Αφηρημένο

Μια σημαντική πρόκληση για τους ογκολόγους και φαρμακοποιοί είναι να αναπτυχθεί λιγότερο τοξικά φάρμακα που θα βελτιώσουν την επιβίωση των ασθενών με καρκίνο του πνεύμονα. Frondoside Α είναι ένας γλυκοζίτης τριτερπενοειδείς απομονώνεται από το αγγούρι της θάλασσας,

Cucumaria frondosa

και δείχθηκε να είναι μια εξαιρετικά ασφαλής ένωση. Διερευνήθηκε η επίδραση της Frondoside Α στην επιβίωση, τη μετανάστευση και εισβολή

in vitro

, και στην ανάπτυξη του όγκου, τη μετάσταση και την αγγειογένεση

in vivo

μόνο και σε συνδυασμό με σισπλατίνη. Frondoside Α προκάλεσε εξαρτώμενη από τη συγκέντρωση μείωση στην βιωσιμότητα του LNM35, Α549, ΝΟΙ-Η460-Luc2, MDA-MB-435, MCF-7, και HepG2 σε 24 ώρες μέσω μιας κασπάσης 3/7-εξαρτώμενη οδό κυτταρικού θανάτου. Οι συγκεντρώσεις IC50 (που παράγουν ημι-μέγιστη αναστολή) σε 24 ώρες ήταν μεταξύ 1,7 και 2,5 μΜ Frondoside Α Επιπλέον, Frondoside Α προκάλεσε τον χρόνο και εξαρτώμενη από τη συγκέντρωση αναστολή της κυτταρικής μετανάστευσης, εισβολή και την αγγειογένεση

in vitro

. Frondoside Α (0,01 και 1 mg /kg /ημέρα ενδοπεριτοναϊκώς για 25 ημέρες) μείωσε σημαντικά την ανάπτυξη, την αγγειογένεση και την μετάσταση λεμφαδένα του ξενομοσχευμάτων όγκου LNM35 σε αθυμικούς ποντικούς, χωρίς εμφανή τοξικές παρενέργειες. Frondoside Α (0,1-0,5 μΜ) επίσης εμπόδισε σημαντικά τη βασική και bFGF επάγεται αγγειογένεση στο CAM δοκιμασία αγγειογένεσης. Επιπλέον, Frondoside Α ενίσχυσε την αναστολή της ανάπτυξης του όγκου πνεύμονα που προκαλείται από την σισπλατίνη χημειοθεραπευτικό παράγοντα. Τα ευρήματα αυτά προσδιορίζουν Frondoside Α ως μια πολλά υποσχόμενη νέα θεραπευτική παράγοντα για τον καρκίνο του πνεύμονα

Παράθεση:. Attoub S, Αραφάτ Κ, Gélaude Α, Al Sultan MA, Bracke Μ, Collin P, et al. (2013) Frondoside Μια κατασταλτικά αποτελέσματα για καρκίνο του πνεύμονα επιβίωση, ανάπτυξη όγκου, αγγειογένεση, εισβολή και μετάσταση. PLoS ONE 8 (1): e53087. doi: 10.1371 /journal.pone.0053087

Επιμέλεια: Srikumar Π Chellappan, H. Lee Moffitt Cancer Center Δ) Το βάρος του όγκου που λαμβάνεται από τον ίδιο τον έλεγχο και την αγωγή γυμνά ποντίκια. Τα σημεία των δεδομένων αντιπροσωπεύουν τη μέση τιμή ± S.E.M. από 6 ποντικούς ανά ομάδα.

Στήλες

, μέση?

