Βερμπασκοσίδη — Ανασκόπηση της εμφάνισής του, (βιο)σύνθεση και φαρμακολογική σημασία
Mar 23, 2022
Επικοινωνία: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Email:audrey.hu@wecistanche.com
Kalina Alipieva, et al
Αφηρημένη
Οι φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες είναι φυσικές υδατοδιαλυτές ενώσεις με αξιοσημείωτες βιολογικές ιδιότητες που είναι ευρέως διαδεδομένες στο φυτικό βασίλειο.Βερμπασκοσίδηείναι ένα φαινυλαιθανοειδές γλυκοσίδιο που απομονώθηκε για πρώτη φορά από το φλόλιο αλλά βρίσκεται επίσης σε πολλά άλλα είδη φυτών. Έχει επίσης παραχθεί από in vitro συστήματα καλλιέργειας φυτών, συμπεριλαμβανομένων των γενετικά μετασχηματισμένων ριζών (οι λεγόμενες «τριχωτές ρίζες»).Βερμπασκοσίδηείναι υδρόφιλης φύσης και διαθέτει φαρμακολογικά ευεργετικές δραστηριότητες για την ανθρώπινη υγεία, συμπεριλαμβανομένων των αντιοξειδωτικών,αντι-φλεγμονώδηςκαι αντινεοπλασματικές ιδιότητες εκτός από πολυάριθμες επουλωτικές και νευροπροστατευτικές ιδιότητες πληγών. Πρόσφατες εξελίξεις όσον αφορά τη διανομή, τη (βιο)σύνθεση και τη βιοπαραγωγή τουβερμπασκοσίδησυνοψίζονται σε αυτή την ανασκόπηση. Συζητάμε επίσης τις εξέχουσες φαρμακολογικές του ιδιότητες και σκιαγραφούμε τις μελλοντικές προοπτικές για την πιθανή εφαρμογή του.
Λέξεις-κλειδιά: Ακτεοσίδη, Αντιφλεγμονώδη, (Βιο)σύνθεση, Πρόληψη καρκίνου, Κυτταρικό εναιώρημα, καλλιέργεια Τριχόριζες, Φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες, Verbascum spp.
Θησαυρός από τον κήπο: η ανακάλυψη της βερμπασκοσίδης και η εμφάνιση και η διανομή της
Οι φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες είναι φυσικές υδατοδιαλυτές ενώσεις που είναι ευρέως διαδεδομένες στο φυτικό βασίλειο, οι περισσότερες από τις οποίες είναι απομονωμένες από φαρμακευτικά φυτά. Δομικά, χαρακτηρίζονται από τμήματα κινναμωμικού οξέος (C6-C3) και υδροξυφαινυλαιθυλίου (C6-C2) που συνδέονται με μια -γλυκοπυρανόζη (απιόζη, γαλακτόζη, ραμνόζη, ξυλόζη, κ.λπ.) μέσω ενός γλυκοσιδικού δεσμού (Dembitsky, 2005; και Riguera, 1994). Τα τελευταία χρόνια, αυξάνεται το ενδιαφέρον για τις αρωματικές ενώσεις και ειδικότερα για τις φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες, λόγω του σημαντικά αυξημένου όγκου της βιβλιογραφίας που περιγράφει τον προφανή ρόλο τους στην πρόληψη και θεραπεία διαφόρων ανθρώπινων ασθενειών και διαταραχών.
Υπάρχουν αντικρουόμενες αναφορές στη βιβλιογραφία σχετικά με την ονομασία τουβερμπασκοσίδη. Το 1963, επιστήμονες από την Ιταλία ανέφεραν την απομόνωση ενός φαινυλαιθανοειδούς γλυκοζίτη από το φλόλιο (Verbascum sinuatum L., Scrophulariaceae), τον οποίο ονόμασανβερμπασκοσίδη(Εικ. 1, Scarpati and Monache, 1963). Ωστόσο, δεν δόθηκαν δεδομένα που να περιγράφουν τη δομική του διασαφήνιση. Αρκετά χρόνια αργότερα, η ίδια ένωση απομονώθηκε από οπαδούς της κοινής πασχαλιάς (Syringa vulgaris, Oleaceae) και η δομή προσδιορίστηκε ότι ήταν 2-(3, 4-διυδροξυφαινυλ)αιθυλ{{5} }Ο- -L-rhamnopyranosyl-(1→3)-(4-Ο-E-caffeoyl)- -D-glucopyranoside, την οποία ονόμασαν οι συγγραφείςακτεοσίδη(Birkofer et al., 1968). Είκοσι χρόνια μετά την πρώτη έκθεση γιαβερμπασκοσίδη, Sakurai και Kato (1983) ανέφεραν την απομόνωση ενός νέου φαινυλαιθανοειδούς γλυκοζίτη από το δέντρο της δόξας (Clerodendron trichotomum Thunb, Lamiaceae) που ονομάστηκε kusaginin από τους συγγραφείς. Κατά την απομόνωσηβερμπασκοσίδηαπό τη μεγαλύτερη σκουπόρα (Orobanche rapumgenistae, Orobanchaceae), Andary et al. (1982) ανακάλυψε ότι είναι πανομοιότυπο με το προηγουμένως αναφερθένακτεοσίδηκαι συνέστησε να μην χρησιμοποιείται πλέον αυτό το μεταγενέστερο όνομα. Επί του παρόντος, 50 χρόνια μετά την ανακάλυψη τουβερμπασκοσίδη, εξακολουθεί να υπάρχει σύγχυση ως προς το όνομά του σε κάποιο βαθμό. Μια αναζήτηση στη βάση δεδομένων Scopus (πρόσβαση τον Ιανουάριο 2014) έβγαλε 543 διαθέσιμες επισκέψεις κάτω από 'βερμπασκοσίδηκαι 844 επισκέψεις κάτω από "ακτεοσίδη", κατά την αναζήτηση με χρήση των ζευγαρωμένων όρων "βερμπασκοσίδηΚΑΙακτεοσίδηεπέστρεψε μόνο 326 άρθρα. Για να αποφευχθεί οποιαδήποτε περαιτέρω σύγχυση, το συνιστούμε ανεπιφύλακταβερμπασκοσίδηήακτεοσίδηνα χρησιμοποιείται κυρίως· Ωστόσο, το άλλο όνομα θα πρέπει επίσης να παρέχεται στην περίληψη του άρθρου ή στη λίστα λέξεων-κλειδιών.
Βερμπασκοσίδηείναι από τους πιο διαδεδομένους από τους δισακχαρίτες καφεοϋλ εστέρες. Μέχρι σήμερα,βερμπασκοσίδηέχει ανιχνευθεί κυρίως στο είδος Verbascum (Alipieva et al., 2014) αλλά έχει επίσης βρεθεί σε περισσότερα από 200 είδη φυτών (Deepak et al., 1999; Schlauer et al., 2004; Taskova et al., 2005) που ανήκουν σε 23 οικογένειες φυτών (Εικ. 2) εκτός από άλλες που αναφέρθηκαν πρόσφατα, όπως οι Buddleja brasiliensis (Filho et al., 2012), Striga Asiatica (Huang et al., 2013), Olea Europea (Quirantes-Piné et al. ., 2013β), Paulownia tomentosa var. tomentosa (Si et al., 2013), Lippia javanica, Lantana Camara (Oyourou et al., 2013) και Lippia citriodora (Bilia et al., 2008· Funes et al., 2009· Quirantes-Piné et al., 2009, ).
Βερμπασκοσίδηέχει ανιχνευθεί τόσο σε υπόγεια (π.χ. πρωτογενείς και δευτερεύουσες ρίζες) όσο και σε υπέργεια (π.χ. στελέχη, φύλλα και ακολούθους) μέρη φυτών αλλά σε ευρέως ποικίλα επίπεδα. Για παράδειγμα, οι ρίζες των trojans του Sideritis συσσωρεύονταιβερμπασκοσίδηστο {{0}},002 τοις εκατό (Kirmizibekmez et al., 2012), ενώ στα εναέρια μέρη του Verbascum xanthophoeniceum η συγκέντρωσή του είναι πολύ υψηλότερη (0,25 τοις εκατό; Georgiev et al., 2011a). Σε μια πρόσφατη μελέτη μεταβολομικής βασισμένη σε πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό (NMR), διαπιστώθηκε ότιβερμπασκοσίδηΗ περιεκτικότητα ποικίλλει μεταξύ των φυτικών ειδών του ίδιου γένους. από 0.2 τοις εκατό στο V. phoeniceum έως 3 τοις εκατό στο Verbascum nigrum (Georgiev et al., 2011b). Αφ 'ετέρου,βερμπασκοσίδηΤο περιεχόμενο σε ρίζες ({0}},9 τοις εκατό ) και ταξιανθίες (0,8 τοις εκατό ) ήταν συγκρίσιμο (Gómez Aguirre et al., 2012). Μια άλλη δυνητικά πολύτιμη πηγήβερμπασκοσίδηπεριλαμβάνει βιομηχανικά υποπροϊόντα. Για παράδειγμα, τα απόβλητα ελαιοτριβείου που ελήφθησαν ως υποπροϊόν από την επεξεργασία του ελαιοκάρπου βρέθηκε ότι περιέχουν άφθονες ποσότητεςβερμπασκοσίδηεκτός από αρκετές άλλες φαινολικές ενώσεις (π.χ. ελευρωπαΐνη, υδροξυτυροσόλη, καφεϊκό οξύ και ορισμένα φλαβονοειδή· Obied et al., 2007). Η βερμπασκοσίδη αναφέρθηκε ότι είναι άφθονη στα λύματα του ελαιοτριβείου (De Marco et al., 2007). Αν και απαιτείται πιο λεπτομερής έρευνα, τα λύματα του ελαιοτριβείου θα μπορούσαν να θεωρηθούν ως πιθανή πηγήβερμπασκοσίδη(και συνακόλουθα βιοενεργά μόρια) που είναι κατάλληλα για εφαρμογές που περιλαμβάνουν συμπληρώματα διατροφής και τρόφιμα (Cardinali et al., 2012).
Βιολογικές επιδράσεις της βερμπασκοσίδης που αποτελούν τη βάση της πιθανής κλινικής της χρησιμότητας
Παραδοσιακά, φυτά με υψηλές συγκεντρώσειςβερμπασκοσίδηέχουν χρησιμοποιηθεί στη λαϊκή ιατρική για τη θεραπεία φλεγμονών και μικροβιακών λοιμώξεων (Georgiev et al., 2012). Ως εκ τούτου, έρευνες για την αντιμικροβιακή και αντιμυκητιακή δράση του έχουν διεξαχθεί εδώ και πολλά χρόνια. Σε γενικές γραμμές, αυτές οι μελέτες μπορεί να θεωρηθούν ως καθαρά παρατηρητικές επειδή δεν διαθέτουν μηχανιστικές προσεγγίσεις (Arruda et al., 2011; Avila et al., 1999; Pendota et al., 2013). Πρόσφατες μελέτες επτά ενώσεων που απομονώθηκαν από το είδος Lippia επιβεβαίωσαν τις πολύ υψηλές δράσεις κατά του Cryptococcus neoformansβερμπασκοσίδη, το οποίο οι συγγραφείς ερμήνευσαν ως πολλά υποσχόμενο για νέα επιλεκτικά αντιμυκητιακάβερμπασκοσίδη-που περιέχουν φάρμακα (Funari et al., 2012). Ο συνδυασμός αντιβακτηριακών,αντι-φλεγμονώδηςκαι αντι-ανδρογόνων επιδράσεις του καθαρούβερμπασκοσίδηκαι τα φυτικά εκχυλίσματα με τις υψηλές συγκεντρώσεις τους (Camellia sinensis και Commiphora Mukul) δείχνουν πολλά υποσχόμενα στην ανάπτυξη φαρμακολογικών θεραπειών για την κοινή ακμή (Azimi et al., 2012).
