Характеризиране на полифенолите и тяхното действие върху сиртуините при чревни възпаления и модели на рак

  • Автори:Антонио Хавиер Алкаиде Молина
  • Директори на дисертации:Вирджиния Мотилва Санчес (реж. Тес.), Елена Мария Талеро Бариентос (реж. Тес.)
  • Четене: В Университета в Севиля (Испания) през 2015г
  • Идиом: Испански
  • Брой страници: 154
  • Теми:
    • Медицински науки
      • Фармакология
        • Естествени лекарства
  • Връзки
    • Теза в отворен достъп в: Idus
  • Обобщение

    • Изследването на продукти от природата, независимо дали са от растения, безгръбначни животни или микроорганизми, продължава да бъде една от най-последователните процедури за откриване на нови съединения, които могат да доведат до разработването на лекарства. В този смисъл е интересно да се отбележи, че приблизително половината от новите лекарства, въведени между 1981 и 2006 г., са получени от естествени продукти.

      тяхното

      Сред всички тях полифенолите са една от най-изследваните групи; обаче текат изследвания с нови растителни видове, опити с полифенолни екстракти, както и търсенето на производни с фармакологичен интерес. Те са вторични метаболити на растенията, които обикновено участват в защитни механизми срещу външни агресии. С повече от 8000 структурни варианта, общата структурна основа е наличието на един или повече фенолни пръстени.

      Широко е описана свободната антирадикална активност на полифенолите, съставляваща най-мощните антиоксиданти, присъстващи в нашата диета. Новите свойства обаче все още се изследват и в този смисъл противовъзпалителната активност се откроява.

      Възпалението е реакция на микроциркулацията, характеризираща се с миграция на серумни протеини и левкоцити от кръвта към екстраваскуларната тъкан. Тази миграция се регулира от последователното освобождаване на вазоактивни и хемотаксични медиатори, като хистамин, 5-OH-триптамин, адхезионни молекули и цитокини като фактор на туморна некроза-¿(TNF-¿) или интерлевкини 1, 6, 8 и 10. Тези процеси са придружени от повишаване на местната температура, зачервяване, подуване, болка и загуба на тъканна функция, а на клетъчно ниво регулаторните механизми са сложни, включващи различни сигнални пътища.

      Доказателствата за многобройните връзки между хроничните възпалителни заболявания и различните видове новообразувания представляват голям интерес; сред тях са тези, които предполагат възпалително заболяване на червата (IBD) и прогресия до рак на дебелото черво. IBD е термин, използван за определяне на група хронични чревни възпалителни разстройства, засягащи предимно дебелото черво, с неизвестна етиология. Тази група нарушения включва улцерозен колит (UC) и болест на Crohn (CD). И двете патологии се характеризират с появата на повтарящо се остро възпаление на сегменти на тънките черва и/или дебелото черво, с клинични прояви, както чревни, така и извън чревни, които често представят рецидиви.

      Сиртуините са хистонови деацетилази тип III, широко разпространени в природата, с доказани последици в процеси като възпаление, стареене на клетките, диференциация на клетките или метаболизъм. Неговият регулаторен механизъм се дължи на способността му да деацетилира както хистони, така и нехистонови протеини. Има многобройни изследвания, които показват как увеличаването на полифенолите в диетата предпазва от невродегенеративни, сърдечно-съдови, възпалителни и метаболитни заболявания и се обсъжда тяхната роля в някои ракови процеси, винаги следствие от деацетилазната активност на сиртуините. Ресвератролът е първото полифенолно съединение, за което е показано, че активира сиртуин 1 (SIRT1) и вече са описани производни, които са до 800 пъти по-ефективни. Модулацията на сиртуини чрез други регулатори, като AMP-активирана протеин киназа (AMPK), е поле за голям дебат и проучване; Освен това се анализира участието на двата протеина в регулацията на процеса на автофагия.

      В изследванията, свързани с нашия дисертационен проект, е изследвана биологичната активност на някои полифенолни съединения и тяхната връзка със сиртуини. И чисти съединения (ресвератрол и кверцетин), и екстракти, обогатени с полифеноли (листа от манго, гроздови листа) са тествани, като се провеждат изследвания in vitro и in vivo. По-конкретно:

      - Оценихме цитотоксичната активност в две клетъчни линии, линията на човешката остра моноцитна левкемия (THP-1) и другата аденокарцинома на дебелото черво на човека (HT-29). Въпреки че нито едно от съединенията не показва цитотоксична активност при различните тествани дози, те показват значително намаляване на производството на TNF-¿в макрофаги THP-1, стимулирани с бактериален липополизахарид. Освен това, експресията на SIRT1 е значително увеличена след излагане на полифенолни съединения.

