Artykuły w Czytelni Medycznej o SARS-CoV-2/Covid-19

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu tutaj
© Borgis - Postępy Fitoterapii 1/2021, s. 36-46 | DOI: 10.25121/PF.2021.22.1.36
*Elżbieta Hołderna-Kędzia, Bogdan Kędzia
Przeciwnowotworowe działanie składników propolisu. Cz. 3. Związki o różnej strukturze chemicznej
Anticancerogenic activity of some components of propolis. Part 3. Compounds with different chemical structures
Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich , Poznań
Dyrektor Instytutu: dr hab. inż. Małgorzata Łochyńska, prof. IWNiRZ
Streszczenie
W referacie dokonano przeglądu badań nad działaniem przeciwnowotworowym składników propolisu, należących do różnych, wcześniej (cz. 1 i 2) nieomawianych grup chemicznych. Przeprowadzone testy in vitro (linie komórek nowotworowych ludzkich i zwierzęcych) i in vivo wykazały zróżnicowaną aktywność cytotoksyczną badanych związków (IC50 od 2 do > 100,0 g/ml), w tym słabą, umiarkowaną lub silną (IC50 = 4,0 μg/ml). Najsilniejsze działanie cytotoksyczne wykazywały prenylowane kwasy aromatyczne (artepillina C), izoflawany (mukronulatol) oraz prenylowane benzofenony (nemorosan i plukenetion). Badania wykazały również obniżenie stopnia przerzutów nowotworowych do różnych narządów pod wpływem badanych substancji (83,0%), a także hamowanie komórek nowotworowych (90%) w porównaniu z hodowlami kontrolnymi.
Summary
The paper reviews the research on the antitumor activity of propolis components belonging to different, previously (Part 1 and 2), not discussed chemical groups. The in vitro (human and animal cancer cell lines) and in vivo tests performed showed differentiated cytotoxic activity of the tested compounds (IC50 from 2 to > 100.0 g/ml), including weak, moderate or strong (IC50 = 4.0 μg/ml). The strongest cytotoxic activity was shown by prenylated aromatic acids (artepillin C), isoflavones (mucronulatol) and prenylated benzophenones (nemorosan and plukenethione). The studies also showed a reduction in the degree of neoplastic metastases to various organs under the influence of the test substances (83.0%), as well as inhibition of neoplastic cells (90%) compared to control cultures.
Wstęp
We wcześniejszych opracowaniach (cz. 1 i 2) dokonano przeglądu danych piśmiennictwa dotyczących przeciwnowotworowego działania składników propolisu, takich jak ester fenyloetylowy kwasu kawowego (CAPE) i związki flawonoidowe. W części 1 wykazano, że CAPE jest jednym z najważniejszych związków decydujących o właściwościach przeciwnowotworowych propolisu i jego ekstraktów. Badania prowadzone na liniach komórkowych nowotworów ludzkich i zwierzęcych in vitro i in vivo wykazały wysoką cytotoksyczność tego związku, jak również działanie ochronne wobec substancji karcynogennej – azoksymetanu i zmniejszające przerzuty nowotworowe do innych narządów, m.in. na drodze hamowania namnażania komórek i stymulowania apoptozy (1). W części 2 omówiono działanie związków flawonoidowych wyodrębnionych z propolisu różnego pochodzenia (krajowego i z innych rejonów świata) na modelu komórek nowotworowych ludzkich i zwierzęcych (in vitro i in vivo). Badane związki flawonoidowe wykazywały różną siłę działania cytotoksycznego wobec zastosowanych linii komórkowych. Wysoką aktywność cytotoksyczną wykazały związki flawonoidowe pochodzące z propolisu brazylijskiego, flawonoidy prenylowane z propolisu tajwańskiego (IC50 odpowiednio 3,5 i 7,5 μg/ml) oraz propoliny C i D (IC50 odpowiednio 3,4 i 73,6 μg/ml) (2).
Dane piśmiennictwa wskazują, że właściwości biologiczne propolisu, w tym antybiotyczne, immunostymulujące, przeciwzapalne, przeciwutleniające i przeciwnowotworowe, warunkują także inne składniki biologicznie aktywne obecne w ekstraktach etanolowych lub wodnych. Ekstrakt wodny propolisu (WSDP) zawiera m.in. kwas kawowy (6,7%) o aktywności przeciwnowotworowej (3). Według Greenway (4) w propolisie znajduje się ok. 25% mieszaniny kwasu kawowego (CA) i jego estru fenyloetylowego (CAPE), omówionego we wcześniejszej pracy (1).
Antymetastatyczna aktywność kwasu kawowego i WSDP wiąże się głównie z ich właściwościami immunomodulującymi, aktywnością cytotoksyczną oraz zdolnością do indukowania apoptozy lub nekrozy komórek.
Kwasy aromatyczne
Wyniki badań (5, 7) przedstawione w tabeli 1 wskazują, że kwasy aromatyczne, łącznie z kwasem cynamonowym i kawowym, charakteryzują się słabym działaniem przeciwnowotworowym in vitro zarówno wobec komórek nowotworów zwierzęcych, jak i ludzkich. W porównaniu ze związkami flawonoidowymi wykazywały one prawie dwukrotnie niższą aktywność cytostatyczną.
Tab. 1. Aktywność cytostatyczna kwasów aromatycznych wobec mysich i ludzkich komórek nowotworowych (wg 5, 7)
Badane związkiAktywność cytostatyczna (ED50, μg/ml)
Nowotwory mysieNowotwory ludzkie
26-L5B16-BL6HT-1080 A549Hela
Kwas izoferulowy
Kwas 3,4-dimetoksycynamonowy
Kwas cynamonowy
Kwas ferulowy
Kwas kawowy
> 500
> 450
> 650
> 500
165
> 500
> 450
> 200
> 200
> 200
> 500
> 450
> 200
> 200
> 200
> 500
> 450
> 200
> 200
> 200
> 500
> 450
 