Αντι-φλεγμονώδης επίδραση τουκιστανάκι
Μηχανισμοί αντιφλεγμονωδών επιδράσεων της βερμπασκοσίδης στο δέρμα, το ενδοθήλιο, το έντερο και τους πνεύμονες
Πρώιμες αναφορές που περιγράφουν τοαντι-φλεγμονώδηςαποτελέσματα τουβερμπασκοσίδηέχουν επικεντρωθεί στην αναστολή της απελευθέρωσης ισταμίνης και αραχιδονικού οξέος από τα μαστοκύτταρα (Lee et al., 2006a). Η ανασταλτική δράση της βερμπασκοσίδης εξαρτάται από την παρουσία Ca2 plus και συσχετίζεται με τηνβερμπασκοσίδη-σχετιζόμενη αναστολή της φωσφολιπάσης Α2 (Song et al., 2012). Πρόσφατα πραγματοποιήθηκαν μηχανιστικές μελέτες, αποκαλύπτοντας ότι η βερμπασκοσίδη ρυθμίζει προς τα κάτω τη σηματοδότηση από Ca2 συν MAPK σε βασεόφιλα κύτταρα (Motojima et al., 2013). Φαίνεται να εμπλέκεται στην αναστολή των αλλεργιών τύπου Ι. Τα γλυκοζυλιωμένα φαινυλαιθανοειδή, τα οποία είναι συστατικά του Anisomeles indica, παρουσιάζουναντι-φλεγμονώδηςδραστηριότητες προς μακροφάγα που διεγείρονται από LPS και IFN-. Ειδικότερα, 40 μΜβερμπασκοσίδηέχει αποδειχθεί ότι αναστέλλει έντονα την παραγωγή NO, TNF- και IL-12 (Rao et al., 2009). οαντι-φλεγμονώδηςκαι οι αντι-ερεθιστικές δραστηριότητες του βερμπασκοσίδη από την Kigelia Africana έχουν αποδοθεί στην ικανότητά του να αναστέλλει την επαγώγιμη συνθάση μονοξειδίου του αζώτου (iNOS) και την απελευθέρωση ΝΟ από τα μακροφάγα όπως διεγείρεται από βακτηριακούς λιποπολυσακχαρίτες (Picerno et al., 2005). Η αναστολή του iNOS in vitro και in vivo από ένα υδατοδιαλυτό εκχύλισμα φύλλων καζίνο Wendita αποδόθηκε σεβερμπασκοσίδηεπίσης (Marzocco et al., 2007). Παράλληλα με την αναστολή iNOS/NO, η βερμπασκοσίδη προκάλεσε την οξυγενάση αίμης 1, ενώ κατέστειλε την απελευθέρωση της ομάδας 1 υψηλής κινητικότητας στα πειράματα in vitro και in vivo και αυτά τα αποτελέσματα καταργήθηκαν με τη σίγαση Nrf2 (Seo et al., 2013). Αυτός ο μηχανισμός κατά του iNOS συνδέθηκε στενά με την καθοδική ρύθμιση δύο παραγόντων μεταγραφής (NFκB και AP-1) από τη βερμπασκοσίδη (Lee et al., 2005). Η πρωτεΐνη ενεργοποιητή 1 (AP-1) είναι ένας μεταγραφικός ρυθμιστής της έκφρασης κυτοκίνης στα οστά, το δέρμα και τα κύτταρα του ανοσοποιητικού και ένας σημαντικός ρυθμιστής των φλεγμονωδών διεργασιών σε χρόνιες φλεγμονώδεις νόσους, όπως η ρευματοειδής και ψωριασική αρθρίτιδα, η ψωρίαση και η νόσος του Crohn ( Zenz et al., 2008). Οι βασικοί ρόλοι των πρωτεϊνών AP-1 στον έλεγχο του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, του νεοπλασματικού μετασχηματισμού και της απόπτωσης έχουν επίσης εντοπιστεί (Shaulian and Karin, 2001). Με τις τεράστιες πρόσφατες εξελίξεις στη μοριακή κατανόηση της παθογένειας αυτών των ανθρώπινων παθολογιών, το AP-1 έχει γίνει ένας από τους νέους στόχους για θεραπευτικές εφαρμογές. Συγκεκριμένα, η βερμπασκοσίδη και το γλυκοζυλιωμένο παράγωγό της η τεουπολιοσίδη είναι τα μόνα καθιερωμένα παραδείγματα της αποτελεσματικά συνδυασμένης αναστολής της έκφρασης και της δέσμευσης DNA και των δύο προφλεγμονωδών μεταγραφικών παραγόντων, AP{15}} και NFκB (Pastore et al., 2009, 2012a). Άλλες φυτικές πολυφαινόλες (ρεσβερατρόλη, κερσετίνη, κ.λπ.) που έχουν μελετηθεί κάτω από τις ίδιες πειραματικές ρυθμίσεις έχει αποδειχθεί ότι είναι εκλεκτικοί αναστολείς του NFκB. Η καταστολή και των δύο αυτών παραγόντων μεταγραφής από τα φαινυλαιθανοειδή είχε ως αποτέλεσμα την πολύ πιο αποτελεσματική αναστολή της προφλεγμονώδους χημειοκίνης IL{19}} σε σύγκριση με άλλες πολυφαινόλες (Pastore et al., 2009; Potapovich et al., 2011; Georgiev et al. , 2012). Η χημειοκίνη προσελκύει κοκκιοκύτταρα στους φλεγμονώδεις τόπους και επάγει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, ο οποίος είναι χαρακτηριστικός των φλεγμονωδών ιστών (Pastore and Korkina, 2010).
Στη μηχανιστική μελέτη των επιπτώσεων τωνβερμπασκοσίδησε ανθρώπινα κύτταρα μυελομονοκυτταρικής λευχαιμίας που έχουν εκτεθεί σε προφλεγμονώδη ερεθίσματα, όπως LPS και ιντερφερόνη-γάμα, Speranza et al. (2010) ανέφερε ότι είναιαντι-φλεγμονώδηςΟι δραστηριότητες εξαρτώνται από την αναστολή τόσο της έκφρασης όσο και της δραστηριότητας του iNOS, την αναστολή της παραγωγής ενδοκυτταρικών ανιόντων υπεροξειδίου και την καταστολή της SOD, της καταλάσης και της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης στο μετα-μεταφραστικό επίπεδο.
Υπάρχουν μεγάλοι όγκοι δεδομένων που υποστηρίζουν τον ρυθμιστικό ρόλο τουβερμπασκοσίδησε αγγειακή φλεγμονή που προκαλείται από οξειδωμένες λιποπρωτεΐνες χαμηλής πυκνότητας (oxLDL, που είναι μοντέλα χρόνιας φλεγμονής που οδηγούν σε αθηροσκλήρωση) και επάγεται από βακτηριακούς λιποπολυσακχαρίτες (LPS, που είναι μοντέλο ενδοαγγειακής σηπτικής φλεγμονής· Kostyuk et al., 2011).Βερμπασκοσίδηεμπόδισε επιλεκτικά την οξείδωση της LDL από υπεροξυνιτρώδη και προς τα κάτω ρυθμιζόμενα γονίδια που σχετίζονται με οξειδωτικό στρες και φλεγμονή ως απόκριση στο oxLDL (π.χ. VCAM1, ICAM1, IL-8, IFN-, SOD2, iNOS και NOX1). Επιπλέον, ήταν εντελώς αναποτελεσματικό έναντι της φλεγμονής που προκαλείται από LPS. Τέσσερις φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες, συμπεριλαμβανομένου του βερμπασκοσίδη, προστάτευσαν τα ενδοθηλιακά κύτταρα από την επαγόμενη από oxLDL κυτταροτοξικότητα (Martin-Nizard et al., 2003) που προήλθε από οξειδωτικό στρες (Chiou et al., 2004).
Πέρα από το καλά διερευνημένο τουαντι-φλεγμονώδηςδραστηριότητες μέσω NFκB και MAPK,βερμπασκοσίδημπορεί να επηρεάσει την γονιδιακή έκφραση μέσω μιας ποικιλίας άλλων οδών σηματοδότησης, των οποίων οι επιπτώσεις στην έκφραση των φλεγμονωδών μεσολαβητών έχουν διερευνηθεί μόνο οριακά μέχρι σήμερα. Ειδικότερα, επειδή είναι ένας αρωματικός υδρογονάνθρακας, ο βερμπασκοσίδης δεσμεύει τον παράγοντα μεταγραφής του υποδοχέα αρυλ υδρογονάνθρακα (AhR), ο οποίος συμβάλλει έτσι στη μεταγραφή πολυάριθμων γονιδίων αποτοξίνωσης που κωδικοποιούν τα ένζυμα μεταβολισμού φάσης Ι και ΙΙ, ιδιαίτερα την υποοικογένεια του κυτοχρώματος P450 CYP1, γλουταθειόνη S-τρανσφεράση (GST) και αντιοξειδωτικά ένζυμα. Ως αποτέλεσμα, η βερμπασκοσίδη αναστέλλει τις κατάντη προφλεγμονώδεις κυτοκίνες και τους αυξητικούς παράγοντες (Korkina et al., 2011; Potapovich et al., 2011).
αντιφλεγμονώδεις επιδράσεις του εκχυλίσματος κιστάνι
Βιοδιαθεσιμότητα και μεταβολισμός της διαιτητικής και τοπικά εφαρμοζόμενης βερμπασκοσίδης
Γενικά, οι συστηματικές επιδράσεις των φυτικών πολυφαινολών εξαρτώνται κυρίως από τη βιοδιαθεσιμότητά τους μέσω του γαστρεντερικού φραγμού. Τα εξαιρετικά ανόμοια δεδομένα που περιγράφουν τις in vitro και in vivo βιολογικές δραστηριότητες των διαιτητικών πολυφαινολών φαίνεται να αντικατοπτρίζουν τη μοίρα τους στο έντερο, συμπεριλαμβανομένων των σχετικά φτωχών βιοδιαθεσιμότητας και των ταχέων ρυθμών μεταβολισμού και απέκκρισης (Martin and Appel, 2010). Ενώ πολυάριθμες έρευνες για τις βιοδραστηριότητές τους σε κυτταροκαλλιέργειες έχουν αποκαλύψει ότι το βέλτιστο εύρος συγκεντρώσεων για τις πολυφαινολικές αγλυκόνες και τα συζεύγματα σακχάρου στο φυτό είναι εντός του εύρους μΜ έως χαμηλού mM, μετά την κατάποση, εμφανίζονται στην κυκλοφορία ως μεταβολίτες φάσης ΙΙ και στο πλάσμα τους. Τα επίπεδα σπάνια υπερβαίνουν τις συγκεντρώσεις nM (Del Rio et al., 2013). Σημαντικά τμήματα και των δύο μητρικών πολυφαινολών και των μεταβολιτών τους φτάνουν στο κόλον, όπου πέπτονται από την τοπική μικροχλωρίδα σε μικρό φαινολικό οξύ και αρωματικούς καταβολίτες. Απορροφούνται εύκολα στο κυκλοφορικό σύστημα και στη συνέχεια ταξιδεύουν στους ιστούς στόχους, όπου ασκούν την προστατευτική ή/και θεραπευτική τους δράση. Η πρόσφατη ολοκληρωμένη ανασκόπηση που διεξήχθη από τους Del Rio et al. (2013) παρείχαν δεδομένα σχετικά με τη βιοδιαθεσιμότητα, το μεταβολισμό και τη φαρμακοκινητική πολλών διαιτητικών πολυφαινολικών με ευρέως αναφερόμενες ιδιότητες υγείας, όπως η κερκετίνη, η κουρκουμίνη και η ρεσβερατρόλη. Δυστυχώς, δεν καταφέραμε να βρούμε δημοσιεύσεις σχετικά με τη βιοδιαθεσιμότητα και τη φαρμακοκινητική τουβερμπασκοσίδηστους ανθρώπους. Μερικές μελέτες σε ζώα επί του θέματος επιβεβαίωσαν ότι απορροφάται γρήγορα (η υψηλότερη συγκέντρωσή του στο πλάσμα επιτεύχθηκε μετά από περίπου 15 λεπτά) και αποβάλλεται από αρουραίους (Li et al., 2014). Επιπλέον, η βιοδιαθεσιμότητά του από το στόμα ήταν τόσο χαμηλή όσο 0,12 τοις εκατό (Wu et al., 2006).Βερμπασκοσίδηκατανεμήθηκε ομοιόμορφα σε όλα τα διαμερίσματα του εγκεφάλου που μελετήθηκαν εντός συγκεντρώσεων nM. Μια διεξοδική αναλυτική αξιολόγηση των επιπέδων στο πλάσμα τουβερμπασκοσίδηκαι οι μεταβολίτες του έχουν πραγματοποιηθεί μετά από σίτιση αρουραίων με εκχυλίσματα Lippia citriodora (lemon verbena) (Quirantes-Piné et al., 2013a). Περιλαμβάνονται οι κύριες ενώσεις του πλάσματοςβερμπασκοσίδηκαι είναιβερμπασκοσίδη(περίπου 80 και 60 ng/mL, αντίστοιχα), ενώ οι δευτερεύοντες μεταβολίτες ήταν η υδροξυτυροσόλη, το καφεϊκό οξύ, το φερουλικό οξύ και το γλυκουρονίδιο του και τα ομοπρωτοκατεχουϊκά οξέα.
