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Valutazione dell’effetto antitumorale del Prunus Spinosa qualità Trigno , pianta tipica del territorio Molisano, attraverso lo studio delle sue proprietà antiproliferative

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  • Valutazione dell’effetto antitumorale del Prunus Spinosa qualitàTrigno, pianta tipica del territorio Molisano, attraverso lo studio delle

    sue proprietà antiproliferative

  • Prodotti naturali e superamento della

    farmacoresistenza

    Terapie combinateantitumorali

    ATTIVITA’ DI RICERCA DEL REPARTO “METODI

    ULTRASTRUTTURALI PER TERAPIE INNOVATIVE ANTITUMORALI”

    Nanotecnologie applicate

    alle sostanze naturali

  • Prunus spinosa

    Nella tradizione popolare, questa pianta era utilizzata come“medicamento domestico” per alleviare lievi disturbi della vitaquotidiana. I fumatori di pipa mescolavano le sue foglieessiccate con il tabacco.Il Prugnolo presenta, invece, proprietà medicamentose moltointeressanti.

  • Prunus spinosa

    Etimologia: Il nome del genere dal greco "prúnon" = il frutto delprugno, l'epiteto specifico dal latino "spinosus" = provvisto di spine.

    Descrizione: arbusto cespuglioso che occasionalmente assume dimensioni dialberello, è legnoso, perenne, caducifoglio con chioma assai rada e irregolare;molto spinoso i rami di colore brunastro con sfumature più o meno scure erugosi, le spine altro non sono che i rami laterali trasformati. Il prugnolo formamoltissimi germogli capaci di radicare che ne facilitano la moltiplicazionevegetativa.

    Il prunus spinosa è diffuso in tutto il territorio italiano. In Molise, dove èparticolarmente presente, viene chiamato Trigno, da cui prende il nome il fiumelocale.

  • Nei fiori essiccati sono presenti: glicosidi dell'acido cianidrico (amigdalina) etracce di acido cianidrico nei fiori freschi; glicosidi della quercetina e delkempferolo (tra cui quercitrina, rutina, iperoside); flavonoidi ad azioneantiflogistica (kaempferol-3,7diramnoside); derivati flavonici ad azioneantiasmatica tra i quali il kaempferolo; canferolo, glucoside ad azione diuretica;composti cumarinici; nitrilglicosidi; lactoni; benzaldeide; prunasoside; sostanzetanniche; oli essenziali; resina; gomma e sali organici.

    Epoca di raccolta: febbraio-aprile

    Prunus spinosa

    Componenti e principi attivi

  • Prunus spinosa

    Componenti e principi attivi

    Nelle foglie sono presenti: Flavonoidi: kaempferol-3,7-diramnoside (azioneantiinfiammatoria), cumarine, nitriglicosidi, benzaldeide, prunasoside,amigdalina (meno dei fiori).

    Epoca di raccolta: maggio - settembre

  • Prunus spinosa

    Componenti e principi attivi

    Nei frutti o drupe sono presenti: composti fenolici, peonidol-3-glucoside,peonidol-3-rutinoside, glicosidi del quercetolo, acido caeil-3'-chinico; lapunicianina, un diglucoside che per idrolisi da glucosio e ramnosi;sostanza fluorescente affine all'esculina dell'Ippocastagno flobafene; acidiorganici, (acido malico circa 3%); zuccheri, fruttosio; aminoacidi, pectine epolisaccaiidi pectici; sostanza colorante, un pigmento rosso, tannini evitamina C.

    Epoca di raccolta: settembre- ottobre

  • I V C O NG R E SS O I NT E R NAZIO NA LE D I M E D I CINA B I O I NTEG RATA

    Sv i l uppo d e l l e a t t i t ud i n i v e r s o l a r e a l i zzaz i on e d i s é SIMeB

    Società Italiana di Medicina Biointegrata

  • Phytotherapeutic Goals

    Use phytotherapeuticagents that mimic coactivators and communicate with cell receptors.

