Sulfaterte polysakkarider avledet av tang; The New Age Chemopreventives: A Comprehensive Review

Enkel oppsummering: Sulfaterte polysakkarider er kraftige kjemoterapeutiske eller kjemopreventive midler som har anti-kreftegenskaper ved å øke immuniteten og drive apoptose i flere kreftcellelinjer. Sulfaterte polysakkarider har betydelige antioksidant- og immunmodulerende potensialer, som bidrar til deres sykdomsforebyggende effektivitet med lav cytotoksisitet og gode terapeutiske resultater ved kreft via dynamisk apoptosemodulering. Videre kan den brukes som kosttilskudd eller som adjuvant behandling for kreft.

Fordeler med cistanche tubulosa-Antitumor

Abstrakt: Tang-avledede bioaktive forbindelser brukes regelmessig for å behandle menneskelige sykdommer. Sulfaterte polysakkarider er potente kjemoterapeutiske eller kjemopreventive medisiner siden det har blitt oppdaget. De har vist anti-kreftegenskaper ved å styrke immuniteten og drive apoptose. Gjennom dynamisk modulering av kritiske intracellulære signalveier, slik som kontroll av ROS-generering og bevaring av essensielle celleoverlevelses- og dødsprosesser, bidrar sulfaterte polysakkariders antioksidant- og immunmodulerende potensialer til deres sykdomsforebyggende effektivitet. Sulfaterte polysakkarider gir lav cytotoksisitet og gode terapeutiske resultater via dynamisk modulering av apoptose i kreft. Å forstå hvordan sulfaterte polysakkarider påvirker menneskelige kreftceller og deres molekylære involvering i celledødsveier vil vise frem en ny måte for kjemoprevensjon. I denne gjennomgangen har betydningen av apoptose og autofagi-modulerende sulfaterte polysakkarider blitt vektlagt, så vel som den fremtidige retningen for forbedret nanoformulering for større klinisk effekt. Videre fokuserer denne gjennomgangen på de nylige funnene om mulige mekanismer for kjemoterapeutisk bruk av sulfaterte polysakkarider, deres potensiale som anti-kreftmedisiner, og foreslåtte virkningsmekanismer for å drive apoptose ved forskjellige maligniteter. På grunn av deres unike fysisk-kjemiske og biologiske egenskaper, er sulfaterte polysakkarider ideelle for deres bioaktive ingredienser, som kan forbedre funksjon og anvendelse ved sykdom. Imidlertid er det et gap i litteraturen angående de fysisk-kjemiske egenskapene og funksjonalitetene til sulfaterte polysakkarider og bruken av sulfaterte polysakkaridbaserte leveringssystemer ved funksjonell kreft. Videre vil de prekliniske og kliniske utprøvingene avsløre stoffets effekt ved kreft.

Nøkkelord: apoptose; kreft; kjemoprevensjon; sulfaterte polysakkarider

1. Introduksjon

Den nåværende globale befolkningseksplosjonen og endret kosthold og livsstil anses som kritiske faktorer for sykdomsforekomst. Tallrike infeksjonsdrevne sykdommer, sammen med Alzheimers, Parkinsons, diabetes, kreft og andre nevrologiske lidelser, utgjør en alvorlig risiko for menneskets levetid [1]. Kreft, en samling av en rekke patologiske problemer forårsaket av ukontrollert cellevekst, har skadelige effekter på individuell helsehjelp [2]. Ifølge estimater fra 2019 er det mer enn 200 dødelige krefttyper som forårsaker mer enn 9,6 millioner dødsfall årlig på verdensbasis [3]. De viktigste dødsårsakene er hud-, mage-, bryst-, lunge-, prostata- og tykktarmskreft [4]. Forekomster av dødelighet i lav- og mellominntektsland er dokumentert i omtrent 70 % av tilfellene [5]. Basert på epidemiologiske studier spådde Verdens helseorganisasjon (WHO) 9,6 millioner kreftrelaterte dødsfall og 18 millioner nye tilfeller i 2018 [6]. Flere homeostatiske systemer blir forstyrret av ukontrollert spredning av kreftceller som fører til deres invasivitet og metastasering på grunn av genetiske endringer [7]. Kreftbehandlingsmetoder inkluderer kirurgi, kjemoterapi, strålebehandling og immunterapi; kjemoterapi er den mest brukte [7–9]. Kjemoterapi er en vanlig og effektiv kreftbehandling som skader flere viktige organer ved å forårsake cytotoksisitet i både kreftceller og ikke-kreftceller [10]. Legemiddeltoleranse er hovedproblemet i kreftbehandling for å eliminere bivirkninger og alvorlige reaksjoner [11,12]. Derfor er det avgjørende å utvikle og se etter kreftmedisiner med færre bivirkninger og høyere toleranse. Kjemoterapi skaper noen ganger en ugunstig setting og irreversibel organskade rundt målstedet. I tillegg utgjør cellulær mildhet overfor medisinene ytterligere terapeutiske vanskeligheter. Derfor er det ønskelig å finne ferske terapeutiske midler med lave bivirkninger for å tåle alle ugunstige tilstander [13]. De naturlig forekommende bioaktive forbindelsene som brukes som medikamenter har en rekke terapeutiske anvendelser [14–18]. I tillegg er de fleste medisinske legemidler enten naturlige forbindelser eller syntetiske ekvivalenter [19]. På grunn av deres varierte kjemiske sammensetning og biotilgjengelighet, har marine naturprodukter (MNP) nylig blitt undersøkt for deres potensiale som terapeutiske kandidater [20–25]. Algenes biologiske mangfold er rikelig i marine og ferskvannsmiljøer og bidrar til de viktigste bioaktive metabolittene [24,26–36]. Tang finnes i både ferskvann og saltvann, og de spiller en betydelig rolle i å bevare økologien og det biologiske mangfoldet til marine økosystemer [37,38]. Antikoagulerende, antikreft, antidiabetiske, antivirale, immunmodulerende, antiangiogene, antiinflammatoriske, antiadhesive og anti-nevrodegenerative egenskaper ved bruk av sulfaterte polysakkarider som potensielle terapeutiske midler [39–44]. Fucoidan, porfyrin, karrageenan og ulvan er sulfaterte polysakkarider ofte ekstrahert fra brune, røde og grønne alger og inneholder sulfatgrupper som har muligheten som terapeutiske tiltak mot mange maligniteter [45–47]. Sulfaterte polysakkarider forventes å bli brukt som kjemoterapeutiske farmakologiske midler i klinisk praksis på grunn av deres enorme strukturelle variasjon og robuste antioksidantkapasitet [48]. I tillegg gjør dets høye absorpsjon, billige vedlikeholdskostnader, forbedret produksjon og bruk som kosttilskudd det til et mer ettertraktet kjemoterapilegemiddel [49]. Tidligere rapporter har diskutert antikreftegenskapene til algeavledede sulfaterte polysakkarider [50–52]. Den nøyaktige mekanismen er imidlertid ikke fullt ut forstått eller diskutert. Dessuten er de kontekstspesifikke medikamentmålene, kreftsubtypene og tumormikromiljøet ikke diskutert [52–54]. Den nåværende formen av manuskriptet diskuterer den mekanistiske involveringen av disse alge-avledede sulfaterte polysakkaridene i induksjonen av celledødsveier. Den multi-target spesifikke ett-legemiddelbehandlingen har også blitt diskutert med tanke på tumorheterogeniteten. Den systematiske analysen av opprinnelsen og den mekanistiske oversikten over de sulfaterte polysakkaridreguleringsveiene som brukes i kreftforebygging er hovedtemaene i denne gjennomgangen. For å forstå terapeutisk intervensjon i sammenheng med kreftforebygging, har vi også konsentrert oss om den kjemiske kompleksiteten og kildene til sulfaterte polysakkarider. Fremtidig bruk av klinisk og nanolegemiddellevering foreslås av denne gjennomgangen, som også tar hensyn til den potensielle funksjonen til sulfaterte polysakkarider i kreftforebygging.

Kinesisk urt cistanche plante-Antitumor

2. Apoptoses intrikate rolle i kreftbehandling: Den programmerte celledøden

Å forstå patogenesen til sykdommer forårsaket av apoptosedysfunksjon krever en forståelse av mekanismene for apoptose. Opprettelsen av medisiner som spesifikt retter seg mot apoptotiske gener eller veier kan ha nytte av dette. Fordi de fungerer som både initiatorer og utførere, er caspaser essensielle deler av apoptosemekanismen. Det er tre forskjellige veier som caspaser kan aktiveres på. Intrinsic (eller mitokondriell) og extrinsic er de to apoptose-initieringsveiene som oftest diskuteres (eller dødsreseptor) (figur 1). Begge veier fører til slutt til utførelsesstadiet av apoptose, som er en vanlig vei. Den indre endoplasmatiske retikulumveien er en tredje, mindre kjent initieringsvei [55].