Επειδή τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των πολυφαινολών, όπως τα μοριακά τους μεγέθη, οι βαθμοί πολυμερισμού και οι διαλυτότητές τους είναι καθοριστικοί παράγοντες για την απορρόφησή τους στην πεπτική οδό και τον περαιτέρω μεταβολισμό και την εμφάνιση στο κυκλοφορικό σύστημα (Martin and Appel, 2010), μπορεί κανείς να υποθέσει ότιβερμπασκοσίδηθα απορροφώνται εύκολα όπως οι κατεχίνες, οι φλαβανόνες και οι γλυκοσίδες κερκετίνης. Έτσι, ανθρώπινες μελέτες γιαβερμπασκοσίδηη βιοδιαθεσιμότητα, ο μεταβολισμός και η φαρμακοκινητική μπορεί να ρίξουν φως στους μηχανισμούς που διέπουν τις συστηματικές του επιπτώσεις στην υγεία.
Η βιοδιαθεσιμότητα και ο βιομετασχηματισμός των φυτικών πολυφαινολών στο δέρμα κατά την τοπική εφαρμογή είναι εντελώς διαφορετικές από τις διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα κατά την κατάποση. Οι εξαιρετικά αποτελεσματικές ιδιότητες φυσικού φραγμού του δέρματος καθιστούν εξαιρετικά περίπλοκο το έργο της μεταφοράς ξένων μορίων στο ίδιο το δέρμα και στους εσωτερικούς ιστούς. Μάλιστα, όλες οι εξωγενείς ουσίες με χαμηλή λιποφιλικότητα, όπως π.χβερμπασκοσίδη, έχουν περιορισμένες δυνατότητες διείσδυσης του δέρματος (Korkina et al., 2009). Η διαπέραση του δέρματος και η διαδερμική χορήγηση τουβερμπασκοσίδημπορεί να αυξηθεί σημαντικά με τη συμπερίληψή του σε λιποσώματα ή λιπογέλη (Sinico et al., 2008). Ο δερματικός χημικός φραγμός αποτελείται από πολυάριθμα μεταβολικά ένζυμα φάσης Ι και φάσης ΙΙ και μη ενζυματικά μόρια που είναι ικανά να αντιδρούν με και να διευκολύνουν το μεταβολισμό ξένων ουσιών χαμηλού μοριακού βάρους. Η βερμπασκοσίδη ήταν ικανή να δρα ως ο υποδοχέας αρυλ υδρογονάνθρακα που συνδέεται με τις κατάντη υποοικογένειες του κυτοχρώματος P450 CYP. για παράδειγμα, τα CYP1A1 και CYP1B1 εκτός από τα ένζυμα που μεταβολίζουν την υπεροξειδάση της γλουταθειόνης (φάση Ι) και τη γλουταθειόνη-S-τρανσφεράση (φάση II) σε ανθρώπινα κερατινοκύτταρα (Pastore et al., 2012a, 2013; Potapovich et al.).
Βερμπασκοσίδηστο Cistanche έχει ως αποτέλεσμαΑντι-φλεγμονώδη και βελτιώνουν την ανοσία
Στοιχεία συστηματικών αντιφλεγμονωδών και έμμεσων αντιοξειδωτικών επιδράσεων της βερμπασκοσίδης και των μεταβολιτών της σε πειράματα σε ζώα και κλινικές μελέτες σε ανθρώπους
Παρόλοβερμπασκοσίδηέχει αποδειχθεί ότι διαθέτει μάλλον μέτριες άμεσες δραστικές δραστικές δραστηριότητες σάρωσης ειδών οξυγόνου σε σύγκριση με αρκετές άλλες φυτικές πολυφαινόλες σε συστήματα μοντέλων (Pastore et al., 2012a), οι μεταβολίτες του αποδείχθηκε ότι ενισχύουν σημαντικά τις δραστηριότητες των κύριων αντιοξειδωτικών ενζύμων (καταλάση, υπεροξειδάση γλουταθειόνης και αναγωγάση γλουταθειόνης) ενώ καταστέλλει τη μυελοϋπεροξειδάση που σχετίζεται με την προοξειδωτική και τη φλεγμονή στα κυκλοφορούντα λεμφοκύτταρα, τα ερυθροκύτταρα και τα ουδετερόφιλα των αρουραίων μετά την κατάποση εκχυλίσματος λεμονιού (Quirantes-Piné et al., 2013a). Οι συγγραφείς το πρότεινανβερμπασκοσίδηεπηρεάζει τα οξειδοαναγωγικά ένζυμα στο μετα-μεταγραφικό επίπεδο. Επιπλέον, αρκετές δημοσιεύσεις έχουν παράσχει σαφή στοιχεία ότι η βερμπασκοσίδη θα μπορούσε να προκαλέσει τη γονιδιακή μεταγραφή αντιοξειδωτικών ενζύμων μέσω ενός εξαρτώμενου μηχανισμού Nrf2- (Kostyuk et al., 2011, 2013; Pastore et al., 2012a,b).
Στο πειραματικό μοντέλο της εντερικής φλεγμονής που προκαλείται από τη θειική δεξτράνη, η οποία μοιάζει με τη φλεγμονώδη νόσο του εντέρου που προκαλείται από το ανοσοποιητικό σύστημα στους ανθρώπους, η συστηματική χορήγησηβερμπασκοσίδηπου απομονώθηκε από το Plantago lanceolata L. βελτίωσε σημαντικά τα ιστολογικά πρότυπα και τα κλινικά συμπτώματα της κολίτιδας, μείωσε την προφλεγμονώδη έκκριση IFN και ανέστειλε την οξειδωτική έκρηξη που συνδέεται με NADPH-οξειδάση (έμμεση αντιοξειδωτική δράση) στα εντερικά μακροφάγα (Hausmann et. al., 2007· Lenoir et al., 2011). Περαιτέρω μελέτες μεβερμπασκοσίδηαπό καλλιέργειες φυτικών κυττάρων του Syringa vulgaris L. έχουν επιβεβαιώσει τα προστατευτικά και θεραπευτικά του αποτελέσματα μέσω της μειωμένης ενεργοποίησης του NFκB. Ως αποτέλεσμα, τα εξαρτώμενα από το NFκB κυτταρικά συμβάντα, όπως η ενεργοποίηση της μεταλλοπρωτεϊνάσης (MMP2 και MMP9), η επαγώγιμη συνθάση μονοξειδίου του αζώτου και η ανοδική ρύθμιση πολυ(ADP ριβόζης) και η έκφραση του παράγοντα πρόσφυσης έχουν εξασθενήσει (Mazzon et al., 2009). Φαίνεται ότι ο ενεργοποιημένος από τον πολλαπλασιαστή υπεροξισώματος υποδοχέας- (PPAR-) συμβάλλει σημαντικά στηναντι-φλεγμονώδηςαποτελέσματα τουβερμπασκοσίδησε πειραματική κολίτιδα που προκαλείται από δινιτροβενζολοσουλφονικό οξύ επειδή, σε ποντίκια με γενετικά καταργημένο PPAR- δεν παρατηρήθηκαν τέτοια αποτελέσματα (Esposito et al., 2010a). Οι φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες από την Castilleja tenuiflflora Benth (είναι βερμπασκοσίδης και βερμπασκοσίδης) παρείχαν σημαντική γαστρική προστασία στο in vivo μοντέλο οξέων γαστρικών ελκών και σε ένα μοντέλο οιδήματος αυτιού ποντικού. οαντι-φλεγμονώδηςΤα αποτελέσματα ήταν συγκρίσιμα με αυτά της δεξαμεθαζόνης (Sanchez et al., 2013). Η διατροφική παρέμβαση με βερμπασκοσίδη έχει αποδειχθεί ότι αποτρέπει την εντερική βλάβη και τη νιτροζυλίωση πρωτεΐνης στους χοίρους (Di Giancamillo et al., 2013). Η από του στόματος χορήγησή του από καλλιέργειες φυτικών κυττάρων κατέστειλε επίσης την προκαλούμενη από απολίνωση περιοδοντίτιδα, η οποία αξιολογήθηκε με την αναστολή αρκετών φλεγμονωδών δεικτών, όπως η έκφραση της μυελοϋπεροξειδάσης, του NFκB και του iNOS, η νίτρωση και τα τελικά προϊόντα της υπεροξείδωσης λιπιδίων (Paola et al., 2011).
Η βιολογικά καθοδηγούμενη απομόνωση γλυκοσιδών επούλωσης πληγών από τους οπαδούς του Verbascum mucrotanum Lamm κατέληξε στο συμπέρασμα ότι εφαρμόζεται από το στόμαβερμπασκοσίδηδιαθέτει την υψηλότερη συνδυαστική (επούλωση πληγών,αντι-φλεγμονώδηςκαι κατά του πόνου) δράση σε σύγκριση με άλλους γλυκοσίδες που απομονώθηκαν από το φυτό. Επιπλέον, η βερμπασκοσίδη δεν εμφάνισε οξεία τοξικότητα ή γαστρική βλάβη (Akdemir et al., 2011). Η ισχυρή επούλωση πληγών καιαντι-φλεγμονώδηςεπιδράσεις της τοπικής εφαρμογήςβερμπασκοσίδηέχουν περιγραφεί προηγουμένως σε ζωικά μοντέλα εκτομών και τραυμάτων ουλής (Korkina et al., 2007).
