Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Κουρέτας Δημήτριος Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Βιοχημείας & Βιοτεχνολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Ζωικών Οργανισμών Χημειοπροφύλαξη.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Κουρέτας Δημήτριος Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Βιοχημείας & Βιοτεχνολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Ζωικών Οργανισμών Χημειοπροφύλαξη."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Κουρέτας Δημήτριος Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Βιοχημείας & Βιοτεχνολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Ζωικών Οργανισμών Χημειοπροφύλαξη

2 «H τροφή μπορεί να είναι φάρμακο για τον άνθρωπο και το φάρμακο μπορεί να αναζητηθεί στην τροφή» Ιπποκράτης, π.χ.

3 Επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει ότι το 80% περίπου των καρκίνων στον άνθρωπο οφείλεται σε περιβαλλοντικούς παράγοντες (π.χ. έκθεση σε χημικά καρκινογόνα, κάπνισμα, διατροφή, εργασιακό περιβάλλον).

4 Proportional distribution of hereditary breast cancer. HNPCC includes MSH2, MLH1, PMS1, and PMS2. Other single genes include TP53, PTEN, CHK2, and STK11, among others yet to be discovered.

5 Η συχνότητα του καρκίνου του προστάτη και του μαστού είναι μεγαλύτερη στις Δυτικές χώρες από ότι σε χώρες της Ασίας (Ιαπωνία, Κίνα κλπ.). Μετανάστες από την Ασία που ζουν στις Η.Π.Α. και διατήρησαν τις διατροφικές τους συνήθειες έχουν μικρότερα ποσοστά εμφάνισης καρκίνου σε σύγκριση με αυτούς που υιοθέτησαν το Δυτικό τρόπο διατροφής (Σοιχεία από τον World Health Organisation και την American Cancer Society, 1992).

6 Έχουν προταθεί 3 στρατηγικές για την πρόληψη από τον καρκίνο. 1)Η αποφυγή των ανθρώπων να εκτίθενται σε καρκινογόνα μέσω ελέγχου του εργασιακού περιβάλλοντος και κατάλληλης εκπαίδευσης που θα προωθεί ένα πιο υγιεινό τρόπο ζωής. 2)Ο εντοπισμός πληθυσμιακών ομάδων που βρίσκονται σε υψηλό κίνδυνο για εμφάνιση καρκίνου λόγω γενετικών ή περιβαλλοντικών παραγόντων, έτσι ώστε να γίνονται σε αυτούς συχνές κλινικές εξετάσεις. 3)Η χημειοπροφύλαξη. Από αυτές τις 3 στρατηγικές πιο σημαντική θεωρείται η χημειοπροφύλαξη γιατί: -οι 2 πρώτες στρατηγικές απαιτούν επακριβή γνώση των αιτιολογικών παραγόντων που οδηγούν σε καρκινογένεση, ενώ η χημειοπροφύλαξη όχι. -Μελέτες με πειραματόζωα έδειξαν ότι η χημειοπροφύλαξη είναι πολύ αποτελεσματική.

7 Χημειοπροφύλαξη από τον καρκίνο είναι η πρόληψη, η αναστολή ή η αντιστροφή της καρκινογένεσης μέσω της χορήγησης χημικών ενώσεων είτε με τη μορφή φαρμάκου είτε ως συστατικά των φυτικών τροφών (Sporn MB, Cancer Res 36: , 1976).

8 Επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει ότι η κατανάλωση φυτικών τροφών μειώνει τον κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου Μελέτες που έχουν δείξει Μελέτες που έχουν δείξει Τύπος καρκίνου προστασία από καρκίνο Σχετικός κίνδυνος (p <.05) (μικρ. vs. υψηλ. τεταρτημόριο) (p <.05) (μικρ. vs. υψηλ. τεταρτημόριο) Επιθήλιο Πάγκρεας 9/112.8 Στομάχι17/192.5 Πνεύμονες24/252.2 Οισοφάγος15/162.0 Τράχηλος μήτρας7/82.0 Παχέος εντέρου20/351.9 Ορμονοεξαρτώμενος Μήτρα/ενδομήτριο3/41.8 Μαστός 8/141.3 Προστάτης 4/141.3 (Ames and Gold, Drug Metabolism Reviews 30: , 1998)

9 H κατανάλωση φρούτων και λαχανικών συνδέεται με μειωμένη εμφάνιση πολλών μορφών καρκίνου ΓΙΑΤΙ;

10 Η χημειοπροστατευτική δράση των φυτικών τροφών οφείλεται στα φυτοχημικά τους συστατικά Τα φυτοχημικά συστατικά είναι μη θρεπτικά συστατικά που έχουν σημαντική βιολογική δράση. Για παράδειγμα, δρουν ως αντιοξειδωτικά και έχουν δράση παρόμοια με αυτή των ορμονών. Συνήθως δρουν συνεργικά, δηλαδή εμφανίζουν ισχυρότερη δράση όταν συνδυάζονται διαφορετικές κατηγορίες φυτοχημικών. Επίσης, παίζουν ρόλο στον καθορισμό της γεύσης, του αρώματος, των χρωμάτων και άλλων χαρακτηριστικών των φυτικών τροφών.

11 Τα περισσότερο μελετημένα φυτοχημικά ΤροφήΦυτοχημικά Allium (σκόρδο, κρεμμύδι, πράσσα) Allyl sulfides Αλλυλοσουλφίδια Cruciferous (μπρόκολα, λάχανο, λαχανάκια Βρυξελλών, κουνουπίδι, παντζάρια) ΙνδόλεςIndoles/glucosinolates Σουλφοραφάνη Ισοθειοκυανικά/θειοκυανικά Θειόλες Solanaceous (τομάτες, πιπεριές) Λυκοπένιο Umbelliferous (καρότα, σέλινο, μαϊντανός) Καροτενοειδή Φθαλίδια Πολυακετυλένια Compositae (αγκινάρα)Συλιμαρίνη Citrus (πορτοκάλια, λεμόνια, γκρεϊπ-φρουτ) Μονοτερπένια (λεμονένιο) Καροτενοειδή Άλλα φρούτα (σταφύλια, βατόμουρα, κεράσια, μήλα, καρπούζια, ρόδι) Πολυφαινόλες (πολυφαινολικά οξέα, φλαβοβοειδή) Φασόλια, σπόροι (σόγια, κριθάρι, βρώμη, λιναρόσπορος, σιτάρι) Φλαβονοειδή (ισοφλαβόνες) Πολυφαινολικά οξέα Σαπωνίνες Βότανα, καρυκεύματα Herbs, spices (ντζίντζερ, μέντα, θυμάρι, ρίγανη, βασιλικός, δενδρολίβανο, φασκόμηλο, μάραθος) Gingerols Φλαβονοειδή Μονοτερπένια (λεμονένιο) Γλυκύρριζα Πράσινο τσάι Glycyrrhizin, Πολυφαινόλες (κατεχίνες) Υπάρχουν επίσης χιλιάδες άλλα φυτοχημικά που δεν έχουν μελετηθεί

