pomocí frekvenčních histogramů obsahu DNA ve formě buněk s frakcionovaným obsahem DNA. Byla analyzována buněčná populace MCF-7 fáze sub-G1. Obsah G1 fáze buněk byl 1,17 ± 0,11 a v buňkách ošetřených PA (10, 15 a 20 uM) to bylo 1,84 ± 0,18, 2,62 ± 0,21 a 4,52 ± 0,28, v tomto pořadí. Nárůst v léčbě chalkonem byl způsoben zesílením fragmentace DNA na liniích MCF-7, což je skutečnost potvrzená populací buněk ve fázi sub-G1 [206].

Mezi klíčové proteiny invaze a metastáz rakovinných buněk patří indukce matrix metaloproteinázy. Rozkládají složky extracelulární matrix a usnadňují invazi a migraci buněk. Nadměrná exprese metaloproteináz může navíc indukovat epiteliální-mezenchymální přechod. PA potlačuje sekreci a aktivaci metaloproteinázy 2, což způsobuje inhibici migrace endoteliálních buněk, invaze a morfogeneze na buňkách endoteliálních buněk lidské pupečníkové žíly (HUVEC). Navíc subtoxické dávky chalkonů jsou dostatečné k downregulaci metaloproteinázy 2 v buňkách rakoviny plic [207].

3.1.8. Cardamonin

Kardamon (CD, tabulky S1 a S2, sloučenina 8), chalkon z Campomanesia adamantium (Myrtaceae), zvyšuje fragmentaci DNA a snižuje aktivitu NF-kB v buňkách PC-3. Tyto výsledky ukazují na terapeutický potenciál chalkonu v léčbě karcinomu prostaty [20]. CD je považována za jednu z nejaktivnějších protinádorových sloučenin, na kterých se podílí aktivace viru Epstein-Barrové [208]. Protirakovinné účinky CD korelují s indukcí apoptózy, inhibicí buněčné proliferace a migrace a vlivem na buněčný cyklus. Chalkon má také schopnost snižovat odolnost rakovinných buněk vůči terapii. V kombinaci s 5-fluorouracilem nebo cis-platinou se dosahuje zvýšených protinádorových aktivit. CD má například schopnost významně inhibovat rezistenci vůči chemoterapii buněk rakoviny tlustého střeva, indukuje apoptózu, aktivuje kaspázy 3 a 9, usnadňuje expresi proteinu Bax, významně inhibuje c-myc a nese specifické 50 a NF-kB [209 ]. Hou a kol. zkoumali terapeutický potenciál a molekulární mechanismy CD na buňkách rakoviny žaludku rezistentních na 5-fluorouracil. Citlivost BGC-823/5-fluorouracilu na 5-fluorouracil byla potvrzena zvýšením apoptózy a blokováním buněčného cyklu v přítomnosti CD. Chalkon zvyšuje citlivost rakovinných buněk na 5-fluorouracil potlačením signální dráhy Wnt/-kateninu (která hraje významnou roli při tumorigenezi) a aktivované mutace v genech Wnt/-kateninu jsou spojeny s rezistencí vůči protinádorové léčbě . Inhibuje expresi P-glykoproteinu, -kateninu a TCF-4. Kromě toho CD specificky blokuje tvorbu komplexu -catenin/TCF-4, čímž způsobuje aberantní Wnt/-catenin signalizaci [210]. Ložnice a spol. zkoumali antiproliferativní a apoptotické účinky CD na buňky HepG2. Inhibiční působení

chalkon na proliferaci buněk HepG2 byl významný po 72 hodinách, cytotoxicita byla podobná jako u 5-fluorouracilu. Hodnoty stanovené pro jiná chemoterapeutika používaná jako standardy (např. sorafenib) byly mnohem nižší. Kromě toho je cytotoxický účinek sloučeniny selektivní na nádorové buňky a neovlivňuje negativně normální buňky, což je výhoda CD ve srovnání s 5-fluorouracilem. Akumulace CD ve fázi G1 buněčného cyklu byla pozorována po 72 hodinách a indikuje inhibici růstu buněk HepG2 zabráněním buněčného dělení [211].