  • 4500 composti noti

    Presenti in molti tessutiSpesso accumulati nei vacuoli

    FLAVONOIDI

  • 3 molecole di malonil-CoA vengonocondensate in sequenza con 1 molecoladi p-cumaril-CoA

    CALCONE SINTASI

    Meccanismo simile a quello che avvieneper la sintesi di acidi grassi

    dai diidroflavonoli si formano antocianine e tannini

    sono presenti solo nelle leguminose (enzima Isoflavanone Sintasi) FITOESTROGENI

    BIOSINTESI

  • FLAVONOIDI: SEI CLASSI PRINCIPALI

    Antocianidine (antocianine = glicosidi delle antocianidine)

    Flavonoli

    Isoflavoni

    Flavani (catechine= 3 ossi flavani)

    Flavoni

    Flavanoni

    Calconi AuroniProantocianidine (tannini condensati)

  • Interazione pianta-animaleSegnali visivi che attraggono gli insetti impollinatori

    Si accumulano nei vacuoli

    Responsabili dei colori rosso, rosa, viola e blu

    Antocianidine

  • Tossine: legame con proteine intestinali

    (n = 1- 30)

    Flavonoidi complessi

    Particolarmente abbondanti nei frutti non maturi (difesa)

    n

    Tannini idrolizzabili

    (proantocianidine)

    Deterrenti alimentari (sapore amaro)

    Hanno la capacità di complessare carboidrati e proteine

    epicatechina

  • quercetina

  • Le caratteristiche strutturali fondamentali per l’atività di radical scavenging sono:

    Il gruppo OH in posizione 3 sull’anello insaturo centrale

    Il doppio legame in posizione 2,3 con un grupppo OH in 3 e un gruppo C=O in 4

    Una struttura o-diidrossi sull’anello B

    1

    A B

    C

    H

    2

    3

    4

    QUERCETINA

  • Riduzione dell’incidenza della malattia coronarica

    Utilizzati nella cura dell’insufficienza venosa cronica

    Utilizzati nella prevenzione della fragilità capillare

    • Riduzione dei fenomeni infiammatori: inibizione di enzimi coinvolti nella sintesi di prostaglandine

    • Protezione dai radicali liberi

    • Prevenzione dell’aggregazione piastrinica

    • Attivazione del sistema del complemento

    • Alta affinità per le proteine ricche in prolina (riduzione della loro degradazione nell’endotelio)

    uso farmacologico

  • La quercetina e’ un flavonoide ubiquitario nei vegetali

    Causa arresto della proliferazione di cellule tumorali

    Le cellule si arrestano in G1

    L’arresto della crescita sembra essere dovuto ad apoptosi (si osserva rilascio di citocromo c

    nel citoplasma)

  • H1299 e A549 sono due linee cellulari derivate da tumori del polmone

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    Cytotoxicity, apoptosis induction, and mitotic arrest by a novel podophyllotoxin glucoside, 4DPG, in tumor cells.Qi YL1, Liao F, Zhao CQ, Lin YD, Zuo MX.Author informationAbstractAIM: To define the in vitro cytotoxic activities of 4-demethyl-picropodophyllotoxin 7'-O-beta-D-glucopyranoside (4DPG), a new podophyllotoxin glucoside.METHODS: Antiproliferation activity was measured in several tumor cell lines by using the microculture tetrazolium MTT assays. Cell cycledistribution was analyzed using flow cytometry and mitosis index assays. Furthermore, transmission electron microscopy, TUNEL, DNA agarose electrophoresis, and activated caspase-3 were used to analyze the induction of apoptotic cell death. Moreover, intracellular changes in the cytoskeleton were detected using immunocytochemistry.RESULTS: 4DPG effectively inhibited the proliferation of cancer cells (HeLa, CNE, SH-SY5Y, and K562 cell lines). For the K562 cell line, the antiproliferation effect of 4DPG was much more potent than that of etoposide (IC50 value: 7.79 x 10(-9) mol/L for 4DPG vs 2.23 x 10(-5) mol/L for etoposide). Further, 4DPG blocked the cell cycle in the mitotic phase. The induction of apoptosis and elevated levels of activated caspase-3 were confirmed in cells treated with 4DPG. The microtubule skeleton of HeLa cells was disrupted immediately after treatment with 4DPG.CONCLUSION: The cytotoxicity of 4DPG is due to its inhibition of the microtubule assembly of cancer cells at a low concentration, thus inducing apoptosis. These properties qualify 4DPG to be a potential antitumor drug