12 Οι τομάτες περιέχουν λυκοπένιο το οποίο ίσως προστατεύει από καρκίνο γιατί λόγω της αντιοξειδωτικής του δράσης προστατεύει το DNA από οξειδωτικές βλάβες Τα λαχανάκια Βρυξελλών περιέχουν τη σουλφοραφάνη που πιστεύεται ότι έχει αντικαρκινική δράση Τα μήλα είναι πλούσια σε φλαβονοειδή που έχουν παρουσιάσει αντικαρκινική δράση Το σκόρδο περιέχει την αλλικίνη που ίσως μειώνει τα επίπεδα της χοληστερόλης και προστατεύει από καρκίνο του στομάχου

13 Τα ισοφλαβονοειδή που περιέχονται στη σόγια έχουν δράση ανάλογη των οιστρογόνων και πιθανώς προστατεύουν από ορμονοεξαρτώμενους καρκίνους Η ρεσβερατρόλη που βρίσκεται στα σταφύλια και το κρασί έχει πιθανή αντικαρκινική και καρδιοπροστατευτική δράση Τα βατόμουρα είναι πλούσια σε φλαβονοειδή Το λιμονένιο των εσπεριδοειδών ίσως έχει αντικαρκινικές ιδιότητες. Επίσης είναι πλούσια στη βιταμίνη C που έχει αντιοξειδωτική δράση

14 Μία από τις σημαντικότερες κατηγορίες φυτοχημικών είναι οι φυτικές πολυφαινόλες Οι φυτικές πολυφαινόλες είναι μία μεγάλη και ετερογενής κατηγορία χημικών ενώσεων που παράγονται ως δευτερογενείς μεταβολίτες από τα φυτά Οι γνωστές πολυφαινόλες υπολογίζονται σήμερα σε περισσότερες από 8000

15 Βασικό χαρακτηριστικό τους είναι ο αρωματικός δακτύλιος του βενζολίου στον οποίο συνδέονται μία ή περισσότερες υδροξυλικές ομάδες Η μεγαλύτερη κατηγορία πολυφαινολών είναι τα φλαβονοειδή Φλαβονόλες Φλαβανόλες Ανθοκυανιδίνες

16 Μία άλλη κατηγορία πολυφαινολών είναι τα πολυφαινολικά οξέα Υδροξυβενζοϊκό οξύ Υδροξυκινναμικό οξύ

17 trans-ρεσβερατρόλη Η τρίτη σημαντικότερη κατηγορία πολυφαινολών που βρίσκεται κυρίως στα σταφύλια είναι τα στιλβένια

18 Βιολογικές ιδιότητες φυτικών πολυφαινολών Η πιο σημαντική ιδιότητα των φυτικών πολυφαινολών όσον αφορά την επίδρασή τους στην ανθρώπινη υγεία θεωρείται η αντιοξειδωτική τους δράση, δηλαδή η ικανότητά τους να αναστέλλουν το σχηματισμό ή να εξουδετερώνουν τις ελεύθερες ρίζες Αντικαρκινική δράση i)επάγουν την κυτταρική διαφοροποίηση ii)αναστέλλουν την αγγειογένεση iii)παρουσιάζουν δράση ανάλογη των οιστρογόνων Καρδιοπροστατευτική δράση (αναστέλλουν την οξείδωση της LDL, μειώνουν τη συσσωμάτωση των αιμοπεταλίων) Έχουν αντιϊκές, αντιαλλεργικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες

19 Σε ποιες πληθυσμιακές ομάδες μπορεί να εφαρμοστεί κυρίως η χημειοπροφύλαξη; Η χημειοπροφύλαξη μπορεί να εφαρμοστεί στο γενικό πληθυσμό καθώς και σε ομάδες υψηλού κινδύνου για εμφάνιση καρκίνου όπως: -Σε άτομα με υψηλή έκθεση σε καρκινογόνα (π.χ. καπνιστές). -Σε άτομα που έχουν γενετική προδιάθεση για εμφάνιση καρκίνου (π.χ. γυναίκες με μεταλλάξεις στα γονίδια BRCA1 και BRCA2). -Σε άτομα με προκακοήθεις αλλοιώσεις (π.χ. δυσπλασίες σε ελιές). -Σε άτομα που έχουν υποβληθεί σε χημειοθεραπεία για την καταπολέμηση κακοήθων όγκων, έτσι ώστε να εμποδιστεί η επανεμφάνισή τους.

20 Κατηγορίες χημειοπροφυλακτικών παραγόντων Με βάση το στάδιο της καρκινογένεσης στο οποίο δρουν οι χημειοπροφυλακτικοί παράγοντες διακρίνονται οι εξής κατηγορίες: 1)Αναστολείς του σχηματισμού του καρκινογόνου. 2)Παράγοντες παρεμπόδισης της δράσης του καρκινογόνου, οι οποίοι αναστέλλουν την πρώτη φάση (initiation) της καρκινογένεσης. 3)Παράγοντες καταστολής της νεοπλασματικής ανάπτυξης. Οι παράγοντες αυτοί αναστέλλουν την προαγωγική (promotion) ή την προοδευτική (progression) φάση της καρκινογένεσης.

