Ponad 7000 publikacji medycznych!
Statystyki za 2021 rok:
odsłony: 8 805 378
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 4/2018, s. 223-229 | DOI: 10.25121/PF.2018.19.4.223
Miłosz Caban1, Katarzyna Chojnacka1, Katarzyna Owczarek1, Jakub Fichna1, Anna Podsędek2, Dorota Sosnowska2, *Urszula Lewandowska1
Wpływ ekstraktu z wychmielin (Humulus lupulus L.) na przeżywalność ludzkich nowotworowych i prawidłowych komórek jelita
The influence of spent hops (Humulus lupulus L.) extract on the viability of cancer and normal human colon cells
1Zakład Biochemii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Medyczny w Łodzi
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. Jakub Fichna
2Instytut Biochemii Technicznej, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Łódzka
Dyrektor Instytutu: prof. dr hab. inż. Stanisław Bielecki
Streszczenie
Wstęp. Chmiel zwyczajny (Humulus lupulus L.) jest wykorzystywany do produkcji piwa i odpowiada za jego smak oraz specyficzny aromat. Szyszki tej rośliny oraz wychmieliny uzyskane po ich ekstrakcji w nadkrytycznym CO2 stanowią źródło substancji o wysokiej aktywności biologicznej. Należą do nich związki fenolowe, takie jak katechina, epikatechina, kwercetyna i kemferol, wykazujące szereg właściwości, które mogłyby być wykorzystane w medycynie. Wykazują one m.in. aktywność antyproliferacyjną, która odpowiada za hamowanie wzrostu komórek nowotworowych.
Cel pracy. Celem niniejszych badań była ocena wpływu ekstraktu z wychmielin na żywotność komórek nowotworowych oraz prawidłowych jelita.
Materiały i metody. Badano trzy linie komórkowe: dwie nowotworowe SW-480 i HT-29 oraz prawidłowa linia komórek nabłonkowych jelita CCD841CoN. Aktywność ekstraktu z wychmielin badano na podstawie wzrostu komórkowego za pomocą testu MTT. Komórki inkubowano z testowanym ekstraktem w temperaturze 37°C w atmosferze CO2 przez 24, 48 i 72 godziny.
Wyniki. Wyniki badań wykazały, że badany ekstrakt bardziej hamował wzrost dwóch nowotworowych linii komórkowych jelita (SW-480 i HT-29) niż wzrost prawidłowej linii komórkowej (CCD841CoN). Wartość IC50 dla linii komórkowej SW-480 została osiągnięta dla stężenia 400 μg/ml po 48-godzinnej inkubacji, dla linii komórkowej HT-29 dla stężenia 200 μg/ml po 72-godzinnej inkubacji, natomiast dla prawidłowych komórek nabłonkowych CCD841CoN wartość IC50 nie została wyznaczona.
Wnioski. Ekstrakt z wychmielin wykazuje aktywność antyproliferacyjną. Najbardziej wrażliwa na działanie ekstraktu była linia SW-480. Prawidłowe komórki nabłonkowe CCD841CoN wykazywały niską wrażliwość na badany ekstrakt.
Summary
Introduction. The hop (Humulus lupulus L.) is used in the production of beer and is responsible for its taste and specific aroma. The female cones of this plant as well as the spent hops after the hops extraction by supercritical CO2 are the source of the substances with high biological activity. These include phenolic compounds among others: catechin, epicatechin, quercetin, kaempferol having a lot of properties which could be used in the medicine. They also demonstrate anti-proliferative activity which is responsible for the inhibition of the cancer cells growth.
Aim. The aim of the present study was to evaluate the effect of spent hops extract on the viability of cancer and normal colon epithelial cells.
Materials and methods. Three cell lines were tested: two colon cancer lines (SW-480 and HT-29) and normal epithelial colon (CCD841CoN) cell line. The activity of the spent hops extract was tested on the basis of cell growth by means of the MTT test. The cells were incubated with the tested extract at 37°C with the constant of CO2 content in atmosphere for 24, 48, 72 hours.