    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Qi YL[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=16038635http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Liao F[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=16038635http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Zhao CQ[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=16038635http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Lin YD[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=16038635http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Zuo MX[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=16038635http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16038635

  • I V C O NG R E SS O I NT E R NAZIO NA LE D I M E D I CINA B I O I NTEG RATA

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    Anti-proliferative of physcion 8-O-β-glucopyranoside Houtt. on A549 cell lines via inducing apoptosis and cell cycle arrestQi-Chao Xie, Yu-Peng Yang

    http://link.springer.com/search?facet-author="Qi-Chao+Xie"http://link.springer.com/search?facet-author="Yu-Peng+Yang"

  • PERCORSODAL TANTO GRANDE ALL’ INFINITESIMAMENTE PICCOLO

    estratto vegetale ottenuto da drupe di Prunus sp. qualità Trigno

    cellule

    Prunus spinosa

    Microscopia SEM

    Microscopia TEM

  • Linee cellulari utilizzate

    TUMORALI UMANE

    HCT116: cellule del carcinoma del colon retto, positive per TGF (transforming growth factor) beta1 e 2

    SW480: cellule di adenocarcinoma del colon, mutazione ed sovrespressione di p53, positive per c-myc ,myb, K-ras e fos

    A549: cellule di adenocarcinoma broncoalveolare

    HeLa: cellule della cervice uterina

    NORMALI

    IEC6: cellule epiteliali intestinali di ratto

    FIBROBLASTI umani

  • A caratteristiche funzionali diverse corrispondono caratteristiche morfologiche diverse

    SW480 HCT116

    HeLa A549

    10 μn

  • TEST DI CITOTOSSICITA’ UTILIZZATI PER I

    MODELLI IN VITRO

    MTT Test = valutazione dell’attività

    dell’enzima mitocondriale succinato

    deidrogenasi.

    Test di citotossicità mediante la capacita’ replicativa cellulare a

    formare colonie macroscopiche(maggiore di 50 cellule).

  • Tutte le linee cellulari analizzate, sono state seminate in opportunaconcentrazione, fatte aderire al substrato per 24h nel loro terreno;

    Il terreno di crescita è stato sostituito con CAN ( complesso attivatorenutraceutico), miscela complessa di aminoacidi, vitamine e sali minerali inproporzione idonea;

    Le cellule in fase logaritmica di crescita, sono state trattate con ilfitocomplesso Prunus spinosa qualità Trigno (PsT) a concentrazionidiverse, diluito nel CAN;

    L’estratto consiste in una soluzione idroalcolica con concentrazione delfitocomplesso pari a 86 mg/ml (P86); il fitocomplesso è stato utilizzato talquale o diluito progressivamente con CAN.

  • CAN = Complesso attivatore nutraceutico

    Valutazione dell’effetto sulla sopravvivenza

    cellulare del Prunus sp. qual. trigno (PsT) + CAN su cellule di carcinoma del colon -retto, HCT116, mediante il saggio colorimetrico MTT, dopo 24 ore di trattamento.

    Utilizzando il mezzo crescita diverso dal CAN , tampone fosfato e soluzione fisiologica, si ha un recupero della sopravvivenza cellulare dopo trattamento con P50 mg/ml e P10 mg/ml rispetto al trattamento PsT + CAN.

    MTT TEST

    -40%

    -70%

  • Effetto sulla sopravvivenza cellulare del Prunus sp. qual. trigno + CAN sulle cellule di adenocarcinoma del colon SW480, mediante il saggio colorimetrico MTT, dopo 24 ore di trattamento.

    Utilizzando il mezzo crescita: tampone fosfato e soluzione fisiologica, si ha un aumento della sopravvivenza cellulare dopo trattamento con P50 mg/ml e P10 mg/ml rispetto al trattamento del fitocomplesso + CAN.

    CAN = Complesso attivatore nutraceutico

    -70%

  • Valutazione dell’effetto sulla sopravvivenza

    cellulare del Prunus sp. qual. Trigno su cellule di adenocarcinoma broncoalveolare umano A549, mediante il saggio colorimetrico MTT dopo 24 ore.