21 Carcinogenesis Μεταλλάξεις σε Πρωτο-ογκογονίδια Ογκοκατασταλτικά γονίδια Μεταλλάξεις σε Πρωτο-ογκογονίδια Ογκοκατασταλτικά γονίδια Αγγειογένεση Βλάβες στο DNA Φυσιολογικά κύτταρα Φυσιολογικά κύτταρα Προαγωγή Μεταλλαγμένα κύτταρα Μεταλλαγμένα κύτταρα Πρόοδος Καλοήθεις όγκοι Καλοήθεις όγκοι Κακοήθεις όγκοι Κακοήθεις όγκοι Έναρξη Χημειοπροφυλακτικοί παράγοντες Χ ΧΧ

22

23 Αναστολείς σχηματισμού του καρκινογόνου Οι παράγοντες αυτοί αναστέλλουν κυρίως το σχηματισμό νιτροζαμινών από δευτερογενείς αμίνες και νιτρικά σε όξινο περιβάλλον. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν χημικές ενώσεις όπως: -Αναγωγικά οξέα. Για παράδειγμα το ασκορβικό οξύ (βιταμίνη C) μειώνει το σχηματισμό των νιτροζαμινών από δευτερογενείς αμίνες και νιτρώδη στο όξινο περιβάλλον του στομάχου και σε in vivo πειράματα με ποντίκια έχει οδηγήσει σε ελάττωση των όγκων του πνεύμονα. -Φυτικές πολυφαινόλες (π.x. καφεϊκό οξύ, φερουλικό οξύ, γαλλικό οξύ) -Σουλφυδρυλικές ενώσεις (π.χ. Ν-ακετυλκυστεΐνη) -Αμινοξέα. Για παράδειγμα τα αμινοξέα προλίνη και θειοπρολίνη δεσμεύουν τα νιτρώδη σχηματίζοντας μη μεταλλαξιγόνες νιτροζαμίνες.

24 Παράγοντες παρεμπόδισης της δράσης του καρκινογόνου Οι παράγοντες αυτοί διακρίνονται στις εξής κατηγορίες: 1)Αναστολείς των ενζύμων Ρ450 της φάσης Ι μεταβολισμού των ξενοβιοτικών. 2)Επαγωγείς των ενζύμων της φάσης ΙΙ μεταβολισμού των ξενοβιοτικών. 3)Εξουδετερωτές των ελευθέρων ριζών και των ηλεκτρονιόφιλων ενώσεων. 4)Επαγωγείς των ενζύμων επιδιόρθωσης των βλαβών του DNA.

25 Παράγοντες παρεμπόδισης της δράσης του καρκινογόνου Αναστολείς των ενζύμων Ρ450 της φάσης Ι μεταβολισμού των ξενοβιοτικών. Tα ένζυμα του συστήματος Ρ450 είναι τα σημαντικότερα των αντιδράσεων της φάσης Ι μεταβολισμού των ξενοβιοτικών. Σε ορισμένες όμως περιπτώσεις τα ένζυμα Ρ450 μετατρέπουν προκαρκινογόνες ενώσεις σε καρκινογόνες, και άρα ενώσεις που αναστέλλουν τα ένζυμα αυτά έχουν χημειοπροστατευτική δράση. Παραδείγματα: Η δισουλφιράμη εμποδίζει την ενεργοποίηση του προκαρκινογόνου διμεθυλυδραζίνη και κατά συνέπεια την επαγωγή όγκων στο έντερο πειραματόζωων. Ισοθειοκυανικές ενώσεις αναστέλλουν την επαγωγή καρκίνου του πνεύμονα σε πειραματόζωα από το προκαρκινογόνο ΝΝΚ (4- μεθυλνιτροζαμινο-1-3-πυριδυλ-1-βουτανόνη). Το ελλαγικό οξύ (μια πολυφαινόλη) αναστέλλει in vivo την επαγωγή καρκίνου από το προκαρκινογόνο NMBA (N- νιτριζομεθυλβενζυλαμίνη).

26 Παράγοντες παρεμπόδισης της δράσης του καρκινογόνου Επαγωγείς των ενζύμων της φάσης ΙΙ μεταβολισμού των ξενοβιοτικών. Παραδείγματα: Η σουλφοραφάνη (μια ισοθειοκυανική ένωση που βρίσκεται στα μπρόκολα) επάγει την τρανσφεράση της γλουταθειόνης (GST) με αποτέλεσμα να αναστέλλει την επαγωγή καρκίνου του μαστού σε πειραματόζωα. Το ΒΗΑ (βουτιλιωμένη υδροξυανισόλη) επάγει την UDP- γλυκουρονυλτρανσφεράση και με το μηχανισμό αυτό καταστέλλει την πρόκληση καρκίνου του στομάχου από το βενζο[α]πυρένιο.

27 Χημειοπροστατευτικά Προστασία από καρκίνο Ένζυμα μεταβολισμού Φυτοχημικά (σε πειραματόζωα) ξενοβιοτικών Αλκυλιωμένα σουλφίδιαAlliumΟισοφάγος, Έντερο, Φάση II (GST) Πτητικά σουλφίδια πνεύμονες Αλλύλια κυστεϊνών ΜονοτερπένιαCitrusMαστός, Πάγκρεας,Φάση II (GST, ΛεμονένιοΔέρμα, Πνεύμονες, UDP-GT) Ήπαρ Φάση I ΙσοθειοκυανικάCruciferousΣυκώτι, Πνεύμονες,Φάση II (GST) Mαστός ΠολυφαινόλεςTσάιΈντερο, Πνεύμονες,Φάση II (GST, Γαλλική επιγαλλοκατεχίνηΔέρμα, ΉπαρQR), Φάση I, ΚουρκουμίνηTurmericΈντερο, ΔέρμαΦάση II (GST)

28 Επαγωγείς των ενζύμων της φάσης ΙΙ μεταβολισμού των ξενοβιοτικών. Ορισμένες φυτικές πολυφαινόλες επάγουν την έκφραση των ξενοβιοτικών ενζύμων μέσω του στοιχείου της ξενοβιοτικής απόκρισης (Xenobiotic Response Element ή ΧΡΕ). Το XRE βρίσκεται στην περιοχή του υποκινητή αρκετών ξενοβιοτικών ενζύμων και ρυθμίζει την έκφρασή τους.

29 ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΑRE ΚΑΙ ΤΟΥ XRE ΑΠΟ ΤΙΣ ΠΟΛΥΦΑΙΝΟΛΕΣ Μεταγραφική ρύθμιση των γονιδίων GSTA2 και NQO1 (ΝΑDPH:οξειρεδουκτάση των κινονών) μέσω του στοιχείου αντιοξειδωτικής απόκρισης (ARE) και του στοιχείου απόκρισης στα ξενοβιοτικά (ΧRE). Τα αντιοξειδωτικά (π.χ. πολυφαινόλες) συνδέονται με το μεταγραφικό παράγοντα Nrf2 ο οποίος μετακινείται στον πυρήνα και σχηματίζει ένα σύμπλοκο με μεταγραφικούς παράγοντες που ονομάζονται bZIP πρωτεΐνες. Στη συνέχεια το σύμπλοκο αυτό συνδέεται με το ARE που βρίσκεται στην περιοχή του υποκινητή των γονιδίων και επάγει τη μεταγραφή τους. Το ARE μπορεί να ενεργοποιείται και από ξενοβιοτικά (π.χ. βενζο[a]πυρένιο).