Z badań Szliszki i wsp. (8) dotyczących kwasów aromatycznych występujących w ekstrakcie etanolowym z propolisu krajowego wynika, że związki te charakteryzują się umiarkowaną aktywnością cytotoksyczną wobec komórek nowotworowych Hela, prawie dwukrotnie niższą w porównaniu ze związkami flawonoidowymi (tab. 2). Badane kwasy aromatyczne: cynamonowy, o-, m- i p-kumarowy oraz kawowy obniżały liczbę komórek ludzkiego nowotworu szyjki macicy Hela od 5,0 do 7,9%, natomiast w obecności czynnika wzmagającego apoptozę (TRAIL) obniżenie liczby żywych komórek nowotworowych było około 4-krotnie wyższe (20,1-29,3%).
Tab. 2. Aktywność cytotoksyczna kwasów aromatycznych występujących w ekstrakcie etanolowym z propolisu krajowego (wg 8)
Nazwa związkuAktywność cytotoksyczna (%)1
wobec komórek nowotworowych
Kwas aromatyczny (50 μmol)Kwas aromatyczny (50 μmol)+TRAIL (100 ng/ml)
Kwas cynamonowy
Kwas o-kumarowy
Kwas m-kumarowy
Kwas p-kumarowy
Kwas kawowy
5,0
5,2
5,8
7,9
5,6
26,3
26,8
20,1
29,3
24,7
1Obniżenie liczby komórek ludzkiego nowotworu szyjki macicy Hela w procentach
Działanie przeciwnowotworowe kwasu kawowego w warunkach in vivo okazało się bardziej korzystne. Oršolič i wsp. (9) wykazali, że podawanie myszom tego związku w ilości 50 mg/kg m.c. drogą pokarmową na 15, 10 i 5 dni przed wszczepieniem ludzkiego nowotworu sutka MCa obniżało o 70,6% przerzuty tego nowotworu do płuc badanych zwierząt.
W innym doświadczeniu Oršolič i wsp. (10) stwierdzili, że podskórne podawanie myszom kwasu kawowego (50 mg/kg raz dziennie) przedłużało życie myszy zaszczepionych nowotworem MCa o 29,1%.
W kolejnych badaniach ten sam zespół (11) podawał myszom kwas kawowy dojelitowo w dawce 150 mg/kg m.c. raz dziennie. Zaobserwowano, że podawanie tego związku na 15, 10 i 5 dni przed wszczepieniem komórek nowotworowych, nawet po 5 tyg. po zabiegu, w 64,1% hamowało u myszy rozwój wszczepionego nowotworu MCa. Lepsze efekty uzyskano, kiedy kwas kawowy w ilości 150 mg/kg m.c. podawano drogą jelitową raz dziennie po 2, 7 i 12 dniach od wszczepienia myszom komórek nowotworowych. Po 5 tyg. od zakończenia podawania kwasu kawowego zahamowanie rozwoju nowotworu MCa w organizmie myszy wynosiło 90%.
Prenylowane kwasy aromatyczne