Υπάρχουν αρκετές ανθρώπινες παρεμβατικές μελέτες που αφορούν διαιτητικά εκχυλίσματα λουίζας και λεμονιού που περιέχουν μεγάλες ποσότητες φαινυλοπροπανοειδών, ένα σημαντικό μέρος των οποίων είναιβερμπασκοσίδη. Έτσι, σύμφωνα με αναλυτικές αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν από τους Bilia et al. (2008), οι συνολικές συγκεντρώσεις φαινυλοπροπανοειδών σε υδατικά διαλύματα φύλλων φυτών ήταν 20–150 mg/g ξηρού βάρους, το 97% των οποίων ήτανβερμπασκοσίδη, που διέθετε αξιόλογες αντιοξειδωτικές ιδιότητες στα πειράματα in vitro. Μια άλλη αναλυτική μελέτη επιβεβαίωσε την παρουσία τουβερμπασκοσίδηκαι είναι η βερμπασκοσίδη ως κύριο φαινολικό συστατικό της λουίζας λεμονιού (Quirantes-Piné et al., 2009). Πραγματοποιήθηκε μια τυχαιοποιημένη, διπλά τυφλή, ελεγχόμενη με εικονικό φάρμακο μελέτη της αποτελεσματικότητας του εκχυλίσματος λεμονιού σε συνδυασμό με ωμέγα-3 λιπαρά οξέα στη διαχείριση των αρθρώσεων (Caturla et al., 2011). Το εκχύλισμα μείωσε τα συμπτώματα του πόνου και της δυσκαμψίας και βελτίωσε σημαντικά τη σωματική λειτουργία σε άτομα με δυσφορία στις αρθρώσεις. Ως δευτερεύον αποτέλεσμα, το εκχύλισμα λεμονιού λουίζας έδειξε ισχυρές αντιοξειδωτικές ιδιότητες. Το εκχύλισμα προστάτευσε σημαντικά τα συστατικά του αίματος από το οξειδωτικό στρες που σχετίζεται με τη σωματική άσκηση μέσω της ρύθμισης της δραστηριότητας της αναγωγάσης της GSH, η οποία έχει παρατηρηθεί προηγουμένως σε μια διπλή τυφλή μελέτη σε ανθρώπους (Carrera Quintanar et al., 2012). Η αντιοξειδωτική συμπλήρωση με εκχύλισμα λεμονιού έχει αποδειχθεί ότι προστατεύει τα ουδετερόφιλα από οξειδωτική βλάβη που προκλήθηκε από χρόνια άσκηση, μειωμένη δραστηριότητα μυελοϋπεροξειδάσης και μυϊκή βλάβη χωρίς να επηρεάζει ούτε την ανοσοποιητική ούτε την αντιοξειδωτική προσαρμογή στην άσκηση (Funes et al., 2011). Επιπλέον, αβερμπασκοσίδηΤο εκχύλισμα που περιέχει αποδείχθηκε ότι ενισχύει τα εξαρτώμενα από τη γλουταθειόνη ένζυμα και την υπεροξειδική δισμουτάση στα κυκλοφορούντα αιμοσφαίρια των γυναικών κολυμβητών ενώ μειώνει τα επίπεδα των ορμονών του φύλου στο πλάσμα (Mestre-Alfaro et al., 2011). Αυτά τα δεδομένα που ελήφθησαν από τις πρώτες μελέτες σε ανθρώπους, οι οποίες ήταν κυρίως πιλοτικές μελέτες, παρείχαν κάποια προκαταρκτικά στοιχεία για τις θετικές συστηματικές επιδράσεις τουβερμπασκοσίδη. Ωστόσο, οι μηχανισμοί στους οποίους κρύβονται αυτές οι επιδράσεις παραμένουν προς αποσαφήνιση και απαιτείται περαιτέρω κλινική έρευνα.
Η βερμπασκοσίδη/ακτεοσίδη από το cistanche βελτιώνει την ανοσία
Βερμπασκοσίδη για προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία
Για το ανθρώπινο δέρμα, η υπεριώδης ακτινοβολία αντιπροσωπεύει ένα δραματικό περιβαλλοντικό ερέθισμα που κρύβεται πίσω από πολυάριθμες παθολογικές εκδηλώσεις που τελικά οδηγούν σε πρόωρη γήρανση και καρκίνο (Korkina and Pastore, 2009; Korkina et al., 2009; Kostyuk et al., 2013; Pastore et al., 2012β). Αυτές οι επιβλαβείς επιδράσεις συνδέονται αυστηρά με μη αναστρέψιμη βλάβη στα κυτταρικά μακρομόρια, συμπεριλαμβανομένου του DNA και των πρωτεϊνών, ως συνέπεια της επίμονης υπερπαραγωγής ενεργών ειδών οξυγόνου (ROS) και της εξάντλησης των ενδογενών αντιοξειδωτικών. Είναι πλέον γενικά αποδεκτό ότι η υπεριώδης ακτινοβολία προκαλεί χρόνια φλεγμονή στο δέρμα, η οποία με τη σειρά της επιδεινώνει την επίμονη τοπική ανισορροπία ελεύθερων ριζών/αντιοξειδωτικών. Η υπεριώδης ακτινοβολία αλληλεπιδρά με εξαιρετικά πολύπλοκα δερματικά διαμερίσματα σε διαφορετικά επίπεδα. Πρώτον, προκαλεί φωτοχημικές αντιδράσεις στα εξωτερικά επιφανειακά λιπίδια της επιφάνειας του δέρματος (SSL). Στη συνέχεια, τροποποιεί φωτοχημικά συστατικά των μη βιώσιμων κερατινοκυττάρων και των μεσοκυττάριων λιπιδίων της κεράτινης στιβάδας και τελικά, άμεσα ή μέσω φωτοχημικών μεσολαβητών, φτάνει στα βιώσιμα στρώματα της επιδερμίδας και στα υποκείμενα δερματικά διαμερίσματα. Κατά συνέπεια, ο εντοπισμός φυσικών ουσιών για την αποτελεσματική φωτοπροστασία και καταστολή των φλεγμονωδών αντιδράσεων στο δέρμα είναι επί του παρόντος μια σημαντική ανησυχία στην ερευνητική δερματολογία. Θεωρητικά, οι δευτερογενείς μεταβολίτες φυτικής προέλευσης για τη φωτοπροστασία του δέρματος θα πρέπει να είναι φωτοσταθεροί και να μην προάγουν φωτοχημικές αντιδράσεις στα συστατικά του δέρματος. Θα μπορούσαν να τροποποιήσουν τις αλληλεπιδράσεις δέρματος-UV σε διαφορετικά κρίσιμα σημεία ως εξής: (α) απορρόφηση UVA συν UVB (δράση οθόνης). (β) διακοπή των αντιδράσεων που προκαλούνται από τις ελεύθερες ρίζες στα συστατικά του δέρματος (δραστηριότητες καθαρισμού και άμεσης αντιοξειδωτικής διακοπής της αλυσίδας)· (γ) προστασία των ενδογενών αντιοξειδωτικών SSL, όπως η τοκοφερόλη, το συνένζυμο Q10 και το σκουαλένιο (δραστηριότητες διάσωσης αντιοξειδωτικών). (δ) πρόκληση ενδογενών αντιοξειδωτικών συστημάτων σε κερατινοκύτταρα (έμμεσες αντιοξειδωτικές δραστηριότητες). (ε) εξασθένιση της φλεγμονώδους απόκρισης στα κερατινοκύτταρα (αντι-φλεγμονώδηςδραστηριότητες); και (στ) ρύθμιση υπερβολικών μεταβολικών και πολλαπλασιαστικών αποκρίσεων στρες (αντι-στρες δράση). Το πάνελ μεθόδων που επιτρέπει τη σύγκριση όλων των προαναφερθεισών δράσεων πολλών φυτικών πολυφαινολών (ρεσβερατρόλη, πολυδατίνη, κερσετίνη, ρουτίνη καιβερμπασκοσίδη) έχει εφαρμοστεί από τους Kostyuk et al. (2013). Με βάση τα δεδομένα που ελήφθησαν, οι συγγραφείς κατέληξαν στο συμπέρασμα ότιβερμπασκοσίδηήταν ο καλύτερος υποψήφιος για τοπική φωτοπροστασία και κατά συνέπεια για τη χημειοπρόληψη των μη μελανωματικών καρκίνων του δέρματος που προκαλούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία. Τα μοριακά χαρακτηριστικά της αποτελεσματικής φωτοπροστασίας απόβερμπασκοσίδηπαρουσιάζονται στο Σχ. 3.
Γενικά, οι κυτταρικές διεργασίες που προκαλούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία μπορούν να χωριστούν σε τουλάχιστον δύο φάσεις. Το πρώτο αποτελείται από φωτοφυσικά και φωτοχημικά συμβάντα που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια και αμέσως μετά την έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία. Αυτά τα γεγονότα πυροδοτούν μια σειρά από μοριακές, βιοχημικές και κυτταρικές αλλοιώσεις που είναι χαρακτηριστικές της δεύτερης φάσης. Για παράδειγμα, κατά τη δεύτερη φάση, διεγείρονται πολυάριθμα μονοπάτια μεταγωγής σήματος στα κερατινοκύτταρα που οδηγούν στην ενεργοποίηση των ευαίσθητων στην υπεριώδη ακτινοβολία μεμβράνης (EGFR) και των πυρηνικών (AhR) υποδοχέων (Pastore et al., 2012a, b; Potapovich et al., 2011). Έτσι, η επακόλουθη έναρξη της ενδοκυτταρικής σηματοδότησης έχει ως αποτέλεσμα τη ρύθμιση των υποκείμενων γονιδίων και τη de novo σύνθεση φλεγμονωδών κυτοκινών, χημειοκινών και μορίων προσκόλλησης, σχηματίζοντας έτσι ένα προφλεγμονώδες πρότυπο χαρακτηριστικό των αποκρίσεων UV. Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα είναι η διέγερση ορισμένων μεταβολικών διεργασιών που διαμεσολαβούνται από το AhR (Pastore et al., 2012a,b) και την υπερβολική ενδοκυτταρική παραγωγή ΝΟ από επαγώγιμα NOS (Korkina and Pastore, 2009). Πρόσφατα στοιχεία το υποδηλώνουν έντοναβερμπασκοσίδηείναι ιδιαίτερα αποτελεσματική στην αναστολή της δεύτερης απομακρυσμένης φάσης των φλεγμονωδών και μεταβολικών αποκρίσεων στην ηλιακή ακτινοβολία UV σε ανθρώπινα κερατινοκύτταρα (Potapovich et al., 2013). Οι καθυστερημένες προστατευτικές επιδράσεις του υδρόφιλουβερμπασκοσίδηέχουν εξηγηθεί ως προς τη χαμηλή διαπερατότητά του μέσω της λιπιδικής διπλοστιβάδας των κυτταρικών μεμβρανών του δέρματος.
Πράγματι, μια φυσικοχημική μελέτη των αλληλεπιδράσεων τωνβερμπασκοσίδημε μεμβράνες μοντέλων φωσφολιπιδίων (Funes et al., 2009) αποκάλυψε τον εντοπισμό των μορίων φαινυλοπροπανοειδών στο ανώτερο στρώμα της μεμβράνης φωσφατιδυλογλυκερόλης στη διεπιφάνεια φωσφολιπιδίου/νερού. Ένα άλλο παράδειγμα απομακρυσμένης απόκρισης δεύτερης φάσης στην υπεριώδη ακτινοβολία στο δέρμα είναι η αυξημένη μελανογένεση.Βερμπασκοσίδηαποδείχθηκε ότι αναστέλλει αποτελεσματικά την παραγωγή μελανίνης, η οποία επάγεται από την υπεριώδη ακτινοβολία και την ορμόνη διέγερσης των μελανοκυττάρων στα κύτταρα μελανώματος in vitro από την προς τα κάτω ρύθμιση της τυροσινάσης, η οποία είναι ένα βασικό ένζυμο που εμπλέκεται στη σύνθεση μελανίνης (Muñoz et al., 2013 Son et al., 2011). Επιπλέον, οι συνδεδεμένες με τυροσινάση πρωτεΐνες αναστέλλουν επίσης την παραγωγή της ενώ ενεργοποιούν τη φωσφορυλίωση ERK (Son et al., 2011) και αδρανοποιούν την αδενυλική κυκλάση μέσω της οδού της ορμόνης διέγερσης των μελανοκυττάρων (Song and Sim, 2009).
Πολυφαινόλες φυτικής προέλευσης, όπως π.χβερμπασκοσίδη, συνήθως απορροφούν το υπεριώδες φως εντός του εύρους μήκους κύματος 300-400 nm, και ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται ευρέως ως αποτελεσματικά μόρια διαλογής UVA-UVB. Για να διακρίνει την απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας από τις άλλες πιθανές φωτοπροστατευτικές ιδιότητες τουβερμπασκοσίδη, χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο ακτινοβολίας UVC ανθρώπινων κερατινοκυττάρων (Kostyuk et al., 2008; Pastore et al., 2009). Πάλι,βερμπασκοσίδηπροστάτευσε αποτελεσματικά τα κύτταρα από τη νέκρωση που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία, γεγονός που δείχνει ξεκάθαρα ότι ο καθαρισμός των ελεύθερων ριζών χρησιμοποιήθηκε στη διαδικασία φωτοπροστασίας.