30 Ορισμένες πολυφαινόλες συνδέονται στον υποδοχέα Ah ο οποίος μεταφέρεται στον πυρήνα και συνδέεται με το XRE. Το XRE επάγει την έκφραση ξενοβιοτικών ενζύμων. Το XRE βρίσκεται επίσης στην περιοχή του υποκινητή των γονιδίων jun και fos τα οποία μέσω της πρωτεΐνης ΑΡ-1 (activator protein-1) επάγουν την έκφραση πολλών άλλων γονιδίων. ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ XRE ΑΠΟ ΤΙΣ ΠΟΛΥΦΑΙΝΟΛΕΣ

31 Μεταβολική ενεργοποίηση του βενζο[a]πυρενίου και σχηματισμός DNA adducts

32 The Aryl Hydrocarbon Receptor Pathway Chemopreventive Compounds Phase II Enzyme (QR, GST)

33 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΣΗΣ ΤΗΣ ΔΡΑΣΗΣ ΤΟΥ ΚΑΡΚΙΝΟΓΟΝΟΥ Επαγωγείς των ενζύμων επιδιόρθωσης των βλαβών του DNA. Οι μεταλλάξεις που προκαλούνται στο DNA θεωρούνται ένας σημαντικός παράγοντας και κατά τα 3 στάδια της καρκινογένεσης: -Στο πρώτο στάδιο, την έναρξη, μεταλλάξεις σε γονίδια που ελέγχουν τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων οδηγούν στο σχηματισμό ενός ‘αρχικού’ κυττάρου που μπορεί να εκτελεί μεγαλύτερο αριθμό κυτταρικών διαιρέσεων από το φυσιολογικό. -Στο δεύτερο στάδιο, την προαγωγή, μια ‘κρίσιμη’ μετάλλαξη οδηγεί στο σχηματισμό του πρώτου προ- καρκινογόνου κυττάρου. -Στο τρίτο στάδιο, την πρόοδο, το προ-καρκινικό κύτταρο μετατρέπεται εξαιτίας νέων μεταλλάξεων σε καρκινικό.

34 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΣΗΣ ΤΗΣ ΔΡΑΣΗΣ ΤΟΥ ΚΑΡΚΙΝΟΓΟΝΟΥ Επαγωγείς των ενζύμων επιδιόρθωσης των βλαβών του DNA. Σε αυτή την περίπτωση υπάρχουν 3 χημειοπροφυλακτικοί μηχανισμοί: 1)Αύξηση του συνολικού επιπέδου επιδιόρθωσης βλαβών του DNA. π.χ. η βανιλλίνη αναστέλλει τη μεταλλαξιγένεση σε κύτταρα θηλαστικών. 2)Χημικά μεταλλαξιγόνα αναστέλλουν τη δράση του επιδιορθωτικού ενζύμου πολύ(ADP-ριβοσυλ)-τρανσφεράση (ADPRT). Υπάρχουν χημειοπροστατευτικές ενώσεις που παρεμποδίζουν αυτή την αναστολή. π.χ. η Ν-ακετυλκυστεΐνη αναστέλλει τη μείωση της δράση του ADPRT που προκαλείται από το μεταλλαξιγόνο 2- ακετυλαμινοφλουορένιο (AAF). 3)Καταστολή του μηχανισμού επιδιόρθωσης που έχει τάση για λάθη στο DNA (error-prone DNA repair). π.χ. οι αναστολείς των πρωτεασών καταστέλλουν το μηχανισμό επιδιόρθωσης που έχει τάση για λάθη στο DNA (οι πρωτεάσες επάγουν το μηχανισμό επιδιόρθωσης που έχει τάση για λάθη στο DNA ).

35 Ελεύθερη ρίζα είναι κάθε άτομο ή μόριο στοιχείου ή χημικής ένωσης το οποίο περιέχει ένα ή περισσότερα μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια + Οι σημαντικότερες ελεύθερες ρίζες που παράγονται στο εσωτερικό των κυττάρων είναι: O2–, OH, RO, ROO, NO Υπάρχουν ενώσεις που δεν είναι ελεύθερες ρίζες αλλά παίζουν σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό τους π.χ. H 2 O 2, ONOO- – Η πιο απλή ελεύθερη ρίζα είναι το άτομο του υδρογόνου Τι είναι ελεύθερες ρίζες; ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΣΗΣ ΤΗΣ ΔΡΑΣΗΣ ΤΟΥ ΚΑΡΚΙΝΟΓΟΝΟΥ Εξουδετερωτές των ελευθέρων ριζών και των ηλεκτρονιόφιλων ενώσεων.

36 Αντιοξειδωτικό Ελεύθερες ρίζες

37 Σχηματισμός ελευθέρων ριζών Μεταβολισμός Μιτοχόνδριο Φλεγμονή Κάπνισμα Ιονίζουσα ακτινοβολία Ατμοσφαιρική ρύπανση Φαγοκύτταρα Βλάβες στο DNA

38 Σχηματισμός ελευθέρων ριζών & οξειδωτική βλάβη Μείωση των αντιοξειδωτικών μηχανισμών Οξειδωτικό στρες Αντιοξειδωτικοί μηχανισμοί Σχηματισμός ελευθέρων ριζών

39 ΟΗ + e - + H + γουανίνη 8-ΟΗ-γουανίνη Οι ελεύθερες ρίζες μπορούν να προκαλέσουν βλάβες στο DNA

40 ΟΗ ΝΟ 2 ΟΗ ορθο-Τυροσίνη μετα-Τυροσίνη 3-Νιτροφαινυλαλανίνη Φαινυλαλανίνη Οι ελεύθερες ρίζες μπορούν να προκαλέσουν βλάβες στις πρωτεΐνες

