Funzioni immunostimolanti e antitumorali degli estratti di cetriolo di mare
Un complesso di cucumariosidi monosolfati con colesterolo isolato da Cucumaria japonica ha dimostrato proprietà immunomodulatorie nei topi C57Bl6 (Figura 2). Quando somministrato a basse dosi, questo complesso ha mostrato più di una doppia stimolazione dell’attività lisosomiale sui macrofagi di topo (Figura 3). Inoltre, questo complesso ha aumentato significativamente la resistenza degli animali contro le infezioni batteriche provocate da Y. pseudotuberculosis o S. aureus., Inoltre, ha aumentato la fagocitosi e la formazione di ROS e la stimolazione della produzione di IL6 e TNF-α è stata osservata nei linfociti .
Il frondoside A è un pentaoside monosolfato, un componente della frazione glicosidica isolata da Cucumaria Frondosa, ed è segnalato per possedere proprietà immunomodulatorie quando somministrato in dosi subtoxic. Una dose di 0,2 µg di frondoside A somministrata intra-peritoneale (ip) a topi Balb C ha aumentato l’attività lisosomiale nei macrofagi negli animali trattati rispetto ai controlli trattati con veicoli (Figura 3)., Frondoside Un aumento dell’immunità cellulare in questi esperimenti; questa immunità è una caratteristica importante per qualsiasi agente preventivo per migliorare le risposte immunitarie innate o nei casi in cui le risposte immunitarie dell’ospite sono ostacolate da agenti citotossici contro l’antigene o la crescita del tumore (Figura 2). Un glicoside triterpenico isolato da Cucumaria japonica, cucumarioside A2-2, ha mostrato una doppia stimolazione aumentata dell’attività lisosomiale e ha agito come agonista Ca2+ nei macrofagi di topo (Figura 3). Un altro rapporto ha suggerito simili proprietà immunostimolanti aumentate dei glicosidi triterpenici di C., japonica, in cui è stato osservato un aumento dell’attività lisosomiale dei macrofagi (Figura 2 e Figura 3).
I glicosidi triterpenici isolati dai cetrioli di mare (Mensamaria intercedens) sono stati valutati per le loro proprietà anti-tumorali in un modello murino di sarcoma S180 e linee cellulari di cancro del polmone di Lewis del topo . È stato riportato che un estratto di acqua calda di cetriolo di mare (Stichopus japonicus) inibisce significativamente la proliferazione e produce citotossicità dipendente dalla concentrazione nelle cellule Caco-2 del cancro del colon umano ., Basi sfingoidi isolate di cetriolo di mare (Stichopus variegatus) hanno mostrato profondi effetti citotossici e una diminuzione della vitalità cellulare e hanno indotto l’apoptosi attraverso l’attività della caspasi 3 nelle cellule tumorali del colon umano DLD-1, WiDr e Caco-2 (Figura 2). Questi studi in vitro su cellule tumorali del colon umano suggeriscono che i glicosidi estratti dai cetrioli di mare possono essere buoni agenti antitumorali per la prevenzione e il trattamento del cancro del colon umano (Tabella 1).
Tabella 1
Estratti di cetriolo di mare e loro effetti su vari tipi di cancro in modelli in vitro e in vivo.,
| Compound | Sea cucumber | Effects | Type of cancer | Refs.,c3b1″>Breast cancer xenografts | |
|---|---|---|---|---|---|
| Frondoside A + Paclitaxel | Cucumaria frondosa | cytotoxic | Breast cancer cells | ||
| Frondoside A | Cucumaria frondosa | Anti-tumor and anti-metastatic, decrease ERK1/2 | syngeneic murine model of metastatic breast cancer using Line 66.,>Human colon cancer cells HCT116 | ||
| Frondanol A5 | Cucumaria frondosa | Inhibition of small intestinal and colon tumors, increase in GILT expression, macrophage phagocytosis | ApcMin/+ colon cancer model |
Three novel oligoglycosides (okhotosides B1, B2, and B3) were isolated from sea cucumber (Cucumaria okhotensis)., I ricercatori hanno anche testato frondoside A, cucumarioside A2-5 e koreoside A contro le cellule HeLa. Gli oligoglicosidi hanno mostrato un effetto moderato sulle cellule HeLa, ma il frondoside A ha avuto un effetto profondo sia contro le cellule tumorali HeLa che THP-1 . Un altro studio ha riportato l’uso di estratti acquosi e organici di tre cetrioli di mare (Holothuria leucospilota, Holothuria scabra e Stichopus chloronotus) su cellule tumorali polmonari non piccole umane A549 e cellule tumorali cervicali C33A (Tabella 1). Gli estratti organici di tutti e tre i cetrioli di mare hanno esercitato effetti anti-proliferativi su entrambe le linee cellulari (Figura 2)., Questi effetti possono essere dovuti alla presenza di flavonoidi e fenoli, che sono noti per avere proprietà antiossidanti .