Δυστυχώς,βερμπασκοσίδηκαι παρόμοιοι φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες είναι γενικά υδατοδιαλυτά μόρια. επομένως η διείσδυσή τους μέσα από εξαιρετικά υδρόφοβα επιδερμικά στρώματα είναι περιορισμένη. Σε ένα ex vivo μοντέλο φρεσκοκομμένου δέρματος χοίρου,βερμπασκοσίδηΟι συγκεντρώσεις στα βαθύτερα στρώματα του δέρματος έφτασαν περίπου τα 2 nM στις 24 ώρες μετά την εφαρμογή (Ouitas and Heard, 2009). Πιθανότατα, λόγω της αργής διείσδυσής του σε βιώσιμα κυτταρικά στρώματα του δέρματος του χοίρου, τα ανασταλτικά του αποτελέσματα στην COX-2 ήταν λιγότερο εμφανή σε σύγκριση με την αρπαγοσίδη και την 8-κουμαροϋλαρπαγίδη (Abdelouahab and Heard, 2008). Για να αυξηθεί η σταθερότητα τουβερμπασκοσίδησε τοπικά παρασκευάσματα και τη βιοδιαθεσιμότητά του μέσω δερματικών φραγμών, ελήφθη από καλλιέργειες μεριστωματικών κυττάρων Buddleia davidii και παράγωγα σε ακυλ-βερμπασκοσίδη, το οποίο διαθέτει χαμηλότερο υδρόφιλο προφίλ (Vertuani et al., 2011). Η παράγωγη μορφή του παρουσίασε ακόμη υψηλότερες αντιοξειδωτικές ικανότητες και έγινε πιο σταθερή σε μείγματα λαδιού/νερού σε σύγκριση με το μητρικό μόριο.
Η βερμπασκοσίδη/ακτεοσίδη από το cistanche βελτιώνει τη μνήμη
Κυτταροπροστατευτικές επιδράσεις της βερμπασκοσίδης ως βάση για τη χρήση της για τη θεραπεία νευροεκφυλιστικών ασθενειών και πόνου
Οι πρόσφατες μηχανιστικές μελέτες που διερευνούν τις κυτταροπροστατευτικές ιδιότητες τουβερμπασκοσίδηκαι πολλά άλλα φαινυλαιθανοειδή έχουν δείξει ότι αυτές οι ουσίες προστατεύουν τα ανθρώπινα κύτταρα όχι μόνο λόγω των άμεσων αντιοξειδωτικών και των δραστηριοτήτων σάρωσης ελεύθερων ριζών, αλλά σε μεγάλο βαθμό λόγω της προς τα πάνω ρύθμισης των ενδογενών συστημάτων αποτοξίνωσης (Sgarbossa et al., 2012). οβερμπασκοσίδη, η καμπνεοσίδη, η φορσυθοσίδη Β και η εχινακοσίδη ενεργοποιημένη Nrf2, που είναι ο πυρηνικός παράγοντας που ρυθμίζει τα προστατευτικά και αντιοξειδωτικά ένζυμα, ενώ ανέστειλαν το BACH1, το οποίο είναι καταστολέας του στοιχείου αντιοξειδωτικής απόκρισης, επιπλέον της επαγωγής κυτταροπροστατευτικών ενζύμων φάσης ΙΙ, το πιο σημαντικό από που ήταν η οξυγενάση της αίμης 1 (HO-1). Η συνεχής παρουσία υπεροξειδίου του υδρογόνου που παράγεται στο σύστημα οξειδάσης γλυκόζης-γλυκόζης προκαλεί αναστολή ανάπτυξης με μεσολάβηση μιτοχονδρίων και ανεξάρτητη από κασπάση και κυτταροτοξικότητα προς τους ανθρώπινους ινοβλάστες των ούλων. Δύο παράγοντες, καταλάση καιβερμπασκοσίδη, έχει αποδειχθεί ότι επιδεικνύουν κυτταροπροστατευτικές ικανότητες, καταστέλλοντας τις μοριακές οδούς, οδηγώντας σε νεκρωτικό κυτταρικό θάνατο (Yu et al., 2012).
Οι νευροπροστατευτικές επιδράσεις τουβερμπασκοσίδηέχουν μελετηθεί σε διάφορα πειραματικά μοντέλα. Επειδή ο νευροεκφυλισμός είναι μια πολύπλοκη παθολογική διαδικασία, πολλοί μηχανισμοί αποτελούν τη βάση της εξέλιξής του. Σε μια πρώιμη μελέτη (Sheng et al., 2002), οι προστατευτικές επιδράσεις τουβερμπασκοσίδηεξετάστηκαν σε απόπτωση και οξειδωτικό στρες που προκαλείται από 1-μεθυλ-4-φαινυλοπυριδίνιο (MPP συν) με νευρωνικά κύτταρα φαιοχρωμοκυτώματος (PC12). Τα νευροπροστατευτικά αποτελέσματα προσδιορίστηκαν μέσω ανάλυσης 3-(4,5-διμεθυλθειαζολ-2-υλ)-2,5-βρωμιούχου διφαινυλτετραζολίου (MTT) και ακολουθήθηκε η κυτταρομετρία για απόπτωση σε προσθήκη στη μέτρηση των επιπέδων δραστηριότητας της κασπάσης{10}} και των επιπέδων υπεροξειδίου του υδρογόνου στο εξωκυττάριο. Τα ευρήματα αποκάλυψαν ότι η βερμπασκοσίδη μείωσε σημαντικά τον αποπτωτικό θάνατο στα κύτταρα PC12, ενώ αύξησε τα εξωκυτταρικά επίπεδα υπεροξειδίου του υδρογόνου. Κατά συνέπεια, συνήχθη το συμπέρασμα ότι είναι ευεργετικό για νευροεκφυλιστικές ασθένειες που προκαλούνται από το οξειδωτικό στρες. Σε μια παρόμοια μελέτη από την ίδια ομάδα (Deng et al., 2008),βερμπασκοσίδημελετήθηκε σε νευρωνικά κύτταρα SH-SY5Y για τη διερεύνηση των προστατευτικών επιδράσεών του στον τραυματισμό που προκαλείται από MPP plus χρησιμοποιώντας διάφορες δοκιμασίες, συμπεριλαμβανομένης της ανάλυσης MTT, του προσδιορισμού των αντιδραστικών ειδών οξυγόνου (ROS), των μετρήσεων των επιπέδων δραστηριότητας κασπάσης-3 και της επίπεδα έκφρασης του Bcl-2 και των δυναμικών της μιτοχονδριακής μεμβράνης επιπλέον της κυτταρομετρικής αξιολόγησης της απόπτωσης. Η θεραπεία των τραυματισμένων νευρωνικών κυττάρων με βερμπασκοσίδη σε συγκεντρώσεις 0.1, 1.0 και 10 mg/L προκάλεσε σημαντικές βελτιώσεις σε όλες τις αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν. Η βερμπασκοσίδη μπόρεσε να μειώσει το εύρος της απόπτωσης από 38,9 τοις εκατό σε 29,5 τοις εκατό και να απενεργοποιήσει την κασπάση-3, ενώ οδήγησε σε υψηλότερα επίπεδα έκφρασης του γονιδίου Bcl-2, στη μειωμένη αύξηση του ROS και του MPP συν - επαγόμενη αποτυχία του δυναμικού της μιτοχονδριακής μεμβράνης σε κύτταρα SH-SY5Y. Ως αποτέλεσμα, αυτή η ένωση προτάθηκε από τους συγγραφείς ότι είναι χρήσιμη για τη θεραπεία της νόσου του Πάρκινσον (PD). Οι Pu et al. (2003) έδειξε επίσης ότι η βερμπασκοσίδη ήταν ικανή να αναστείλει τη νευροτοξικότητα που προκαλείται από MPP σε νευρώνες παρεγκεφαλιδικών κόκκων αναστέλλοντας μονοπάτια που σχετίζονται με την απόπτωση, όπως η απενεργοποίηση της έκφρασης θραύσματος της κασπάσης-3 και της πρωτεολυτικής πολυ (ADP-ριβόζης) πολυμεράσης (PARP). . Οι Wang et al. (2009) κατέδειξαν τις προστατευτικές δραστηριότητες της βερμπασκοσίδης σε τραυματισμό των κυττάρων SH-SY5Y που προκαλείται από Α (25-35) με τη μείωση των μεμβρανικών δυναμικών, τη διαμόρφωση της αποπτωτικής σηματοδότησης μέσω Bcl-2, την απελευθέρωση του κυτοχρώματος c και τη διάσπαση της κασπάσης {31}}. Επιπλέον, δοκιμάστηκε σε μοντέλο φλεγμονής του κεντρικού νευρικού συστήματος που προκαλείται από βακτηριακή ενδοτοξίνη/κυτοκίνη LPS/IFN και οι νευροπροστατευτικές του επιδράσεις αποδείχθηκαν μέσω της διαμόρφωσης αυτών των παραγόντων μεταγραφής, αναστέλλοντας την έκφραση της συνθάσης του νιτρικού οξειδίου του νευρώνα επιπλέον αποτρέποντας την ενεργοποίηση του COX-2, το οποίο είναι ένα προφλεγμονώδες ένζυμο, σε κύτταρα γλοιώματος (Esposito et al., 2010b).
Στην πραγματικότητα, μια σειρά από μελέτες έχουν αποκαλύψει την αποτελεσματικότητα τουβερμπασκοσίδησε πειραματικά μοντέλα που σχετίζονται με τη νόσο του Alzheimer (AD). Αξιολογήθηκε για τις πιθανές αντιαμυλοειδογόνες ιδιότητές του που σχετίζονται με την AD, όπως η επίδρασή του στη συσσωμάτωση μιας 42-μερικής πρωτεΐνης αμυλοειδούς (A 42), και διαπιστώθηκε ότι αναστέλλει τη συσσώρευση A 42 σε μια δόση -εξαρτώμενος τρόπος, υποδηλώνοντας ότι το τμήμα κατεχόλης της ένωσης μπορεί να είναι υπεύθυνο για αυτήν την αναστολή (Kurisu et al., 2013).
Η αναστολή της συσσωμάτωσης από μικρά μόρια φαίνεται να αντιπροσωπεύει μια πολλά υποσχόμενη στρατηγική για την πρόληψη και τη θεραπεία της AD.Βερμπασκοσίδηκαι τα γλυκοζυλιωμένα παράγωγά του ήταν εξαιρετικά ισχυροί αναστολείς της συσσωμάτωσης αμυλοειδών πρωτεϊνών σε συγκεντρώσεις b10 μM. Τα συσσωματώματα αμυλοειδούς προκαλούν έναν καταρράκτη μη αναστρέψιμης οξειδωτικής βλάβης στους νευρώνες καιβερμπασκοσίδηπροστατεύει αποτελεσματικά τα νευρωνικά κύτταρα από τραυματισμό που προκαλείται από αμυλοειδές. Η σχέση δομής-δραστικότητας πρότεινε ότι τα τμήματα κατεχόλης των φαινυλαιθανοειδών είναι απαραίτητα για τις αντι-αμυλοειδείς επιδράσεις τους. Τα νευρωνικά κύτταρα PC12 που υποβλήθηκαν σε Α-επαγόμενη κυτταροτοξικότητα υποβλήθηκαν σε αγωγή μεβερμπασκοσίδηυπό συνθήκες in vitro χρησιμοποιώντας HO-1, το οποίο είναι ένα σημαντικό ένζυμο που εμπλέκεται στην προστασία των νευρώνων, έδειξε νευροπροστατευτικές δραστηριότητες μέσω της ενεργοποίησης του HO-1 και της πυρηνικής μετατόπισης του μεταγραφικού παράγοντα Nrf2 (Wang et al. ., 2012).
