PMC

huidige behandelingen voor B-chronische lymfatische leukemie (B-CLL) omvatten purine-analogen (fludarabine) en monoklonale antilichamen (rituximab) (1). Terwijl mensen jaren kunnen leven met B-CLL, is er geen effectieve remedie. Daarom zijn nieuwe gerichte therapieën van vitaal belang om de klinische resultaten voor patiënten met B-CLL te verbeteren. In dit nummer van Klinisch Kankeronderzoek, Ghosh et al. (2) onderzoek, in de preklinische setting, een nieuwe aanpak voor de behandeling van B-CLL die twee van nature voorkomende verbindingen combineert: curcumine en epigallocatechine-3-gallaat (EGCG). Het gebruik van natuurlijke verbindingen voor de behandeling van kanker is niet nieuw. Tweeënzestig procent van de kankergeneesmiddelen die door de Amerikaanse FDA tussen 1981 en 2002 werden goedgekeurd, waren van natuurlijke oorsprong (3). Bijvoorbeeld, all-trans retinoic zuur, dat is een vitamine A derivaat, is een zeer effectieve behandeling voor acute promyelocytic leukemie. Een schat aan gegevens ondersteunt een rol voor curcumine, het actieve ingrediënt in het kruid kurkuma, als een anti-neoplastisch middel (4,5). Dit werk breidt eerdere waarnemingen uit door de moleculaire routes te onderzoeken die betrokken zijn bij curcumine-geïnduceerde apoptose van B-CLL cellen. Met name in primaire CLL-culturen remde curcumine de expressie van pro-urvivale moleculen, waaronder STAT3, Akt en NF-kB, evenals de anti-apoptotische eiwitten Mcl-1 en XIAP. Curcumine ook up-gereguleerd de pro-apoptotische eiwit, BIM. Sequentiële toediening van EGCG gevolgd door curcumine resulteerde in verhoogde CLL-celdood en geneutraliseerde stromale bescherming.

curcumine heeft indrukwekkende antioxidante, chemo-preventieve, chemotherapeutische en chemo-sensibiliserende activiteiten (4,5). De apoptose van door curcumine geïnduceerde B-CLL-cellen is dosisafhankelijk en normale B-lymfocyten zijn minder gevoelig voor de cytotoxische effecten ervan dan B-CLL-cellen (2,6). Curcumine induceert PARP-splitsing in primaire B-CLL-cellen (2), Wat de activering van geprogrammeerde celdood weerspiegelt. PARP splitsing wordt veroorzaakt door curcumine in andere tumortypen, met inbegrip van pancreas-en colorectale kanker (7-9). Interessant is dat de auteurs niet waargenomen activering van upstream caspasen na curcumine behandeling. Dit verschilt van verscheidene andere studies die specifieke caspase-3 activering door curcumine in HL-60 en andere tumorcellijnen aantonen (4,5,10). Bij primaire B-CLL blijft het mechanisme van PARP-splitsing onduidelijk. Andere cellulaire voorvallen die bijdragen tot curcumine-geïnduceerde apoptose omvatten de afgifte van cytochroom C uit het mitochondriale membraan. Dit komt voor in verschillende cellijnen na behandeling met curcumine, evenals veranderingen in mitochondriale membraanpotentiaal (4,5). De rol van mitochondriale voorvallen in curcumine-geïnduceerde apoptose in B-CLL-cellen werd in deze studie niet onderzocht.

curcumine remt ook de constitutieve activering van pro-overlevingsroutes, waarvan sommige bij voorkeur actief zijn in primaire B-CLL-cellen, waaronder STAT3, Akt en NF-kB. Constitutieve activering van STAT3 is gemeld bij verschillende vormen van kanker, waaronder plaveiselcelcarcinoom van de borst, prostaat, hoofd en nek, multipel myeloom en alvleesklierkanker (4,8,11). STAT3 speelt een belangrijke rol in de inductie van anti-apoptotische genen en angiogenic factoren, en is essentieel voor diverse cytokine signalerende wegen (4,5,11). Curcumine remt effectief constitutieve STAT3-fosforylering in B-CLL (2), wat overeenkomt met andere studies die aantonen dat curcumine een effectieve remmer is van de STAT3-functie (4,5,11). Mcl-1, een pro-survival gen stroomafwaarts van STAT3, wordt ook down-gereguleerd door curcumine in primaire B-CLL (2). Constitutieve fosforylatie van Akt is down-geregeld door curcumine in primaire B-CLL cellen (2) en andere tumoren met inbegrip van non-Hodgkin ‘ s B cellymfoom, prostaatkanker, en niercelcarcinoom (4). Curcumine kan echter ook zijn pro-apoptotische en anti-proliferatieve effecten induceren zonder de akt-fosforylatiestatus te verstoren (5,7,12).

een pro-overlevingsmolecuul dat universeel geremd lijkt te worden door curcumine is de NF-kB transcriptiefactor. NF-kB wordt down-gereguleerd door curcumine bij veel verschillende kankers (4-8,11). Constitutieve fosforylering van IkBa in primaire B-CLL-cellen wordt geremd door curcumine, wat erop wijst dat genen stroomafwaarts van NF-kB in deze cellen geremd moeten worden. XIAP, een downstream-doel van NF-kB, wordt na curcuminebehandeling in primaire B-CLL minder gereguleerd (2). Het ontbreken van downregulatie van Bcl-2 door curcumine is een interessante bevinding gezien eerdere werkzaamheden die aantonen dat Bcl-2 een direct transcriptioneel doel van NF-kB is en downregulatie door curcumine (4,5). BIM, een pro-apoptotisch eiwit, wordt up-gereguleerd door curcumine in primaire B-CLL. Daarom kan curcumine overlevingswegen downreguleren en apoptotische routes in B-CLL upreguleren.

