resumo
descobrir e desenvolver novos compostos naturais com seletividade terapêutica ou que podem matar preferencialmente células cancerígenas sem toxicidade significativa para células normais é uma área importante na quimioterapia do câncer. Kushen, as raízes secas de Sophora flavescens Aiton, tem uma longa história de uso na Medicina Tradicional Chinesa para tratar doenças inflamatórias e câncer. Os alcalóides Kushen (KS-as) e os flavonóides kushen (KS-Fs) são componentes bem caracterizados em kushen. KS-como contendo oximatrina, matrina e alcalóides totais foram desenvolvidos na China como drogas anticancerígenas. Atividades antitumorais mais potentes foram identificadas em KS-Fs do que em KS-as in vitro e in vivo. KS-Fs pode ser desenvolvido como novos agentes antitumorais.
1. Introdução
descobrir e desenvolver novos compostos naturais com seletividade terapêutica ou que possam matar preferencialmente células cancerígenas sem toxicidade significativa para células normais é uma área importante na quimioterapia do câncer. Devido à sua ampla gama de atividades biológicas e baixa toxicidade em modelos animais, alguns produtos naturais têm sido usados como tratamentos alternativos para o câncer. Muitos medicamentos anticancerígenos são derivados de compostos naturais. Alcalóides Vinca (por exemplo, vinblastina, vincristina) e taxol são exemplos de tais compostos.
a Medicina Tradicional Chinesa kushen é a raiz seca de Sophora flavescens Aiton (Leguminosae). Foi descrito pela primeira vez no livro chinês Shen Nong Ben Cao Jing em 200 dC como um tratamento para tumores sólidos, inflamação e outras doenças . O uso tradicional de kushen inclui a decocção ou pó de raízes de plantas secas. É comumente usado para o tratamento de hepatite viral, câncer, enterite, miocardite viral, arritmia e doenças de pele (por exemplo, colpite, psoríase, eczema) .
os componentes químicos conhecidos de kushen incluem alcalóides (3,3%), flavonóides (1,5%), alquilxantonas, quinonas, glicosídeos de triterpeno, ácidos graxos e óleos essenciais . Os alcalóides Kushen (KS-as) e os flavonóides kushen (KS-Fs) são componentes bem caracterizados em kushen. KS – as foram desenvolvidos como drogas anticancerígenas na China. Atividades antitumorais mais potentes foram identificadas em KS-Fs do que em KS-As .
2. KS – as
KS-as foram bem estudados e são considerados os principais componentes ativos do kushen, conforme demonstrado em modelos animais experimentais e estudos clínicos . As bioatividades de kushen (incluindo atividades antitumorais, antivirais e antiinflamatórias) foram mostradas na fração KS-As .
KS-as contendo oximatrina, matrina (Figura 1) e alcalóides totais foram aprovados para o tratamento de pacientes com câncer pela Administração Estadual de alimentos e Medicamentos da China (SFDA) em 1992. Vários produtos KS-As têm sido amplamente utilizados na China para o tratamento de cânceres e hepatite. Os medicamentos KS aprovados pelo SFDA para oncologia são todos KS-usados como agentes únicos ou em combinação com quimioterapia ou radioterapia. Poucos estudos se concentraram na eficácia do KS-como em modelos animais e ensaios clínicos antes de 1992, quando o KS-As foi aprovado pela primeira vez.
A estrutura molecular da antitumer compostos derivados de Sophora flavescens.
vários estudos clínicos relataram que o KS-As era eficaz no tratamento de vários tipos de tumores sólidos (incluindo pulmão, fígado e trato gastrointestinal). As respostas ao tratamento foram comparáveis ou melhores do que as dos pacientes tratados com quimioterapia (Tabela 1) . KS-as demonstra um bom perfil de segurança em pacientes com câncer, como toxicidade reduzida na medula óssea quando usado em combinação com agentes quimioterápicos . Os dados de sobrevida a longo prazo para pacientes com câncer KS-as-treated continuam a ser demonstrados com estudos clínicos bem controlados e grandes coortes de pacientes.
