Μελέτη του μηχανισμού αντικαρκινικής δράσης ουσιών φυτικής προέλευσης στο γλοιοβλάστωμα: αναστολή του μονοπατιού του μεταγραφικού παράγοντα NF-kB

Abstract

Glioblastoma is the most common and aggressive form of primary brain tumor in adults. Despite intensive clinical research, few therapeutic approaches exist to date and the average survival of patients remains in the range of 15 months. The majority of recurrent tumors soon become resistant to treatment, thus creating an urgent need for new treatments. A significant number of anticancer drugs have been isolated from medicinal plants. In our study we used the substances of natural origin moschamine (MM), n-p-coumaroyl-serotonin (CS), and delgucohelebrine (DGH) which have been isolated from endemic plants of our country. The substances show similarities in their structure and potentially anti-inflammatory and antioxidant action. We observed that MM, CS and DGH show strong anti-glioma activity in the TMZ-sensitive U251MG cell line, but also in TMZ-resistant T98G. MM and CS led to cell cycle arrest in the S phase, while DGH in the G2/M phase. All substances activated the mitochondrial apoptosis pathway, while CS and DGH also activated the exogenous, caspase-8-dependent apoptosis pathway. The substances led to differential expression of carcinogen-related CD markers. The substances were shown to be non-toxic at the in vitro studied concentrations in Zebrafish. The NF-kB pathway has oncogenic action in glioblastoma and contributes to chemical resistance. We verified that NF-kB is active in glioblastoma and that the CDs CD15, CD26, CD28, CD44, CD58, CD62L, CD71 and CD122 markers targeted by MM, CS and DGH contain NF-kB binding sites. Our study provides data that the targeting and inhibition of the NF-kB pathway by the natural compounds MM, CS and DGH, is related to their anti-glioma activity.

To γλοιοβλάστωμα είναι η συχνότερη και πιο επιθετική μορφή πρωτοπαθούς όγκου του εγκεφάλου στους ενήλικες. Παρά την εντατική κλινική έρευνα λίγες θεραπευτικές προσεγγίσεις υπάρχουν ως σήμερα και η μέση επιβίωση των ασθενών παραμένει στο εύρος των 15 μηνών. Η πλειοψηφία των όγκων υποτροπιάζουν καθίστανται ανθεκτικοί θεραπείας σε σύντομο χρονικό διάστημα, δημιουργώντας έτσι επιτακτική ανάγκη για νέες θεραπείες. Ένας σημαντικός αριθμός φαρμάκων με αντικαρκινική δράση έχουν απομονωθεί από φαρμακευτικά φυτά. Στη μελέτη μας έγινε χρήση των ουσιών φυσικής προέλευσης μοσχαμίνη (ΜΜ), n-p-κουμαροϋλ-σεροτονίνη (CS), και δεγλουκοελλεβρίνη (DGH) οι οποίες έχουν απομονωθεί από ενδημικά φυτά της πατρίδας μας. Οι ουσίες παρουσιάζουν ομοιότητες στη δομή τους και εν δυνάμει αντιφλεγμονώδη-αντιοξειδωτική δράση. Παρατηρήσαμε ότι οι ΜΜ, CS και DGH παρουσιάζουν ισχυρή αντιγλοιωματική δράση στην κυτταρική σειρά U251MG που είναι ευαίσθητη στην ΤΜΖ, αλλά και την T98G που είναι ανθεκτική στην ΤΜΖ. Οι ΜΜ και CS οδήγησαν σε αναστολή της προόδου του κυτταρικού κύκλου στη φάση S, ενώ η DGH στη φάση G2/M. Το σύνολο των ουσιών ενεργοποίησε το μιτοχονδριακό μονοπάτι απόπτωσης, ενώ οι CS και DGH ενεργοποίησαν επιπλέον και το εξωγενές, εξαρτώμενο της κασπάσης-8, μονοπάτι απόπτωσης. Οι ουσίες οδήγησαν σε διαφορετική έκφραση δεικτών επιφανείας CDs που σχετίζονται με την καρκινογένεση. Οι ουσίες αποδείχθηκαν μη τοξικές στις μελετούμενες in vitro συγκεντρώσεις, σε ιχθύες Zebrafish. Το μονοπάτι του NF-κΒ, δρα ογκογόνα στο γλοιοβλάστωμα και συμβάλει στη χημειοανθεκτικότητα. Επαληθεύσαμε ότι o NF-κΒ είναι ενεργός στο γλοιοβλάστωμα και ότι οι δείκτες CDs: CD15, CD26, CD28, CD44, CD58, CD62L, CD71 και CD122 που στοχεύουν οι MM, CS και DGH, φέρουν θέσεις πρόσδεσης NF-κΒ. Η μελέτη μας παραθέτει δεδομένα ότι η στόχευση και η αναστολή του μονοπατιού του NF-κΒ από τις φυσικές ενώσεις MM, CS και DGH, σχετίζεται με την αντιγλοιωματική τους δράση.