Σε άλλη εργασία, οι ανασταλτικές επιδράσεις τωνβερμπασκοσίδηαξιολογήθηκαν έναντι της προλυλ ολιγοπεπτιδάσης (POP), η οποία είναι μια ενδοπρωτεάση κυτοσολικού τύπου σερίνης που εμπλέκεται στην παθογένεση της AD. Βρέθηκε ότι αναστέλλει αποτελεσματικά την POP με τρόπο εξαρτώμενο από τη συγκέντρωση με τιμή IC50 1,3 ± 0,2 μM, η οποία είναι παρόμοια με αυτή του θετικού ελέγχου (baicalin, IC50 12 ± 3 μM· Filho et al. ., 2012). Επιπλέον, οι Kahraman et al. (2010) περιέγραψαν τις μέτριες ανασταλτικές δραστηριότητες τουβερμπασκοσίδηπου απομονώθηκε από Verbascum mucronatum έναντι της οικογένειας ενζύμων χολινεστεράσης, η οποία περιλαμβάνει τα βασικά ένζυμα που παίζουν κρίσιμους ρόλους στην παθογένεση της AD. Σε παρόμοια εργασία της ομάδας μας, δοκιμάσαμεβερμπασκοσίδηκαι άλλες σχετικές ενώσεις (φορσυθοζίτη Β και λευκοσκεπτοσίδη Β) και υποκλάσματα που λήφθηκαν από το V. xanthophoeniceum και κατέδειξαν σταθερά μέτρια επίπεδα αναστολής (κάτω από 50 τοις εκατό) σε συγκεντρώσεις 200 ug/mL προς ακετυλοχολινεστεράση (47,93 ± τοις εκατό) και βουτυρυλοχολινεστεράση (39,19 ± 0,25 τοις εκατό, Georgiev et al., 2011a). Τα αποτελέσματα της βερμπασκοσίδης στη βελτίωση της μνήμης αποδείχθηκαν επίσης σε ποντίκια χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο ελλείμματος μνήμης που προκαλείται από σκοπολαμίνη με παθητική αποφυγή και δοκιμές υδατικού λαβύρινθου Morris, υποδηλώνοντας τη βελτίωση της λειτουργίας του κεντρικού χολινεργικού συστήματος (Lee et al., 2006b; Lin et al. al., 2012).
Η οξειδωτική βλάβη που προκαλείται από το ROS έχει θεωρηθεί ότι είναι ένας από τους πυροδοτικούς παράγοντες νευροεκφυλισμού και γήρανσης και εμπλέκεται στις παθολογίες πολλών νευροεκφυλιστικών ασθενειών (Santos et al., 2013· Schapira, 2006).Βερμπασκοσίδηέχει αποκαλυφθεί ότι ασκεί ισχυρές αντιοξειδωτικές δραστηριότητες σε πολλά πειραματικά μοντέλα (Korkina, 2007) όπως φαίνεται στον Πίνακα 1. Επιπλέον, η αντιοξειδωτική του ικανότητα στο πλάσμα μετά την από του στόματος κατάποση και η ικανότητά του να ενισχύει τις ενδογενείς αντιοξειδωτικές άμυνες χρησιμοποιώντας την παραγωγή μηλονοδιαλδεΰδης (MDA), το FRAP Η τιμή και τα επίπεδα δραστικότητας SOD σε πολλά ζωικά μοντέλα έχουν πλήρως αναφερθεί και δεν παρατηρήθηκε οξεία ή στοματική τοξικότητα έως και 2000 mg/kg σε αρουραίους (Funes et al., 2009· Quirantes-Piné et al., 2013a). Αυτές οι μελέτες υπογραμμίζουν τις σχέσεις ορισμένων δομών-αντιοξειδωτικών δράσεων και προτείνουν ότι τα τέσσερα υδροξύλια στην ορθοθέση στους δύο αρωματικούς δακτυλίους τουβερμπασκοσίδησυμβάλλουν στις αξιοσημείωτες αντιοξειδωτικές του δραστηριότητες (Zhou and Sadik, 2008). Επιπλέον, το ισοπαράγωγό του (είναιβερμπασκοσίδη) διαθέτει 2-πλάσια ισχυρότερη χηλική δραστηριότητα σε σύγκριση με αυτήν τουβερμπασκοσίδηκαι οι φαινολικές υδροξυλομάδες διαδραματίζουν κρίσιμους ρόλους στις ανασταλτικές και χηλικοποιητικές δραστηριότητές τους στην υπεροξείδωση των λιπιδίων (Li et al., 1997).
Η αναλγητική δράση του είναιβερμπασκοσίδηέχει αναφερθεί σε δύο in vivo μοντέλα νευροπαθητικού πόνου (Isacchi et al., 2011), στα οποία το φαινυλαιθανοειδές εφαρμόστηκε από το στόμα (300–600 mg/kg) και ενδοπεριτοναϊκά (100 mg/kg). Σημειωτέον, και οι δύο τύποι χορήγησης ανέστρεψαν αποτελεσματικά την μηχανικά και χημικά επαγόμενη υπεραλγησία. Τα αντιλοχικά αποτελέσματα του είναιβερμπασκοσίδη(εφαρμόζεται per os και τοπικά) έχουν επιβεβαιωθεί (Backhouse et al., 2008) σε τρία διαφορετικά μοντέλα χημικά και μηχανικά επαγόμενου πόνου και συγκρίθηκαν με αυτό της ιβουπροφαίνης. Στην πραγματικότητα, οι συγγραφείς διαπίστωσαν ότι η βερμπασκοσίδη και η ιβουπροφαίνη έχουν ίσες αντι-ερεθιστικές δράσεις.
Βερμπασκοσίδη και καρκινικά κύτταρα: χημειοθεραπευτικές έναντι χημειοπροληπτικές προσεγγίσεις
Επειδή η συχνότητα των όγκων αυξάνεται σταθερά, υπάρχει επείγουσα ανάγκη για προληπτικά μέτρα εκτός από βελτιωμένες θεραπευτικές προσεγγίσεις. Για παράδειγμα, τις τελευταίες δύο δεκαετίες, οι φυσικές πολυφαινόλες φυτικής προέλευσης (φαινυλαιθανοειδή, ρεσβερατρόλη, σιλυβίνη, πολυφαινόλες πράσινου τσαγιού, φλαβονοειδή, ανθοκυανίνες κ.λπ.) έχουν προσελκύσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον ως αναδυόμενες δραστικές ουσίες σε δερματολογικές/καλλυντικές συνθέσεις για την πρόληψη. επιβράδυνση ή αναστροφή της ογκογένεσης του δέρματος (χημειοπρόληψη). Όταν εφαρμόζονται χρόνια στο δέρμα, δεν θα πρέπει να βλάπτουν τα φυσιολογικά κύτταρα του δέρματος ή να επηρεάζουν αρνητικά τις λειτουργίες τους, αλλά να καταστέλλουν τον ογκογονικό κυτταρικό μετασχηματισμό, να αναστέλλουν τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων και να ενεργοποιούν την απόπτωση των καρκινικών κυττάρων. Αναφέρεται επίσης ότι συνεργάζονται με τις συμβατικές αντικαρκινικές θεραπείες. Υπάρχει ένας αριθμός νέων μοριακών και κυτταρικών στόχων, συμπεριλαμβανομένων των βλαστικών κυττάρων όγκου, της κυτταρικής γήρανσης, των επιγενετικών ενζύμων που εμπλέκονται στην καρκινογένεση, των επιδερμικών αυξητικών παραγόντων, των υποδοχέων υδρογονανθράκων αρυλίου και των μεταβολικών ενζύμων της υποοικογένειας CYP1, τα οποία έχει αναφερθεί ότι επηρεάζονται θετικά από τις φυτικές πολυφαινόλες , το οποίο αναθεωρήθηκε πρόσφατα (Korkina et al., 2013). Επιπλέον, έχει υποτεθεί ότιβερμπασκοσίδηθα μπορούσε να ασκήσει αντικαρκινικές, κυτταροτοξικές και αντιμεταστατικές ιδιότητες λόγω των οιστρογονικών και αντι-οιστρογονικών λειτουργιών του (Κορκινά, 2007· Παπουτσή κ.ά., 2006).
Τα καρκινικά κύτταρα συνήθως χαρακτηρίζονται από τις ακόλουθες τρεις κύριες διαταραχές: μπλοκ διαφοροποίησης (παρουσία μη διαφοροποιημένων κυττάρων), αναστολή απόπτωσης και επιταχυνόμενος πολλαπλασιασμός. Οι πιο πρόσφατες δημοσιεύσεις το έχουν δείξει ξεκάθαραβερμπασκοσίδημπορεί να θεωρηθεί ότι είναι ισχυρός χημειοπροληπτικός/χημειοθεραπευτικός παράγοντας για τον καρκίνο που είναι ικανός να αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων και να προκαλεί τη διαφοροποίηση και την απόπτωση τους. Η βερμπασκοσίδη έχει αναφερθεί ότι παρουσιάζει αντι-πολλαπλασιαστικές δραστηριότητες σε ορισμένα κύτταρα όγκου in vitro (Wartenberg et al., 2003), για να επάγει τη διαφοροποίηση των κυττάρων του ανθρώπινου γαστρικού καρκινώματος και την απόπτωση μέσω διαμόρφωσης που εξαρτάται από τον κύκλο του τελομερούς-τελομεράσης-κυττάρου (Zhang et al., 2002) και για την αποκατάσταση της βλάβης του DNA που προκαλείται από το οξειδωτικό στρες (Li et al., 2000). Στην καλά περιγραφόμενη μελέτη των Lee et al. (2007), έχουν αποκαλυφθεί οι μηχανισμοί που διέπουν τις αντιπολλαπλασιαστικές επιδράσεις της βερμπασκοσίδης σε κύτταρα HL-60 ανθρώπινης προμυελοκυτταρικής λευχαιμίας. Η συγκέντρωση των 30 μΜ προκάλεσε 50 τοις εκατό αναστολή του πολλαπλασιασμού της HL-60, προκάλεσε διακοπή του κυτταρικού κύκλου στη μετάβαση από G0 σε G1 αναστέλλοντας τις κυκλίνες D2, D3 και E επιπλέον των εξαρτώμενων από κυκλίνη πρωτεϊνικών κινασών CDK2 και CDK6. και, πιο σημαντικό, προκάλεσε διαφοροποίηση καρκινικών κυττάρων που συνδέθηκε με συγκεκριμένες βιοχημικές δραστηριότητες και τα επίπεδα έκφρασης του αντιγόνου επιφανείας των κυττάρων CD14. Αυτά και άλλα παρόμοια ευρήματα (Wartenberg et al., 2003· Zhang et al., 2002) παρέχουν πειστικά στοιχεία ότιβερμπασκοσίδηΌπως και το all-trans-retinoic acid και η βιταμίνη D3, είναι ένας ισχυρός επαγωγέας της τελικής διαφοροποίησης των λευχαιμικών κυττάρων προς τη γραμμή μονοκυττάρων/μακροφάγων. Ως εκ τούτου, η βερμπασκοσίδη έχει προταθεί ως το ερευνητικό φάρμακο για τη θεραπεία ασθενών με μυελό και άλλους τύπους λευχαιμίας.
