PMC

nuvarande behandlingar för B-kronisk lymfocytisk leukemi (B-CLL) inkluderar purinanaloger (fludarabin) och monoklonala antikroppar (rituximab) (1). Medan människor kan leva i flera år med B-CLL, finns det inget effektivt botemedel. Därför är nya riktade terapier avgörande för att förbättra kliniska resultat för patienter med B-CLL. I detta nummer av Klinisk CancerForskning, Ghosh et al. (2) Undersök, i preklinisk miljö, ett nytt tillvägagångssätt för behandling av B-CLL som kombinerar två naturligt förekommande föreningar: curcumin och epigallocatechin-3-gallat (EGCG). Att använda naturliga föreningar för behandling av cancer är inte nytt. Sextiotvå procent av cancerläkemedel som godkänts av amerikanska FDA mellan 1981 och 2002 var av naturligt ursprung (3). Till exempel är all-trans retinsyra, som är ett vitamin A-derivat, en mycket effektiv behandling för akut promyelocytisk leukemi. En mängd data stöder en roll för curcumin, den aktiva ingrediensen i kryddan gurkmeja, som ett anti-neoplastiskt medel (4,5). Detta arbete utökar tidigare observationer genom att undersöka de molekylära vägarna som är involverade i curcumin-inducerad apoptos av B-CLL-celler. I synnerhet i primära CLL-kulturer hämmade curcumin uttryck av pro-urvivalmolekyler, inklusive STAT3, Akt och NF-kB, såväl som de anti-apoptotiska proteinerna Mcl-1 och XIAP. Curcumin uppreglerade också det pro-apoptotiska proteinet, BIM. Sekventiell administrering av EGCG följt av curcumin resulterade i ökad CLL-celldöd och neutraliserat stromalskydd.

Curcumin har imponerande antioxidant, kemo-förebyggande, kemoterapeutiska och kemo-sensibiliserande aktiviteter (4,5). Apoptos av B-CLL-celler inducerade av curcumin är dosberoende och normala B-lymfocyter är mindre känsliga för dess cytotoxiska effekter än B-CLL-celler (2,6). Curcumin inducerar PARP-klyvning i primära B-CLL-celler (2), vilket återspeglar aktiveringen av programmerad celldöd. PARP-klyvning induceras av curcumin i andra tumörtyper, inklusive bukspottskörtel och kolorektal cancer (7-9). Intressant nog observerade författarna inte aktivering av uppströms caspaser efter curcuminbehandling. Detta skiljer sig från flera andra studier som visar specifik caspase-3-aktivering av curcumin i HL-60 och andra tumörcellinjer (4,5,10). I primär B-CLL förblir mekanismen för PARP-klyvning oklar. Andra cellulära händelser som bidrar till curcumin-inducerad apoptos inkluderar frisättning av cytokrom c från mitokondriemembranet. Detta sker i flera olika cellinjer efter behandling med curcumin, liksom förändringar i mitokondriell membranpotential (4,5). Rollen av mitokondriella händelser i curcumin-inducerad apoptos i B-CLL-celler undersöktes inte i denna studie.

Curcumin hämmar också den konstitutiva aktiveringen av pro-överlevnadsvägar, varav några är företrädesvis aktiva i primära B-CLL-celler, inklusive STAT3, Akt och NF-kB. Konstitutiv aktivering av STAT3 har rapporterats i flera cancerformer, inklusive bröst -, prostata -, huvud-och nackskivepitelcancer, multipelt myelom och bukspottkörtelcancer (4,8,11). STAT3 spelar en viktig roll vid induktion av anti-apoptotiska gener och angiogena faktorer och är avgörande för olika cytokinsignalvägar (4,5,11). Curcumin hämmar effektivt konstitutiv STAT3-fosforylering i B-KLL (2), vilket överensstämmer med andra studier som visar att curcumin är en effektiv hämmare av STAT3-funktionen (4,5,11). Mcl-1, en pro-överlevnadsgen nedströms STAT3, regleras också av curcumin i primär B-CLL (2). Konstitutiv fosforylering av Akt regleras ned av curcumin i primära B-CLL-celler (2) och andra tumörer inklusive icke-Hodgkins B-celllymfom, prostatacancer och njurcellscancer (4). Curcumin kan emellertid också inducera dess pro-apoptotiska och antiproliferativa effekter utan att störa akt-fosforyleringsstatus (5,7,12).

en pro-överlevnadsmolekyl som verkar vara universellt inhiberad av curcumin är NF-kB-transkriptionsfaktorn. NF-kB regleras ned av curcumin i många olika cancerformer (4-8,11). Konstitutiv fosforylering av IkBa i primära B-CLL-celler hämmas av curcumin, vilket indikerar att gener nedströms NF-kB bör hämmas i dessa celler. I själva verket är XIAP, ett nedströms mål för NF-kB, nedreglerat i primär B-KLL efter curcuminbehandling (2). Bristen på nedreglering av BCL-2 av curcumin är ett intressant resultat med tanke på tidigare arbete som visar att Bcl-2 är ett direkt transkriptionsmål för NF-kB och är nedreglerat av curcumin (4,5). BIM, ett pro-apoptotiskt protein, uppregleras av curcumin i primär B-CLL. Därför kan curcumin nedreglera överlevnadsvägar och uppreglera apoptotiska vägar i B-CLL.

