Пентагавмувон-1 (PGV-1, монокарбонилен аналог на куркумина) като потенциален инхибитор на ROS (реактивни кислородни форми) метаболитните ензими и възможността му да потиска туморния растеж чрез блокиране на M фазата (прометафаза) на клетъчния цикъл и последваща клетъчна смърт

Статията е публикувана в списание „Nature“, 16 октомври, 2019

Pentagamavunon-1 (PGV-1) inhibits ROS metabolic enzymes and suppresses tumor cell growth by inducing M phase (prometaphase) arrest and cell senescence
Beni Lestari, Ikuko Nakamae, Noriko Yoneda-Kato, Tsumoru Morimoto, Shigehiko Kanaya, Takashi Yokoyama, Masafumi Shionyu, Tsuyoshi Shirai, Edy Meiyanto & Jun-ya Kato
Scientific Reports volume 9, Article number: 14867 (2019)

Куркуминът е един от основните фитополифенолни вещества в куркумата (Curcuma longa). Той проявява противоракови свойства срещу различни видове човешки ракови клетки. Терапевтичните му ефекти са доказани от 44 клинични проучвания и 5 експеримента, проведени върху животни. Освен това, при самостоятелно проведено лечение с куркумин, се предотвратява рецидив на множествен миелом при пациент, който многократно е претърпявал повторно появяване на заболяването.

Лечението с куркумин увеличава вътреклетъчните нива на ROS (реактивни кислородни форми) в левкемични клетки. Освен това, куркуминът необратимо предотвратява клетъчния цикъл на развитие, забързва клетъчното стареене в култивирани левкемични клетки и ефективно потиска образуването на тумори в ксенотрансплантни миши модели. Куркуминът оказва контрол върху вътреклетъчните нива на ROS, което е обещаващ подход при потискане на туморното развитие.

Проведени са проучвания относно антитуморната активност на монокарбонилния аналог на куркумина, пентагамавунон-1 (PGV-1)⁽¹⁾. Тези проучвания показват, че PGV-1 има следните свойства: (1) потиска необратимо растежа на човешки туморни клетъчни линии при по-ниски дози в ин витро култура, (2) ефективно индуцира клетъчното стареене и смърт (3) потиска туморното развитие в ксенотрансплантни миши модели. В допълнение, PGV-1 блокира профазата на клетъчното делене, докато куркуминът може да инхибира различни фази в клетъчния цикъл.

PGV-1 осъществява връзка с подгрупа взаимодействащи с куркумин ROS-метаболитни ензими, включително GST-P1, NQO1, NQO2, GLO1 и AKR1C1, и инхибира ензимната им активност, като се конкурира с техните кофактори. Всички тези факти доказват, че PGV-1 е потенциален противораков агент.

При проведен анализ, К562 (левкемични) клетки са култивирани в продължение на 2 дни в среда с добавени PGV-1 и куркумин. След измиване клетките са прехвърлени в свежа среда, която не съдържа нито едно от двете вещества, и са култивирани в продължение на още шест дни. След изтичане на този период са преброени както мъртвите, така и живите клетки в средата (Фиг.1 и Фиг.2). Резултатите показват, че клетките, третирани с PGV-1, както и тези с куркумин, са с инхибиран растеж и постепенно губят жизнеспособност дори и след отсъствие на веществата (жизнеспособността се определя чрез метода на изключване чрез оцветяване с Trypan синьо).

Преброяване на живите и мъртвите клетки с Trypan синьо

Инхибиране на растежа на различни ракови клетъчни линии от PGV-1 Използваният куркумин (в червено) в изследването е 50 μМ.

Възможността на PGV-1 да инхибира клетъчната пролиферация не се ограничава единствено до левкемични клетки на K562. На Фиг.3 се вижда, че PGV-1 инхибира растежа и на други видове човешки ракови клетъчни линии, включително U-87 MG глиобластома, MCF-7 аденокарцином на гърдата, рак на шийката на матката HeLa, рак на матката AN3CA, MIA PaCa-2 и PANC-1 рак на панкреаса и 293T човешки ембрионални бъбречни клетки. Стойността на GI50 (необходима концентрация за 50% инхибиране на клетъчната пролиферация) варира между 0,28 и 0,95 в зависимост от използваната клетъчна линия. Резултатите показват, че PGV-1 ефективно инхибира пролиферацията на човешки ракови клетки и то с ниски стойности на GI50.

Като се има предвид високата ефективност на двете вещества и минималните им странични ефекти при животни, куркуминът и неговия аналог PGV-1 имат потенциал да бъдат разработени като фармацевтични лекарства за перорално приложение при ракови заболявания.

Източници:

1. Meiyanto, E. et al. Curcumin and its analogues (PGV-0 and PGV-1) enhance sensitivity of resistant MCF-7 cells to doxorubicin through inhibition of HER2 and NF-kB activation. Asian Pac J Cancer Prev 15, 179–184 (2014).

2. https://www.nature.com/articles/s41598-019-51244-3