Wat gebeurt er met de werkzaamheid van curcuminebehandeling wanneer B-CLL-cellen worden gecultiveerd in de context van de stromale omgeving? De stromale cellen handhaven typisch een anti-apoptotic milieu door direct contact en door oplosbare bemiddelaars. Co-culture van B-CLL cellen met stromale cellen bood een aanzienlijke bescherming tegen curcumine-geïnduceerde apoptose bij lagere curcumine doses, maar niet bij hogere doses (20µM) (2). Deze resultaten geven inzicht in het effect van de gastheeromgeving op curcumine-geïnduceerde apoptose, en geven ook aan dat hogere doses curcumine nodig kunnen zijn om het niveau van apoptose gezien in vitro te bereiken.

Het is onwaarschijnlijk dat curcumine alleen een effectieve behandeling voor B-CLL zal zijn vanwege onvolledige apoptotische responsen. Curcumine zelf verhoogt de effectiviteit van een verscheidenheid aan verbindingen, waaronder vincristine in B-CLL in vitro (6). Natuurlijke agenten, zoals curcumine, zijn wenselijke kandidaten voor toevoegingen aan chemotherapie vanwege hun verwaarloosbare toxiciteiten. EGCG, de belangrijkste polyfenol in groene thee, induceert in vitro apoptose in B-CLL-cellen door gedeeltelijke remming van vegfr1-en VEGFR2-fosforylering, en ook door caspase-3-activering en PARP-splitsing. Bcl-2 is down-gereguleerd door EGCG, net als Mcl-1 en XIAP (2). Behandeling van primaire B-CLL-cellen met de combinatie van EGCG en curcumine werd onderzocht. De sequentiële toediening van EGCG gevolgd door curcumine was de meest effectieve behandelingscombinatie; terwijl gelijktijdige toediening antagonistische effecten tot gevolg had.

EGCG en curcumine richten zich op veel van dezelfde moleculaire routes, waaronder inductie van PARP-splitsing en de remming van telomeraseactiviteit (2,4,5,10). Terwijl EGCG en curcumine veel gemeenschappelijke overlevingsroutes reguleren, waaronder STAT3, Akt, NF-kB en de anti-apoptotische genen Mcl-1 en XIAP, overlappen niet al hun doelen elkaar (figuur 1.). Bijvoorbeeld, terwijl beide samenstellingen PARP splitsing en apoptose in B-CLL veroorzaken, bereikt EGCG dit door activering van caspase-3, terwijl curcumine caspase-3 activering in deze cellen niet veroorzaakt (2). Aldus, hebben deze twee natuurlijke agenten vele wegen gemeenschappelijk, maar kunnen ook van elkaar afwijken, en kunnen potentieel tegengestelde gevolgen tentoonstellen. Daarom is verdere studie van de moleculaire mechanismen betrokken bij de anti-proliferatieve en pro-apoptotische effecten van deze middelen gerechtvaardigd.

klinische studies met curcumine en EGCG als individuele middelen, of in combinatie met standaard chemotherapie, zijn al aan de gang bij verschillende kankers (4,5,11, en klinische onderzoeken trials.gov een Fase II klinische studie van curcumine in geavanceerde alvleesklierkanker werd onlangs gepubliceerd door onze groep en toonde een patiënt met een 73% tumor regressie, en een andere patiënt die stabiel was op curcumine voor meer dan 2,5 jaar (11, en Kurzrock persoonlijke communicatie). Er werden geen bijwerkingen waargenomen. De totale responspercentages waren echter laag, misschien omdat de curcumineabsorptie na orale toediening slecht is (11).

orale groene thee-extracten zijn vrijwillig genomen door patiënten met B-CLL, en EGCG is al begonnen met Fase I klinische onderzoeken bij patiënten met B-CLL in Rai-stadium 0-II (2). De huidige studie geeft een motivering voor de combinatie van curcumine plus EGCG in de klinische setting en geeft informatie over de dosis en toediening van deze twee stoffen. Een constante verhouding van 10: 1 (EGCG:curcumine) werd vastgesteld als effectief bij het induceren van apoptose bij B-CLL. Voldoende hoge doses EGCG en circulerend curcumine zullen nodig zijn om stromale bescherming in vivo te overwinnen. De gegevens geven ook aan dat sequentiële behandeling van B-CLL met EGCG gevolgd door curcumine de voorkeur verdient boven gelijktijdige behandeling en cruciaal is voor de werkzaamheid van de combinatie van deze twee stoffen. Gelijktijdige behandeling van B-CLL-cellen met EGCG en curcumine resulteerde in antagonistische effecten. Uiteindelijk, echter, de optimale studies zal waarschijnlijk het gebruik van een curcumine verbinding gewijzigd om de biologische beschikbaarheid te verbeteren. Het inkapselen van curcumine in liposomen staat het toe om systemisch te worden beheerd, en verscheidene groepen werken aan het veranderen van curcumine om zijn absorptie te verhogen wanneer mondeling genomen (4,5,9,13). Op basis van de biologische eigenschappen van curcumine alleen of in combinatie met EGCG of andere verbindingen, dienen deze tweede generatie curcuminedelen onderzocht te worden voor de behandeling van CLL en andere kankers.