41 LH + R → L + RH L + O 2 → LOO LOO + LH → LOOH + L LOOH → LOO, LO, RCHO Λιπιδιακή υπεροξείδωση

42 Ελεύθερες ρίζες (ROS) και ασθένειεις ROS καρκίνος Νευροεκφυλιστικές ασθένειες (π.χ. Πάρκινσον, Αλτσχάιμερ) Αυτοάνοσες νόσοι Αρτηριοσκλήρυνση (καρδιοπάθειες) Επιτάχυνση της γήρανσης

43 Αντιοξειδωτικά ένζυμα

44 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΣΗΣ ΤΗΣ ΔΡΑΣΗΣ ΤΟΥ ΚΑΡΚΙΝΟΓΟΝΟΥ Εξουδετερωτές των ελευθέρων ριζών και των ηλεκτρονιόφιλων ενώσεων. Παραδείγματα: Η σουλφυδρυλομάδα της Ν-ακετυλκυστεΐνης αντιδρά με ηλεκτρονιόφιλες ενώσεις και αναστέλλει την καρκινογόνο δράση τους. Το ελλαγικό οξύ (μια φυτική πολυφαινόλη) αντιδρά άμεσα με το διολεποξείδιο του βενζο[α]πυρενίου (BPDE) με αποτέλεσμα να αναστέλλει την μεταλλαξιγένεση και την καρκινογένεση που προκαλεί. Γενικότερα, φυτοχημικά συστατικά όπως οι πολυφαινόλες και τα καροτενοειδή παρουσιάζουν ισχυρή αντιοξειδωτική δράση.

45 Βιολογικές ιδιότητες φυτικών πολυφαινολών Μηχανισμοί αντιοξειδωτικής δράσης φυτικών πολυφαινολών: i)άμεση εξουδετέρωση των ελευθέρων ριζών PΟH + RΟ → PΟ + ROH PΟH: πολυφαινόλη, RΟ : ελεύθερη ρίζα, PΟ : πολυφαινολική ρίζα PΟ + RO → ROΟP ii)Δέσμευση ιόντων μετάλλων (χηλικές ενώσεις) αντίδραση Fenton H 2 O 2 + Fe 2+ (ή Cu 1+ ) → OH¯ + OH + Fe 3+ (ή Cu 2+ ) αντίδραση Haber-Weiss O 2 ● – + H 2 O 2 → OH¯ + OH + O 2

46 Μηχανισμοί αντιοξειδωτικής δράσης φυτικών πολυφαινολών: iii)αναστέλλουν τη δράση ενζύμων που προκαλούν το σχηματισμό ελευθέρων ριζών iv)επάγουν αντιοξειδωτικά ένζυμα v)επιδρούν στο στοιχείο της ‘Aντιοξειδωτικές απόκρισης’ (antioxidant response element ή ARE). Το ARE βρίσκεται στην περιοχή του υποκινητή των γονιδίων αρκετών αντιοξειδωτικών ενζύμων και παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της έκφρασής τους.

47 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Οι παράγοντες αυτοί διακρίνονται στις εξής κυρίως κατηγορίες: 1)Αναστολείς του μεταβολισμού των πολυαμινών. 2)Επαγωγείς της κυτταρικής διαφοροποίησης. 3)Τροποποιητές των μονοπατιών μεταγωγής σήματος. 4)Τροποποιητές της δράσης αυξητικών ορμονών. 5)Αναστολείς των ογκογονιδίων. 6)Επαγωγείς της διακυτταρικής επικοινωνίας. 7)Επαγωγείς της ανοσολογικής απόκρισης. 8)Επαγωγείς της απόπτωσης. 9)Ρυθμιστές της μεθυλίωσης του DNA. 10)Αναστολείς της αποικοδόμησης της βασικής μεμβράνης. 11)Αναστολείς του μεταβολισμού του αραχιδονικού οξέος. 12)Αναστολείς της αγγειογένεσης

48 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Αναστολείς του μεταβολισμού των πολυαμινών. Οι πολυαμίνες παίζουν σημαντικό ρόλο στον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και στην καρκινογένεση. Ένα ένζυμο ‘κλειδί’ στο μεταβολισμό τους είναι η αποκαρβοξυλάση της ορνιθίνης (ODC) η οποία καταλύει το μεταβολισμό της ορνιθίνης σε πουτρεσκίνη. Η συγκέντρωση της ODC αυξάνεται σε καρκινικά κύτταρα καθώς και μετά την επίδραση καρκινογόνων ενώσεων (π.χ. ΤΡΑ). Χημειοπροστατευτικές ενώσεις που αναστέλλουν τη δράση της ODC είναι η α-διφθορομεθυλορνιθίνη, φυτικές πολυφαινόλες (π.χ. ελλαγικό οξύ και κουρκουμίνη).

49 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Επαγωγείς της κυταρικής διαφοροποίησης. Τα καρκινικά κύτταρα έχουν χάσει την ικανότητα της διαφοροποίησης. Η ανάκτηση της ικανότητας των κυττάρων να διαφοροποιούνται αναστέλλει την καρκινογένεση. Πειράματα σε τραχείες χάμστερ έδειξαν ότι χορήγηση της βιταμίνης Α και ρετινοειδών στο πλακώδες κερατινοποιούμενο επιθήλιο αποκαθιστά τη φυσιολογική διαφοροποίηση. Η δράση αυτή φαίνεται ότι επιτυγχάνεται μετά από σύνδεση με ενδοκυτταρικές πρωτεΐνες και πυρηνικούς υποδοχείς. Το ασβέστιο και η βιταμίνη D 3 σε in vivo πειράματα αναστέλλoυν την καρκινογένεση πιθανώς λόγω της ικανότητάς τους να προκαλούν διαφοροποίηση επιθηλιακών κυττάρων. Η δράση αυτή της βιταμίνης D 3 και του ασβεστίου πιστεύεται ότι επιτυγχάνεται μέσω του ίδιο μονοπατιού μεταγωγής σήματος, που περιλαμβένει τον υποδοχέα της D 3 και το ασβέστιο ως σηματοδοτικό μόριο.

50 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Τροποποιητές των μονοπατιών μεταγωγής σήματος. Οι χημειοπροφυλακτικοί παράγοντες μπορούν να αποκαθιστούν τη φυσιολογική ρύθμιση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού μέσω των μονοπατιών μεταγωγής σήματος. Αρκετοί χημειοπροφυλακτικοί παράγοντες (π.χ. τα φλαβονοειδή) αναστέλλουν την πρωτεϊνική κινάση C με αποτέλεσμα να καταστέλλουν την καρκινογένεση. Μέσω της τροποποίησης των μονοπατιών μεταγωγής σήματος μπορεί να εξηγηθεί η πλειοτροπική δράση ορισμένων χημειοπροφυλακτικών παραγόντων.