Figur 1. Apoptoses rolle i kreftbehandling

Tallrike caspaser aktiveres under apoptoseutførelsesstadiet. Caspase 9 medierer den indre banen, mens Caspase 8 medierer den ytre banen. Både indre og ekstrinsiske veier konvergerer på caspase 3 for å fullføre apoptose. Nukleær apoptose er forårsaket av nedbrytningen av den kaspaseaktiverte deoksyribonukleasehemmeren av kaspase 3 [56]. I tillegg spaltes proteinkinaser, cytoskjelettproteiner, DNA-reparasjonsproteiner og endonukleasehemmende underenheter av nedstrøms kaspaser. I tillegg påvirker de cytoskjelettet, cellesyklusen og signalveiene, som alle bidrar til å forme de spesifikke morfologiske endringene som finner sted under apoptose [56]. Apoptose er en energiavhengig programmert celledød preget av membranblebbing, krympende cytoplasmatisk kromatinkondensasjon og kjernefysisk desintegrasjon. Apoptose er prosessen der celler dør uten å forårsake betennelse [57,58]. I tillegg kan det startes av mitokondriemedierte mekanismer eller overflatedødsreseptorer (DR; ekstrinsisk apoptose) (intrinsisk apoptose) [59–62]. Begge veier fører til at executive caspaser aktiveres, som spalter molekyler relatert til de strukturelle og regulatoriske molekylene i nettverket av apoptotiske celler [46,63,64]. Etter patogene stressfaktorer er apoptose en celledødsmekanisme som hjelper til med å opprettholde cellulær homeostase [65]. Ondartede celler går vanligvis gjennom en serie genetiske mutasjoner for å overleve patogene stimuli. Apoptoseresistens eller redusert apoptose fremmer karsinogenese [66–68]. Kreftceller unngår ofte apoptose ved å rebalansere den pro- og anti-apoptotiske proteinbalansen. Kreftceller kan også unngå apoptose hvis deres kaspaseaktivitet er lav og deres DR-signalering er kompromittert [62,69,70]. Bcl-2-familieproteiner, en hemmer av apoptoseproteiner (IAP), p53, bøddelkaspaser og DR-er påvirkes ofte av kreftceller. Disse molekylære genene og deres relaterte veier er kritiske i kreftbehandlinger fordi de forårsaker apoptotisk celledød [71–75]. Apoptoses typiske rolle i kreftbehandling er avbildet (figur 1).

3. Tang: Hovedbidragsyteren til sulfaterte polysakkarider

På grunn av deres enorme biologiske mangfold og bruk som mat og tradisjonell medisin over hele verden, antas tang å være en god kilde til bioaktive kjemikalier [76–78]. De terapeutiske effektene av en rekke bioaktive kjemikalier avledet av tang, deres ubearbeidede ekstrakter og delvis rensede polysakkarider på en rekke menneskelige sykdommer har blitt undersøkt [54,79,80]. Deres antioksidantegenskaper hjelper fytoproduktene laget av tang til å motstå sykdom. Brun tang har forskjellige fysiske og funksjonelt distinkte polysakkarider, inkludert alginsyrer og fucoidaner [81,82]. I bioteknologi, medisin og matlaging brukes sulfaterte polysakkarider ofte [83,84]. Polyfenoler, frie aminosyrer, jodholdige stoffer, vitaminer og lipider isolert fra tang er eksempler på lavmolekylære metabolitter som brukes i matforedling og medisin [81,85]. De sulfaterte polysakkaridene er fysiologisk aktive, sterkt forgrenede, forskjellige fra monosakkaridsammensetningen og har høyere molekylvekt. Lange kjeder av koblede sukkermolekyler utgjør fucoidan, som er dekorert med sulfatgrupper [86]. Sulfaterte polysakkariders evne til å bekjempe mange maligniteter tilskrives hovedsakelig deres antioksidantevne [87–89]. Det er velkjent at de sulfaterte polysakkaridene avledet fra tang er effektive kreftmedisiner. Tang inneholder en rekke sulfaterte polysakkarider. I henhold til deres kjemiske sammensetning er polysakkarider kategorisert som galaterne, og sulfaterte xylaner, svovelsyrepolysakkarider (vanligvis funnet i grønne alger). Brunalger inneholder også fucoidan [90]. Røde alger inneholder ofte agar, karragenaner, xylaner og florideaner. Flere algesulfaterte polysakkarider kan brukes som terapeutiske kandidater for å adressere en rekke helseulikheter [91]. Sulfaterte galaktaner kjent som karragenaner brukes ofte i mat- og legemiddelindustrien. løselige fibre, som fukaner, finnes i brune tang. På den annen side er røde tang rikelig med løselige fibre som xylaner, Floridian-stivelse og sulfaterte galaktaner (agarer og karragenaner) [92]. Grønne alger inneholder også xylose, galaktose, uronsyrer, arabinose og rhamnose, samt mannaner, xylaner, stivelse og polysakkarider med ioniske sulfatgrupper. Det er mange typer løselige og uløselige fibre i polysakkarider [93,94]. Sammenlignet med tørrvekten gir tang en mer betydelig prosentandel av kostfiber (mellom 25 % og 75 %) enn de som finnes i frukt og grønnsaker [95]. Inntak av kostfiber fra alger har mange positive helseeffekter siden det fungerer som et antitumor-, antikreft-, antikoagulasjonsmiddel og antiviralt middel. Hos brune makroalger er sulfaterte polysakkarider omfattende fordelt i celleveggene [80]. Blant andre biologiske virkninger fungerer sulfaterte polysakkarider som en antioksidant, anti-inflammatorisk, antikoagulant, antikreft, antiviralt, antidiabetisk og antitrombotisk middel. De endrer også menneskets immunsystem [7]. I tillegg fremmer fucoidan, som er rik på brune tang og er den nest største kilden til sulfatert polysakkarid, tarmmetabolismen i menneskers helse [94].

Den strukturelle kompleksiteten til sulfaterte polysakkarider avledet av tang

Forskning fokuserer i økende grad på polysakkarider, som finnes i tang og har antikreft-, antioksidant-, anti-koagulerende og anti-inflammatoriske egenskaper [7,96]. Polysakkarider er store molekyler klassifisert av en monomer enhet som homopolysakkarider, homoglykaner, heteropolysakkarider eller heteroglykaner. Polysakkarider er også klassifisert i henhold til deres tangopprinnelse som brun, rød, grønn eller blå. Fucoidan (et sulfatert polysakkarid), er hovedkomponenten i brun tang. Agarer, xylaner, karragenaner, Floridian stivelse (glukan som ligner amylopektin), vannløselig sulfatert galaktan og porfyrin er noen produkter laget av røde alger. Grønn tang inneholder sulfaterte galaktaner, xylaner og polysakkarider. Tang inneholder en rekke polysakkarider, med noen slekter – inkludert Ascophyllum, Porphyra og Palmaria – som inneholder opptil 76 % polysakkarid i tørrvekt [97].