Η υπερβολική έκθεση στην ηλιακή ακτινοβολία UVA και UVB θεωρείται ευρέως ότι προκαλεί καρκίνους του δέρματος, όπως το ακανθοκυτταρικό καρκίνωμα και το βασάλιο. Η άμεση βλάβη από την UVB στο DNA των κυττάρων του δέρματος και η χρόνια φλεγμονή του δέρματος που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία, ο επιταχυνόμενος πολλαπλασιασμός των κερατινοκυττάρων, η αναστολή της απόπτωσης και η ανοσοκαταστολή φαίνεται να αποτελούν τη βάση της διαδικασίας καρκινογένεσης που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία. Επιπλέον, η UVB προκαλεί υποοικογένειες του κυτοχρώματος P450 (CYP1A1 και CYP1B1) που εμπλέκονται στη μεταβολική ενεργοποίηση οργανικών προκαρκινογόνων και στις τελικές μετατροπές τους σε καρκινογόνες ουσίες. Οι τρέχουσες προσπάθειες για τη χημειοπρόληψη των μη μελανωματικών καρκίνων του δέρματος περιλαμβάνουν την αναζήτηση φυσικών μη τοξικών ουσιών που είναι κατάλληλες για χρόνια τοπική εφαρμογή και ικανές να εμποδίσουν τις καρκινογόνες επιδράσεις της υπεριώδους ακτινοβολίας. Μέχρι σήμερα, με εξαίρεση τα από του στόματος ρετινοειδή, καμία άλλη φυσική ή συνθετική ένωση δεν έχει εγκριθεί στον άνθρωπο, ούτε από του στόματος ούτε τοπικά, ως χημειοπροληπτικοί παράγοντες έναντι των δύο επικρατέστερων δερματικών μη μελανωματικών κακοηθειών που σχετίζονται με την υπεριώδη ακτινοβολία. Σύμφωνα με πρόσφατες δημοσιεύσεις,βερμπασκοσίδημπορεί να είναι καλός υποψήφιος για χημειοπρόληψη του καρκίνου του δέρματος λόγω της προεξέχουσας και μακράς διάρκειας μετά την υπεριώδη ακτινοβολίααντι-φλεγμονώδηςδραστηριότητες προς τα επιδερμικά κύτταρα (Kostyuk et al., 2013).
αντι-φλεγμονώδης επίδραση του κίστανχουβερμπασκοσίδη
Η βιοτεχνολογική παραγωγή και (βιο)σύνθεση της βερμπασκοσίδης
Είναι σημαντικό να αναπτυχθούν βιώσιμες μέθοδοι για την παραγωγή πολύτιμωνβερμπασκοσίδηγια φαρμακευτικές εφαρμογές. Οι φυτικές τεχνολογίες in vitro έχουν χρησιμοποιηθεί για πάνω από έναν αιώνα. Επιπλέον, η καλλιέργεια φυτικών κυττάρων/ιστών έχει γίνει ολοένα και πιο ελκυστική ως μια οικονομικά αποδοτική εναλλακτική λύση σε σχέση με τις κλασικές προσεγγίσεις για τη βιώσιμη μαζική παραγωγή μορίων φυτικής προέλευσης (η λεγόμενη έννοια των εργοστασίων πράσινων κυττάρων) λόγω των πολυάριθμων πλεονεκτημάτων τους. Πρώτον, η γενετική τροποποίηση σε ένα περιορισμένο σύστημα μπορεί εύκολα να εφαρμοστεί χωρίς τα ρυθμιστικά εμπόδια που σχετίζονται με τις καλλιέργειες που καλλιεργούνται στο χωράφι. Δεύτερον, ένα σύστημα καλλιέργειας κυττάρων/ιστών μπορεί να αναβαθμιστεί σε βιοαντιδραστήρες με ελεγχόμενους ρυθμούς παραγωγής (Lim and Bowles, 2012). Επιπλέον, η καλλιέργεια φυτικών κυττάρων/ιστών είναι ο μόνος οικονομικά εφικτός τρόπος για την παραγωγή ορισμένων μεταβολιτών υψηλής αξίας από σπάνια ή/και απειλούμενα φυτά. Η πρόοδος στον τομέα αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη μαζική παραγωγή αρκετών σημαντικών μεταβολιτών (κυρίως πακλιταξέλης, σικονίνης και βερβερίνης) από διαφορετικές εταιρείες (Georgiev et al., 2013). Οι πρώιμες ερευνητικές προσπάθειες περιέγραψαν την πρόκληση καλλιέργειας κυτταρικού εναιωρήματος του S. Vulgaris, το οποίο βρέθηκε να συσσωρεύει μεγάλες ποσότητεςβερμπασκοσίδηέως και 16 τοις εκατό σε βάση ξηρού βάρους κυττάρων (Ellis, 1983). Η βελτιωμένη παραγωγή τουβερμπασκοσίδη(2.3-πτυχίο) παρατηρήθηκε όταν μια καλλιέργεια εναιωρήματος κυττάρων Cistanche salsa τροφοδοτήθηκε με συνδυασμό φαινυλαλανίνης, τυροσίνης και χυμού αγγουριού (μια φθηνή πηγή καφεϊκού οξέος· Liu et al., 2007). Σε μια πρόσφατη μελέτη μεταβολομικής που περιλαμβάνει υγρή χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας (LC-MS), οι Guarnerio et al. (2012) παρατήρησε ότι η έκθεση μιας κυτταρικής καλλιέργειας Echinacea Angustifolia στο φως ανέστειλε τη ραμνοζυλίωση των καφεοϋλοφαινυλαιθανοειδών γλυκοσιδών, επηρεάζοντας έτσι επιζήμια τη βιοσύνθεση της βερμπασκοσίδης. Georgiev et al. (2011c) ανέφερε την επιτυχή αναβάθμιση της βιοπαραγωγής του από καλλιέργειες κυτταρικού εναιωρήματος νυχιών του διαβόλου (Harpagophytum procumbens, Pedaliaceae) σε έναν νέο βιοαντιδραστήρα. Η μεταφορά από ανακινούμενες φιάλες στον αντιδραστήρα στήλης με παλμικό αερισμό είχε ως αποτέλεσμα 165,42 mg βερμπασκοσίδης/L/ημέρα, που είναι ένα από τα υψηλότερα επίπεδα παραγωγικότητας που έχουν αναφερθεί μέχρι σήμερα. Όλες αυτές οι μελέτες καταδεικνύουν τη σκοπιμότητα της βιοτεχνολογικής παραγωγής, αν και απαιτείται περαιτέρω αναβάθμιση (Georgiev et al., 2013) για τη βιώσιμη εμπορική εκμετάλλευση αυτού του in vitro συστήματος καλλιέργειας φυτών.
Οι καλλιέργειες φυτικών ιστών/οργάνων είναι επίσης ελκυστικές πηγέςβερμπασκοσίδη. Οι τυχαίες (κανονικές) καλλιέργειες ρίζας Castilleja tenuiflora αναπτύχθηκαν σε μέσο Β5 της Gamborg που συμπληρώθηκε με εξωγενείς αυξίνες (είτε 10 μΜ ινδόλη-3-οξικού οξέος είτε 10 μΜ -ναφθαλινοξικού οξέος). Μετά από 30 ημέρες βυθισμένης καλλιέργειας, η βερμπασκοσίδη φτάνει στο μέγιστο των 14,62 mg/g βιομάζας ξηρών ριζών (Gómez-Aguirre et al., 2012). Μια άλλη ελκυστική επιλογή για τη βιοπαραγωγή του είναι οι καλλιέργειες τριχωτών ριζών που προκαλούνται μέσω ενός γενετικού μετασχηματισμού με τη μεσολάβηση Agrobacterium rhizogenes, ο οποίος έχει λάβει αυξανόμενη προσοχή τα τελευταία χρόνια επειδή έχουν σχετικά γρήγορους ρυθμούς ανάπτυξης σε μέσα χωρίς ορμόνες, είναι γενετικά και βιοχημικά σταθερές και μπορεί να διαθέτουν παρόμοια προφίλ δευτερογενούς μεταβολίτη με τα φυτά από τα οποία παράγονται (Georgiev et al., 2012). Μεταμορφώνοντας τα βλαστικά εκφυτεύματα του P. tomentosa με τα στελέχη A. rhizogenes LBA 9402 και A4, οι Wysokinska και Rozga (1998) απέκτησαν έναν κλώνο τριχωτής ρίζας που ήταν ικανός να αναπτυχθεί υπό συνθήκες βύθισης και να συσσωρεύσει 9,5 τοις εκατό βερμπασκοσίδη. Επιπρόσθετα, έχει αναπτυχθεί ένα αποτελεσματικό πρωτόκολλο για την εγκατάσταση καλλιεργειών τριχωτών ριζών του V. xanthophoeniceum χρησιμοποιώντας μετασχηματισμό υποβοηθούμενο από υπερήχους A. rhizogenes (Georgiev et al., 2011d). Δέκα ημέρες μετά τον εμβολιασμό με το εναιώρημα A. rhizogenes ATCC 15834 και 45 δευτερόλεπτα έκθεσης στον υπέρηχο, εμφανίστηκαν τριχωτές ρίζες στο 75 τοις εκατό των μοσχευμάτων φύλλων Verbascum. Επιπλέον, οι πιο δυναμικοί κλώνοι τριχωτών ριζών V. xanthophoeniceum παρουσίασαν σταθερή ανάπτυξη υπό βυθισμένη καλλιέργεια και συσσώρευσαν υψηλές ποσότητες βιομάζας (13-14 g ξηρής ρίζας μάζας/L). Το προφίλ του μεταβολίτη LC-MS των τριχωτών ριζών αποκάλυψε ότι η βερμπασκοσίδη ήταν ο πιο άφθονος δευτερογενής μεταβολίτης και οι ποσότητες του ήταν πάνω από 6 φορές υψηλότερες από εκείνες στους μητρικούς φυτικούς ιστούς (Georgiev et al., 2011c). Σαφώς, τα φυτικά συστήματα in vitro (τόσο αποδιαφοροποιημένα όσο και διαφοροποιημένα) έχουν τεράστιες βιοσυνθετικές δυνατότητες και μπορούν επομένως να χρησιμεύσουν ως ελκυστικές πηγές για τη βιοπαραγωγή της φαρμακευτικώς πολύτιμης ένωσης βερμπασκοσίδη, αν και απαιτείται πιο λεπτομερής μελλοντική έρευνα.
Εκτός από το ενδιαφέρον γιαβερμπασκοσίδηΓια ιατρικούς σκοπούς, η βιοσυνθετική οδός του μένει να διευκρινιστεί πλήρως. Τα πρώτα στάδια είναι γνωστά, αλλά αρκετά κατάντη ενδιάμεσα, βασικά ένζυμα και τα αντίστοιχα γονίδιά τους απομένουν να ανακαλυφθούν. Η τρέχουσα γνώση της οδού, η οποία βασίζεται σε πειράματα τροφοδοσίας με σταθερούς πρόδρομους σημασμένους με ισότοπο, συνοψίζεται στο Σχ. 4. Η βιοσύνθεσή του ξεκινά με τη δημιουργία προδρόμων φαινυλαλανίνης και τυροσίνης από την οδό σικιμικού. Το τμήμα υδροξυτυροσόλης τουβερμπασκοσίδηβιοσυντίθεται από τυροσίνη είτε μέσω τυραμίνης και/ή ντοπαμίνης, ενώ το τμήμα καφεοϋλίου του συντίθεται από φαινυλαλανίνη μέσω μιας οδού κινναμιδικής (Ellis, 1983). Η ντοπαμίνη ενσωματώνεται σεβερμπασκοσίδημέσω οξείδωσης στην αντίστοιχη αλδεΰδη, αναγωγής στην αλκοόλη, και τέλος, -γλυκοζυλίωσης (Saimaru και Orihara, 2010). Μια μελέτη που περιελάμβανε καλλιέργειες κυτταρικού εναιωρήματος του S. Vulgaris αποκάλυψε ότι οι πρόδρομοι διυδροξυ, συμπεριλαμβανομένου του DOPA και της ντοπαμίνης, ενσωματώνονται πολύ λιγότερο αποτελεσματικά στη βερμπασκοσίδη από τις αντίστοιχες μονοϋδροξυ ενώσεις (δηλαδή, τυραμίνη, τυροσόλη και σαλιδροζίτη· Ellis, 1983). Αν και μέχρι σήμερα δεν έχουν εντοπιστεί ενδιάμεσα που να οδηγούν από το καφεϊκό οξύ, τη σαλιδροζίδη, την υδροξυτυροσόλη, τη γλυκόζη και τη ραμνόζη στη βερμπασκοσίδη, και επομένως, δεν είναι γνωστά καθορισμένα ενζυματικά στάδια, η προτεινόμενη ανάντη οδός (Εικ. 4) μπορεί, θεωρητικά, να κατασκευαστεί για την ενίσχυση των ρυθμών παραγωγής. Σαφώς, απαιτούνται περαιτέρω πληροφορίες σχετικά με τη βιοσύνθεση βερμπασκοσίδης για την ανάπτυξη μιας βιώσιμης βιοτεχνολογικής παραγωγικής διαδικασίας χρησιμοποιώντας μεταβολικά τροποποιημένο φυτικό υλικό. Η απόκτηση αυτών των πληροφοριών θα απαιτήσει οπωσδήποτε την ισχυρή ταυτοποίηση όλων των ενδιάμεσων ενώσεων, ακολουθούμενη από τον ενδελεχή χαρακτηρισμό των ενζύμων και των γονιδίων που εμπλέκονται στα δεσμευμένα βήματα, ως τη ρύθμισή τους σε κυτταρικό επίπεδο.