Banskota i wsp. (5) z frakcji octanu etylu otrzymanej z ekstraktu metanolowego z propolisu brazylijskiego wyizolowali 3 prenylowane kwasy aromatyczne, w tym kwas 3,5-diprenylo-4-hydroksycynamonowy (artepillina C) (ryc. 1) i kwas 4-dihydroksycynamyloksy-3-prenylocynamonowy. Ich aktywność cytotoksyczna (IC50) wobec komórek ludzkiego włókniakoraka HT-1080 wynosiła odpowiednio 45,5 i 25,9 μg/ml, a wobec komórek mysiego raka okrężnicy L5-29 odpowiednio 59,3 i 77,9 μg/ml.
Ryc. 1. Struktura chemiczna artepilliny C (kwas 3,5-diprenylo-4-hydroksycynamonowy) (wg 5)
Matsuno i wsp. (12) stwierdzili, że artepillina C w stężeniu 150 μg/ml hamuje (od 40,2 do 83,0%) rozwój komórek nowotworów ludzkich (tab. 3). Najsilniej związek ten hamował komórki nowotworu sutka MX-1 i nowotworu okrężnicy Co-6 odpowiednio w 83,0 i 81,1% w porównaniu z hodowlami kontrolnymi.
Tab. 3. Aktywność cytotoksyczna artepilliny C wobec przeszczepialnych nowotworów ludzkich (wg 12)
Komórki linii nowotworowychStopień zahamowania rozwoju komórek nowotworowych (%) pod wpływem artepilliny C (150 μg/ml)
Nowotwór sutka MX-1
Nowotwór okrężnicy Co-6
Nowotwór okrężnicy Co-3
Nowotwór żołądka H-111
83,0
81,1
63,8
40,2
Kimoto i wsp. (13, 14) badali działanie przeciwnowotworowe artepilliny C u myszy poddawanych karcynogennemu działaniu nitrylotrioctanu żelaza, wywołującego nowotwory nerek i płuc. Wyniki badań (tab. 4) wskazują, że po 12 miesiącach podawania substancji karcynogennej łącznie z artepilliną C nie wystąpiły u myszy nowotwory. Natomiast u zwierząt, które otrzymywały tylko karcynogen, u 50% obserwowano guzy nerek i guzy przednowotworowe, a u 33% nowotwór nerek. Podobnie, karcynogen spowodował gruczolaka płuc u 16,5% zwierząt i nowotwór płuc u 50%. Co prawda u 92% zwierząt otrzymujących artepillinę C obserwowano łagodne guzy nerek i u 33% zwierząt gruczolaki płuc, ale nie przekształciły się one w formy złośliwe. Artepillina C w 100% zabezpieczała zwierzęta przed powstaniem nowotworów nerek i płuc.
Tab. 4. Działanie przeciwnowotworowe artepilliny C u myszy poddawanych karcynogennemu działaniu nitrylotrioctanu żelaza (wg 13 i 14)
Substancje użyte w badaniachLiczba myszyZmiany wywołane przez substancję karcynogenną
Łagodne guzy nerekGuzy przedrakowe nerekGruczolaki płucNowotwory nerek i płuc
Fe-NTA-karcynogen nerek1
Artepillina C2
Fe-NTA-karcynogen płuc1
Artepillina C2
12 (100)
12 (100)
12 (100)
12 (100)
6 (50)
11 (92)
6 (50)
0
 