4. Sykdomsforebyggende aktivitet av sulfaterte polysakkarider: The Magic Bullets

Tallrike studier har vist at den biologiske aktiviteten til polysakkarider påvirkes av deres molekylvekt, konformasjonstilstand, kjemisk sammensetning og glykosidforbindelser [98]. Å forstå forholdet mellom molekylvekt og essensielle egenskaper, som polysakkaridviskositet, konformasjon, vannløselighet og andre, er viktig ved kreft [99,100]. Porfyriner med lavere molekylvekt (LMW) har kraftigere antioksidantegenskaper [101,102]. Siden porfyran har en lavere gjennomsnittlig molekylmasse, har den en mer signifikant ROS-fjernende aktivitet [103]. I tillegg har biproduktet av porfyrinsyrehydrolyse, oligo-porfyrin, potensial til å både forebygge og behandle en rekke kreftformer. En høyere strålingseksponeringsdose og porfyrin med lavere molekylvekt var nødvendig fordi gammastråling skadet anti-kreftresponsen til porfyrin avledet fra P. yezoensis [45]. I motsetning til tidligere forskning som hevdet at porfyrin med lavere molekylvekt har mer potent anti-kreftaktivitet, hemmet porfyrin kreftcellelinjene HeLa og Hep3B sterkere enn de nedbrytede produktene. Sammensetningen av monosakkaridet eller sulfatet endret seg ikke signifikant [100]. Derfor bør fremtidig forskning fokusere på hvordan molekylvekten til porfyrin og dets anti-kreftaktivitet er relatert. I asiatiske land som Japan, Kina, Thailand og Sør-Korea, er spiselige tang verdsatt som en sunn matkilde. Kampen mot kreft krever bruk av polyfenoler, terpener, fykobiliproteiner, karotenoider, florotanniner, pigmenter og polysakkarider [104]. Antioksidanter som finnes i tangens anti-kreftegenskaper hjelper til med å stoppe spredningen av kreft. Når kreft utvikler seg, er antioksidanter avgjørende fordi de hemmer tumorvekst uten å forårsake cytotoksisitet [105]. For eksempel ble en musemodell av sarkom 180 vellykket behandlet med et immunstimulerende sulfatert polysakkarid fra Champia feldmannii uten cytotoksisitet [106]. Polysakkaridene fra Gracilaria lemaneiformis induserte splenocyttproliferasjon, makrofagfagocytose og tumorhemming. Mus med H22-hepatomcelletransplantasjoner hadde høyere nivåer av IL-2 og CD8+ T-lymfocytter i blodet [107]. Et sulfatert polysakkarid fra C. feldmannii viste anti-kreft effekt i sveitsiske mus in vitro og in vivo. Å øke produksjonen av OVA-spesifikke antistoffer forbedrer immuniteten [106]. Fucoidans' anti-kreftegenskaper har blitt bekreftet i en rekke kreftformer, inkludert mage-, bryst-, lunge- og leverkreft [7]. Fucoidan har fått mer oppmerksomhet enn porfyrin og andre sulfaterte polysakkarider. Sulfaterte polysakkarider fra grønne, brune og røde alger har vekket stor interesse i denne sammenhengen på grunn av deres antikreftegenskaper. De fysisk-kjemiske egenskapene til de forskjellige sulfaterte polysakkaridene og deres brede spekter av terapeutisk potensial (tabell 1) vil lede denne forskningen. Noen fysisk-kjemiske egenskaper til sulfaterte polysakkarider er rapportert, inkludert ionisk løselighet, tverrbinding, biokompatibilitet, ikke-toksisitet, reologiske egenskaper og biologisk nedbrytbarhet [108–110]. Disse egenskapene er viktige egenskaper ved sulfaterte polysakkarider som har vekket stor interesse for deres anvendelse. Fucoidans primære egenskaper er ionisk tverrbinding og løselighet [109]. De vannløselige sulfaterte polysakkaridene letter utviklingen av fucoidan og andre positivt ladede molekylbaserte leveringssystemer. Fucoidans negativt ladede sulfatgrupper, for eksempel, kan være felles med kitosans ammoniumgrupper for å danne nanopartikler, hydrogeler og spiselige filmer for næringstilførsel [111,112]. Ikke-toksisitet er en viktig egenskap i tillegg til ionisk tverrbinding og løselighet. Bortsett fra som tidligere nevnt, er biologisk nedbrytbarhet og biokompatibilitet kritiske faktorer for å lette bruken av sulfaterte polysakkarider i terapeutiske og medikamentleveringssystemer. Forskere har nylig blitt interessert i sulfaterte polysakkarider på grunn av deres utmerkede biokompatibilitet og biologisk nedbrytbarhet. Den biologiske nedbrytbarheten til sulfaterte polysakkarider kan øke biotilgjengeligheten og leveringseffektiviteten til bioaktive ingredienser. Depolymerisering og rensing kan generelt øke den biologiske nedbrytbarheten til sulfaterte polysakkarider ved å senke molekylvekten deres, men denne metoden er for dyr til å bli mye brukt [113].

Tabell 1. De fysisk-kjemiske egenskapene til sulfaterte polysakkarider og deres terapeutiske potensial med andre funksjoner.

Apoptosemodulerende tang avledet sulfaterte polysakkarider

Som anti-kreft anti-angiogene og anti-inflammatoriske legemidler, har sulfaterte polysakkarider en rekke biologiske effekter [43,114]. Sulfaterte polysakkarider isolert fra forskjellige marine habitater har blitt grundig studert og funnet å være effektive antikreftmediatorer mot forskjellige kreftcellelinjer ved å modulere mange celleoverlevelsesveier og indusere apoptose [43,46]. Derfor har sulfaterte polysakkarider isolert fra forskjellige grønne, brune og røde tang fra forskjellige marine habitater blitt grundig studert for deres evne til dynamisk å regulere celledødsveier. Disse polysakkaridene er effektive antikreftmidler fordi de modulerer mange celleoverlevelsesveier og induserer apoptose. Sulfaterte polysakkarider er mye brukt i kreftbehandlinger så vel som presisjonsmedisin for å utvikle neste generasjons legemidler. Grønn tang: Grønnalger, også kjent som Chlorophyta, er en innflytelsesrik gruppe marine alger som er en kilde til polysakkarider [115]. Imidlertid har grønnalgecelleveggpolysakkarider fått mindre oppmerksomhet enn røde (agaraner og karragenan) og brunalgepolysakkarider (fucoidan) [96]. Ikke desto mindre har studiet av sulfaterte polysakkarider avledet fra grønn tang vekket det vitenskapelige samfunnets interesse de siste årene, først og fremst på grunn av deres strukturelle mangfold og biologiske og fysisk-kjemiske egenskaper [116]. Videre, på grunn av deres variasjon av glykosidbindinger som resulterer i forgrenede strukturer og festede sulfatgrupper med forskjellige spesielle fordelinger, er sulfaterte polysakkarider de mest bioaktive og lovende kandidatene [117]. Ulvan er sulfaterte polysakkarider som er vannløselige og avledet fra celleveggene til grønne alger. De er til stede i planter som tilhører slektene Ulva, Enteromorpha, Monostroma, Caulerpa og andre. De består av gjentatte disakkaridgrupper som sulfatert rhamnose og uronsyre (glukuron eller iduron). Glykosaminoglykaner, som er tilstede i den ekstracellulære matrisen til animalsk bindevev, har en struktur som er sammenlignbar med den til Ivan-disakkariddelene. Noen har til og med også synlige xyloserester (Figur 2) [118]. Høypyruvat 1,3-D-galaktansulfat fra Codium-kostnaden og et polysakkarid som ligner på det fra Codium er thmocladium er to andre typer polysakkarider som finnes i grønnalger [119,120]. Sulfaterte -D-mannaner har også blitt oppdaget, slik som de som er isolert fra Codium vermilara [121]. Den molekylære strukturen til vansulfatert polysakkarid er vist i figur 2.

Figur 2. Molekylstrukturen til Ivan er tegnet i ChemDraw 12.0 Ultra.