Zhao et al. 2010 ha riportato gli effetti antitumorali e anti-metastatici di due glicosidi triterpenici solfati, olothurin A (HA) e 24-dehydroechinoside A (DHEA), isolati dalle specie di cetriolo di mare (Pearsonothuria graeffei) . Questi composti sono stati testati in vitro e in vivo., L’inibizione delle metastasi è dovuta alla soppressione della matrice metallo-proteinasi-9 (MMP-9) e del fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF) e ad un aumento dell’espressione dell’inibitore tissutale della metalloproteinasi-1 (TIMP-1) nei campioni trattati rispetto ai campioni non trattati. Entrambi i glicosidi triterpenici solfati hanno inibito significativamente l’adesione e l’invasione delle cellule di carcinoma epatocellulare epatico umano (HepG2) e delle cellule endoteliali umane (ECV-304) nei saggi di migrazione cellulare e invasione (Tabella 1). Inoltre, questi composti sono stati osservati per inibire l’espressione di NF-kB., Quindi, questi glicosidi triterpenici solfati hanno il potenziale per un ulteriore sviluppo come terapie anti-cancro.
Il frondoside A, (glicoside triterpenoide) isolato da C. frondosa, è segnalato per avere effetti anti-proliferativi sulle linee cellulari umane del cancro pancreatico, AsPC-1 e S2013. Il frondoside A è stato inizialmente testato in un modello di xenotrapianto utilizzando cellule tumorali pancreatiche AsPC-1. Una significativa inibizione della crescita tumorale dei tumori AsPC-1 è stata osservata in topi atimici trattati con frondoside A (10 µg/kg/die)., In questo studio, il frondoside ha inibito la proliferazione e indotto l’apoptosi marcata e l’espressione di p21, con aumenti della caspasi 3, 7 e 9 (Tabella 1). Inoltre, questo agente è stato testato da solo e in associazione con gemcitabina in vitro, in cui le dosi combinate hanno avuto effetti maggiori rispetto alle dosi individuali. Queste combinazioni di farmaci sono stati poi testati in un modello murino xenotrapianto di cancro al pancreas. Le cellule tumorali pancreatiche umane AsPC-1 e S2013 sono state autorizzate a formare tumori nei topi atimici., Formazione post-tumorale, questi topi sono stati trattati con una combinazione di gemcitabina (4 mg/kg/dose) e frondoside A (100 µg/kg/die) per 30 giorni. Una riduzione significativa del peso totale del tumore e del volume del tumore è stata osservata nei topi che ricevevano la combinazione rispetto a quelli che ricevevano placebo e dosi di singolo agente. I tumori trattati hanno mostrato un’ampia apoptosi e tessuto necrotico, rispetto ai tumori non trattati (Tabella 1). Questi esperimenti hanno suggerito che il frondoside A può essere un adiuvante efficace nelle impostazioni di terapia .,
Il frondoside A ha anche dimostrato di inibire la proliferazione delle cellule del cancro del polmone (LNM35, A549, NCI-H460-Luc2 LNM35, A549 e Nand CI-H460-Luc2) e del cancro al seno (MDA-MB-435, MCF-7 e HepG2) quando somministrato in dosi di 0,01–5 µM. Inoltre, questo composto ha aumentato le attività cas 3/7 nelle cellule LNM35. L’iniezione di frondoside A (IP, 0,01 mg e 1 mg / kg) in topi atimici inoculati con cellule tumorali polmonari LNM35 ha portato a volumi tumorali ridotti al 41% e al 43% dopo 25 giorni di trattamento., Inoltre, questo agente ha mostrato grandi effetti anti-angiogenici, in cui ha ridotto la colorazione CD31 negli xenotrapianti polmonari e in un modello di membrana corioallantoica (CAM). Una significativa inibizione delle metastasi è stata osservata con la somministrazione di Frondoside A in un modello di xenotrapianto e in un test di invasione matrigel in vitro. Allo stesso modo, una combinazione di frondoside A e cisplatino ha migliorato il potenziale terapeutico del cisplatino in un modello di xenotrapianto tumorale LNM35 (Tabella 1). Quindi, l’estratto di cetriolo di mare frondoside A può essere utile nel trattamento di pazienti affetti da cancro ai polmoni.,
Alcuni studi hanno anche dimostrato che il frondoside A ha un buon potenziale per il trattamento del cancro al seno. In studi in vitro utilizzando cellule di cancro al seno MDA-MB-231 negative al recettore umano dell’estrogeno (ER), il frondoside A è stato osservato per inibire la sopravvivenza, la migrazione e l’invasione delle cellule. Studi in vivo utilizzando topi nudi con tumori del cancro al seno MDA-MB-231 hanno dimostrato che il frondoside A può inibire la crescita del tumore. Studi in vitro hanno dimostrato che il frondoside ha ridotto la vitalità cellulare e aumentato l’apoptosi attraverso la via Cas3/7, con un aumento concentrazione-dipendente di p53 (Tabella 1)., Inoltre, Frondoside Un’invasione ridotta di cellule tumorali MDA-MB-231 in un test di invasione matrigel.
