Telomeraza este o enzima ce reface captele telomerilor celulelor maligne în timpul diviziunii celulare. Inhibitia telomerazei ar putea duce la senescenta si apoptoza celulelor maligne. Pe lânga multi compusi naturali utilizati în inhibitia telomerazei, cercetatorii cauta si substante chimice naturale izolate din diferite specii de plante sau bacterii care ar putea avea un bun efect de inhibitie enzimatica.
Berberina este o substanta naturala foarte raspândita în rândul plantelor. Din punct de vedre chimic, berberina este un alcaloid izochinolinic. Se gaseste în în foarte multe specii ale familiei Berberidaceae – Berberis amurensis, aquifolium, aristata, asiatica, darwinii, floribunda, fortunei, hymalaica, trifoliata, vulgaris, sau specii precum Mahonia acanthifolia, Nandia domestica, Chelidonium majus, Glaucium corniculatum, Hydrastis canadensis, etc. Din punct de vedere fizico-chimic berberina este o baza cuaternara, cristalizata, de culoare glalbena, solubila în apa fierbinte si etanol, greu solubila în benzen, eter si acetat de etil. Cu acizii formeaza saruri galbene, în general greu solubile. Imad Naasani, Hiroyuki Seimiya si Takao Yamoris de la Cancer Chemoteherapy Center si de la Institute of Molecular and Cellular Biosiences, de la University of Tokyo, Tokyo – Japonia, au realizat un studiu privind capacitatea de inhibitie a telomerazei de catre unii compusi chimici. Ei au selectat 30 de compusi dintr-o baza de date cu substante chimice atât naturale cât si de sinteza, compusi a caror potenta inhibitorie a fost testata.
Gradul de inhibitie al activitatii telomerazei a fost determinat folosind sistemul TRAP (Telomeric Repeat Amplification Protocol) în care celule de cultura (prelevate de la pacienti cu leucemie)care exprimau activitate telomerazica au fost tratate cu diversi compusi a caror structura chimica releva o posibila activitate de inhibitie telomerazica. TRAP este un sistem special de determinare a numarului de unitati hexanucleotidice adaugate de catre enzima dupa o anumita perioada de timp si în anumite conditii.
Cercetatorii au folosit în studiul lor si probe comparative de control pentru a vedea astfel puterea de inhibitie a unei substante chimice în raport cu proba de control. Trebuie mentionat faptul ca toate probele au fost mentinute în aceleasi conditii.
Oamenii de stiinta au observat ca dintre toti compusii seriei selectate, berberina a aratat cel mai mare potential antitelomerazic, spre deosebire de subtante ca vitamina B12, Rifampicina, Vitamina E sau Sulindac. Concluziile cercetatorilor au fost ca berberina este un inhibitor telomerazic moderat. Ei au constatat ca berberina sub forma de clorhidrat prezinta 50 % inhibitie la concentratii de aproximativ 35 JM.
Un alt compus natural care se pare ca prezinta activitate inhibitorie asupra telomerazei este telomestatin (SOT-095). Acesta este un compus natural izolat din speciile de Streptomyces anulatus 3533-SV4 care conform ultimelor studii indica o foarte buna activitate la concentratii destul de mici (de ordinul nM). Pentru a verifica acest lucru Tetsuzo Tauchi de la First Department of Internal Medicine, Tokyo Medical University, Tokyo – Japonia, împreuna cu echipa sa au realizat un studiu pe culturi de celule prelevate de la pacienti cu leucemie, care exprimau activitate telomerazica. În paralel s-au realizat probe de control care fie nu au fost tratate cu nici un compus chimic activ, fie au fost tratate doar cu solventul folosit în cadrul studiului.
Cercetatorii au observat ca telomestatin prezinta o inhibitie de 50 % la concentratii de aproximativ 2 JM, dar si ca poate reduce actiunea hTERT (componenta a telomerazei) ARNm într-un mod dependent de doza. S-a observat ca la concentratii de 2 JM telomestatin nu are efect asupra viabilitatii celulare pe termen scurt sau asupra proliferarii celulare. Dupa aceasta observatie întreaga echipa implicata în studiu a hotarât ca aceasta concentratie (2 JM) sa fie folosita pentru studiile pe culturi de celule pe lunga durata. Asemanator studiului precedent metoda folosita pentru a determina capacitatea de inhibitie asupra telomerazei, a fost metoda (proba) TRAP. În timp, s-a observat o scurtare a telomerilor pe parcursul propagarii celulelor, în prezenta telomestatinului (cu o lungime medie de doar 2.5 kb – kilobaze la dublarea populatiei de celule). Interesant este faptul ca cercetatorii au observat ca timp de 20 de zile, celulele au prezentat o activitate proliferativa ridicata, iar dupa 30 de zile proliferarea celulara a încetat aproape complet, în prezenta telomestatinului. Deasemenea multe dintre celule au aratat propietati morfologice specifice apoptozei celulare. Pentru a verfica daca substanta chimica determina apoptoza celulara, echipa a realizat un studiu privind ciclul celular, studiu care a confirmat ca telomestatin poate induce apoptoza, pe lânga inhibarea activitatii celulare si scurtarea telomerilor. Apoptoza celulara a fost explicata de cercetatori prin inducerea distrugerii cromatinei, odata cu scurtarea telomerilor. Deasemenea cercetatorii au verificat daca telomestatin ar putea avea un efect de feedback negativ asupra proliferarii celulare a celuleor hematopoietice sanatoase, prin expunerea unor culturi de celule la diverse concentratii de agent chimic. Observatiile lor cu privire la acest lucru au fost ca telomestatin inhiba selectiv proliferarea celulelor leucemice, dar nu si a celor normale.
Concluziile echipei de cercetatori privind activitatea inhibitorie a telomestatinului au fost ca acesta prezinta o buna actiune asupra enzimei, determinând si o scurtare a telomerilor odata cu cresterea numarului de diviziuni celulare. Ca mod de actiune cercetatorii propun ideea ca telomestatin ar putea stabiliza quadruplex-urile intramoleculare bogate în guanina (G), inclusiv pe cele produse de secventa telomerica TTAGGG notata si d[T2AG3]4, determinând astfel o rapida scurtare a telomerilor, instabilitate la nivelul cromozomilor, criza celulara si în cele din urma apoptoza.
| < Anterior | Urmator > |
|---|