Results. The results showed that tested extract inhibited the growth of two colon cancer cell lines (SW-480 and HT-29) more than the growth of normal cell line (CCD841CoN). The IC50 value for SW-480 cell line was obtained at the concentration 400 μg/ml after 48-hours incubation, for HT-29 cell line at the concentration 200 μg/ml after 72-hours incubation while for normal epithelial CCD841CoN cell line the IC50 value was not received.
Conclusions. The spent hops extract has anti-proliferative activity. The most susceptible to extract was SW-480 cell line. The normal CCD841CoN epithelial cells were the least sensitive to the extract activity.
Wstęp
Kancerogeneza jest procesem wieloetapowym i bardzo złożonym, podczas którego komórka prawidłowa przekształcana jest w nowotworową. Składa się ona z trzech podstawowych etapów: inicjacji, promocji i progresji. Jest procesem wieloletnim, uzależnionym przede wszystkim od rodzaju i czasu działania karcynogenów, czyli czynników wywołujących zmiany w materiale genetycznym, oraz od lokalizacji zmiany nowotworowej, a dokładniej tkanki, z której się wywodzi. Do najgroźniejszych i źle rokujących nowotworów należą zmiany złośliwe, takie jak rak (ang. carcinoma), nowotwór złośliwy wywodzący się z tkanki nabłonkowej, oraz mięsak (ang. sarcoma), wywodzący się z tkanki łącznej (1, 2).
Nowotwory jelita grubego znajdują się w czołówce chorób nowotworowych, częściej występują u mężczyzn i z biegiem lat odnotowuje się większą zachorowalność na ten rodzaj nowotworu. Czynnikami zwiększającymi ryzyko zachorowania są m.in.: palenie tytoniu, otyłość, nadciśnienie tętnicze, cholesterolemia oraz niska aktywność fizyczna. Występuje silna korelacja rodzaju diety z występowaniem nowotworu jelita grubego. Spożywanie nadmiernych ilości węglowodanów, pokarmów o niskiej zawartości błonnika oraz produktów wysokotłuszczowych podwyższa ryzyko wystąpienia tego rodzaju nowotworu (3, 4). Należy pamiętać o czynnikach genetycznych, niezwykle istotnych w postaci dziedzicznej nowotworu jelita grubego, czyli w rodzinnej polipowatości gruczolakowatej jelita grubego (ang. familial adenomatous polyposis FAP), której podłożem są mutacje w genie supresorowym APC (ang. adenomatous polyposis coli), czy w dziedzicznym niepolipowatym raku jelita grubego (ang. hereditary non-polyposus colorectal cancer HNPCC), której przyczyną są mutacje w jednym z genów (MSH2 i MLH1) biorących udział w naprawie postreplikacyjnej DNA (5, 6). Charakterystycznymi objawami towarzyszącymi tej jednostce chorobowej są bóle brzucha, nieregularne i niepełne wypróżnienia oraz obecność krwi w stolcu. Najgroźniejszym nowotworem jelita grubego jest rak, czyli nowotwór złośliwy wywodzący się z tkanki nabłonkowej światła jelita. Wyróżnia się kilka typów histologicznych raka jelita grubego: gruczolakorak (ang. adenocarcinoma), rak gruczołowo-płaskonabłonkowy (ang. adenosquamous carcinoma), rak płaskonabłonkowy (ang. squamous cell carcinoma), rak wrzecionowatokomórkowy (ang. spindle cell carcinoma) oraz rak niezróżnicowany (ang. undifferentiated carcinoma). Najczęściej występującym wśród wyżej wymienionych jest gruczolakorak (7).
Do dwóch podstawowych metod leczenia, oprócz leczenia chirurgicznego wiążącego się z resekcją nowotworu, należą radio- i chemioterapia (8, 9). Pierwsza z metod opiera się na zastosowaniu promieniowania jonizującego (8), druga wykorzystuje związki chemiczne mające właściwości cytostatyczne, np. 5-fluorouracyl (9). Trzeba zaznaczyć, że tego rodzaju leczenie uszkadza zarówno nieprawidłowe, chorobowo zmienione, jak i zdrowe, prawidłowe komórki organizmu. Wiąże się to z osłabieniem i pewnego stopnia wyniszczeniem organizmu, w zależności od rodzaju i intensywności zastosowanego leczenia. Dlatego współczesne badania naukowe nad nowymi lekami przeciwnowotworowymi skupiają się na związkach o jak największej swoistości wobec komórek rakowych, aby w jak najmniejszym stopniu uszkadzały one zdrowe tkanki.