Questo composto è stato anche testato in un modello di topo athymic utilizzando cellule tumorali MDA-MB-231 dopo che il tumore ha raggiunto una dimensione di 200 mm3. Gli animali trattati con frondoside-A hanno mostrato una significativa riduzione del volume tumorale di circa l ‘ 87%, rispetto agli animali di controllo. Un’analisi in vitro del frondoside A (1 µM) in combinazione con Paclitaxel (32 nM) ha migliorato l’effetto citotossico di paclitaxel contro le cellule di cancro al seno ER-negative MDA-MB-231 . Xinrong Ma et al., riportato il potenziale anti-metastatico del frondoside A in un modello murino singeneico di carcinoma mammario metastatico utilizzando la linea 66.1, una linea cellulare altamente tumorigena e metastatica isolata dal topo Balb/cfC3H . Queste cellule sono state iniettate in topi syngeneic Balb / cByJ. In questo modello murino, il frondoside A è stato riferito per essere efficace nel ridurre le metastasi del tumore del polmone da 45% quando i topi sono stati iniettati con la linea cellulare 66,1 pretrattata con il frondoside A (5 µM/L)., Inoltre, i saggi di legame 3H-PGE2 hanno mostrato che il frondoside un legame PGE2 antagonizzato sia ai recettori EP2 che EP4, con affinità molto più elevata verso il recettore EP4. Un’inibizione dose-dipendente della formazione di cAMP è stata osservata con l’uso di frondoside A, dimostrando così che questo agente può bloccare l’attivazione di ERK1/2 indotta da PGE2 . Questo agente naturale è un’alternativa efficace agli inibitori sintetici della COX-2. Il frondoside A è efficace nel cancro del polmone, nel cancro del pancreas e nell’inibizione della crescita del cancro al seno se usato da solo e in combinazione con altri agenti terapeutici., Una frazione polare del frondanolo A5 è risultata efficace nell’inibire la proliferazione e l’arresto del ciclo cellulare nella fase G2/M e nell’indurre l’apoptosi nelle cellule tumorali pancreatiche AsPC e S2013 (Tabella 1). Tutti questi risultati suggeriscono che il frondoside A isolato da C. frondosa è un nutraceutico efficace che ha un potenziale come agente anti-cancro.
Abbiamo lavorato con Frondanol A5, fornito e caratterizzato da risorse biologiche costiere, isolate dal cetriolo di mare, per valutare il suo potenziale anti-tumorigeno in modelli di roditori di carcinogenesi del colon., Frondanol A5 è un estratto di alcool isopropilico / acqua degli epiteli idrolizzati enzimaticamente del cetriolo di mare commestibile del Nord Atlantico, Cucumaria frondosa, ed è considerato il suo componente di principio più attivo. Il frondanolo A5 contiene diversi agenti anticancro e antinfiammatori, tra cui il glicoside triterpenoide monosolfato frondoside A, il glicoside disolfato frondoside B, il glicoside trisolfato frondoside C, l’acido eicosapentaenoico, l’acido 12-metiltetradecanoico e il solfato di condroitina fucosilato, nonché la cantaxantina / astaxantina in piccole quantità., Abbiamo testato questo agente in due dosi (150 ppm e 450 ppm) in un modello di ratto indotto da AOM di cancro del colon, con foci di cripta aberranti (ACF) come punto finale. Questo test è stato condotto in parallelo con un noto agente antinfiammatorio, sulindac. Abbiamo osservato una significativa inibizione di ACF / colon (34% -55%) e multi-crypt ACFs (48% -70%) con 150 ppm e 450 ppm, rispettivamente. L’efficacia di Frondanol A5 era superiore a quella di sulindac ed era dose-dipendente. Gli ACF trattati con frondanolo-A5 hanno mostrato una diminuzione del PCNA e un aumento dell’espressione e dell’apoptosi di p21, rispetto agli ACF non trattati., Inoltre, la fosforilazione di H2AX, associata alla frammentazione del DNA e alla scissione della caspasi 2, è stata osservata nelle cellule HCT116 del cancro del colon umano trattate. Inoltre, questo composto ha causato un arresto G2-M di cellule HCT 166 con upregulation p21 (Tabella 1). Pertanto, la somministrazione dietetica di Frondanol A5 ha dimostrato di avere effetti chemiopreventivi in un modello di cancro del colon indotto da AOM nel ratto.,