Sulfaterte polysakkarider isolert fra forskjellige tropiske grønne alger har nylig blitt funnet å ha antioksidant- og antiproliferative egenskaper. Etter 72 timers inkubasjon ble HeLa-celleproliferasjonen redusert med 36,3 % til 58,4 % av polysakkaridet isolert fra Caulerpa prolifera [122]. To polysakkaridfraksjoner fra Caulerpa racemosa, en grønnalge, viste antitumoraktivitet ved en dose på 100 mg/kg/dag, med inhiberingsrater av H22-tumor transplantert i mus på 59,5–83,8 % (48 timer) og 53,9 % (14 dager) ), henholdsvis [123]. Gjennom in vivo og in vitro eksperimenter ble vannløselige sulfaterte polysakkaridfraksjoner av Enteromorpha prolifera funnet å stimulere immunitet. Disse polysakkaridene økte signifikant ConA-indusert splenocyttproliferasjon og cytokinproduksjon gjennom forhøyet m-RNA-ekspresjon [124]. Ulvan fra Ulva rigida stimulerte sekresjonen og aktiviteten til murine makrofager, økte COX-2 og NOS-2 ekspresjon, og mer enn doblet ekspresjonen av enkelte cytokiner [125]. Ulvans fra Ulva pertusa stimulerte nitrogenoksid og cytokinproduksjon mens de forårsaket liten cytotoksisitet mot tumorceller [126]. Flere studier på antioksidantaktiviteten til Ivan i eksperimentell D-galaktosamin-indusert hepatitt hos rotter har blitt publisert [127,128]. Polysakkarider avledet fra grønne alger har kraftige immunmodulerende og antioksidantegenskaper, noe som antyder at de kan brukes til å forebygge kreft. Ulvans antikreftaktivitet har nylig blitt oppdaget i U. australis, U. lactuca, U. ohnoi og U. rigita [129]. Flere studier har undersøkt ulvan i toksisitet og cellelevedyktighet for å teste dens antikreftaktivitet, spesifikt for anti-brystkreft-, anti-kolon- og anti-cervical cancer-aktivitet [129–132]. Ulvan inneholder sulfaterte polysakkarider, som hemmer spredningen av hepatocellulært karsinom og induserer apoptose. Ved å senke oksidativt stress beskytter sulfaterte polysakkarider leveren mot DNEA-indusert skade [133]. I tillegg forbedrer de apoptose, reduserer oksidativt stress og betennelse, og styrker antioksidantforsvarssystemet hos DMBA-behandlede mus [130]. Ulvan var mindre giftig for A459- og LS174-celler (IC50 > 200 mg/mL), men den var mer effektiv mot Fem-x- og K562-celler (henholdsvis IC50 74.73 og 82.24 mg/mL) når den kom for å forhindre moderat cytotoksisitet [134]. Med IC50-verdier fra 21 til 99 µg/mL, ser det ut til at redusert tumorvekst i MCF-7- og HCT-116-celler [132] og sterke ligandbindinger forbinder dette med sulfaterte polysakkarider [135]. Ulvan hemmet veksten av hepatocellulært karsinom (IC50 29.67 ± 2.87 µg/mL), human brystkreft (IC50 25.09 ± 1.36 µg/mL) og livmorhalskreft (IC{{65) }},33 ± 3,84 µg/ml) [131]. Imidlertid kan Caco-2-celleproliferasjon eller -differensiering hemmes av lavmolekylære polysakkarider (5000 Da), vanligvis oligosakkarider [129]. Sulfaterte polysakkarider har en antiproliferativ effekt, men det avhenger av celletypen. Sulfaterte polysakkarid-TP-er (utfelt i alkohol) ekstrahert fra grønnalgen Codium Bernabei viste lav cytotoksisitet på HCT-116- og MCF-7-cellelinjer sammenlignet med AP-er (utfelt i sure medier). På den annen side viste HL-60-cellelinjene liten cytotoksisitet når de ble eksponert for AP-ene [51]. På grunn av sin sterke antioksidantaktivitet, Enteromorpha spp. ekstraktet har antiproliferative effekter på kreftcellelinjer som Fem-x, A549, LS174 og K562 [136]. I tillegg induserer et annet løsemiddelekstrakt av Enteromorpha kompressekstrakt antikreftaktivitet via apoptose i orale kreftcellelinjer Cal33 og FaDu [38]. Brun tang: Brun tang er de mest lovende kildene til sulfaterte polysakkarider og viste den mest lovende antikreftaktiviteten mot ulike kreftcellelinjer. Den typiske sulfaterte polysakkaridstrukturen avledet fra brune tang vises (figur 3). Lewis lungekreftceller (LCC) og melanom B16-celler ble oppdaget å være følsomme for fucoidan isolert fra Sargassum sp. [137]. Det reduserte celleproliferasjon og fremmet doseavhengig apoptose, som vist ved morfologiske endringer. Fucoidanene fra S. hemiphyllum hemmet veksten av brystkreft ved oppregulering av miR-29c og nedregulering av miR-17-5s. Videre var det klart at etter fucoidan-administrasjon ble EMT-progresjonen bremset av amplifisert E-cadherin og redusert N-cadherin-ekspresjon. Videre har aktivering av fosfoinositid 3- kinase/Akt fremmet apoptose i brystkreftceller [138]. Fucoidan fra L. gurjanovae demonstrerte en anti-neoplastisk effekt i rotteepidermale JB6 Cl41-celler ved å forsinke EGFR-fosforylering. Den kontrollerte EGF-indusert c-jun-signalering og hemmet virkningen av aktivatorprotein-1 (AP-1) [139].

figur 3. Den molekylære strukturen til forskjellige typer sulfaterte polysakkarider som fucoidan, med potensielle terapeutiske effekter, er tegnet i ChemDraw 12.0 Ultra.

Fucoidan avledet fra F. vesiculosus hemmet celleproliferasjon og stoppet cellesyklusen i eggstokkreftceller (ES2 og OV90). Det produserte også ROS, som regulerte iboende apoptose. Ved å undertrykke PI3K- og MAPK-signalveiene, fremmet ER-stress også apoptose. Den demonstrerte også antikrefteffekter på humant mucoepidermoid karsinom ved å modifisere p-38 MAPK-, ERK1/2- og JNK-veiene (MC3) [140]. Videre reduserte det mengden kalsium i cytosolen og mitokondriene for å støtte apoptotisk celledød. Lignende ekstraksjonsteknikker for fucoidan produsert fra F. vesiculosus viste in vivo antikrefteffektivitet i sebrafisk xenograft og fli1 Tg-modellen [141]. I HepG2- og HeLa G-63-celler viste fucoidan fra Fucus vesiculosus kraftig antikreftaktivitet. Fucoidan ble oppdaget å være mer effektiv i humane leverkreftceller (HepG2) [142]. Fucoidan fra Fucus vesiculosus økte MMP, som induserte caspase-3-avhengig apoptose i humane Burkitts lymfomceller (HS-Sultan). Videre ble rapporter om caspase-uavhengig apoptotisk celledød i HS-Sultan-celler sett etter fucoidan-administrasjon. I tillegg forhindret fucoidan at ERK- og GSK-banene ble fosforylert, som begge var nødvendige for aktivering av apoptose [143]. Dens lave IC50 (34 µg/mL) aktiverte pro-kaspase-3, pro-kaspase-9 og caspase-3/7 mens den nedregulerte Bcl-2 i HCT{{28 }} celler [144]. Evnen til anti-apoptotiske proteiner som Bcl-xl, Bcl-2 og Mcl-1 til å forårsake apoptose i MDA-MB231-celler ble hemmet av fucoidan ved IC50 (820 µg/mL) [46]. Fucoidan (IC50; 20 µg/mL) terapi førte til en lignende fluktuasjon i uttrykket av Bad, Bcl-2, Bim, Bcl-xl og Bik i tykktarmskreftcellelinjer [144]. Fucoidan avledet fra C. okamuranus ble kombinert med Con A, og det fremmet iboende apoptose ved caspase-3/7-induksjon i HL60-celler [145]. I tillegg var glutationutarming og NO-produksjon signifikante mediatorer av apoptose i humane leukemiceller, det samme var aktiveringen av MEKK1, ERK1/2, MEK1 og JNK [146]. Fucoidan fra C. novaecaledoniae ble ekstrahert og brukt til å indusere egen apoptose i HeLa-, MCF--7-, MDA-MB-231- og HT1080-celler. Denne iboende apoptosen ble ledsaget av MMP, DNA-fragmentering, nukleær kondensasjon og fosfatidylserin-eksternalisering [147]. C. okamuranus fucoidan induserte caspaseavhengig apoptose i U937-celler ved å indusere caspase--3- og -7-banene [148]. I tillegg forbedret det musecellemediert immunitet, fagocytter og immuncelleproliferasjon i in vivo-modellen [149].