vad händer med effekten av curcuminbehandling när B-CLL-celler samodlas i samband med stromalmiljön? Stromala celler upprätthåller vanligtvis en anti-apoptotisk miljö genom direktkontakt och genom lösliga mediatorer. Samodling av B-CLL-celler med stromalceller gav ett betydande skydd mot curcumin-inducerad apoptos vid lägre curcumin doser, men inte vid högre doser (20 oC) (2). Dessa resultat ger insikt i värdmiljöns effekt på curcumin-inducerad apoptos och indikerar också att högre doser av curcumin kan krävas för att uppnå nivån av apoptos som ses in vitro.

det är osannolikt att curcumin enbart kommer att vara en effektiv behandling för B-KLL på grund av ofullständiga apoptotiska svar. Curcumin i sig ökar effektiviteten hos en mängd olika föreningar, inklusive vincristin i B-CLL in vitro (6). Naturliga medel, som curcumin, är önskvärda kandidater för tillägg till kemoterapi på grund av deras försumbara toxiciteter. EGCG, den huvudsakliga polyfenolen i grönt te, inducerar apoptos i B-CLL-celler in vitro genom partiell hämning av VEGFR1 och VEGFR2 fosforylering, och även genom caspase-3-aktivering och PARP-klyvning. Bcl – 2 regleras ned av EGCG, liksom Mcl-1 och XIAP (2). Behandling av primära B-CLL-celler med kombinationen av EGCG och curcumin undersöktes. Den sekventiella administreringen av EGCG följt av curcumin var den mest effektiva behandlingskombinationen; medan samtidig administrering resulterade i antagonistiska effekter.

EGCG och curcumin riktar sig mot många av samma molekylära vägar, inklusive induktion av PARP-klyvning och hämning av telomerasaktivitet (2,4,5,10). Medan EGCG och curcumin nedreglerar många vanliga överlevnadsvägar, inklusive STAT3, Akt, NF-kB och de anti-apoptotiska generna Mcl-1 och XIAP, överlappar inte alla deras mål (Figur 1.). Till exempel, medan båda föreningarna inducerar PARP-klyvning och apoptos i B-CLL, åstadkommer EGCG detta genom aktivering av caspase-3, medan curcumin inte inducerar caspase-3-aktivering i dessa celler (2). Således har dessa två naturliga medel många vägar gemensamt, men kan också avvika från varandra och kan potentiellt uppvisa motsatta effekter. Därför är ytterligare studier av de molekylära mekanismerna involverade i de antiproliferativa och pro-apoptotiska effekterna av dessa medel motiverade.

kliniska prövningar med curcumin och EGCG som enskilda medel, eller i kombination med standard kemoterapi, pågår redan i flera cancerformer (4,5,11 och kliniska trials.gov). en klinisk fas II-studie av curcumin i avancerad bukspottkörtelcancer publicerades nyligen av vår grupp och visade en patient med en 73% tumörregression och en annan patient som var stabil på curcumin i mer än 2,5 år (11 och Kurzrock personlig kommunikation). Inga biverkningar observerades. Den totala svarsfrekvensen var dock låg, kanske för att curcumin absorption efter oral administrering är dålig (11).

orala extrakt av grönt te har tagits frivilligt av patienter med B-CLL, och EGCG har redan börjat fas i kliniska prövningar i Rai steg 0-II patienter med B-CLL (2). Den aktuella studien ger motivering för kombinationen av curcumin plus EGCG i klinisk miljö och ger information om dosen och administreringen av dessa två föreningar. Ett konstant förhållande av 10:1 (EGCG: curcumin) fastställdes som effektivt vid inducering av apoptos i B-CLL. Tillräckligt höga doser EGCG och cirkulerande curcumin kommer att vara nödvändiga för att övervinna stromalskydd in vivo. Data indikerar också att Sekventiell behandling av B-CLL med EGCG följt av curcumin är att föredra framför samtidig behandling och är avgörande för effekten av kombinationen av dessa två föreningar. Samtidig behandling av B-CLL-celler med EGCG och curcumin resulterade i antagonistiska effekter. I slutändan kommer emellertid de optimala studierna troligen att kräva användning av en curcumin-förening modifierad för att förbättra biotillgängligheten. Inkapsling av curcumin i liposomer gör att det kan administreras systemiskt, och flera grupper arbetar med att förändra curcumin för att öka absorptionen när den tas oralt (4,5,9,13). Baserat på de biologiska egenskaperna hos curcumin ensamt eller i kombination med EGCG eller andra föreningar, bör dessa andra generationens curcumin-delar undersökas för behandling av CLL och andra cancerformer.