      - Първите in vivo проучвания са проведени с мишки с дефицит на интерлевкин 10 (IL-10). Тези нокаутиращи мишки се характеризират със спонтанно развиващ се възпалителен колит, който с напредването на болестта може да доведе до рак на дебелото черво. Оценката на процеса е извършена чрез изследване и редовно жертване на мишките на различна възраст, между 6 и 18 седмици. Резултатите потвърждават, че животните с дефицит на IL-10 развиват възпалителен колит от 6-та седмица, чиято тежест прогресивно се увеличава с напредването на възрастта им. В този смисъл животните са представили диспластични лезии след 10 седмици, установявайки определена корелация между тежестта на лезиите и предишния възпалителен процес (скала). Освен това се анализира експресията на дебелото черво на SIRT1, показвайки значително намаляване във всички групи KO животни за IL-10. Резултатите от това проучване също показват активиране на автофагия при всички групи мишки с дефицит на IL-10, доказано от натрупването на LC3-II протеин, увеличаването на експресията на Beclin 1 и намаляването на нивата на Bcl- 2.

      - Второто проучване in vivo се състои в оценка на ефекта от екстракт от листа на манго, съдържащ 60% мангиферин, в остър модел на улцерозен колит чрез прилагане на 3% натриев декстрансулфат в питейна вода в продължение на 7 дни. Използвани са различни групи, включително една, която е получила лечение с ресвератрол (50 mg/kg), като референтен полифенол, и две други групи животни, които са получили екстракт от манго, в дози от 50 и 100 mg/kg. Kg. Резултатите показаха, че както ресвератролът, така и екстрактът от листа на манго могат ефективно да облекчат колита, със значително увеличаване на производството на слуз и инхибиране на неутрофилната инфилтрация и възпалителни медиатори, включително цитокините TNF-¿и IL-6 и COX-2 ензима. Освен това, мишките, лекувани с екстракт от ресвератрол или листа от манго, отбелязват значително увеличение на експресията на SIRT1 и pAMPK. Тези открития предполагат, че видна роля на полифенолните съединения като терапевтична стратегия за лечение на активната фаза на колит.

      - За да се задълбочи изследването на ефектите на полифенолите като регулатори на сиртуин, бяха проведени нови тестове с нематода Caenorhabditis elegans. Този организъм е модел, широко използван от 70-те години, особено в генетичните изследвания. Настоящите познания за неговия геном позволяват разработването на мутанти при поискване. Въпреки че не е много широко разпространен модел във фармакологията, ние предложихме използването му за откриване, освен ефектите върху сиртуините, и други дейности, които биха могли да бъдат свързани.

      И накрая, ефектът от екстракта от листа на манго върху дълголетието на нематодата беше оценен въз основа на предишни проучвания, които показаха, че ресвератролът увеличава този параметър. В този смисъл настоящите данни за увеличаване на дълголетието на сиртуиновите активатори са силно оспорени. Нашите резултати показаха, че екстрактът от листа на манго, при концентрации от 50 и 200 µg/mL, не увеличава значително дните от живота на нематодата, въпреки че постига, че червеите имат малко по-дълъг полуживот. „Теорията на сомата“ предполага, че увеличаването на дълголетието може да се постигне, наред с други, чрез намаляване на размера или чрез ограничаване на калориите. Лечението с екстракт от листа на манго е довело до значителни промени в дължината на червеите и приема на храна (параметър, който е пряко свързан с ограничаването на калориите) в щама N2, но не и в щама sir2.1, тъй като увеличеното дълголетие на червеите, получили екстракта, изглежда зависят от сиртуини. Въпреки това са необходими повече проучвания, които директно свързват стимулацията на сиртуин с повишено дълголетие.

      В заключение, както in vitro, така и in vivo проучванията демонстрират полезните ефекти на полифенолите при възпаление с механизми, които включват ензима SIRT1 като ключов елемент за регулиране на различни свързани пътища.