51 PKA C/EBPβ NF/IL-6flavonoids αντιοξειδωτικά p21 JNK-1 CDK2 Επίδραση χημειοπροφυλακτικών παραγόντων σε μονοπάτια μεταγωγής σήματος. Αντιοξειδωτικά ανάγουν την πρωτεϊνική κινάση Α (ΡΚΑ). Η ανηγμένη ΡΚΑ μετακινείται στη μεμβράνη όπου φωσφορυλιώνει το μεταγραφικό παράγοντα C/EBPβ, o οποίος μετακινείται στον πυρήνα και επάγει τη μεταγραφή του p21. O p21 αναστέλλει την εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση (CDK2) με αποτέλεσμα να οδηγεί τα κύτταρα σε απόπτωση. Επίσης, ο p21 συνδέεται στη c-Jun N-τελική κινάση (JNK-1) και την απενεργοποιεί. Η JNK-1 είναι μέλος μιας οικογένειας πρωτεϊνικών κινασών που ενεργοποιούνται από το στρες. Η ενεργοποίηση αυτών των κινασών οδηγεί σε ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό καρκινικά κύτταρα. Μερικά φλαβονοειδή συνδέονται απευθείας με την CDK2 και την απενεργοποιούν. X απόπτωση X X κυτταρική μεμβράνη πυρηνική μεμβράνη

52 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Τροποποιητές της δράσης ορμονών και αυξητικών παραγόντων. Χημειοπροφυλακτικοί παράγοντες μπορούν να ρυθμίζουν τη δράση ορμονών και αυξητικών παραγόντων. Αυτή η ρύθμιση μπορεί να συμβαίνει σε επίπεδο μεμβρανικών υποδοχέων (για τους αυξητικούς παράγοντες και τις πεπτιδικές ορμόνες). Επίσης, η ρύθμιση μπορεί να γίνεται μέσω κυτταροπλασματικών και πυρηνικών υποδοχέων (για τους υποδοχείς των στεροειδών). Για παράδειγμα αντιοιστρογόνα όπως η ταμοξιφαίνη συνδέονται σε πυρηνικούς υποδοχείς οιστρογόνων εμποδίζοντας τη σύνδεση των οιστρογόνων. Επίσης, η ταμοξιφαίνη μειώνει τα επίπεδα του αυξητικού παράγοντα που είναι παρόμοιος με την ινσουλίνη (IGF-1). Ο IGF-1 διεγείρει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό σε διάφορους καρκινικούς τύπους.

53 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Αναστολείς των ογκογονιδίων. Μελέτες έχουν δείξει ότι το D-λιμονένιο (που βρίσκεται στα εσπεριδοειδή) αναστέλλει την ενεργοποίηση του ογκογονιδίου ras p21. Συγκεκριμένα, το D-λιμονένιο αναστέλλει τη μετα- μεταφραστική φαρνεσυλίωση της πρωτεΐνης ras p21 (για να ενεργοποιηθεί το ογκογονίδιο ras πρέπει πρώτα να φαρνεσυλιωθεί).

54 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Επαγωγείς της διακυτταρικής επικοινωνίας. Η επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων επιτυγχάνεται μέσω διόδων των κυτταρικών μεμβρανών που ονομάζονται χασμοσύνδεσμοι. Κατά την καρκινογένεση αναστέλλεται η επικοινωνία των κυττάρων μέσω των χασμοσυνδέσμων. Μελέτες έχουν δείξει ότι τα καροτενοειδή και τα ρετινοειδή ενισχύουν την επικοινωνία μέσω των χασμοσυνδέσμων και αναστέλλοντας έτσι τη μετατροπή των κυττάρων σε καρκινικά.

55 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Επαγωγείς της ανοσολογικής απόκρισης. Οι χημειοπροφυλακτικοί παράγοντες μπορούν να επηρεάζουν την ανασολογική απόκριση με διάφορους μηχανισμούς. -Το ρετινοϊκό οξύ και το σελήνιο αυξάνουν την κυτταροτοξικότητα μέσω των φυσικών κυττάρων φονέων (Natural Killer cells). -Σε in vivo πειράματα η βιταμίνη Ε αυξάνει την παραγωγή αντισωμάτων (ιδιαίτερα των IgG). -Επίσης, η βιταμίνη Ε αναστέλλει τη μείωση των μακροφάγων που προκαλείται από καρκινογόνα όπως το DMBA.

56 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Επαγωγείς της απόπτωσης. Η απόπτωση (ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος) αποτελεί σημαντικό παράγοντα παράγοντα χημειοπροφύλαξης, αφού απομακρύνει τα κύτταρα που παρουσιάζουν βλάβες στο DNA και γενωμική αστάθεια. Επίσης, ογκοκατασταλτικά γονίδια (π.χ. p53) μεταξύ των άλλων επάγουν την απόπτωση, ενώ καρκινογόνες ενώσεις (π.χ. TPA) την αναστέλλουν. Μελέτες έχουν δείξει ότι η ταμοξιφαίνη επάγει την απόπτωση των καρκινικών κυττάρων MCF-7. Η σουλινδάκη (ένα μη στεροειδές αντιφλεγμονώδες φάρμακο) επάγει την απόπτωση σε πολύποδες του παχέος εντέρου. Απόπτωση σε καρκινικά κύτταρα έχουν προκαλέσει φυτικές πολυφαινόλες και ρετινοειδή

57 Οι κασπάσες είναι πρωτεΐνες που παίζουν σημαντικό ρόλο στην απόπτωση. Υπάρχουν δύο κυρίως μονοπάτια για την ενεργοποίηση των κασπασών. Το μονοπάτι του υποδοχέα νέκρωσης (εξωγενές): Εξωκυτταρικά μόρια (π.χ. Fas, TNF) ενεργοποιούν υποδοχείς της κυτταρικής επιφάνειας. Η σύνδεση με τους υποδοχείς ενεργοποιεί τη σύνδεση ενδοκυτταρικών πρωτεϊνών στην κυτταροπλασματική περιοχή του υποδοχέα. Η συγκέντρωση αυτών των ενδοκυτταρικών πρωτεϊνών οδηγεί στη διάσπαση της πρώτης προκασπάσης στην αλυσίδα αντιδράσεων των κασπασών.