Continuando il nostro lavoro con questo agente, abbiamo testato Frondanol A5 in un modello murino APCMin/+, che simula la poliposi adenomatosa familiare umana, un disturbo ereditario che si tradurrà nella formazione di polipi intestinali multipli. La somministrazione dietetica di Frondanol A5 (250 o 500 ppm) ha effettivamente ridotto sia i tumori dell’intestino tenue che del colon (CTs) nei topi APCMin/+. Abbiamo osservato un effetto diminuito dose-dipendente sui piccoli polipi intestinali (30% -50%), mentre abbiamo osservato poca differenza nell’inibizione dei tumori del colon (65% -75%) con le due dosi in topi maschi APCMin/+., Nei topi femmine, entrambe le dosi hanno prodotto l ‘ 80% di inibizione della CTS. Abbiamo riportato un aumento delle risposte immunitarie negli animali trattati, in cui i macrofagi isolati hanno mostrato un aumento della fagocitosi e dell’espressione DORATA, rispetto agli animali non trattati (Tabella 1) (Figura 3). Questi dati suggeriscono che il frondanolo A5 ha il potenziale per migliorare le risposte immunitarie innate durante la formazione del tumore intestinale e potrebbe essere ulteriormente sviluppato per la prevenzione e il trattamento.
Estratti grezzi e purificati di cetriolo di mare C. frondosa sono stati studiati per i loro effetti sulla maturazione delle cellule dendritiche., La frazione FCF1 contiene quattro unità monosaccaridiche: acido N-acetilneuraminico (NANA), mannosio (Man), N-acetilglucosamina (GalNAc) e galattosio (Gal). Questi erano i componenti principali, insieme a una quantità minore di fucosio (Fuc), risultati efficaci nella maturazione dei DCS in vitro, aumentando così la segnalazione di Th17 . Questo studio suggerisce il ruolo degli estratti polisaccaridici solfati nella modulazione delle risposte immunitarie innate. Dovrebbe essere eseguito uno studio dettagliato su come questo possa influenzare il microambiente tumorale durante la crescita del tumore.,
Un altro studio ha suggerito che una frazione solvente di acetato di etile di Stichopus japonicus (SCEA-F) possiede funzioni antinfiammatorie quando testato in una linea cellulare macrofagica Raw264.7. I risultati hanno mostrato che SCEA-F ha ridotto iNOS e COX-2, identificati da proteine e RNA ridotti nelle cellule trattate. Inoltre, l’analisi della via molecolare ha rivelato che la diminuzione di iNOS e COX-2 è dovuta all’inibizione della via di segnalazione MAPK nei macrofagi murini (Tabella 1)., Sarebbe interessante analizzare ulteriormente gli effetti di questo estratto di cetriolo di mare nei modelli tumorali per determinare le sue proprietà anti-tumorali.
I fosfolipidi arricchiti con acido eicosapentaenoico (EPA-enriched PL) isolati dal cetriolo di mare Cucumaria frondosa sono segnalati per proteggere le cellule PC12 dallo stress ossidativo . Il microambiente tumorale più componenti stromali guidano lo stress ossidativo per stimolare la progressione del tumore. Pertanto, i componenti bioattivi degli estratti di cetriolo di mare potrebbero essere applicati per riparare il danno ossidativo durante la formazione del tumore., La maggior parte dei fosfolipidi esterificati (PLs) negli estratti di cetriolo di mare sono presenti come acidi grassi polinsaturi (PUFA). Alcuni ricercatori hanno dimostrato che questi PUFA sono altamente assorbiti dall’intestino e hanno una migliore capacità di essere incorporati nelle membrane cellulari . Fosfatidil colina, una forma di PL, è segnalato per possedere significative proprietà anti-diabetici; diminuzione della glicemia e aumento della secrezione di insulina e la sintesi di glicogeno è stato osservato in ratti diabetici ., Poiché il diabete è una condizione che aumenterà il rischio di cancro, questi tipi di componenti bioattivi che mostrano proprietà anti-iperglicemiche potrebbero essere applicati o testati in modelli tumorali per attività anti-tumorali.