W ostatnich latach obserwuje się wyraźny wzrost zainteresowania związkami polifenolowymi pochodzenia roślinnego, zarówno w zapobieganiu, jak i w terapii przeciwnowotworowej (10, 11). Polifenole wykazują szerokie spektrum właściwości biologicznych, takich jak przeciwutleniające, antyproliferacyjne, proapoptotyczne i przeciwinwazyjne (12-14). Do związków polifenolowych o udokumentowanych właściwościach przeciwnowotworowych należą m.in.: kurkumina, resweratrol, galusan epigallokatechiny (EGCG) oraz szereg pochodnych z grupy katechin (15, 16). Ponadto związki te są zdolne do hamowania stanu zapalnego, który może prowadzić do transformacji nowotworowej, zwłaszcza przewlekły stan zapalny (17).
Obecnie coraz większym zainteresowaniem cieszą się ekstrakty roślinne, ponieważ zawierają one mieszaninę związków, które mogą wywierać silniejsze działanie niż pojedyncze składniki. Rośliną budzącą duże zainteresowanie jest chmiel zwyczajny (Humulus lupulus L.), wykorzystywany jako surowiec do produkcji piwa, który nadaje mu charakterystyczny smak. Szyszki chmielu bogate są w związki polifenolowe, których podstawową grupę stanowią flawonoidy prenylowane obejmujące chalkony i flawonony (18). Najważniejszym polifenolem występującym w Humulus lupulus jest ksantohumol należący do chalkonów – związków zawierających pierścień heterocykliczny (18). Dzięki obecności polifenoli w szyszkach chmielu pozyskiwany z nich ekstrakt wykazuje właściwości przeciwutleniające, przeciwzapalne, estrogenne oraz przeciwnowotworowe (18). W wyniku naturalnego metabolizmu komórkowego powstają reaktywne formy tlenu (ang. reactive oxygen species). W prawidłowych warunkach powstające rodniki są neutralizowane m.in. przez enzymy mające właściwości przeciwutleniającej, takie jak katalaza czy peroksydaza glutationowa.
Ekstrakt z szyszek chmielu ma działanie przeciwutleniające dzięki obecności wcześniej wspomnianych enzymów oraz związków unieczynniających wolne rodniki, wśród których są glikozydy flawonowe oraz pochodne flawan-3-olu (19). Za działanie przeciwzapalne odpowiada głównie wspomniany ksantohumol oraz jego pochodna izoksantohumol. Efekt ich działania jest konsekwencją blokowania dwóch bardzo istotnych enzymów reakcji zapalnej: cyklooksygenazy (COX) i lipooksygenazy (LOX) (20). Działanie przeciwnowotworowe także jest zależne od obecności w ekstrakcie wcześniej wspomnianych związków: ksantohumolu i izoksantohumolu oraz 8-prenylonaryngeniny. Badania wykazały silne działanie antyproliferacyjne ksantohumolu i izoksantohumolu w stosunku do ludzkich komórek raka okrężnicy (21). Inny zespół badawczy stwierdził, że izoksantohumol oraz 8-prenylonaryngenina, składowe omawianego ekstraktu, działają przeciwnowotworowo w kluczowych etapach rozwoju nowotworu jelita grubego (22).
Przeprowadzone do tej pory badania wskazują na chemoochronny potencjał chmielu zwyczajnego, który daje podstawę do dokładniejszych badań mogących zaowocować w przyszłości wprowadzeniem nowych terapii nowotworu jelita grubego z wykorzystaniem związków występujących w ekstrakcie z szyszek chmielu, a także z wychmielin, będących surowcem odpadowym w procesie przerobu chmielu z wykorzystaniem ekstrakcji nadkrytycznej za pomocą CO2.
Cel pracy
Badania miały na celu określenie, czy związki polifenolowe zawarte w ekstrakcie z wychmielin hamują rozwój komórek nowotworowych linii HT-29 i SW-480 gruczolakoraka jelita grubego oraz prawidłowych komórek nabłonkowych jelita (CCD841CoN).
Materiał i metody
Hodowle komórkowe

Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
  • Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
  • Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
  • Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.

Opcja #1

19

Wybieram
  • dostęp do tego artykułu
  • dostęp na 7 dni

uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony

Opcja #2

49

Wybieram
  • dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
  • dostęp na 30 dni
  • najpopularniejsza opcja

Opcja #3

119

Wybieram
  • dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
  • dostęp na 90 dni
  • oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Stachura J, Domagała W. Patologia znaczy słowo o chorobie, tom 1. Pol Akad Umiejętn, Kraków 2008.
2. Vincent TL, Gatenby RA. An evolutionary model for initiation, promotion, and progression in carcinogenesis. Int J Oncol 2008; 32:729-37.
3. Siegel RL, Miller KD, Fedewa SA i wsp. Colorectal cancer statistics. CA Cancer J Clin 2017; 67:177-93.
4. Groblewska M, Mroczko B, Szmitkowski M. The role of selected matrix metalloproteinases and their inhibitors in colorectal cancer development. Post Hig Med Dośw 2010; 64:22-30.
5. Half E, Bercovih D, Rozen P. Familial adenomatous polyposis. Orphanet J Rare Dis 2009; 4:22.
6. Lynch HT, Lynch JF. Hereditary nonpolyposis colorectal cancer. Semin Surg Oncol 2000; 18:305-13.
7. Stachura J, Domagała W. Patologia znaczy słowo o chorobie, tom 2. Pol Akad Umiejętn, Kraków 2008.
8. Figueredo A, Coombes ME, Mukherjee S. Adjuvant therapy for completely resected stage II colon cancer. Cochrane Database Syst Rev 2008; (3):CD005390.
9. Benson AB, Schrag D, Somerfield MR i wsp. American Society of Clinical Oncology recommendations on adjuvant chemotherapy for stage II colon cancer. J Clin Oncol 2004; 22:3408-19.
10. Lewandowska U, Owczarek K, Szewczyk K i wsp. Influence of polyphenol extract from evening primrose (Oenothera paradoxa) seeds on human prostate and breast cancer cell lines. Post Hig Med Dośw 2014; 68:110-8.
11. Wu C-H, Yang M-Y, Lee Y-J i wsp. Nelumbo nucifera leaf polyphenol extract inhibits breast cancer cells metastasis in vitro and in vivo through PKCα targeting. J Funct Foods 2017; 37:480-90.
12. Chojnacka K, Lewandowska U. Chemopreventive effects of polyphenol-rich extracts against cancer invasiveness and metastasis by inhibition of type IV collagenases expression and activity. J Funct Foods 2018; 46: 295-311.
13. Ma YF, Zhao L, Gao M i wsp. Tea polyphenols protect bovine mammary epithelial cells from hydrogen peroxide-induced oxidative damage in vitro. J Anim Sci 2018.
14. Gomez de Cedron M, Vargas T, Madrona A i wsp. Polyphenols that inhibit colon cancer cell growth affecting cancer cell metabolism. J Pharmacol Exp Ther 2018; 366:377-89.
15. Bimonte S, Barbieri A, Leongito M i wsp. Curcumin anticancer studies in pancreatic cancer. Nutrients 2016; 8(7):433.
16. Athar M, Back J, Tang X i wsp. Resveratrol: A review of pre-clinical studies for human cancer prevention. Toxicol Appl Pharmacol 2007; 224:274-83.
17. Owczarek K, Lewandowska U. The impact of dietary polyphenols on COX-2 expression in colorectal cancer. Nutr Cancer 2017; 69(8):1105-18.
18. Kołota A, Oczkowski M, Gromadzka-Ostrowska J. Wpływ występujących w piwie związków polifenolowych na organizm – przegląd literatury. Alcohol Drug Nutr 2014; 27:273-81.
19. Śledziński T, Kwaśniewska D, Zieliński R. Aktywność przeciwrodnikowa piwa. Probl Hig Epidemiol 2013; 94:648-52.