58 Το μιτοχονδριακό μονοπάτι (ενδογενές): Bcl-2 πρωτεΐνες (π.χ. Bax, Bad, Bak) προκαλούν την απελευθέρωση του κυτοχρώματος c και συσσωμάτωση πρωτεϊνών που ενεργοποιούν τις πρώτες προκασπάσες στην αλυσίδα αντιδράσεων των κασπασών.

59 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Μελέτες έχουν δείξει ότι η ταμοξιφαίνη επάγει την απόπτωση των καρκινικών κυττάρων MCF-7. Η σουλινδάκη (ένα μη στεροειδές αντιφλεγμονώδες φάρμακο) επάγει την απόπτωση σε πολύποδες του παχέος εντέρου. Απόπτωση σε καρκινικά κύτταρα έχουν προκαλέσει in vitro και in vivo φυτικές πολυφαινόλες, ρετινοειδή, βανιλλοειδή και μη στεροειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα (NSAIDS).

60 Χημειοπροστατευτικός παράγοντας Μηχανισμός απόπτωσης Ρετινοϊκά οξέαΕνεργοποίηση κασπασών, ενεργοποίηση του υποδοχέα Fas ασπιρίνηΕπαγωγή της Bax, απελευθέρωση του κυτοχρώματος c από τα μιτοχόνδρια, ενεργοποίηση κασπασών σουλινδάκηΕνεργοποίηση των υποδοχέων νέκρωσης, των κασπασών και της Bax ρεσβερατρόληΕνεργοποίηση κασπασών, επαγωγή του υποδοχέα Fas Γαλλική επιγαλλοκατεχίνη Παραγωγή Η 2 Ο 2 (οι ROS προκαλούν απόπτωση), ενεργοποίηση των υποδοχέων Fas, ενεργοποίηση κασπασών, ενεργοποίηση της ογκοκατασταλτικής πρωτεΐνης p21 ΤαμοξιφαίνηΕνεργοποίηση των κασπασών, προ-οξειδωτική δράση, αναστολή των αντι-αποπτικών πρωτεϊνών (Bcl-2) ΓενιστεΐνηΕνεργοποίηση των κασπασών, επαγωγή της Bax, επαγωγή της p21 ΚουρκουμίνηΕνεργοποίηση των κασπασών, προ-οξειδωτική δράση, επαγωγή της Bax

61 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Ρυθμιστές της μεθυλίωσης του DNA. Η υπομεθυλίωση των ογκογονιδίων καθώς και των γονιδίων αυξητικών παραγόντων αυξάνει την έκφρασή τους. Ορισμένοι χημειοπροφυλακτικοί παράγοντες λειτουργούν ως δότες μεθυλικών ομάδων. Για παράδειγμα η μεθειονίνη, η χολίνη, το φολικό οξύ και η βιταμίνη Β12 που ρυθμίζουν το μεταβολισμό του μεθυλίου αναστέλλουν τους χημικά προκαλούμενους όγκους του μαστού σε αρουραίους.

62 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Αναστολείς της αποικοδόμησης της βασικής μεμβράνης. Τα καρκινικά κύτταρα παράγουν διάφορα ένζυμα (π.χ. πρωτεάσες του κολλαγόνου, υαλουρονιδάση, ελαστάση και οι ενεργοποιητές του πλασμινογόνου) που είναι υπεύθυνα για τη λύση της βασικής μεμβράνης με συνέπεια τη διήθηση των νεοπλασματικών κυττάρων. Ορισμένοι χημειοπροφυλακτικοί παράγοντες έχουν την ικανότητα να αναστέλλουν τις πρωτεάσες και έτσι να εμποδίζουν τη μετάσταση των καρκινικών κυττάρων.

63 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Αναστολείς του μεταβολισμού του αραχιδονικού οξέος. Ο μεταβολισμός του αραχιδονικού οξέος (είτε μέσω του μονοπατιού της κυκλοοξυγενάσης είτε μέσω της λιποοξυγενάσης) παίζει σημαντικό ρόλο στην πρόκληση φλεγμονής και στην επαγωγή της καρκινογένεσης. Το μονοπάτι της κυκλοοξυγενάσης μετατρέπει το αραχιδονικό οξύ σε προσταγλανδίνες, προστακυκλίνες και θρομβοξένια, ενώ το μονοπάτι της λιποοξυγενάσης το μετατρέπει σε λευκοτριένια και υδροξυεικοσιτετραονικό οξύ (και στα δύο αυτά μονοπάτια σχηματίζονται ελεύθερες ρίζες). Μελέτες έχουν δείξει ότι αναστολείς της κυκλοοξυγενάσης (π.χ. ασπιρίνη, ινδομεθακίνη, φλαβονοειδή) αναστέλλουν την καρκινογένεση. Επίσης, αναστολείς της λιποοξυγενάσης (π.χ. βιταμίνη Ε) αναστέλλουν την προαγωγική φάση της καρκινογένεσης σε επιδερμίδα ποντικών.

64 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Αναστολείς της αγγειογένεσης. Η αγγειογένεση είναι μια αυστηρά ρυθμιζόμενη διαδικασία σε υγιή άτομα. Κατά την καρκινογένεση παρατηρείται παθολογική αγγειογένεση. Η αναστολή της αγγειογένεσης οδηγεί τα καρκινικά κύτταρα σε θάνατο λόγω έλλειψης θρεπτικών συστατικών και οξυγόνου. Αρκετά φλαβονοειδή έχουν αναφερθεί ως αναστολείς της αγγειογένεσης.

65 ΜΕΘΟΔΟΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΧΗΜΕΙΟΠΡΟΦΥΛΑΚΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ Για την ανίχνευση χημειοπροφυλακτικών παραγόντων μπορούν να χρησιμοποιηθούν in vitro και in vivo μέθοδοι.

