Nowe badania nad wpływem astaksantyny na raka

Nowe badania nad wpływem astaksantyny na raka

Autor: dr farm. Jack H. Raber

Tłumaczenie artykułu “New Research on Astaxanthin and Cancer”, Magazyn Life Extension, grudzień 2017r.

Badacze są podekscytowani wynikami badań, które wykazały, że astaksantyna, naturalny związek o właściwościach antyoksydacyjnych i przeciwzapalnych, może również wpływać na terapię przeciwnowotworową.

Chociaż były to badania in vitro oraz na zwierzętach, początkowe wyniki są bardzo obiecujące i dają nadzieję, że podobne działanie wykażą badania na ludziach.

Co to jest astaksantyna?

Astaksantyna to karotenoid1, barwnik, który nadaje czerwony kolor łososiom, krylowi, krewetkom i flamingom. 2,3

Liczne badania na zwierzętach wykazały korzystne działanie astaksantyny na wzrok, skórę, serce, wątrobę i odporność. Badania na ludziach zbadały czy astaksantyna jest bezpieczna, dostępna biologicznie oraz jej skuteczność w zmniejszaniu stresu oksydacyjnego.1,4

Wyniki badań przeprowadzonych na całym świecie pokazują, że astaksantyna może także walczyć z nowotworami.

Podają one, że astaksantyna wykorzystuje co najmniej sześć różnych mechanizmów do walki z nowotworami.5

Jak astaksantyna walczy z rakiem

  1. Hamuje namnażanie się komórek rakowych.

Nowotwory rozwijają się, kiedy komórki rakowe namnażają się, migrują i przylegają do zdrowych tkanek i organów.5,6 Astaksantyna może hamować namnażanie się komórek nowotworowych.

W pewnym badaniu wykazano silny związek między astaksantyną a wolniejszym namnażaniem się komórek raka wątroby i piersi u szczurów, a także płuc u myszy.

Co ciekawe w grupie kontrolnej przyjmującej astaksantynę zdrowe komórki wątroby zostały w niewielkim stopniu zaatakowane przez nowotwór.7 Wskazuje to na fakt, że astaksantyna wybiórczo „atakuje” komórki rakowe.

Inne badanie w którym porównano astaksantynę do trzech innych karotenoidów (beta-karotenu, kapsantyny i biksyny) wykazało, że astaksantyna wykazuje największą aktywność i zapobiega namnażaniu się komórek białaczkowych u ludzi.8

  1. Przyczynia się do śmierci komórkowej.

Apoptoza (programowana śmierć komórki) to normalny proces w którym organizm usuwa uszkodzone lub wadliwe komórki.9,10 Cechą charakterystyczną komórek rakowych jest zdolność unikania apoptozy, dzięki czemu mogą one przetrwać i rozmnażać się.11

W badaniach in vitro wykazano, że astaksantyna przyczynia się do apoptozy komórek raka jamy ustnej i wątroby.7,12,13

  1. Zmniejsza stres oksydacyjny.

Stres oksydacyjny przyczynia się do rozwoju i rozprzestrzeniania się różnego rodzaju nowotworów.14,15

Badacze z Włoch odkryli, że astaksantyna hamuje produkcję reaktywnych form tlenu w przypadku komórek białaczki u ludzi.16 Do podobnych wniosków doszli badacze z Chin potwierdzając, że astaksantyna hamuje rozwój komórek białaczkowych u ludzi.8

  1. Zmniejsza stan zapalny.

Powszechnie wiadomo, że stany zapalne odgrywają istotną rolę w namnażaniu się i przetrwaniu komórek rakowych.17-19 Wykazano, że astaksantyna hamuje występowanie owrzodzeń śluzówki powstałych w wyniku stanu zapalnego, co zapobiegało rakowi okrężnicy u myszy.20

Kolejne badania wykazały, że astaksantyna osłabiła produkcję cytokin wywołujących stan zapalny, m.in. TNF-alfa czynnika nekrozy nowotworów alfa w komórkach białaczkowych u ludzi.16,21

  1. Zapobiega rozprzestrzenianiu się raka.

Do przerzutów czyli rozprzestrzeniania się nowotworu na inne organy czy kości dochodzi, kiedy komórki rakowe odrywają się od guza pierwotnego.

Enzymy tj. metaloproteinazy macierzy pozakomórkowej sprawiają, że komórki rakowe migrują do innych organów, gdzie zaczynają się rozwijać.5,22,23  Oznacza to, że MMP może przyczyniać się do rozwoju i postępowania nowotworu.

Badacze sądzą, że astaksantyna zapobiega rozprzestrzenianiu się nowotworu poprzez hamowanie aktywności MMP i modulowanie szlaków przemian związanych z dopływem krwi do nowotworu, namnażaniem się komórek, a także tworzeniem, postępowaniem i inwazją komórek nowotworowych.24,25

Powyższe działanie ochronne zostało wykazane w przypadku komórek rakowych jamy ustnej u chomików oraz okrężnicy i wątroby u szczurów.24-26

 6. Poprawia komunikację międzykomórkową.

Komórki komunikują się między sobą za pośrednictwem połączeń szczelinowych (typu gap) zapewniając właściwy metabolizm i inne kluczowe dla organizmu funkcje. Upośledzenie tej komunikacji przyczynia się np. do stanów zapalnych, uszkodzeń komórek i ostatecznie nowotworów.27-29

Astaksantyna wydaje się wzmacniać powyższą formę komunikacji międzykomórkowej, a tym samym może zapobiegać różnym rodzajom nowotworów.