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AML: acute myeloid leukemia; CAF: cyclophosphamide, adriamycin, and fluorouracil; CAP: cyclophosphamide, doxorubicin, and cisplatin; CAVP: cyclophosphamide, doxorubicin, and etoposide; CBR: clinical benefit rate; CF: calcium 5-formyletrahydrofolate; CR: complete remission; DA: daunorubicin and cytarabine; DDP: cisplatin; FAM: fluorouracil, adriamycin, and mitomycin; FOLFOX: oxaliplatin, calcium folinate, and fluorouracil; FOLFOX4: oxaliplatin, calcium folinate and fluorouracil; fOLFRI: irinotecan, calcium folinate and fluorouracil; FOLFX: oxaliplatin, calcium folinate and fluorouracil; FOLRIRI: leucovorin, fluorouracil, and irinotecan; FP: fluorouracil and cisplatin; 5-FU: fluorouracil; GI: gastrointestinal; GP: gemcitabine and cisplatin; HCC: hepatocellular carcinoma; HCPT: hydroxycamptothecin; KPS: karnofsky performance scale; MA: mitoxantrone and cytarabine; MMC: mitomycin; MVP: mitomycin, vinblastine, and cisplatin; NP: vinorelbine and cisplatin; PDD: cisplatin; PR: partial remission; QoL: quality-of-life; TA: paclitaxel and epirubicin; TA(9): pirarubicin and cytarabine; TACE: fluorouracil, mitomycin, and epirubicin; TP: paclitaxel and cisplatin; TPF: paclitaxel, fluorouracil, and cisplatin; UFT: Tegafur-Uracil. |
3. Matrine and Oxymatrine
Matrine and oxymatrine (Figure 1) are the two major alkaloid components found in the roots of Sophora species. Eles são obtidos principalmente de Sophora japonica( kushen), Sophora subprostrata (shandougen) e da porção subterrânea de Sophora alopecuroides. As matrizes foram isoladas e identificadas pela primeira vez em 1958; são alcalóides únicos de tetraciclo-quinolizindina encontrados apenas em espécies de Sophora até agora .
estudos in vitro demonstraram que a matrina e a oximatrina inibem fracamente o crescimento de várias linhagens de células tumorais humanas com uma concentração inibitória meio máxima (IC50) de 1,0-4,0 mg/mL .
estudos in vivo mostraram que KS-As, oximatrina e matrina inibem o crescimento de tumores murinos, incluindo H22, hepatoma, S180, sarcoma e células de câncer de mama MA737 . Em um modelo humano do tumor do xenoenxerto usando a linha de pilha SGC-7901, matrine aumentou a inibição de 5-fluorouracil no tumor .
a Matrina também pode inibir a invasividade e metástase da linhagem celular de melanoma maligno humano A375 e células de câncer cervical HeLa, bem como induzir a diferenciação de células de leucemia K-562 . Além disso, autofagia induzida por matrina em células de glioma C6 de rato foi observada por microscopia eletrônica .
a resposta antitumoral do KS – como foi demonstrado em vários estudos clínicos em vários tipos de câncer, incluindo câncer de estômago, esôfago, fígado, cólon, pulmão, colo do útero, ovário e mama, como um único agente ou em combinação com quimioterapia ou radioterapia . Foi relatado que a matrina exerce seus efeitos antitumorais inibindo a proliferação e induzindo a apoptose de células cancerígenas gástricas e cervicais, bem como células leucêmicas e glioma .
vários estudos in vitro e in vivo tentaram elucidar o mecanismo de ação da matrina. A matrina promove apoptose em células leucêmicas , câncer de mama , câncer de pulmão de células não pequenas, hepatocarcinoma e células de câncer gástrico por uma via mediada por mitocondrial . A Beclin 1 está envolvida na autofagia induzida pela matrina, e o mecanismo pró-apoptótico da matrina pode estar relacionado à sua regulação positiva da expressão de Bax . Evidências recentes indicam que a matrina também tem efeitos apreciáveis na modulação da resposta imune, reduzindo a invasão e metástase de células HCC .
a homeostase tecidual requer um equilíbrio entre a divisão, diferenciação e morte das células. Um tumor é um tipo de” distúrbio do ciclo celular ” que possui a interface anormal de divisão, diferenciação e morte . Como um “modificador biológico” das células, a matrina pode reverter o comportamento biológico anormal das células tumorais e recuperar o equilíbrio entre a divisão, diferenciação e morte das células.
a Matrina também pode inibir a invasividade e metástase da linhagem celular de melanoma maligno humano A375 . Alguns estudos relataram que a matrina reduziu a adesão e migração das células HeLa . Os mecanismos de ação da matrina contra a proliferação e invasão de células cancerígenas estão associados ao crescimento epidérmico fator de crescimento endotelial fatorvascular receptor do fator de crescimento endotelial vascular 1 Akt–fator nuclear-kappa B (EGF/VEGF—VEGFR1—Akt—NF-kB) sinalização (Tabela 2).