20. Negrao R, Costa R, Duarte D i wsp. Angiogenesis and inflammation signaling are targets of beer polyphenols on vascular cells. J Cell Biochem 2010; 111:1270-9.
21. Miranda CL, Stevens JF, Helmrich A i wsp. Antiproliferative and cytoxic effects of prenylated flavonoids from hops (Humulus lupulus) in human cancer cell lines. Food Chem Toxicol 1999; 37:271-85.
22. Allsopp P, Possemiers S, Campbell D i wsp. A comparison of the anticancer properties of isoxanthohumol and 8-prenylnaringenin using in vitro models of colon cancer. Biofactors 2013; 39:441-7.
23. Luzak B, Golanski J, Przygodzki T i wsp. Extract from spent hops (Humulus lupulus L.) reduces blood platelet aggregation and improves anticoagulant activity of human endothelial cells in vitro. J Funct Foods 2016; 22:257-69.
24. Boncler M, Różalski M, Krajewska U i wsp. Comparison of PrestoBlue and MTT assays of cellular viability in the assessment of anti-proliferative effects of plant extracts on human endothelial cells. J Pharmacol Toxicol Methods 2014; 69:9-16.
25. Labieniec-Watala M, Przygodzki T, Siewiera K i wsp. Facts and artifacts in the evaluation of the anti-diabetic activity of spent hop extract in rat hearts in the “Experimental Model of Diabetes”. Int J Pharm Sci Res 2015; 1:106.
26. Gołąbczak J, Gendaszewska-Darmach E. Ksantohumol i inne prenyloflawonoidy szyszek chmielu – aspekty biologiczne i technologiczne. Biotechnol 2010; 88:82-96.
27. Bland JS, Minich D, Lerman R i wsp. Isohumulones from hops (Humulus lupulus) and their potential role in medical nutrition therapy. Pharm Nutr 2015; 3:46-52.
28. Bohr G, Gerhauser C, Knauft J i wsp. Anti-inflammatory acylphloroglucinol derivatives from hops (Humulus Lupulus). J Nat Prod 2005; 68:1545-8.
29. Zhao F, Nozawa H, Daikonnya A i wsp. Inhibitors of nitric oxide production from hops (Humulus lupulus L.). Biol Pharm Bull 2003; 26:61-5.
30. Lee K, Yoon WH. Inhibition of matrix metalloproteinases-12 (MMP-12) and anti-oxidant effect of xanthohumol from hop (Humulus lupulus L.). Nat Prod Sci 2012; 18:261-5.
31. Miranda CL, Stevens JF, Helmrich A i wsp. Antiprolife-rative and cytotoxic effects of prenylated flavonoids from hops (Humulus lupulus) in human cancer cell lines. Food Chem Toxicol 1999; 37:271-85.
32. Delmulle L, Bellahcene A, Dhooge W i wsp. Anti-proliferative properties of prenylated flavonoids from hops (Humulus lupulus L.) in human prostate cancer cell lines. Phytomed 2006; 13:732-4.
33. Chung W-G, Cristobal LM, Stevens JF i wsp. Hop proanthocyanidins induce apoptosis, protein carbonylation, and cytoskeleton disorganization in human colorectal adenocarcinoma cells via reactive oxygen species. Food Chem Toxicol 2009; 47:827-36.
34. Hudcova T, Bryndova J, Fialova K i wsp. Antiproliferative effects of prenylflavonoids from hops on human colon cancer cell lines. J Inst Brew 2014; 120:225-30.
35. Onder FC, Ay M, Turkoglu SA i wsp. Antiproliferative activity of Humulus lupulus extracts on human hepatoma (Hep3B), colon (HT-29) cancer cells and proteases, tyrosinase, β-lactamase enzyme inhibition studies. J Enzym Inhib Med Chem 2016; 31:90-8.
otrzymano: 2018-02-16
zaakceptowano do druku: 2018-03-09

Adres do korespondencji:
dr hab. Urszula Lewandowska, prof. nadzw.
Zakład Biochemii, Wydział Lekarski
Uniwersytet Medyczny w Łodzi
ul. Mazowiecka 6/8, 92-215 Łódź
tel.: 42 272-57-14
e-mail: urszula.lewandowska@umed.lodz.pl

Postępy Fitoterapii 4/2018
Strona internetowa czasopisma Postępy Fitoterapii