μπαρ

, S.E.M. E) & amp? ΣΤ) Το σωματικό βάρος αυτών των ποντικιών. Τα σημεία των δεδομένων αντιπροσωπεύουν τη μέση τιμή ± S.E.M. από 6 ποντικούς ανά ομάδα. * Σημαντικά διαφορετικό σε Ρ & lt?. 0.05

Η

Αναστολή της αγγειογένεσης με Frondoside Α στις ξενομόσχευμα όγκων και η δοκιμασία CAM

in vivo

και στα τριχοειδή δομές τύπου

σε vitro

η

η αγγειογένεση είναι ένας ελκυστικός στόχος στην θεραπεία του καρκίνου, όχι μόνο επειδή παρέχει οξυγόνο και θρεπτικές ουσίες για την επιβίωση των κυττάρων του όγκου αλλά επίσης παρέχει τη διαδρομή για μεταστατική εξάπλωση αυτών των καρκινικών κυττάρων. Πρώτον, δείχνουμε ότι στα πολλαπλασιαζόμενα περιοχές στην περιφέρεια του όγκου, πυκνότητα μικροαγγείων (μετρήθηκε με χρώση CD31) μειώθηκε σημαντικά με Frondoside Α (0.01 mg /kg /ημέρα) (Σχ. 4, δεξιός πίνακας) σε σύγκριση με την όγκους ελέγχου αγωγή (Εικ. 4, αριστερός πίνακας). Στη συνέχεια, χρησιμοποιήθηκε η δοκιμασία CAM περιλαμβάνει την συντονισμό και την ολοκλήρωση των πολυκύτταρων αποκρίσεων κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του εμβρύου όρνιθας για να επιβεβαιωθεί αυτό το δυναμικό αντι-αγγειογενετική δράση του Frondoside Α Όπως φαίνεται στο Σχ. 5 και 6, bFGF (2 μg /ml), διεγείρονται 15% σχηματισμό νέων αγγείων με αγγειογόνους δείκτες στατιστικά διαφορετικά σε σύγκριση με τον έλεγχο μέσο DMEM. Frondoside Α (100 και 500 ηΜ) ανέστειλε βασική αγγειογένεσης σε ένα εξαρτώμενο από τη συγκέντρωση τρόπο, με αντίστοιχα 7% και 12% αναστολή της αγγειογόνου δείκτη σε σχέση με τον έλεγχο (Εικ. 5 και 6). Ο σχηματισμός νέων αιμοφόρων αγγείων που προκαλείται από bFGF ήταν επίσης εντελώς κατασταλεί με Frondoside Α (500 ηΜ) (Σχ. 5 και 6). Τέλος, για να εκτιμηθεί εάν το αντι-αγγειογενετική δράση του Frondoside Α περιλαμβάνει μια άμεση αλληλεπίδραση της ένωσης με ενδοθηλιακά κύτταρα, πραγματοποιήσαμε συγκριτικές μελέτες σχετικά με το σχηματισμό των τριχοειδών δομών τύπου

in vitro

, χρησιμοποιώντας HUVECs απλώθηκαν σε Matrigel επικαλυμμένη πλάκες. Όπως φαίνεται στο Σχ. 7Α, τα ανθρώπινα ενδοθηλιακά κύτταρα έχουν την ικανότητα να σχηματίζουν τριχοειδείς δομές όταν εμβολιάζονται και καλλιεργούνται πάνω από Matrigel υποστρώματος. κύτταρα ελέγχου μετακινείται από την αρχική στολή τους πρότυπο διασκορπισμένα στρώματα κυττάρων και συνδέονται για να σχηματίσουν ένα δίκτυο συστάδες κυττάρων που συνδέονται με μακρά, πολυκύτταροι διεργασιών που οδηγούν στο σχηματισμό του σωλήνα-όπως δομές. Η προσθήκη του μη-τοξικές συγκεντρώσεις Frondoside Α (0,01-1 μΜ) οδήγησε σε αξιοσημείωτη αναστολή της παρούσας αυθόρμητη αγγειογόνο φαινότυπο (Εικ. 7Α, και 7Β). Frondoside Μία επαγόμενη αναστολή αυτής της αυθόρμητης αγγειογόνο φαινότυπο συνέβη χωρίς σημαντική μείωση της κυτταρικής βιωσιμότητας (Σχ. 7C). Στο σύνολό τους, τα στοιχεία αυτά επιβεβαιώνουν μια ισχυρή αντι-αγγειογενετική δυναμικό της Frondoside Α

ανοσο-ιστοχημική χρώση των όγκων του πνεύμονα ξενομοσχεύματος για CD31 (μικροαγγειακή πυκνότητα).