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a Matrina exibe efeitos sinérgicos com os agentes anticancerígenos celecoxib (inibidor da ciclooxigenase-2), tricostatina a (inibidor da histona desacetilase) e rosiglitazona contra a proliferação tumoral e a secreção de VEGF. A matrina pode ter amplas aplicações terapêuticas e / ou adjuvantes no tratamento de câncer de pulmão de células não pequenas humanas, câncer de mama e hepatoma (Tabela 2).
alguns estudos também relataram a atividade anticancerígena da oximatrina em células de câncer gástrico humano, câncer de pâncreas e células de câncer de mama humano . A oximatrina pode induzir a morte por apoptose de células cancerosas pancreáticas humanas, o que pode ser atribuído à regulação das famílias Bcl-2 e IAP, liberação do citocromo mitocondrial C e ativação da caspase-3 (Tabela 2).
Composto de kushen de injeção (CKI), comumente conhecido como Yanshu de injeção, é extraída a partir de duas ervas, kushen (Base Sophorae Flavescentis) e Baituling (Rhizoma Smilacis Glabrae), com os componentes primários sendo oxymatrine e matrine . CKI tem sido usado extensivamente sozinho ou em combinação com quimioterapia ou radioterapia por muitos anos na China. Estudos clínicos têm mostrado que CKI atenua os efeitos colaterais da quimioterapia e da radioterapia, melhorando a qualidade de vida e da regulação da função imune de pacientes com câncer, bem como synergizing os efeitos terapêuticos da quimioterapia e da radioterapia (Tabela 1) . Foi demonstrado que o CKI suprime o crescimento de células tumorais, induzindo apoptose e inibindo a migração, invasão e adesão dessas células .
células-tronco cancerígenas (CSCs) desempenham um papel importante na iniciação, recaída e metástase do câncer. Um agente específico não foi encontrado para atingir CSCs porque eles são resistentes à maioria das terapias convencionais e proliferam indefinidamente. Em um estudo, o CKI suprimiu o tamanho da população lateral (SP; ~90%) e menosprezou os principais genes da via de sinalização Wnt nas células MCF-7 SP. O CKI suprimiu o crescimento do tumor regulando negativamente a via Wnt / B-catenina, enquanto a cisplatina ativou a via Wnt / B-catenina e poderia poupar células SP. Esses dados sugeriram que o CKI pode servir como um novo medicamento voltado para CSCs, mas estudos adicionais são recomendados .
4. KS-Fs
os efeitos antitumorais de alguns compostos flavonóides (Figura 1) foram demonstrados in vitro e in vivo . Surpreendentemente, as atividades antitumorais do KS-Fs eram mais potentes do que as do KS-As, que foram consideradas os principais componentes ativos da planta . KS-Fs como kurarinone, 2′-methoxykurarinone, e sophoraflavanone G (lavandulyl flavanonas isolados de S. flavescens) (Figura 1) pode inibir a proliferação celular na A549, NCI-H460 (nonsmall-pulmão de células), SK-OV-3 (ovário), SK-MEL-2 (pele), XF498 (sistema nervoso central), HCT-15 (dois pontos) HL-60 (leucemia mielóide aguda) e SPC-UM-1 (pulmão) células com valores de IC50 entre 2 µg/mL e 36 µg/mL . Os efeitos antitumorais foram confirmados em modelos de camundongos de tumores pulmonares H22, S180 e Lewis, bem como modelos de camundongos nus de tumores humanos h460 e Eca-109 xenografados . Além disso, KS-Fs e kurarinone aumentaram as atividades antitumorais do Taxol in vitro e in vivo . A dose máxima tolerada oral ou intravenosa de KS-Fs foi > 2,8 g / kg ou 750 mg/kg, respectivamente, sensivelmente mais do que a dose letal mediana oral de KS-As (≤1,18 g/kg). Não foram observadas reações adversas. Além disso, as contagens de células sanguíneas periféricas não foram significativamente afetadas em camundongos normais tratados com KS-Fs a 200 mg/kg/dia durante 2 semanas .