cistanche supplement fordeler-øke immunitet

I tillegg, i normale mageceller (Hs 677. St), reduserte fucoidan isolert fra C. okamuranus cellulær skade forårsaket av 5-fluorouracil (5- FU) [150]. I denne innstillingen ble signifikant anti-proliferativ aktivitet i MCF-7-celler observert, uten cytotoksisitet for humane brystepitelceller. Det var en økning i caspase-7-, caspase--8- og caspase-9-aktivitet, internukleosomal DNA-fragmentering og kromatinkondensasjon i begge cellelinjene [151]. Fucoidan-terapi er også rapportert for kaspase-uavhengig celledød ved MCF-7 [152]. Hydrolyser øker det luminale fucoidaninnholdet, som er en potent kjemopreventiv mediator av tykktarmskreft fordi de ikke fordøyer disse fucoidanene [153]. Fucoidan (0–20 µg/ml)-terapi fremmet mitokondriell død i HT-29- og HCT116-celler via kaspase-3-regulering. Ekstrinsisk apoptose i HT-29-celler har også nylig blitt rapportert [144]. Antikreftegenskapene til C. okamuranus lavmolekylær fucoidan (LMWF; 6,5–40 kDa), høymolekylær fucoidan (HMWF; 300–330 kDa) og fucoidan med middels molekylvekt (IMWF; 110–138 kDa) ble demonstrert i a tykktarmskarsinom tumorbærende rottemodell [154]. Fucoidan (MW 5100 kDa) fra U. pinnatifida induserte apoptose i humane prostatakreftceller (PC-3) via induksjon av ERK1/2 MAPK, hemming av p38 MAPK og PI3K/Akt-vei. Videre hjalp nedreguleringen av Wnt/-catenin-veien fremdriften av apoptose [155]. Fucoidan forsterket også p21Cip1/Waf-banene i PC-3-celler. Videre reduserte det E2F-1-cellesyklusrelaterte proteiner samtidig som det økte Wnt/-catenin-veier. GSK-3-aktivering reduserte uttrykket av c-MYC og cyclin D1, noe som hjalp til med anti-proliferativ aktivitet [156]. Disse fucoidanene ble funnet å ha antikreftaktivitet i HeLa-, A549- og HepG2-celler ved å endre de tidligere nevnte kritiske cellulære signalveiene [157]. Fucoidan fra F. vesiculosus induserte apoptose i kreftcellelinjer inkludert NB4, THP-1 og HL-60. Fucoidan-administrasjon aktiverte caspaser-3, -8 og -9, spaltet bud og endret MMP i HL-60-celler. Starten av apoptose hadde en sammenlignbar effekt i U937-celler. Dessuten, i U937-celler, økte fucoidan-terapi MMP (mitokondriell membranpotensial) og cytosolisk cytokrom C-frigjøring, så vel som Bax/Bcl-2-forholdet. Caspase-hemmere, derimot, forsinket utbruddet av apoptose, noe som viste at fucoidan-regulert caspase-aktivitet var ansvarlig for apoptose-induksjon. Videre var behandling med SB203580, en spesifikk p38 MAPK-hemmer, ansvarlig for apoptoserabatt, noe som viser viktigheten av MAPK for å aktivere apoptose [158]. Fucoidan-terapi hemmet G1-cellesyklusen i EJ-celler ved å påvirke cyclin D1, cyclin E og Cdks (cyklinavhengige kinaser). Videre hemmer det Rb-fosforylering, noe som resulterer i cellulær aldring [159]. Fucoidan fra F. vesiculosus hemmet veksten av MCF-7-celler ved å stoppe cellesyklusen ved G1-fasen og senke CDK-4- og cyclin D1-nivåene. Videre, ved å spalte PARP og Bid, redusere Bcl-2 og øke Bax, induserte det ROS-avhengig apoptose. MCF-7-celler viste utbruddet av iboende apoptose via regulering av caspase-7, -8 og -9 og cytosolisk cytokrom C-frigjøring [160,161]. Videre reduserte fucoidan fra F. vesiculosus-terapi cellemigrasjon og invasjon samt EMT i MCF-7-celler ved å nedregulere MMP-9 og overuttrykke E-cadherin [162]. Fucoidaner avledet fra F. vesiculosus hemmet vekst i MDA-MB-231 og 4T1xenograft kvinnelige Balb/c museceller, noe som resulterte i mindre metastatisk utvikling av lungeknuter. Det effektive tilbakeslaget av TGFR-indusert EMT ble oppnådd mekanistisk ved å nedregulere TGFRII og TGFRI. Tilfellene nevnt ovenfor har alle vært assosiert med oppregulering av epitelmarkører og deres fosforylering av Smad2/3 Smad4-ekspresjon, fosforylering av Smad2/3 Smad4-uttrykk og nedstrøms signalmolekyler [163]. Videre induserte caspase-3-aktivering, cytosolisk cytokrom C-frigjøring, nedregulering av Bcl-2 og økt Bax-ekspresjon apoptose. I tillegg hjalp reguleringen av VEGF-, Survivin- og ERKs uttrykk i starten av apoptose [164]. I MDS/AML- og SKM1-cellelinjen forårsaket behandling med markedsført fucoidan (100 µg/ml i 48 timer) cellesyklusstans (G1-fase) og Fas-instigasjon for å indusere ekstrinsisk apoptose via kaspase 8- og 9-modulasjoner. Videre påvirket det PI3K/Akt-veien på en ROS-avhengig måte, og fremmet derved apoptose [165]. Det endret p-Akt, p-PI3K, p-P38 og p-ERK, for å modulere MAPK og PI3K/Akt signalveier i DU-145-celler (prostatakreft). Videre økte det Bax-ekspresjonen mens den reduserte Bcl-2, PARP-spalting og caspase{119}}-uttrykk på en konsentrasjonsavhengig måte [166]. Fucoidan-administrasjon induserte apoptose i osteosarkom (MG-63)-celler (vist ved cellulær blabbing, kjernefysisk desintegrasjon og kromatinkondensasjon) [167]. Behandling med markedsført syntetisk fucoidan økte ROS-regulert apoptose i humane blærekreftceller (5637) ved å aktivere mitokondriell membranpotensial (MMP), øke Bax/Bcl{126}}-forholdet og øke cytosolisk cytokrom C-frigjøring. Videre fremmet hemming av PI3K/Akt-signalering og anti-telomerase-aktiviteter apoptotisk celledød i 5637 humane blærekreftceller via nedregulerende telomeraseaktivitet [168]. Videre ble AKT-signalaktivering hevdet å være kritisk for å hemme spredning og undertrykke blærekreftcellers evne til å migrere og invadere [169]. Fucoidan hemmet cellesyklusen i 5637- og T-24-celler (human blærekarsinom) ved å endre uttrykket av p21/WAF1, cykliner og CDK. Videre reduserte MMP-9-hemming via AP-1 og NF-kB proliferasjon av blærekreftceller [169]. Sulfaterte polysakkarider fra brunalger som potente kreftmidler er vist i tabell 2.

Tabell 2. Sulfaterte polysakkarider fra brunalger som potente kreftmidler. ↑: oppregulering, ↓: Nedregulering, ⊥: Hemming

Rød tang: Porphyran er en polymer som finnes i Porphyra sp., en rød tang. Porfyranen er en galaktose som har blitt kraftig erstattet av L-galaktose 6-O-sulfatering og 6-O-metylering [100]. Den typiske repeterende strukturen til porfyran vises (figur 4). Porfyran utvinnes fra rød tang ved bruk av varmtvannsekstraksjon, ultralydbehandling og radikal nedbrytning. Menneskelige studier har vist de antikreft-, hypolipidemiske og antiinflammatoriske egenskapene til porfyran [170]. Når det konsumeres oralt, beskytter porfyran leveren til ICR-mus mot effekten av en diett med høyt fettinnhold, noe som tyder på at det kan brukes som en dietthypolipidemisk komponent [171].

Figur 4. Den molekylære strukturen til forskjellige typer porfyran med potensielle terapeutiske effekter er tegnet i Chemdraw 12.0 Ultra.

Figur 5. Den molekylære strukturen til forskjellige typer karragenan med potensielle terapeutiske effekter er tegnet i ChemDraw 12.0 Ultra. Polymerstrukturene til de forskjellige molekylstrukturene til karragenan som Υ-karragenan (a); -karragenan (b); 8-karragenan (c); -karragenan (d); u-karragenan (e); K-karragenan (f); v-karragenan (g); ι-karragenan (h); X-karragenan (i); og 8-karragenan (j).

Kreft er kjent for å bli akselerert av frie radikaler og ROS (reaktive oksygenarter). Syntetiske kjemopreventive legemidler genererer vanligvis uønskede bivirkninger i tumormiljøet på grunn av deres lave selektivitet og omfattende biodistribusjon [173]. Porfyrin er et potent kjemopreventivt middel på grunn av dets innflytelse på cellulær proliferasjon, cellesyklusen og induksjonen av apoptose [174]. Rødalgen Porphyra yezoensis kan indusere apoptotisk celledød i kreftcellelinjer in vitro mens den ikke forårsaker cytotoksisitet for normale celler. Generelt sett er ikke porfyrin giftig for friske celler, men det er giftig for kreftceller, noe som fører til doseavhengig celledød [175]. I tillegg har det blitt demonstrert at porfyrin hemmer total cellevekst mens det induserer apoptose i AGS humane magekreftceller [175]. I AGS-celler øker den insulinlignende vekstfaktor-I-reseptor/Akt-banen PARP-spaltning og kaspase-3-aktivering, noe som oppmuntrer til celledød [175]. Tallrike studier har vist antitumor- og antikreftegenskapene til porfyrin og dets oligosakkarider. Porfyrin kan oppmuntre til spaltning av poly (ADP-ribose) polymerase og aktivering av caspase 3 i magekreftceller. Ved å redusere ekspresjonsnivåene i AGS-celler (magekreft), kan porfyrin bremse veksten av kreftceller. Dette ville da forhindre IGF-IR-fosforylering og aktivere kaspase 3 [175]. Rå og renset porfyrin har antiproliferativ aktivitet i HT-29- og AGS-celler in vitro. Apoptose induseres av den rå porfyrinpolysakkaridkomponenten, som vist ved en økning i kaspase{15}}-aktivering [176]. Porfyrin hemmer HT-29-celleproliferasjon ved å aktivere caspase-3 [176]. Porfyrin har vist seg å være effektivt mot Ehrlich cells (EAC) karsinom og Meth-A fibrosarkom i musetumormodeller [177].