Η

CAM υποβλήθηκε σε επεξεργασία με ελέγχου (μέσο χωρίς ορό), 100 ηΜ Frondoside Α, 500 ηΜ Frondoside Α, 2 μg /mL bFGF, φωτογραφήθηκε 2 μg /mL bFGF + 500 ηΜ Frondoside Α και η αγγείωση των δίσκων δοκιμής.

η

Bars

δείχνουν αγγειογενετική δείκτες (%) του που ανιχνεύτηκε CAM με 2 μg /mL bFGF, 100 ηΜ Frondoside Α, 500 ηΜ Frondoside Α, 2 μg /mL bFGF + 500 ηΜ Frondoside A. Τα δεδομένα αντιπροσωπεύουν μέση τιμή ± SD (Mann-Whitney U-test, *: ρ & lt? 0,05, ***: ρ & lt? 0,01). Σε κάθε πείραμα, έξι αυγά ελέγχθηκαν ανά συνθήκη.

Η

Α) Μοτίβα της αγγειογένεσης που προκαλείται από ανθρώπινη ομφάλια φλεβικά ενδοθηλιακά κύτταρα (HUVEC) καλλιεργήθηκαν σε μήτρα Matrigel σε πλάκες 96 φρεατίων με την απουσία ή παρουσία του ο Frondoside Α Β) Ποσοτικοποίηση των σωληνοειδών μορφογένεσης επάγεται σε κύτταρα HUVEC καλλιεργούνται απουσία ή παρουσία σχηματισμού Frondoside Α Tube προσδιορίστηκε από το μήκος του σωλήνα-όπως δομές που περιέχουν συνδεδεμένα κύτταρα. Τα δεδομένα είναι μέσες ± S.E.M. από τρία ξεχωριστά πειράματα. Οι αστερίσκοι δείχνουν ότι σημαντικά διαφορετικές τιμές ελήφθησαν με την παρουσία των υποδεικνυόμενων αναστολέων έναντι της αντίστοιχης διέγερση ελέγχου. *** Σημαντική διαφορά στο P & lt? 0.001. C) κύτταρα HUVEC υποβλήθηκαν σε αγωγή με φορέα (0,1% DMSO) και τις υποδεικνυόμενες συγκεντρώσεις Frondoside A. Τα βιώσιμα κύτταρα προσδιορίστηκαν όπως περιγράφεται στο Υλικά και Μέθοδοι. Όλα τα πειράματα επαναλήφθηκαν τουλάχιστον τρεις φορές.

Στήλες

, μέση?

μπαρ

, SEM

Η

Frondoside Μια μειώνει επίσης τη μετανάστευση καρκίνο του πνεύμονα και εισβολή

in vitro

και μετάσταση

in vivo

Η

εξέλιξης του καρκίνου συνδέεται με την κατάργηση των φυσιολογικών μαρτύρων που περιορίζουν τη μετανάστευση των κυττάρων και εισβολή, οδηγώντας τελικά σε μετάσταση. ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα είναι σε υψηλό κίνδυνο υποτροπής, με τη μορφή της μεταστατικής νόσου. Μετάσταση ξεκινά με την κυτταρική μετανάστευση στον πρωτογενή όγκο, οδηγώντας σε τοπική εισβολή ιστού και την έναρξη της λέμφου ή τα αιμοφόρα αγγεία. Η ικανότητα των Frondoside Α για τη μείωση της κυτταρικής μετανάστευσης ερευνήθηκε χρησιμοποιώντας ένα κλασικό

in vitro

τραύματος μοντέλο επούλωσης. Frondoside Μια μειωμένη κυτταρική μετανάστευση κυττάρων LNM35 από τη συγκέντρωση και το χρόνο-εξαρτώμενο τρόπο (εικ. 8Α). Ομοίως, Frondoside Α έβλαψε την εισβολή των κυττάρων LNM35 σε δοκιμασία Matrigel εισβολής (Εικ. 8Β). Frondoside Μία επαγόμενη αναστολή της κυτταρικής μετανάστευσης και matrigel εισβολή συνέβη χωρίς σημαντική μείωση του κυτταρικής βιωσιμότητας (Σχ. 1Α).