    Utilizzando come mezzo crescita, tampone fosfato e soluzione fisiologica, si ha un recupero della sopravvivenza cellulare dopo trattamento con P50 mg/ml e P10 mg/ml rispetto ai trattamenti combinati PsT + CAN.

    CAN = Complesso attivatore nutraceutico

    -65%

  • Valutazione dell’effetto sulla

    sopravvivenza cellulare del Prunus sp. qual. trigno su cellule tumorali della cervice uterina HeLa, mediante il saggio colorimetrico MTT dopo 24 ore.

    Utilizzando il mezzo crescita, tampone fosfato e soluzione fisiologica, si ha un recupero della sopravvivenza cellulare dopo trattamento con P50 mg/ml e P10 mg/ml.

    CAN = Complesso attivatore nutraceutico

    -60%

  • Valutazione dell’effetto sulla sopravvivenza

    cellulare del Prunus sp. qual. Trigno + CAN su cellule epiteliali intestinali di ratto e su

    fibroblasti umani. Dopo 24 ore di trattamento non è stata osservata una

    significativa riduzione della sopravvivenza cellulare rispetto al solo CAN.

    CAN = Complesso attivatore nutraceutico

  • TEST PER LA VALUTAZIONE DELLA SOPRAVVIVENZA CELLULARE (danno alla membrana cellulare - Trypan Blue Test)

    HCT116HCT116

    SW480

    Curve di sopravvivenza della linea cellulare tumorale HCT116 e SW480. Alla

    concentrazione critica pari a P4 mg/ml di Prunus sp. qual. Trigno + CAN si

    osserva un rapido cambiamento nella pendenza della curva che determina una diminuzione del numero di cellule vitali.

    CAN = Complesso attivatore nutraceutico

    Sorprendentemente, le due linee cellulari di diverso fenotipo e con mutazioni

    diverse, rispondono nello stesso modo al trattamento.

  • CLONING EFFICIENCY TEST

    HCT116

    P 2 mg/ml P 4,5 mg/ml P 10 mg/mlCTR

    P 2 mg/ml P 4,5 mg/ml P 10 mg/mlCTR

    24h di trattamento con Prunus sp. + CAN

    SW480

  • P 4 mg/ml P 4,5 mg/ml P 5 mg/ml P 10 mg/ml

    P 0,1 mg/ml P 0,5 mg/ml P 1 mg/ml P 2 mg/ml

    CTR

    Sts 1 µM (induttore di apoptosi)

    cellule del carcinoma del colon – retto

    24h di trattamento Prunus sp. + CAN

    MICROSCOPIO OTTICO A CONTRASTO DI FASE

  • MICROSCOPIO OTTICO A CONTRASTO DI FASE

    cellule di adenocarcinoma del colon

    24h di trattamento Prunus sp. + CAN

    CTR Sts 1 mM

    P 4 mg/ml

    P 0,1 mg/ml P 0,5 mg/ml P 1 mg/ml P 2 mg/ml

    P 4,5 mg/ml P 5 mg/ml P 10 mg/ml

  • CONCLUSIONI Diversi test di citotossicità dimostrano che l’associazione dell’estratto delPrunus spinosa qualità Trigno (PsT) con il CAN, complesso attivatorenutraceutico a base di aminoacidi, vitamine e sali minerali, induce unasignificativa riduzione dose - dipendente della sopravvivenza cellulare indiversi istotipi tumorali.

    Questo effetto è stato ulteriormente confermato dalle osservazionimicroscopiche che hanno mostrato modificazioni morfologiche evidenti inseguito ai trattamenti con PsT + CAN.

    Prove tossicologiche condotte su linee cellulari normali hanno escluso latossicità del PsT, del CAN e delle loro miscele.

    Nell’insieme, i dati funzionali e morfologici suggeriscono un promettenteimpiego dell’estratto del Prunus spinosa qualità Trigno in futuri protocolliterapeutici di medicina biointegrata.

  • La collaborazione attualmente in corso tra ISS e Biogroup Srl,avente come principale obiettivo l’individuazione di protocolli dimedicina bio-integrata che uniscano i chemioterapici confitoterapici o sostanze naturali, ha portato ad una convenzionescientifica e, come recente risultato, al deposito in data 01/04/2015del brevetto numero RM2015A000133 dal titolo:

    “Trigno M” preparato naturale ad azione antitumorale