Η πλήρης τεχνητή σύνθεση τουβερμπασκοσίδηέχει επιτευχθεί από τους Duynstee et al. (1999). Σε αυτήν τη μελέτη, μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Λέιντεν (Ολλανδία) ανέφερε το 15-βήμα σύνθεσης της βερμπασκοσίδης, με αποτέλεσμα μια συνολική απόδοση 7,1 τοις εκατό . Περαιτέρω, τα φυσικά και φασματοσκοπικά δεδομένα της σύνθεσηςβερμπασκοσίδηβρέθηκαν να είναι πανομοιότυπα με εκείνα που αναφέρθηκαν για φυσική βερμπασκοσίδη.
Μεταγενέστερη επεξεργασία βερμπασκοσίδης
Η ανάπτυξη οικονομικά αποδοτικών τεχνολογιών για τη μαζική παραγωγήβερμπασκοσίδηαπαιτεί να δοθεί σημαντική προσοχή στην κατάντη επεξεργασία τουβερμπασκοσίδη-που περιέχει (βιο)μάζα. Έχουν αναπτυχθεί αποτελεσματικές, βολικές μέθοδοι για τον διαχωρισμό και τον καθαρισμό του από φυτικά εκχυλίσματα (Han et al., 2012; Yue et al., 2013) που περιλαμβάνουν τη χρήση χρωματογραφίας αντιρροής υψηλής ταχύτητας (HSCCC). Αυτή η τεχνική γενικά εξαλείφει τη μη αναστρέψιμη προσρόφηση, η οποία είναι ένα κοινό πρόβλημα που εμφανίζεται στη χρωματογραφία στήλης. Εφαρμόζοντας HSCCC σε συνδυασμό με διαχωρισμό στήλης μακροπορώδους ρητίνης, οι Yue et al. (2013) πέτυχε να απομονώσει και να καθαρίσει πέντε φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες, συμπεριλαμβανομένης της φορσυθοσίδης Β,βερμπασκοσίδη, αλυσονοσίδη, είναιβερμπασκοσίδηκαι λευκοσκεπτοσίδη Β από Lamiophlomis rotate (Benth.) Kudo. Ένα σύστημα διαλυτών δύο φάσεων που αποτελούνταν από οξικό αιθυλεστέρα/ν-βουτανόλη/νερό (13:3:10, ν/ν/ν) χρησιμοποιήθηκε για τον διαχωρισμό HSCCC σε ένα στάδιο (4 ώρες), ο οποίος είχε ως αποτέλεσμα την επιτυχή απομόνωση των προαναφερθέντων φαινυλαιθανοειδών γλυκοσιδών σε υψηλές καθαρότητες (μεταξύ 97,3 τοις εκατό και 99,5 τοις εκατό). Στο Cistanches deserticola Han et al. (2012) συνδύασε ένα στάδιο εμπλουτισμού σε στήλη πυριτικής πηκτής με καθαρισμό με παρασκευαστικό HSCCC (σύστημα: οξικός αιθυλεστέρας/ν-βουτανόλη/αιθανόλη/νερό, 40:6:6:50, v/v/v/v) για να απομονώσει τη βερμπασκοσίδη , μεταξύ άλλων ενώσεων, σε επίπεδα καθαρότητας που υπερβαίνουν το 95 τοις εκατό όπως προσδιορίζεται με υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης. Περαιτέρω, μια συνεχής προσέγγιση με τη βοήθεια υπερήχων για τον άμεσο εμπλουτισμό των βρώσιμων ελαίων (ελιά, ηλίανθος και σόγια) με τις κύριες φαινόλες στα φύλλα ελιάς (δηλαδή, βερμπασκοσίδη, ελευρωπαΐνη, απιγενίνη-7-γλυκοσίδη και λουτεολίνη-7- γλυκοσίδη) έχει αναπτυχθεί (Japón-Luján, et al., 2008). Κάτω από βέλτιστες συνθήκες, χρειάστηκαν μόνο 20 λεπτά για τον εμπλουτισμό των βρώσιμων ελαίων για τα προαναφερθέντα βιοενεργά μόρια. Η μέθοδος εμπλουτισμού πραγματοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου σε ένα σύστημα χωρίς οργανικούς διαλύτες, το οποίο διασφαλίζει τη βελτίωση των υγιεινών ιδιοτήτων των βρώσιμων ελαίων μαζί με τις ιδιότητές τους.
Συμπέρασμα και προοπτικές
Πενήντα χρόνια μετά την ανακάλυψη τουβερμπασκοσίδη, πολύ λίγα είναι γνωστά για τη βιοσυνθετική οδό του. Αρκετά βασικά ένζυμα και τα γονίδια που τα κωδικοποιούν μένει να ανακαλυφθούν. Έτσι, απαιτείται βελτιωμένη κατανόηση της βιοσύνθεσής του για τον εντοπισμό μέσων για την ενίσχυση αυτής της διαδικασίας μέσω της μεταβολικής μηχανικής και στη συνέχεια για την ανάπτυξη αποτελεσματικών εργοστασίων πράσινων κυττάρων/ιστών για τη μαζική παραγωγή του. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις πλατφόρμες μεταγραφομικής και μεταβολομικής είναι πιθανό να διευκολύνουν σημαντικά τέτοιες προσπάθειες.
Σύμφωνα με τα στοιχεία που αναφέρονται εδώ,βερμπασκοσίδηπαρουσιάζει νευροπροστατευτικά αποτελέσματα μέσω χολινεργικών, αντιοξειδωτικών καιαντι-φλεγμονώδηςμηχανισμών και μπορεί να είναι ένας πολλά υποσχόμενος υποψήφιος για νευροπροστατευτικές εφαρμογές. Οι εξαιρετικά θετικές δραστηριότητές του στα μοντέλα φλεγμονής του εντέρου παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τη σκοπιμότητά του στη χρόνια φλεγμονώδη νόσο του εντέρου. Αυτή η ένωση υπόσχεται πολλά για την πρόληψη και τη θεραπεία μιας ποικιλίας δερματικών διαταραχών, από χρόνια φλεγμονώδη νόσο που προκαλείται από το ανοσοποιητικό έως δερματικούς όγκους που δεν προκαλούνται από την ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι ορισμένες από αυτές τις δραστηριότητες πραγματοποιήθηκαν σε σχετικά υψηλές συγκεντρώσειςβερμπασκοσίδηκαι έχουν παρατηρηθεί κυρίως σε πειράματα in vitro ή σε ζώα. Μέχρι σήμερα, αξιόπιστα κλινικά δεδομένα που περιγράφουν τις επιπτώσεις της βερμπασκοσίδης στην υγεία είναι περιορισμένα και αμφιλεγόμενα. Επομένως, αυτές οι μελέτες θα πρέπει να εξετάζονται με προσοχή και θα πρέπει να πραγματοποιούνται περισσότερες κλινικές δοκιμές για την αποτελεσματικότητα και την ασφάλειά του.
Παρά τον πλούτο των εργαστηριακών δεδομένων που είναι διαθέσιμα που περιγράφουν τοαντι-φλεγμονώδηςαποτελέσματα τουβερμπασκοσίδημετά από in vitro παρατηρήσεις, εκτός από εκείνες που αφορούν ζωικά μοντέλα, πολλά ζητήματα παραμένουν άλυτα όσον αφορά τις αποτελεσματικές κλινικές εφαρμογές. Πρώτον, είναι απαραίτητες μεγάλης κλίμακας τεκμηριωμένες μελέτες σε ανθρώπους με συγκεκριμένες θεραπευτικές ρυθμίσεις. Οι οδοί χορήγησης αντιπροσωπεύουν ένα επιπλέον κρίσιμο ζήτημα για κλινική εφαρμογή. Διαφορετικά μοντέλα έχουν χρησιμοποιηθεί για να δείξουν τα προστατευτικά του αποτελέσματα μετά από τοπική έναντι συστηματικής εφαρμογή. Για να αποφευχθεί η βλάβη των ιστών, η από του στόματος χορήγηση είναι προτιμότερη λόγω της ευκολίας της εντερικής έναντι της δερματικής απορρόφησης και του χαμηλότερου κινδύνου αυτοοξείδωσης του τμήματος της φαινόλης. Μια πολλά υποσχόμενη προοπτική για in vivo αποτελέσματα αντιμετωπίζεται πράγματι στη χορήγηση στο δέρμα μέσω κατάλληλων σταθεροποιητικών μέσων χορήγησης (Schmitt et al., 2009). Ωστόσο, επί του παρόντος, παρά τις πολυάριθμες in vitro μελέτες που καταδεικνύουν τη σάρωση των ελεύθερων ριζών καιαντι-φλεγμονώδηςΟι ιδιότητες των φυτικών πολυφαινολών, οι χαμηλές βιοδιαθεσιμότητές τους και η φτωχή συνεισφορά τους στις συνολικές αντιοξειδωτικές ικανότητες του πλάσματος, οι ιδιότητες άμεσης δέσμευσης ριζών in vivo παραμένουν αβέβαιες. Θα μπορούσαν να προβλεφθούν οι έμμεσες αντιοξειδωτικές δραστηριότητες της βερμπασκοσίδης λόγω της επαγωγής ή/και της ενεργοποίησης των κύριων ενδογενών αντιοξειδωτικών ενζύμων και της αδρανοποίησης των προοξειδωτικών ενζύμων. Ένα άλλο σημαντικό ζήτημα είναι ο εξαιρετικά γρήγορος μεταβολισμός της βερμπασκοσίδης στο ανθρώπινο σώμα λόγω των πολλαπλών μεταβολικών οδών που εμπλέκονται στην εξάλειψη των φυτικών τοξινών (Korkina et al., 2008). Απαιτούνται περαιτέρω εντατικές μελέτες για να επιβεβαιωθεί η κλινική δυνατότητα της βερμπασκοσίδης, επιτρέποντας έτσι την αποδοχή της ως θεραπευτικού παράγοντα. Είναι επίσης ενδιαφέρον για περαιτέρω χημικές τροποποιήσεις επειδή η δομή του προσφέρει ένα ενδιαφέρον ικρίωμα (με διάφορες αντιδραστικές θέσεις) για συνδυαστική χημεία.
όφελος του Verbascosideαπό το Cistanche
Ευχαριστίες
Η KIA αναγνωρίζει την οικονομική υποστήριξη του Υπουργείου Επιστήμης και Παιδείας (έργο BG 051PO001-3.3.05-001 "Science and Business"). Η MIG εκτιμά ιδιαίτερα την οικονομική υποστήριξη από το Πρόγραμμα Marie Curie της Ευρωπαϊκής Κοινότητας (επιχορήγηση PIEF-GA-2009-252558) και το Εθνικό Ταμείο Επιστημών της Βουλγαρίας (επιχορήγηση DO-02-261/2008).
Από: «Βερμπασκοσίδη — Ανασκόπηση της εμφάνισής του, (βιο)σύνθεση και φαρμακολογική σημασία» απόKalina Alipieva, et al
---Biotechnology Advances 32 (2014) 1065–1076