 
2 (16,5)
4 (33)
4 (33)
0
6 (50)
0
1Nitrylotrioctan żelaza: 10 mg Fe/kg m.c./dzień, dożylnie 2 razy w tygodniu przez 8 tygodni
2Artepillina C: podawanie drogą pokarmową 2 razy dziennie przez 5 dni w tygodniu, w dawce 100 μg/mysz
Estry kwasów aromatycznych
Grunberger i wsp. (15) jako pierwsi zwrócili uwagę na to, że ester fenyloetylowy kwasu kawowego (ang. caffeic acid phenetyl ester – CAPE), zwany także estrem fenetylowym kwasu kawowego, jest jednym z najważniejszych związków odpowiedzialnych za przeciwnowotworowe działanie ekstraktów propolisowych. Jego działanie zostało omówione w części 1 opracowania dotyczącego tego zagadnienia (1).
Rao i wsp. (16) przebadali działanie cytotoksyczne niektórych estrów kwasu kawowego występujących w ekstraktach propolisowych (ryc. 2), wobec komórek ludzkiego gruczolakoraka okrężnicy HT-29 (tab. 5) i wykazali wysoką aktywność estrów: fenetylowego kwasu kawowego (PEC, CAPE) i fenetylowego kwasu dimetylokawowego (PEDMC). Hamowały one rozwój komórek wymienionego nowotworu odpowiednio w stężeniach 30 i 20 μmol; ester metylowy kwasu kawowego okazał się w tych warunkach nieaktywny.
Ryc. 2. Budowa chemiczna estrów kwasu kawowego (wg 16)
Tab. 5. Aktywność cytotoksyczna estrów kwasu kawowego wobec komórek ludzkiego gruczolaka okrężnicy HT-29 (wg 16)
Estry kwasu kawowego Stężenie hamujące rozwój komórek gruczolaka okrężnicy HT-29 (μmol)
MC
PEC (CAPE)
PEDMC
> 150
30
20
W innym eksperymencie Rao i wsp. (17) karmili szczury paszą standardową z dodatkiem 500 μg/g estrów PEMC i PEDMC (ryc. 2) przez 2 tygodnie, a następnie podawali im karcynogenny azoksymetan raz w tygodniu (15 mg/kg m.c.) przez 2 kolejne tygodnie. Po kolejnych 5 tyg. karmienia zwierząt paszą z dodatkiem estrów kwasu kawowego oceniano liczbę powstałych nadżerek okrężnicy o charakterze nowotworowym. Wyniki badań (tab. 6) wskazują, że podawanie szczurom paszy z dodatkiem estrów kwasu kawowego zabezpieczało je przed rozwojem nowotworu okrężnicy. W przypadku estru fenetylowego kwasu 3-metylokawowego (PEMC) i fenyloetylowego kwasu dimetylokawowego (PEDMC) liczba nadżerek obniżyła się odpowiednio o 82,1 i 81,3% w porównaniu z kontrolą (azoksymetan).
Tab. 6. Wpływ estrów kwasu kawowego na powstawanie nadżerek okrężnicy typu nowotworowego indukowanych azoksymetanem (wg 17)
Grupy zwierząt doświadczalnychLiczba nadżerek okrężnicy o charakterze nowotworowym
Kontrola (AOM)1
AOM + PEMC2
AOM + PEDMC2
123 (0)3
22 (2,1)
23 (81,3)
1AOM – azoksymetan
2PEMC, PEDMC (ryc. 2)
3W nawiasach podano obniżenie liczby nadżerek okrężnicy w porównaniu z kontrolą
Dalsze badania Rao i wsp. (18) wykazały, że podawanie szczurom estru fenetylowego kwasu 3-metylokawowego (PEMC) w paszy w ilości 750 μg/g zabezpieczało jelito cienkie i okrężnicę tych zwierząt przed powstaniem nowotworu w 57,4% w porównaniu ze zwierzętami kontrolnymi, którym podawano tylko związek karcynogenny – azoksymetan.
Banskota i wsp. (5) oceniali cytotoksyczne działanie estrów kwasu kawowego na komórki nowotworowe ludzkie i mysie. Stwierdzili oni, że ester cynamylowy kwasu kawowego, jak również ester benzylowy kwasu kawowego wykazują wysoką aktywność cytotoksyczną (tab. 7), silniej na komórki nowotworów mysich: 26-L5 i B16-BL6 (EC50 od 0,1 do 3,2 μmol).
Tab. 7. Cytotoksyczne działanie estrów kwasu kawowego na komórki nowotworów ludzkich i mysich (wg 5)
Badane związkiAktywność cytotoksyczna (EC50, μmol)
Nowotwory ludzkieNowotwory mysie
HT-1080A-54926-L5B16-BL6
Ester cynamylowy kwasu kawowego
Ester benzylowy kwasu kawowego
9,5
13,3
18,9
18,9
0,1
03
1,9
2,0
Badania Usia i wsp. (7) obejmowały aktywność cytotoksyczną estru benzylowego kwasu ferulowego i estru benzylowego kwasu kawowego (tab. 8). Jako kontroli użyto 5-fluorouracylu. Odnotowano słabe działanie estru benzylowego kwasu kawowego (EC50 1,0-35,0 μmol) i najsłabsze estru benzylowego kwasu ferulowego (EC50 46,4-92,8 μmol).
Tab. 8. Działanie przeciwnowotworowe estrów kwasów aromatycznych na komórki nowotworów ludzkich i mysich (wg 7)
Badane związkiAktywność cytotoksyczna (EC50, μmol)
Nowotwory ludzkieNowotwory mysie
HT-1080A-549Hela26-L5B16-BL6
Ester benzylowy kwasu ferulowego
Ester benzylowy kwasu kawowego
5-Fluorouracyl
46,7
9,7
1,4
92,8
35,0
3,6
51,1
2,3
0,2
46,4
1,0
0,3
63,7
9,8
1,2
Alkohole, glicerole i aldehydy

Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.

Płatny dostęp tylko do jednego, POWYŻSZEGO artykułu w Czytelni Medycznej
(uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony)

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu, należy wprowadzić kod:

Kod (cena 19 zł za 7 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

 

 

Płatny dostęp do wszystkich zasobów Czytelni Medycznej

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu oraz WSZYSTKICH około 7000 artykułów Czytelni, należy wprowadzić kod:

Kod (cena 49 zł za 30 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

Piśmiennictwo
1. Kędzia B, Hołderna-Kędzia E. Przeciwnowotworowe działanie składników propolisu. Cz. I. Ester fenyloetylowy kwasu kawowego CAPE. Post Fitoter 2020; 21(3):177-84.
2. Hołderna-Kędzia E, Kędzia B. Przeciwnowotworowe działanie składników propolisu. Cz. II. Związki flawonoidowe. Post Fitoter 2020; 21(4):2-9.
3. Nikolov N, Marekov N, Bankova V i wsp. Method for the preparation of water-soluble derivate of propolis. Bulg J Path Appl 1987, 79903/28,05.
4. Greenway W, May J, Scaysbrook T i wsp. Identification by gas chromatography – mass spectrometry of 150 compounds in propolis. Z Naturforsch 1991; 46c:111-21.
5. Banskota AH, Tezuka Y, Prasain JK i wsp. Chemical constituents of Brazilian propolis and their cytotoxic activities. J Nat Prod 1998; 61:896-900.
6. Banskota AH, Nagaoka T, Sumioka LY i wsp. Antiproliferative activity of the Netherlands propolis and its active principles in cancer cell lines. J Ethnopharmacol 2002; 80:67-73.
7. Usia T, Banskota AH, Tezuka Y i wsp. Constituents of Chinese Propolis and their antiproliferative activities. J Nat Prod 2002; 65:673-6.
8. Szliszka E, Czuba ZP, Domino M i wsp. Ethanolic extract of propolis (EEP) enhances the apoptosis inducing potential of TRAIL in cancer cells. Molecules 2009; 14:738-54.
9. Oršolič N, Kneževič AH, Šver L i wsp. Immunomodulatory and antimetastatic action of propolis and related polyphenolic compounds. J Ethnopharmacol 2004; 94:307-15.
10. Oršolič N, Trezič S, Mihajlevič Ż i wsp. Effects of local administration of propolis and its cytotoxic and its polyphenolic compounds on tumor formation and growth. Biol Pharm Bull 2005; 28:1928-33.
11. Oršolič N, Šaranović AB, Bašić I. Direct and indirect mechanism (s) of antitumor activity of propolis and its polyphenolic compounds. Planta Med 2006; 72:20-7.
12. Matsuno T, Jung S-K, Matsumoto Y i wsp. Preferential cytotoxicity to tumor cells of 3,5-diprenyl-4-hydroxycinnamic acid (artepillin C) isolated from propolis. Anticancer Res 1997; 17:3565-8.