Α) Τα τραύματα εισήχθησαν σε LNM35 συρρέουσες μονο-στιβάδες καλλιεργήθηκαν παρουσία ή απουσία (έλεγχος) της Frondoside Α (0,1-0,5 μΜ). Η μέση απόσταση που διανύθηκε κύτταρα από την άκρη του δαπέδου χώρο για 6, 24, και 30 ώρες στους 37 ° C μετρήθηκε με τυφλό τρόπο, χρησιμοποιώντας ένα ανεστραμμένο μικροσκόπιο (4 × μεγεθύνσεις). Τα δεδομένα είναι μέσες τιμές ± S.E.M. από δύο ανεξάρτητα πειράματα. Β) κύτταρα LNM35 επωάστηκαν για 24 ώρες με την παρουσία ή απουσία Frondoside Α (0,01-1 μΜ) και LY294002 (20 μΜ). Κύτταρα που εισβάλει στον Matrigel βαθμολογήθηκαν όπως περιγράφεται στο Υλικά και Μέθοδοι.

Στήλες

, μέση? μπαρ, S.E.M. Λεμφαδένες βάρος μετάσταση εγκατεστημένων ξενομοσχευμάτων ανθρώπινου καρκίνου του πνεύμονα σε επεξεργασία με Frondoside Α 0,01 mg /kg (C) και 1 mg /kg (D) κάθε ημέρα για 25 ημέρες.

Στήλες

, μέση?

μπαρ

, S.E.M. * Σημαντικά διαφορετική σε P & lt? 0,05, ** Σημαντικά διαφορετική σε P & lt? 0,01, *** Σημαντικά διαφορετική σε P & lt?. 0.001

Η

Στη συνέχεια, αξιολόγησε την μεταστατική συμπεριφορά του ανθρώπινου πνευμονικού κυτταρική σειρά LNM35 εξετάζοντας μασχαλιαίους λεμφαδένες. Η ιστολογική εξέταση των λεμφαδένων σε LNM35 φέρουν ποντικούς αποκάλυψε την παρουσία κυττάρων LNM35 σε όλους τους κόμβους λέμφου τόσο από τον έλεγχο και την Frondoside Α ποντίκια με αγωγή (τα δεδομένα δεν παρουσιάζονται). Στην ομάδα μάρτυρα, το βάρος μέση λεμφαδένες ήταν 548,5 +/- 112.8 mg σε σύγκριση με 256 +/- 43.3 και 268.8 +/- 55.7 mg στις ομάδες που έλαβαν θεραπεία με Frondoside Α 0,01 mg και 1 mg /kg /ημέρα, αντίστοιχα (Εικ. 8C και 8D).

Frondoside Α ενισχύει την αντικαρκινική δράση της σισπλατίνης

Όπως φαίνεται στο Σχ. 9Α, καθημερινή χορήγηση Frondoside Α έως γυμνά ποντίκια μείωσε την ανάπτυξη των ξενομοσχευμάτων ανθρώπινου όγκου LNM35 κατά 40,3% την ημέρα 10. Αναστολή της ανάπτυξης LNM35 ξενομοσχεύματος όγκου από Frondoside Α συγκρίσιμη με εκείνη που παράγεται από το cisplatin παράγοντα αντικαρκινικό προκαλούν βλάβη στο DNA (46,9% ). Συνδυασμένη θεραπεία Frondoside Α με σισπλατίνη είχε ως αποτέλεσμα μια αξιοσημείωτη ενίσχυση (67,6%?

P & lt? 0,05

) της σισπλατίνης θεραπευτικού αποτελέσματος (Εικ. 9Α). Δεν υπήρχαν προφανή παρενέργειες της συνδυασμένης θεραπείας της συμπεριφοράς των ζώων ή το σωματικό βάρος (Εικ. 9Β).