Kuraridina, sophora flavanona G, kurarinona, kushenol F e norkurarinol têm atividade inibitória da tirosinase extremamente forte . Kurarinol, kuraridinol e trifolirhizin inibiram marcadamente (>50%) a síntese de melanina .
o mecanismo de ação do KS-Fs e da kurarinona envolve a inibição da ativação induzida por NF-kB da necrose tumoral alfa one (TNFal) e aumenta a apoptose . O efeito indutor da apoptose foi potencializado na presença de taxol. Em camundongos xenoenxertos h460 tratados com kurarinona, observou-se downregulação de Bcl-2 e upregulação de caspase 8 e caspase 3 em tumores . O KS-Fs e a kurarinona induzem a apoptose em tumores, agindo em vários alvos celulares, incluindo a inibição da ativação do NF-kB e atividades múltiplas da tirosina quinase do receptor . A kurarinona e a kuraridina atenuam a ativação do NF-kB pela inibição da proteólise IkBa e da translocação nuclear p65, bem como a fosforilação da quinase regulada por sinal extracelular (ERK)1/2, da quinase N-terminal C-Jun (JNK) e das quinases proteicas ativadas por mitogênio P38 . As atividades constitutivas de NF-kB e RSK2 são marcas importantes de cânceres humanos (incluindo neoplasias hematopoiéticas e tumores sólidos), de modo que as flavanonas preniladas representam uma classe atraente de inibidores naturais da via de sinalização ERK/RSK2 para terapia do câncer (Tabela 2).
cinquenta e seis flavonóides foram identificados a partir de KS-Fs. Vinte e um dos KS-Fs foram encontrados para ter atividades antitumorais. Estudos demonstraram que atividades antitumorais mais potentes são observadas em KS-Fs em vez de KS-as frações. KS-Fs eram mais de 10 vezes mais potentes que KS-como no ensaio de proliferação celular. É necessária uma avaliação mais aprofundada da segurança e eficácia do KS-Fs em ambientes de Oncologia Clínica. KS-Fs poderia ser desenvolvido como drogas botânicas para tumores sólidos, e kurarinone poderia ser usado como um composto marcador. Modificações estruturais adicionais de compostos KS-Fs também podem gerar candidatos a medicamentos mais potentes.
5. Conclusões e perspectivas futuras
este artigo resumiu a eficácia antitumoral e o mecanismo de ação do kushen e seus constituintes in vitro e in vivo. Muitas patentes de extratos de kushen foram aplicadas nos EUA, China e outros países (Tabela 3). Esses resultados fortalecem a hipótese de que kushen (ou seus componentes) sozinho ou combinado com agentes quimioterápicos poderia modular várias vias moleculares em tumores ou ser usado para tratar o câncer. Estudos descritos aqui e em outros lugares destacam o uso de flavonóides de kushen como novos agentes quimiopreventivos para a intervenção do câncer. Espera-se que estudos futuros com kushen ajudem a definir vários mecanismos moleculares e alvos para a inibição e apoptose de células tumorais. O número de multicêntricos, grande amostra, randomizado, duplo-cego, controlado quimioprevenção ensaios clínicos com kushen são muito limitados. Uma extensa pesquisa clínica é necessária para avaliar ainda mais a segurança e a eficácia da quimioprevenção de kushen sozinho ou em combinação com agentes quimioterápicos.
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agradecimentos
este trabalho foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais (Grant no. 30701070), Projeto Científico e Tecnológico de Xangai (11DZ1971702), Wang Bao-Pt Hepática, Fibrose Fundo de Pesquisa (20100048), Xangai Crescente-Estrela do Programa (08QA1406200), Xinglin Programa de Estudiosos da Universidade de Xangai da Medicina Tradicional Chinesa, E-institute of Shanghai Municipal de Educação Comissão (Projeto E03008), Inovador grupo de Pesquisa em Universidades, Shanghai Municipal de Educação Comissão, Xangai-Chave Laboratório de Tradicional Chinesa, Medicina Clínica e principais Disciplinas de Fígado e Vesícula, Doenças da Administração Estatal de Medicina Tradicional Chinesa do República Popular da China.