PMC

aktuelle behandlinger for B-kronisk lymfocytisk leukæmi (B-CLL) inkluderer purinanaloger (fludarabin) og monoklonale antistoffer (rituksimab) (1). Mens folk kan leve i årevis med B-CLL, er der ingen effektiv kur. Derfor er nye målrettede terapier afgørende for at forbedre kliniske resultater for patienter med B-CLL. I dette nummer af klinisk kræftforskning, Ghosh et al. (2) Undersøg i prækliniske omgivelser en ny tilgang til behandling af B-CLL, der kombinerer to naturligt forekommende forbindelser: curcumin og epigallocatechin-3-gallat (EGCG). Brug af naturlige forbindelser til behandling af kræft er ikke nyt. Toogtres procent af kræftlægemidler godkendt af den amerikanske FDA mellem 1981 og 2002 var af naturlig oprindelse (3). For eksempel er all-trans retinsyre, som er et vitamin A-derivat, en meget effektiv behandling for akut promyelocytisk leukæmi. Et væld af data understøtter en rolle for curcumin, den aktive ingrediens i krydderiet gurkemeje, som et anti-neoplastisk middel (4,5). Dette arbejde udvider tidligere observationer ved at undersøge de molekylære veje involveret i curcumin-induceret apoptose af B-CLL-celler. Især i primære CLL-kulturer hæmmede curcumin ekspression af pro-overlevelsesmolekyler, herunder STAT3, Akt og NF-kB, såvel som de anti-apoptotiske proteiner Mcl-1 og HSIAP. Curcumin opregulerede også det pro-apoptotiske protein, BIM. Sekventiel administration af EGCG efterfulgt af curcumin resulterede i øget CLL-celledød og neutraliseret stromal beskyttelse.Curcumin har imponerende kemo-forebyggende, kemoterapeutiske og kemo-sensibiliserende aktiviteter (4,5). Apoptosen af B-CLL-celler induceret af curcumin er dosisafhængig, og normale B-lymfocytter er mindre følsomme over for dets cytotoksiske virkninger end B-CLL-celler (2,6). Curcumin inducerer PARP-spaltning i primære B-CLL-celler (2), hvilket afspejler aktiveringen af programmeret celledød. PARP spaltning induceres af curcumin i andre tumortyper, herunder pancreas og kolorektal cancer (7-9). Interessant nok observerede forfatterne ikke aktivering af opstrøms caspaser efter curcuminbehandling. Dette adskiller sig fra flere andre undersøgelser, der viser specifik caspase-3-aktivering af curcumin i HL-60 og andre tumorcellelinjer (4,5,10). I primær B-CLL forbliver mekanismen for PARP-spaltning uklar. Andre cellulære begivenheder, der bidrager til curcumin-induceret apoptose, inkluderer frigivelse af cytokrom c fra mitokondriemembranen. Dette forekommer i flere forskellige cellelinjer efter behandling med curcumin, ligesom ændringer i mitokondriemembranpotentiale (4,5). Mitokondriehændelsernes rolle i curcumin-induceret apoptose i B-CLL-celler blev ikke undersøgt i denne undersøgelse.

Curcumin hæmmer også den konstitutive aktivering af pro-overlevelsesveje, hvoraf nogle fortrinsvis er aktive i primære B-CLL-celler, herunder STAT3, Akt og NF-kB. Konstitutiv aktivering af STAT3 er blevet rapporteret i flere kræftformer, herunder bryst -, prostata -, hoved-og halspladecellecarcinom, multipelt myelom og bugspytkirtelkræft (4,8,11). STAT3 spiller en vigtig rolle i induktionen af anti-apoptotiske gener og angiogene faktorer og er afgørende for forskellige cytokinsignalveje (4,5,11). Curcumin hæmmer effektivt konstitutiv STAT3-phosphorylering i B-CLL (2) og er enig med andre undersøgelser, der viser, at curcumin er en effektiv hæmmer af STAT3-funktion (4,5,11). Mcl-1, et pro-overlevelsesgen nedstrøms for STAT3, er også nedreguleret af curcumin i primær B-CLL (2). Konstitutiv phosphorylering af Akt nedreguleres af curcumin i primære B-CLL-celler (2) og andre tumorer, herunder ikke-Hodgkins B-celle lymfom, prostatacancer og nyrecellekarcinom (4). Curcumin kan imidlertid også inducere dets pro-apoptotiske og antiproliferative virkninger uden at forstyrre Aktphosphoryleringsstatus (5,7,12).

et pro-overlevelsesmolekyle, der synes at være universelt hæmmet af curcumin, er NF-kB-transkriptionsfaktoren. NF-kB er nedreguleret af curcumin i mange forskellige kræftformer (4-8,11). Konstitutiv phosphorylering af IkBa i primære B-CLL-celler hæmmes af curcumin, hvilket indikerer, at gener nedstrøms for NF-kB skal hæmmes i disse celler. NF-kB, er nedreguleret i primær B-CLL efter curcuminbehandling (2). Manglen på nedregulering af Bcl-2 af curcumin er et interessant fund i betragtning af tidligere arbejde, der viser, at Bcl-2 er et direkte transkriptionelt mål for NF-kB og nedreguleres af curcumin (4,5). BIM, et pro-apoptotisk protein, er opreguleret af curcumin i primær B-CLL. Derfor kan curcumin nedregulere overlevelsesveje og opregulere apoptotiske veje i B-CLL.