Α) Frondoside Α ενισχύει την αποτελεσματικότητα της σισπλατίνης έναντι κυττάρων NSCLC LNM35 αυξάνεται ως ξενομοσχεύματα. Β) Επίδραση της Frondoside Α και σισπλατίνη μόνο ή σε συνδυασμό με το σωματικό βάρος. * Σημαντικά διαφορετικό σε Ρ & lt?. 0.05

Η

Συζήτηση

Παρά τις προόδους στη μοριακή βιολογία του καρκίνου του πνεύμονα, βελτιωμένη διάγνωση, και ακόμη και η βέλτιστη θεραπείες στόχος, τα τρέχοντα πρωτόκολλα για τη θεραπεία της πνευμονικής καρκίνο εξακολουθούν να είναι ανεπαρκή για να παράγουν εντυπωσιακά κλινικά οφέλη και τη θεραπεία των ασθενών με καρκίνο του πνεύμονα παραμένει ανεπιτυχής. Τα τρέχοντα φάρμακα στοχευμένη θεραπεία αναπτύσσουν αντίσταση και είναι πολύ ακριβά και δεν είναι διαθέσιμα για την πλειοψηφία των ασθενών με καρκίνο του πνεύμονα στον κόσμο. Πολλά φάρμακα έχουν σχετικά χαμηλή δραστηριότητα? Οι λίγοι ασθενείς θεραπευτεί, με μια σύντομη, εάν υπάρχει, αύξηση στην επιβίωση [17]. Η ιστορία των αντικαρκινικών παραγόντων, όπως είναι η πακλιταξέλη, δείχνει ότι ο μηχανισμός δράσης αναγνωρίστηκε αρκετά χρόνια μετά αποδείχθηκε κλινική αποτελεσματικότητα της. Παρόλο που δεν ξέρει ο μηχανισμός του φαρμάκου της δράσης, πιστεύουμε ότι το

in vitro

καθώς και η ισχυρή

in vivo

αντικαρκινικές επιδράσεις των Frondoside Α θα πρέπει να μεταφραστεί στην κλινική σε ένα νέο ισχυρό αντι-παράγοντα του καρκίνου του πνεύμονα.

στην παρούσα μελέτη, διερευνήθηκε η επίδραση των Frondoside Α σε καρκινικά κύτταρα του πνεύμονα εξέλιξη. Δείξαμε ότι Frondoside Α προκάλεσε συγκέντρωση-απόκριση (0,01-5 μΜ) μειώνει σε βιωσιμότητα του LNM35, Α549 και κύτταρα ΝΟΙ-Η460-Luc2 πάνω από 24 ώρες μέσω της κασπάσης 3/7-εξαρτώμενη οδό κυτταρικού θανάτου. Οι συγκεντρώσεις IC50 (που παράγουν ημι-μέγιστη αναστολή) σε 24 ώρες ήταν μεταξύ 1,7 και 2,5 μΜ Frondoside A. Τα αποτελέσματα αυτά συμφωνούν με τα προηγουμένως δημοσιευμένα αποτελέσματα ότι η χαμηλή συγκέντρωση του Frondoside Α αναστέλλει την ανάπτυξη των ανθρώπινων παγκρεατικών καρκινικών κυττάρων και την απόπτωση που επάγεται μέσω της κασπάσης 9 /3/7, αυξήθηκε bax, μειωμένη bcl-2 και Mcl-1, και συνέλαβε τον κυτταρικό κύκλο και πάνω ρυθμισμένα p21 [8], που επάγεται απόπτωση σε ανθρώπινα κύτταρα λευχαιμίας μέσω της ενεργοποίησης της κασπάσης [6], και μειώνει σημαντικά την βιωσιμότητα του υποδοχέα οιστρογόνου (ER) -αρνητική MDA-MB-231 κύτταρα καρκίνου του μαστού με επαγωγή απόπτωσης μέσω του Caspase9-Caspase3 /7 ενδογενή οδό [7]. Έχει επίσης αποδειχθεί ότι Frondanol A5, ένα ακάθαρτο εκχύλισμα του