Srovnávací dokovací studie CD a 5-fluorouracilu a jeho interakce s BaxBH3 ukazují, že 5-fluorouracil má vyšší vazebnou energii než CD. Chalkon tvoří tři vodíkové vazby (Phe30, Val50 a Gln52). Interakce mezi CD a Bcl je dosažena třemi vodíkovými vazbami (Asp15, Gln18 a Ser28) a v případě 5-fluorouracilu je dosaženo čtyřmi vazbami. Navíc v případě této interakce je vazebná energie CD nižší než v případě 5-fluorouracilu. To lze přičíst aromatickým zbytkům ve struktuře chalkonu, které se účastní vazeb II, které mají schopnost stabilizovat aktivní kapsu a způsobit pokles vazebné energie. Výsledky studií in silico ukazují, že 5-fluorouracil má vyšší vazebné energie než kaspáza 3 ve srovnání s CD. CD ukazuje dvě vodíkové vazby v interakci s kaspázou 3 (Cys163 a Arg64). Chalkon má také vazby II-II s TYR204. Volná vazebná energie 5-fluorouracilu je lepší než energie CD, což se vysvětluje stabilizací aktivní kapsy dvěma aromatickými zbytky ve struktuře chalkonu [212].

3.1.9. Lonchokarpin

Lonchokarpin (tabulky S1 a S2, sloučenina 9) je přírodní chalkon extrahovaný z Lonchiocarpus sericeus. Cytotoxické účinky tohoto chalkonu byly popsány na neuroblastomových a leukemických buněčných liniích. Je známo, že 24 hodin po ošetření 50 uM lonchokarpinem na liniích neuroblastomu SK-N-SH dochází k indukci fosforylace AMPK, která zvyšuje absorpci glukózy a inhibuje syntézu proteinů. Chalkon má také schopnost snižovat životaschopnost buněk. Na buněčných liniích kolorektálního karcinomu HCT116, SW480 a DLD snižuje lonchokarpin životaschopnost buněk o 20 μM. Studie ukazují, že lonchokarpin má schopnost inhibovat buňky rakoviny plic H292 in vitro kaspázou{11}}indukovanou buněčnou smrtí, která předchází apoptóze. Navíc bylo pozorováno, že lonchokarpin inhibuje Wnt/-catenin signalizaci in vivo v embryonálních modelech Xenopus laevis. Injekce chalkonu do společně injikovaného modelu specifického receptoru Wnt8-(SO1234) vedla k 82procentnímu potlačení aktivace genu signálního receptoru Wnt/-kateninu [213].

Ve studii Chena et al. výsledky analýzy 3D-QSAR naznačují hydrofobní C-4, C-5, C-11, C-1/ a C -2 interakce v lonchokarpinu. Tato interakce zvyšuje cytotoxickou kapacitu této sloučeniny, přičemž v modelu má příspěvek 23 procent. Dokovací studie pro lonchokarpin přinesly stejné výsledky jako hydrofobní 3D-QSAR model s hydrofobním povrchem v C-4, C-5, C-11, C-1' a C-2'oblasti lonkokarpinu interagující s komplexem Bcl{15}}. Hydrofobní smyčka proteinu Bcl-2 tvoří komplex s peptidem BaxBH3, který může být přerušen syntetickými sloučeninami navitoclax nebo lonchokarpin. To ukazuje, že hydrofobní smyčka členů rodiny Bcl{18}} je cílem pro lonkokarpinem indukovanou apoptózu na buňkách H292, a tedy pro aktivaci kaspázy 3 [214].

Dalšími přírodními chalkony s protirakovinnými vlastnostmi jsou butein (tabulky S1 a S2 sloučenina 10), isoliquiritigenin (tabulky S1 a S2, sloučenina 11), flavokawain (tabulky S1 a S2, sloučenina 12) a isobavachalkon (tabulky S1 a S2, sloučenina 13) [155].

Kliknutím na odkaz získáte část 3:https://www.xjcistanche.com/news/part3-anticancer-activity-of-natural-and-synt-54978140.html