Ørken levende cistanchetubulosa

Klikk her for å se Cistanche-produkter

【Be om mer】 E-post:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Naturlig porfyrin ble funnet å ikke ha noen effekt på MDA-MB-231, mens to nedbrytningsprodukter hadde en innvirkning når porfyrin og to OP-er (Oligo-porfyrin) skapt av gammabestråling ble testet for antikreftaktivitet. Ved å hindre cellesyklusen fra å gå inn i G2/M-fasen, har OP-er kapasitet til å redusere veksten av celler [45]. Som et resultat har porphyrans MW vist en betydelig innvirkning på dens antikrefteffektivitet. Lav-MW av OP-er er spesielt effektive mot kreft; makromolekylært porfyrin har imidlertid ingen antitumoraktivitet. Videre ble antikreftaktiviteten til porfyrin oppdaget, med porfyrin som hovedsakelig fungerer som et kreftmedisin ved å hindre cellevekst og fristende apoptose [180]. Karragenaner har blitt vist i en rekke studier å ha antiproliferativ aktivitet i kreftcellelinjer in vitro og tumorvekstinhiberende effektivitet hos mus [181–183]. De har også en antimetastatisk effekt ved å hindre kreftceller i å koble seg til basalmembranen og begrense tumorcelleutbredelse og adhesjon til forskjellige substrater; Imidlertid er de nøyaktige virkningsmekanismene ennå ukjente. Karragenaner fra Kappaphycus alvarezii ble funnet å forhindre vekst av kreftceller fra lever, tykktarm, bryst og osteosarkom [184]. Yamamoto et al. (1986) oppdaget at inntak av forskjellige tang oralt betydelig reduserte forekomsten av karsinogenese in vivo [185]. Hagiwara et al. (2001) [186] undersøkte karragenans effekter på tykktarmskarsinogenese hos hannrotter. Behandlingen hadde ingen effekt på kliniske symptomer eller kroppsvekt. I følge histologisk forskning har karrageenan ingen kolorektal karsinogenese-oppmuntrende aktivitet ved maksimalt diettinntak på 5,0 % i de eksisterende eksperimentelle miljøene [186]. Karragenan har i flere studier vist seg å ha spesifikke cytotoksiske effekter på kreftceller. I slike studier hemmet doser på 250–2500 µg/mL av både k-karragenan og λ-karragenan humane livmorhalskreftceller ved å stoppe cellesyklusen i spesifikke stadier og forsinke dens fullføring [47]. k-karragenan forsinket cellesyklusen (G2/M-stadiet), mens λ-karragenan forsinket både G1- og G2/M-stadiene. Imidlertid hemmer k-selenokarrageenan (selenokarrageenanholdig selen) celleforplantning i en human hepatomcelle. Cellesyklusen avsluttes under S-fasen av cellesyklusen [187]. In vivo og in vitro studier avslørte imidlertid at naturlig karragenan ikke hadde noen merkbar anti-spredningseffekt i den humane osteosarkomcellelinjen. På grunn av en reduksjon i Wnt/-catenin-signalveien, hemmet degradert karrageenan-indusert apoptose tumorvekst og stoppet G1-fasen av cellesyklusen, som alle økte de eksisterende frekvensene av tumorbærende mus [188]. Angiogenese er et kritisk skritt i utviklingen av kreft. Som et resultat blir anti-angiogene aktivitet i kreftbehandling mye forsket på. Karragenaner er angiogenesehemmere på grunn av deres høyere anti-angiogene aktivitet enn suramin [189,190]. I CAM-modellen (kylling chorioallantoic membran) ble det anti-angiogene resultatet av k-carrageenan-oligosakkarider på ECV304-celler vist å begrense celleproliferasjon, migrasjon og rørdannelse [191]. Videre, ved å negativt regulere human bFGFR, bFGF, CD105 og VEGF, hemmet oligosakkarider dannelsen av nye blodkar i MCF-7 xenograft-tumorer. Humane navlevene-endotelceller ble behandlet med λ-carrageenan-oligosakkarider i relativt lave konsentrasjoner (150–300 µg/mL), noe som hadde en negativ innvirkning på utviklingen av tumorblodkarendotelceller [192]. Mengden og plasseringen av sulfatering, så vel som molekylvekten, påvirker den biologiske aktiviteten til sulfaterte polysakkarider. Kjemiske endringer endrer med andre ord de biologiske aktivitetene til karbohydrater [193]. For eksempel kan λ-karragenan brytes ned til fem forskjellige forbindelser med varierende molekylvekt, som alle har anti-kreftegenskaper, mest sannsynlig på grunn av immunmodulering. Produkter med lavere molekylvekt, slik som de med molekylvekter på 15 og 9,3 kDa, viste overlegne anti-kreft og immunmodulerende egenskaper [193]. Sulfering, acetylering og fosforylering forbedret anti-kreft og immunmodulerende egenskaper til k-carrageenan-oligosakkarider fra Kappaphycus striatum. Kjemiske modifikasjoner økte også oksidantaktiviteten til k-carrageenan-oligosakkarider [194]. Sulfaterte polysakkarider fra røde alger og deres apoptosemodulering i kreftterapi er vist i tabell 3. Induksjon av apoptose er mekanismen som brukes av kjemopreventive midler. Ulike sulfaterte polysakkarider avledet fra forskjellige tang utløser apoptose i forskjellige kreftcellelinjer (figur 6). Sulfaterte polysakkarider viste forskjellige kjemopreventive roller i kreft (figur 7).

Figur 6. Apoptosemodulasjon med forskjellige sulfaterte polysakkarider avledet fra forskjellige sjøugress i kreftforebygging.

Figur 7. Sulfaterte polysakkarider viste forskjellige kjemopreventive roller i kreft.

Tabell 3. Sulfaterte polysakkarider fra rødalger og deres apoptosemodulerende i kreft

5. Nanopartikkelsyntese ved bruk av sulfaterte polysakkarider og dens innvirkning på kreftterapeutisk effekt

De tre viktigste kreftbehandlingene som for tiden er tilgjengelige er kirurgi, kjemoterapi og strålebehandling; kjemoterapi har imidlertid ikke vært bærebjelken i kreftbehandling de siste årene på grunn av nivået som det kan skade friske normale celler. Nanopartikler har dukket opp som alternative teknikker for å adressere kun kreftceller, noe som øker tilgjengeligheten av medikamenter til kreftceller mens de sparer friske celler fra skade [195]. Tang er en vanlig kilde til naturlige sulfaterte polysakkarider, men det finnes også andre kilder. Tallrike biologiske og biomedisinske anvendelser har blitt undersøkt for Ivan, karragenan, porfyrin, fucoidan og deres andre derivater innen sårbehandling, vevsteknikk, medikamentlevering og biosensorer [196]. Tangpolysakkarider interagerer lett med biologisk vev fordi de har hydrofile overflategrupper som karboksyl, hydroksyl og sulfat [197]. Forberedende teknikker som produserer sulfaterte polysakkarid-nanopartikler med de ønskede egenskapene for effektive medikamentleveringssystemer har fått mye oppmerksomhet [198,199]. Ionisk gelering er vanligvis en enkel og skånsom prosess for å lage sulfaterte polysakkaridnanopartikler. Men for å lage ulvan-, fucoidan-, porfyrin- og karragenanbaserte nanopartikler med ønsket form, er prosessoptimalisering avgjørende. Optimaliseringen kan utføres ved å justere pH, temperatur, konsentrasjon av kalsiumioner, konsentrasjon av sulfatert polysakkarid, tilsetningshastighet og omrøringshastighet. Både MCF7- og HepG2-celler hemmes fra å proliferere av van i nanopartikkelalbumin på grunn av en økning i kaspase--8- og caspase--9-nivåer, som angir induksjon av apoptose [129]. Når du lager gullnanopartikler (AuNps), som brukes som medisinleveringssystemer for kreftbehandlinger, kan porfyrin også brukes som et reduksjonsmiddel. For eksempel er en human gliomcellelinje mer giftig for AuNps belagt med porfyrin (LN-229). Som et resultat ble porfyrin-dekkede AuNps utviklet og brukt som doksorubicinhydroklorid anticancer medikamentbærere [200]. En tymidylatsyntasehemmer kalt 5-fluorouracil (5-FU) har blitt brukt til å behandle kreft i lang tid, men bruken har vært begrenset på grunn av bivirkninger [201]. For å lage et vannløselig makromolekyl for prodrug 5-FU, kan porfyrin-dekkede AuNps brukes som en medikamentbærer, som forsinker 5-FU-frigjøringen og minimerer bivirkninger [202]. Porfyran-dekkede AuNP-er ble funnet å være trygge i en in vitro cytotoksisitetsstudie, noe som tyder på at de kunne brukes som medikamentleveringssystemer [203]. På grunn av dette har bruk av porfyrin som en reduksjonsmiddelbærer for medikamentlevering ingen ugunstige effekter og kan gjøre det mulig for kreftmedisiner å virke raskere. Fucoidanporfyran, og spesielt karragenanbaserte nanopartikler har blitt grundig undersøkt for levering av kreftmedisiner (tabell 4).

Tabell 4. Syntese av nanopartikler ved bruk av sulfaterte polysakkarider og dens innvirkning på kreftterapeutisk effekt.