13. Kimoto T, Koya S, Hino K i wsp. Renal carcinogenesis induced by ferric nitrilotriacetate in mice, and protection from it by Brazilian propolis and artepillin C. Pathol Int 2000; 50:679-89.
14. Kimoto T, Koya-Miyata S, Hino K i wsp. Pulmonary carcinogenesis induced by ferric nitrilotriacetate in mice and protection from it by Brazilian propolis and artepillin C. Virchows Arch 2001; 438:259-70.
15. Grunberger D, Banerjee R, Eisinger K i wsp. Preferential cytotoxicity on tumor cells by caffeic acid phenethyl ester isolated from propolis. Experientia 1988; 44:230-2.
16. Rao CV, Desai D, Kaul B i wsp. Effect of caffeic acid esters on carcinogen-induced mutagenicity and human colon adenocarcinoma cell growth. Chem Biol Interact 1992; 84:277-90.
17. Rao CV, Desai D, Simi B i wsp. Inhibitory effect of caffeic acid esters on azoxymethane-induced biochemical changes and aberrant crypt faci formation in rat colon. Cancer Res 1993; 53:4182-8.
18. Rao CV, Desai D, Rivenson A i wsp. Chemoprevention of colon carcinogenesis by phenylethyl-3-methylcaffeate. Cancer Res 1995; 55:2310-5.
19. Matsuno T, Matsumoto Y, Saito M i wsp. Isolation and characterization of cytotoxic diterpenoid isomers from propolis. Z Naturforsch 1997; 52C:702-4.
20. Li F, Awale S, Tezuka Y i wsp. Cytotoxic constituents of propolis from Myanmar and their structure-activity relationship. Biol Pharm Bull 2009; 32:2075-8.
21. Li F, Awale S, Zhang H i wsp. Chemical constituents of propolis from Myanmar and their preferential cytotoxicity against a human pancreatic cancer cell line. J Nat Prod 2009; 72:1283-7.
22. Diaz-Carballo D, Hler MA, Malak S i wsp. Mucronulatol from carribbean propolis exerts cytotoxic effects on human tumor cell lines. Int J Clin Pharmacol Ther 2008; 46:226-35.
23. Awale S, Li F, Onozuka H i wsp. Constituents of Brazilian red propolis and their preferential cytotoxic activity against human pancreatic PANC-1 cancer cell line in nutrient-deprived condition. Bioorg Med Chem 2008; 16:181-9.
24. Diaz-Carballo D, Malak S, Bardenhever W i wsp. The contribution of plukenetione A to the anti-tumoral activity of Cuban propolis. Bioorg Med Chem 2008; 16:9635-43.
25. Hirota M, Matsuno T, Fujiwara T i wsp. Enhanced cytotoxicity in a Z-photoizomer benzopyran derivative of propolis. J Nat Prod 2000; 63:366-70.
otrzymano: 2021-01-12
zaakceptowano do druku: 2021-02-02

Adres do korespondencji:
*mgr farm. Elżbieta Hołderna-Kędzia
Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich
ul. Wojska Polskiego 71B, 60-630 Poznań
tel.: +48 (61) 845-58-67
e-mail: elzbieta.kedzia@iwnirz.pl

Postępy Fitoterapii 1/2021
Strona internetowa czasopisma Postępy Fitoterapii