66

67 IN VITRO ΜΕΘΟΔΟΙ Προσδιορισμός αντιοξειδωτικής δράσης με τη μέθοδο του DPPH Πρόκληση θραύσεων σε πλασμιδιακό DNA Ames τεστ (προκαρυωτικά κύτταρα) Ανταλλαγές μεταξύ αδελφών χρωματίδων ή SCEs (ευκαρυωτικά κύτταρα) Επίδραση στη δράση ενζύμων που παίζουν σημαντικό ρόλο στην καρκινογένεση (π.χ. τοποϊσομεράση)

68 Προσδιορισμός της αντιοξειδωτικής δράσης με τη μέθοδο του DPPH Μέθοδος Η μέθοδος στηρίζεται στην απορρόφηση της ρίζας 1,1 διφαινυλ-2-πικρυλυδραζύλιο (DPPH) το οποίο έχει μπλε χρώμα στα 517nm. Όταν στο διάλυμα προστεθεί μία ουσία με αντιοξειδωτική δράση τότε η ρίζα DPPH ανάγεται με πρόσληψη ενός ατόμου υδρογόνου και μετατρέπεται σε 1,1-διφαινυλ-2- πικρυλυδραζίνη, η οποία έχει κίτρινο χρώμα, με αποτέλεσμα να ελαττώνεται η οπτική απορρόφηση. 1,1 διφαινυλ-2-πικρυλυδραζύλιο1,1-διφαινυλ-2-πικρυλυδραζίνη

69 Επαγωγή θραύσεων σε πλασμιδιακό DNA με τη χρήση μιτομυκίνης C pGem-3z μιτομυκίνη C Μεθ. εκχ. κοκ. σταφ (μg/ml) Χαλ – Υπερ – Υπερελικωμένη Χαλαρωμένη

70 Επαγωγή θραύσεων σε πλασμιδιακό DNA με τη χρήση MMC Υδατικό άσπρα σταφ. 7% 15% *30% *38 % 5% %6 Υδατικό κόκκινα σταφ. 3% 12% *19% Μεθανολικό κόκκινα σταφ 6% *47% Μεθανολικό άσπρα σταφ. *36%

71 αντιμεταλλαξιγόνο + μεταλλαξιγόνο μάρτυρας Τεστ του Ames Χρησιμοποιήθηκαν τα κύτταρα Salmonella typhimurium TA102

72 DNA + BLM-Fe 3+ → DNA-BLM-Fe 3+ DNA-BLM-Fe 3+ + e¯ → DNA-BLM-Fe 2+ DNA-BLM-Fe 2+ + O 2 → DNA-BLM-Fe 2+ -O 2 DNA-BLM-Fe 2+ -O 2 + e¯ + H + → DNA-BLM-Fe 3+ -OOH DNA-BLM-Fe 3+ -OOH → Ο2– + BLM-Fe 3+ μεταλλαγμένο DNA Μεταλλαξιγόνος δράση της μπλεομυκίνης

73 Μεταλλαξιγόνος δράση του H 2 O 2 H 2 O 2 + Fe 2+ → OH¯ + OH + Fe 3+ Αντίδραση Fenton μεταλλαγμένο DNA

74

75 Τεστ του Ames – Αποτελέσματα (μπλεομυκίνη) 42% * 60% * 69% * Μεθανολικό κόκκινα σταφ. 18% 75%* 66%* Υδατικό κόκκινα σταφ. 4%4% 57% * 75% * Μεθανολικό άσπρα σταφ. 12% 17% 35% * Υδατικό άσπρα σταφ.

76 Τεστ του Ames – Αποτελέσματα (Η 2 Ο 2 ) 28% 37% 69%* 39% 67%* 82%*

77 Χρωματιδιακές ανταλλαγές (Sister Cromatid Exchanges ή SCEs) Οι χρωματιδιακές ανταλλαγές είναι η ανταλλαγή γενετικού υλικού μεταξύ απόλυτα ομόλογων θέσεων των δύο αδελφών χρωματίδων του χρωμοσώματος Αποτελούν ένα φυσικό φαινόμενο που συμβαίνει κατά τη διάρκεια του διπλασιασμού του DNA στη φάση S του κυτταρικού κύκλου πριν οι χρωματίδες ξεχωρίσουν σε δύο αυτοτελή χρωμοσώματα Σε υγιή άτομα ο αριθμός των SCEs είναι 8-9 ανά κύτταρο. Προϋπόθεση για τη δημιουργία των SCEs είναι η ρήξη των αλυσίδων του DNA και η επανασύνδεσή τους

78 1 η μίτωση με βρωμοδεοξυουριδίνη Χρωματιδιακές ανταλλαγές (Sister Cromatid Exchanges ή SCEs) 2 η μίτωση με βρωμοδεοξυουριδίνη

79 Χρωματιδιακές ανταλλαγές (Sister Cromatid Exchanges ή SCEs)

80 SCEs * 78% * 70% 16%

81 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΕΚΧΥΛΙΣΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΕΛΛΗΝΙΚΕΣ ΠΟΙΚΙΛΙΕΣ ΑΜΠΕΛΟΥ ΚΑΙ ΦΥΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΦΑΙΝΟΛΩΝ ΣΤΗ ΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΕΝΖΥΜΟΥ ΤΟΠΟΪΣΟΜΕΡΑΣΗ Ι Οι τοποϊσομεράσες είναι ένζυμα που χρειάζονται για την αντιγραφή, τη μεταγραφή και τον ανασυνδυασμό του DNA καθώς επίσης παίζουν σημαντικό ρόλο στη δομή των χρωμοσωμάτων, τη συσπείρωση και αποσυσπείρωσή τους και το διαχωρισμό τους μετά την κυτταρική διαίρεση

82

83 Επειδή οι τοποϊσομεράσες ρυθμίζουν σημαντικές κυτταρικές λειτουργίες αποτελούν στόχο αντικαρκινικών και αντιμικροβιακών φαρμάκων Αρκετοί χημειοπροφυλακτικοί παράγοντες (π.χ. φυτικές πολυφαινόλες) έχουν αναφερθεί ως αναστολείς των τοποϊσομερασών

84 ΜΕΘΟΔΟΣ pBR topoI Μεθ. εκχ. κοκκ. σταφ (μg/ml) SC → R[ Mε τη χρησιμοποίηση του λογισμικού Gel-Pro Analyzer 3.0 γίνεται ποσοτικοποίηση των ζωνών του DNA με βάση την οπτική πυκνότητα και το εμβαδόν τους Μέθοδος ‘χαλάρωσης’ του υπερελικωμένου DNA (DNA relaxation assay)

85

86 Ευκαρυωτική topoI

87

88 IN VIVO ΜΕΘΟΔΟΙ

89

90

91


Κατέβασμα ppt "Κουρέτας Δημήτριος Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Βιοχημείας & Βιοτεχνολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Ζωικών Οργανισμών Χημειοπροφύλαξη."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google