6. Sulfatede polysakkarider Forskningsbegrensninger og fremtidig utvidelse i kreftforebygging

Selv om sulfaterte polysakkarider har mange medisinske bruksområder, gjør deres lave biotilgjengelighet dem upraktiske å bruke i dagliglivet. Ulike sulfaterte polysakkaridstrukturer påvirker hvor godt de absorberes i ulike organer [7]. I tillegg kompromitterer en kontinuerlig fluktuasjon i de effektive dosene både in vitro og in vivo applikasjoner deres kliniske forsøk [7]. In vitro-effektiviteten til sulfaterte polysakkarider er ofte ikke replikert i prekliniske eller kliniske studier [215]. I tillegg gjør deres trege intracellulære metabolisme og begrensede løselighet klinisk anvendelse mer utfordrende [216]. Mer betydelig er deres brede terapeutiske anvendelse et resultat av deres cellulære spesifisitet og molekylære målselektivitet. Avhengig av celle-, vev- og tumorinnstillinger har disse bioaktive kjemikaliene forskjellige måter å forårsake celledød på [216]. I tillegg er kliniske studier mer vellykkede når de monospesifikke og multispesifikke virkningsfunksjonene er forstått [216]. Syntetiske analoger av sulfaterte polysakkarider kan være mer biotilgjengelige hvis de lages og testes [217]. For å øke biotilgjengeligheten og målspesifisiteten kan sulfaterte polysakkarider og deres syntetiske ekvivalenter dra nytte av bruken av mikroemulsjoner, nanobærere, polymerer, liposomer og miceller [218]. Disse teknikkene, etter vår mening, vil bli hyppigere brukt i fremtiden for å lage polysakkaridbaserte nanopartikler. Når det gjelder levering av kreftmedisiner med økt biotilgjengelighet, har polysakkaridbaserte nanopartikler av tang vist lovende resultater [170]. Disse teknikkene vil også forbedre deres metabolisme i vertssystemer og løselighet [170]. I tillegg vil den prekliniske og kliniske effekten av apoptose forsterkes av dens målspesifisitet. Å kombinere sulfaterte polysakkarider med legemidler som har fått FDA-godkjenning kan øke den kliniske effektiviteten betydelig [170]. I tillegg forbedrer sulfaterte polysakkarider, når de tilsettes eller brukes som hjelpestoffer i mat, den terapeutiske effekten av moderne medisiner [170].

Fordeler med cistanche tubulosa-Antitumor

7. Konklusjoner og fremtidsperspektiver

Det nåværende kreftbehandlingssystemet har identifisert sulfaterte polysakkarider som en pålitelig kilde for å oppdage bioaktive medisinerbare molekyler med en rekke kjemoterapeutiske effekter i forskjellige maligniteter. Over halvparten av de FDA-godkjente medisinene de siste årene har blitt direkte utvunnet fra marine kilder eller laget ved hjelp av en kjemisk motpart. Isoleringen og bruken av disse sulfaterte forbindelsene fra marine kilder har større biotilgjengelighet, diversifisert kjemisk sammensetning og ikke-redukterende cytotoksisitet. På grunn av disse egenskapene fungerer de tangavledede sulfaterte polysakkaridene som mulige ledende farmakoforer ved behandling av ulike maligniteter. En betydelig barriere for deres farmasøytiske bruk er imidlertid deres biotilgjengelighet, forbedrede separasjon, renslighet av isolatene og målselektivitet som én multi-target-spesifisitet og celle/vev/kreftkontekst. I tillegg spiller de en betydelig rolle som medisinerbare formidlere på grunn av deres brede utvalg av terapeutiske intervensjoner, lavkost kommersiell produksjon og lovende prekliniske og kliniske anvendelser. I mellomtiden er det en viss optimisme for kommersialisering av disse sulfaterte polysakkaridene fra marine tang på grunn av omfattende høsting på og utenfor stedet av organismer og lavkost dyrkingsvedlikehold. I tillegg blir storskalaproduksjonen av disse sulfaterte polysakkaridene for kjemoterapi gjort mer effektiv ved bruk av kjemisk syntese av disse polysakkaridene utenfor området. Med ankomsten av nye utsikter for isolering og screening av sulfaterte polysakkarider fra tang som innovative farmakologiske midler mot ulike kreftformer, vil kjemoterapeutisk bruk av slike potensielle midler sannsynligvis blomstre om kort tid. Dessuten er nanopartikkelmedierte sulfaterte polysakkaridbaserte nanopartikler i stand til vedvarende medikamentfrigjøring, høy stabilitet og biokompatibilitet, som alle vil bli brukt i kliniske studier i fremtiden. Målrettingsgrupper vil øke den terapeutiske effekten av polysakkaridbaserte nanopartikler samtidig som uønskede bivirkninger minimeres. I tillegg vil opprettelse av slike medikamentkandidater forbedre dagens tilgjengelige medisiner for å fremme personlig og presisjonsmedisin.

Referanser

1. Younossi, ZM; Corey, KE; Lim, JK AGA klinisk praksisoppdatering om livsstilsendringer ved bruk av kosthold og trening for å oppnå vekttap i behandlingen av alkoholfri fettleversykdom: Ekspertgjennomgang. Gastroenterology 2021, 160, 912–918. [CrossRef] [PubMed]

2. Blix, H. Verifikasjon av kjernefysisk ikke-spredning: Sikring av fremtiden. IAEA Bull. 1992, 34, 2–5.

3. Verdens helseorganisasjon. Global statusrapport om alkohol og helse 2018; Verdens helseorganisasjon: Genève, Sveits, 2019.

4. Edwards, BK; Ingen, AM; Mariotto, AB; Simard, EP; Boscoe, FP; Henley, SJ; Jemal, A.; Cho, H.; Anderson, RN; Kohler, BA Årsrapport til nasjonen om kreftstatus, 1975–2010, med prevalens av komorbiditet og innvirkning på overlevelse blant personer med lunge-, kolorektal-, bryst- eller prostatakreft. Kreft 2014, 120, 1290–1314. [CrossRef] [PubMed]

5. Delgermaa, V.; Takahashi, K.; Park, E.-K.; Le, GV; Hara, T.; Sorahan, T. Global mesothelioma dødsfall rapportert til Verdens helseorganisasjon mellom 1994 og 2008. Bull. Verdens helseorgan. 2011, 89, 716–724. [CrossRef] [PubMed]

6. Pradhan, B.; Nayak, R.; Patra, S.; Jit, BP; Ragusa, A. Bioaktive metabolitter fra marine alger som potensielle farmakoforer mot oksidativt stress-assosierte menneskelige sykdommer: En omfattende gjennomgang. Molecules 2020, 26, 37. [CrossRef]

7. Pradhan, B.; Patra, S.; Nayak, R.; Behera, C.; Dash, SR; Nayak, S.; Sahu, BB; Bhutia, SK; Jena, M. Multifunksjonell rolle av fucoidan, sulfaterte polysakkarider i menneskers helse og sykdom: En reise under havet i jakten på potente terapeutiske midler. Int. J. Biol. Macromol. 2020, 164, 4263–4278. [CrossRef]

8. Patra, S.; Bhol, CS; Panigrahi, DP; Praharaj, PP; Pradhan, B.; Jena, M.; Bhutia, SK Gamma-bestråling fremmer kjemosensibiliseringspotensialet til gallussyre gjennom demping av autofagisk fluks for å utløse apoptose i en NRF2-inaktiveringssignalvei. Free Radic. Biol. Med. 2020, 160, 111–124. [CrossRef]

9. Srivastava, A.; Rikhari, D.; Pradhan, B.; Bharadwaj, KK; Gaballo, A.; Quarta, A.; Jena, M.; Srivastava, S.; Ragusa, A. An Insight in Neuropeptides Inhibitors in the Biology of Colorectal Cancer: Opportunity and Translational Perspectives. Appl. Sci. 2022, 12, 8990. [CrossRef]

10. Gutiérrez-Rodríguez, AG; Juárez-Portilla, C.; Olivares-Bañuelos, T.; Zepeda, RC Antikreftaktivitet av tang. Drug Discov. I dag 2018, 23, 434–447. [CrossRef]

11. Jit, BP; Pattnaik, S.; Arya, R.; Dash, R.; Sahoo, SS; Pradhan, B.; Bhuyan, PP; Behera, PK; Jena, M.; Sharma, A.; et al. Fytokjemikalier: Et potensielt nestegenerasjonsmiddel for strålebeskyttelse. Phytomed. Int. J. Phytother. Phytopharm. 2022, 2022, 154188. [CrossRef] [PubMed]

12. Jit, BP; Pradhan, B.; Dash, R.; Bhuyan, PP; Behera, C.; Behera, RK; Sharma, A.; Alcaraz, M.; Jena, M. Fytokjemikalier: Potensielle terapeutiske modulatorer av strålingsinduserte signalveier. Antioksidanter 2022, 11, 49. [CrossRef] [PubMed]

13. Panigrahi, GK; Yadav, A.; Mandal, P.; Tripathi, A.; Das, M. Immunmodulerende potensial for rhein, en antrakinondel av Cassia occidentalis-frø. Toxicol. Lett. 2016, 245, 15–23. [CrossRef] [PubMed]