Hvad sker der med effektiviteten af curcuminbehandling, når B-CLL-celler co-dyrkes i sammenhæng med stromalmiljøet? Stromaceller opretholder typisk et anti-apoptotisk miljø gennem direkte kontakt og gennem opløselige mediatorer. Co-kultur af B-CLL-celler med stromalceller gav betydelig beskyttelse mod curcumin-induceret apoptose ved lavere curcumindoser, men ikke ved højere doser (20 liter) (2). Disse resultater giver indsigt i virkningen af værtsmiljøet på curcumin-induceret apoptose og indikerer også, at højere doser curcumin kan være nødvendige for at opnå niveauet af apoptose set in vitro.

det er usandsynligt, at curcumin alene vil være en effektiv behandling af B-CLL på grund af ufuldstændige apoptotiske reaktioner. Curcumin selv forbedrer effektiviteten af en række forbindelser, herunder vincristin i B-CLL in vitro (6). Naturlige stoffer, som curcumin, er ønskelige kandidater til tilskud til kemoterapi på grund af deres ubetydelige toksiciteter. EGCG, den vigtigste polyphenol i grøn te, inducerer apoptose i B-CLL-celler in vitro gennem delvis inhibering af VEGFR1 og VEGFR2 phosphorylering, og også ved caspase-3 Aktivering og PARP spaltning. Bcl – 2 er nedreguleret af EGCG, ligesom Mcl-1 og 2. Behandling af primære B-CLL-celler med kombinationen af EGCG og curcumin blev undersøgt. Den sekventielle administration af EGCG efterfulgt af curcumin var den mest effektive behandlingskombination; mens samtidig administration resulterede i antagonistiske virkninger.

EGCG og curcumin er målrettet mod mange af de samme molekylære veje, herunder induktion af PARP-spaltning og inhibering af telomeraseaktivitet (2,4,5,10). Mens EGCG og curcumin nedregulerer mange fælles overlevelsesveje, herunder STAT3, Akt, NF-kB og de anti-apoptotiske gener Mcl-1 og siap, overlapper ikke alle deres mål (Figur 1.). For eksempel, mens begge forbindelser inducerer PARP-spaltning og apoptose i B-CLL, opnår EGCG dette gennem aktivering af caspase-3, mens curcumin ikke inducerer caspase-3-aktivering i disse celler (2). Således har disse to naturlige midler mange veje til fælles, men kan også afvige fra hinanden og kan potentielt udvise modsatte virkninger. Derfor er yderligere undersøgelse af de molekylære mekanismer involveret i de anti-proliferative og pro-apoptotiske virkninger af disse midler berettiget.

kliniske forsøg med curcumin og EGCG som individuelle midler eller i kombination med standard kemoterapi er allerede i gang i flere kræftformer (4,5,11 og klinisk trials.gov). et klinisk fase II-forsøg med curcumin i avanceret kræft i bugspytkirtlen blev for nylig offentliggjort af vores gruppe og demonstrerede en patient med en 73% tumorregression og en anden patient, der var stabil på curcumin i mere end 2,5 år (11 og Kursrock personlig kommunikation). Ingen bivirkninger blev observeret. De samlede responsrater var dog lave, måske fordi curcuminabsorptionen efter oral administration er dårlig (11).

orale grønteekstrakter er taget frivilligt af patienter med B-CLL, og EGCG er allerede begyndt fase i kliniske forsøg i Rai fase 0-II patienter med B-CLL (2). Den aktuelle undersøgelse giver begrundelse for kombinationen af curcumin plus EGCG i den kliniske indstilling og giver information om dosis og administration af disse to forbindelser. Et konstant forhold på 10:1 (EGCG: curcumin) blev etableret som effektivt til at inducere apoptose i B-CLL. Tilstrækkeligt høje doser EGCG og cirkulerende curcumin vil være nødvendige for at overvinde stromal beskyttelse in vivo. Dataene indikerer også, at sekventiel behandling af B-CLL med EGCG efterfulgt af curcumin foretrækkes frem for samtidig behandling og er afgørende for effektiviteten af kombinationen af disse to forbindelser. Samtidig behandling af B-CLL-celler med EGCG og curcumin resulterede i antagonistiske virkninger. I sidste ende vil de optimale undersøgelser sandsynligvis kræve anvendelse af en curcuminforbindelse modificeret for at forbedre dens biotilgængelighed. Indkapsling af curcumin i Liposomer gør det muligt at administrere det systemisk, og flere grupper arbejder på at ændre curcumin for at øge dets absorption, når det tages oralt (4,5,9,13). Baseret på de biologiske egenskaber af curcumin alene eller i kombination med EGCG eller andre forbindelser, bør disse anden generation af curcumindele undersøges til behandling af CLL og andre kræftformer.