Cucumaria frondosa

δέρματος από την οποία Frondoside Α προέρχεται αρχικά, προκάλεσε αναστολή της ανάπτυξης στην S φάση και G2-M με μείωση της cdc25C και αύξηση των p21

WAF1 /Cip1 με σημαντική απόπτωση σχετίζεται με φωσφορυλίωση Η2ΑΧ και διάσπαση της κασπάσης-2 στα κύτταρα HCT116 που λαμβάνεται από καρκίνο του παχέος εντέρου [4]. Ένα δεύτερο έγγραφο έδειξαν επίσης ότι Frondanol-A5P, ένα πολικό ίζημα υπο-κλάσμα Frondanol-Α5, ανέστειλε τον πολλαπλασιασμό και επάγεται G2 /M φάση διακοπή του κυτταρικού κύκλου σε δυο παγκρεατικά καρκινικά κύτταρα με μειωμένη έκφραση κυκλίνης Α, κυκλίνη Β, και cdc25C [ ,,,0],18]. Αυτή η αντικαρκινική δράση του Frondoside Α δεν είναι ειδικό ιστό, και σε αυτό το πλαίσιο αποδείξαμε ότι Frondoside Α προκάλεσε μια εξαρτώμενη από τη συγκέντρωση μείωση στην κυτταρική βιωσιμότητα του μελανώματος MDA-MB-435, το στήθος MCF-7, και τα κύτταρα ηπατώματος HepG2.

για να αξιολογηθούν οι επιπτώσεις της Frondoside Α για την ανάπτυξη των πνευμόνων του όγκου

in vivo

, LNM35 ξενομοσχεύματα έγιναν σε ποντίκια ανοσο-καταστολή. Έχουμε αποδείξει ότι η ενδοπεριτοναϊκή χορήγηση του Frondoside Α προκάλεσε μια ισχυρή υποχώρηση των εγκατεστημένων όγκων. Η μέγιστη αναστολή αποκτήθηκε με την χαμηλή δόση των 0,01 mg /kg /ημέρα για 25 ημέρες. Ένα 100 φορές υψηλότερη δόση δίνει παρόμοια αποτελέσματα δείχνουν ότι η αύξηση της δόσης δεν θα βελτιώσει την αποτελεσματικότητα αντικαρκινικών του Frondoside A. Το ανασταλτικό αποτέλεσμα του καρκίνου του Frondoside Α έχει παρατηρηθεί προηγουμένως σε AsPC-1 παγκρεατικού και MDA-MB-231 ξενομοσχεύματα σε αθυμικούς ποντικούς [7], [8]. Αυτό το αποτέλεσμα κατά του όγκου του Frondoside Α μπορεί να οφείλεται εν μέρει ανοσο-διεγερτικό αποτέλεσμα του [13] και /ή αντι-αγγειογενετική δράση. Στην παρούσα μελέτη, δείξαμε για πρώτη φορά, ότι Frondoside Α είναι μια ισχυρή αντι-αγγειογόνο παράγοντα. Μειώνει την πυκνότητα μικροαγγείων (μετρήθηκε με χρώση CD31) στην ξενομοσχεύτηκε όγκου σε επεξεργασία με Frondoside Α και επίσης αντιστρέψει σημαντικά τη βασική και bFGF επάγεται αγγειογένεση στο CAM δοκιμασία αγγειογένεσης. Ομοίως, Frondoside Μια εντελώς κατασταλεί σχηματισμός κατασκευής τριχοειδών επί Matrigel υπόστρωμα από ανθρώπινα ενδοθηλιακά κύτταρα.

Η αγγειογένεση είναι ένας ελκυστικός στόχος στην θεραπεία του καρκίνου, όχι μόνο επειδή παρέχει οξυγόνο και θρεπτικές ουσίες για την επιβίωση των κυττάρων του όγκου αλλά επίσης παρέχει τη διαδρομή για μεταστατική εξάπλωση αυτών των καρκινικών κυττάρων. εξέλιξης του καρκίνου σχετίζεται με την κατάργηση των συνήθων ελέγχων που περιορίζουν τη μετανάστευση των κυττάρων και την εισβολή, οδηγώντας τελικά σε μετάσταση.