14. Ovadje, P.; Roma, A.; Steckle, M.; Nicoletti, L.; Arnason, JT; Pandey, S. Fremskritt innen forskning og utvikling av naturlige helseprodukter som vanlig kreftbehandling. Evid. Basert komplement. Altern. Med. 2015, 2015, 751348. [CrossRef] [PubMed]

15. Patra, S.; Nayak, R.; Patro, S.; Pradhan, B.; Sahu, B.; Behera, C.; Bhutia, SK; Jena, M. Kjemisk mangfold av kostholdsfytokjemikalier og deres måte for kjemoprevensjon. Bioteknologi. Rep. (Amst. Neth.) 2021, 30, e00633. [CrossRef]

16. Patra, S.; Pradhan, B.; Nayak, R.; Behera, C.; Das, S.; Patra, SK; Efferth, T.; Jena, M.; Bhutia, SK Kostholdspolyfenoler i kjemoprevensjon og synergistisk effekt i kreft: Klinisk bevis og molekylære virkningsmekanismer. Phytomed. Int. J. Phytother. Phytopharm. 2021, 90, 153554. [CrossRef] [PubMed]

17. Patra, S.; Pradhan, B.; Nayak, R.; Behera, C.; Panda, KC; Das, S.; Jena, M. Apoptose og autofagi modulerende kostholdsfytokjemikalier i kreftterapi: Nåværende bevis og fremtidige perspektiver. Phytother. Res. 2021, 35, 4194–4214. [CrossRef]

18. Patra, S.; Pradhan, B.; Nayak, R.; Behera, C.; Rout, L.; Jena, M.; Efferth, T.; Bhutia, SK Kjemoterapeutisk effekt av curcumin og resveratrol mot kreft: Kjemoprevensjon, kjemobeskyttelse, medikamentsynergisme og klinisk farmakokinetikk. I Proceedings of the Seminars in Cancer Biology; Academic Press: Cambridge, MA, USA, 2021; s. 310–320.

19. Wilson, RM; Danishefsky, SJ Småmolekylære naturlige produkter i oppdagelsen av terapeutiske midler: Synteseforbindelsen. J. Org. Chem. 2006, 71, 8329–8351. [CrossRef] [PubMed]

20. Simmons, TL; Andrianasolo, E.; McPhail, K.; Flatt, P.; Gerwick, WH Marine naturlige produkter som legemidler mot kreft. Mol. Kreft Ther. 2005, 4, 333–342. [CrossRef]

21. Carroll, AR; Copp, BR; Davis, RA; Keyzers, RA; Prinsep, MR Marine naturprodukter. Nat. Prod. Rep. 2019, 36, 122–173. [CrossRef] [PubMed]

22. Shinde, P.; Banerjee, P.; Mandhare, A. Marine naturlige produkter som kilde til nye medisiner: En patentgjennomgang (2015–2018). Ekspertuttalelse. Ther. Klapp. 2019, 29, 283–309. [CrossRef] 23. Pradhan, B.; Kim, H.; Abbasi, S.; Ki, J.-S. Toksiske effekter og svulstfremmende aktivitet av marine planteplanktontoksiner: en gjennomgang. Toxins 2022, 14, 397. [CrossRef]

24. Pradhan, B.; Nayak, R.; Bhuyan, PP; Patra, S.; Behera, C.; Sahoo, S.; Ki, J.-S.; Quarta, A.; Ragusa, A.; Jena, M. Algal Phlorotannins som nye antibakterielle midler angående antioksidantmodulering: nåværende fremskritt og fremtidige retninger. Mar. Drugs 2022, 20, 403. [CrossRef] [PubMed]

25. Pradhan, B.; Ki, J.-S. Planteplanktontoksiner og deres potensielle terapeutiske anvendelser: En reise mot søken etter potensielle legemidler. Mar. Drugs 2022, 20, 271. [CrossRef] [PubMed]

26. Pradhan, B.; Maharana, S.; Bhakta, S.; Jena, M. Marint planteplanktonmangfold ved Odisha-kysten, India med spesiell referanse til ny registrering av kiselalger og dinoflagellater. Vegetos 2021, 35, 330–344. [CrossRef]

27. Behera, C.; Dash, SR; Pradhan, B.; Jena, M.; Adhikary, SP Algmangfold i Ansupa-sjøen, Odisha, India. Nelumbo 2020, 62, 207–220. [CrossRef]

28. Behera, C.; Pradhan, B.; Panda, R.; Nayak, R.; Nayak, S.; Jena, M. Algal Diversity of Saltpans, Huma (Ganjam), India. J. Indian Bot. Soc. 2021, 101, 107–120. [CrossRef]

29. Dash, S.; Pradhan, B.; Behera, C.; Jena, M. Algal mangfold av Kanjiahata Lake, Nandankanan, Odisha, India. J. Indian Bot. Soc. 2020, 99, 11–24. [CrossRef]

30. Dash, S.; Pradhan, B.; Behera, C.; Nayak, R.; Jena, M. Algflora fra Tamparasjøen, Chhatrapur, Odisha, India. J. Indian Bot. Soc. 2021, 101, 1–15. [CrossRef]

31. Maharana, S.; Pradhan, B.; Jena, M.; Misra, MK Diversity of Phytoplankton in Chilika Lagoon, Odisha, India. Environ. Ecol 2019, 37, 737–746.

32. Mohanty, S.; Pradhan, B.; Patra, S.; Behera, C.; Nayak, R.; Jena, M. Screening for ernæringsmessige bioaktive forbindelser i noen algestammer isolert fra kystnære Odisha. J. Adv. Plant Sci. 2020, 10, 1–8.

33. Pradhan, B.; Patra, S.; Dash, SR; Satapathy, Y.; Nayak, S.; Mandal, AK; Jena, M. In vitro, antidiabetisk, anti-inflammatorisk og antibakteriell aktivitet av marine alger Enteromorpha-kompresser samlet fra Chilika-lagunen, Odisha, India. Vegetos 2022, 35, 614–621. [CrossRef]

34. Pradhan, B.; Nayak, R.; Patra, S.; Bhuyan, PP; Behera, PK; Mandal, AK; Behera, C.; Ki, J.-S.; Adhikary, SP; Mubarak Ali, D.; et al. En state-of-the-art gjennomgang av fucoidan som et antiviralt middel for å bekjempe virusinfeksjoner. Karbohydr. Polym. 2022, 2022, 119551. [CrossRef] [PubMed]

35. Pradhan, B.; Nayak, R.; Patra, S.; Bhuyan, PP; Dash, SR; Ki, J.-S.; Adhikary, SP; Ragusa, A.; Jena, M. Cyanobakterier og alger-avledede bioaktive metabolitter som antivirale midler: bevis, virkemåte og mulighet for ytterligere utvidelse; En omfattende gjennomgang i lys av SARS-CoV-2-utbruddet. Antioksidanter 2022, 11, 354. [CrossRef] [PubMed]

36. Pradhan, B.; Patra, S.; Dash, SR; Nayak, R.; Behera, C.; Jena, M. Evaluering av den antibakterielle aktiviteten til metanolisk ekstrakt av Chlorella vulgaris Beyerinck [Beijerinck] med spesiell referanse til antioksidantmodulering. Fremtidens J. Pharm. Sci. 2021, 7, 17. [CrossRef]

37. Pradhan, B.; Patra, S.; Behera, C.; Nayak, R.; Jit, BP; Ragusa, A. Foreløpig undersøkelse av antioksidant-, anti-diabetisk og anti-inflammatorisk aktivitet av Enteromorpha intestina lis-ekstrakter. Molecules 2021, 26, 1171. [CrossRef]

38. Pradhan, B.; Patra, S.; Behera, C.; Nayak, R.; Patil, S.; Bhutia, SK; Jena, M. Enteromorpha komprimerer et ekstrakt induserer antikreftaktivitet gjennom apoptose og autofagi i munnhulekreft. Mol. Biol. Rep. 2020, 47, 9567–9578. [CrossRef]

39. Cumashi, A.; Ushakova, NA; Preobrazhenskaya, ME; D'Incecco, A.; Piccoli, A.; Totani, L.; Tinari, N.; Morozevich, GE; Berman, AE; Bilan, MI En sammenlignende studie av de antiinflammatoriske, antikoagulerende, antiangiogene og antiadhesive aktivitetene til ni forskjellige fucoidaner fra brune tang. Glycobiology 2007, 17, 541–552. [CrossRef]

40. Park, HY; Han, MH; Park, C.; Jin, C.-Y.; Kim, G.-Y.; Choi, I.-W.; Kim, ND; Nam, T.-J.; Kwon, TK; Choi, YH Antiinflammatoriske effekter av fucoidan gjennom hemming av NF-KB, MAPK og Akt-aktivering i lipopolysakkarid-induserte BV2 mikrogliaceller. Food Chem. Toxicol. 2011, 49, 1745–1752. [CrossRef]