Jeden z badaczy odkrył, że astaksantyna poprawiła komunikację międzykomórkową z udziałem połączeń typu gap. Wcześniejsze badania pokazały, że poprawa tego rodzaju komunikacji hamuje powstawanie i rozwój nowotworu.30

Aktualne badania nad wpływem astaksantyny na raka

Nowotwory jamy ustnej

Naukowcy z Indii zbadali wpływ astaksantyny na hamowanie rozwoju komórek rakowych i rozprzestrzenianie się nowotworów jamy ustnej u chomików.

Podali zwierzętom związek, który miał wywołać tego rodzaju raka, a następnie astaksantynę. Badacze zauważyli, że szlaki sygnałowe odpowiedzialne za namnażanie się i rozprzestrzenianie się komórek rakowych zostały zahamowane w grupie z nowotworami jamy ustnej, gdzie podawano astaksantynę. Astaksantyna m.in. zmniejszyła angiogenezę czyli zdolność komórek rakowych do tworzenia nowych naczyń krwionośnych. Dzięki temu astaksantyna może wspomagać leczenie nowotworów jamy ustnej.24

Nowotwór wątroby

Według danych z 2012 r. rak wątroby jest na 5. miejscu najczęściej występujących nowotworów i na 3. w grupie nowotworów o najwyższej śmiertelności na całym świecie.31,32 Pomimo nowatorskich metod leczenia, rak wątroby wykazuje wysoki odsetek nawrotów.33,34 Dlatego znalezienie nowych, skutecznych metod leczenia jest tak istotne. Astaksantyna mogłaby stanowić dobre rozwiązanie w leczeniu nowotworów wątroby.

Naukowcy z Chin przeprowadzili badania in vitro nad wpływem astaksantyny na komórki raka  wątroby u ludzi. W badaniu wykorzystano astaksantynę o różnym stopniu koncentracji oraz lek kontrolny tj. dimetylosulfotlenek (DMSO). Badacze wykazali, że astaksantyna w trzech różnych koncentracjach przyczyniła się do śmierci komórek, oraz doszli do wniosku, że może ona wspomagać leczenie trudnych przypadków zachorowania na raka.35

Rak jelita grubego

Dane z 2012 r. podają, że rak jelita grubego jest na 3. miejscu najczęściej występujących nowotworów u mężczyzn, a na 2. u kobiet na całym świecie.36 Trzy badania potwierdziły, że astaksantyna może leczyć tego rodzaju nowotwory.

Pierwsze badanie pokazało, że kiedy podano astaksantynę szczurom z rakiem jelita grubego nastąpiło znaczne zmniejszenie ekspresji białek przyczyniających się do stanów zapalnych czy raka jelita grubego, a także znaczne zwiększenie apoptozy (programowanej śmierci komórek).25

W drugim badaniu u myszy którym podawano astaksantynę zaobserwowano zmniejszenie rozwoju komórek rakowych oraz większą ich śmiertelność.20 Ostatnie badanie pokazało, że astaksantyna zatrzymała rozwój komórek raka jelita grubego w ciągu 72 godzin, wywołała blokadę cyklu komórkowego i śmierć komórek.37

Powyższe badania potwierdzają, że astaksantyna wykazuje znaczne działanie przeciwzapalne i przeciwnowotworowe w przypadku raka jelita grubego.

Rak płuc

Dwa obiecujące badania nad rakiem płuc wykazały, że astaksantyna może poprawić skuteczność standardowych metod leczenia raka. W pierwszym badaniu komórki raka płuc zostały poddawane chemioterapii z zastosowaniem leku Pemetreksed, działaniu astaksantyny lub obu substancji przez 24 godziny. Naukowcy odkryli, że połączenie leku Pemetreksed  i astaksantyny usprawniło śmierć komórek nowotworowych i zahamowało ich rozwój.38

W innym badaniu kiedy komórki raka płuc występującego u ludzi poddano działaniu astaksantyny zaobserwowano, że zmniejszyła ona żywotność komórek rakowych oraz syntezę białek odpowiedzialnych za odporność na chemioterapię. Ponadto podanie astaksantyny z lekiem przeciwnowotworowym Mitomycin C spowodowało większy spadek żywotności komórek rakowych niż gdyby były podawane osobno.

Badacze doszli do wniosku, że sama astaksantyna jak i w połączeniu z chemioterapią lekiem Mitomycin C może skutecznie przyczynić się do większej śmiertelności komórek rakowych podczas konwencjonalnej terapii przeciwnowotworowej.39

Rak prostaty

Astaksantyna wykazuje również obiecujące wyniki w walce z jednym z najczęściej występujących nowotworów u mężczyzn tj. prostaty. W jednym z badań naukowcy podali myszom komórki raka prostaty androgenoniezależnego, a następnie wysokie lub niskie dawki astaksantyny lub placebo. Po 31 dniach odnotowano, że w grupie z wysoką dawką astaksantyny wielkość guza zmniejszyła się o ponad 40% w porównaniu z grupą kontrolną, a waga guza spadła o prawie 40%. U myszy, którym podawano wysokie dawki astaksantyny zaobserwowano zmniejszenie markerów nowotworowych i markerów proliferacji, a także wzrost ekspresji genów hamujących nowotwory.40 Badacze doszli do wniosku, że przyjmowanie astaksantyny może mieć korzystny wpływ na leczenie raka prostaty.40

Podsumowanie

Nad astaksantyną stale są przeprowadzane badania in vitro oraz na zwierzętach, które badają jej wpływ na ludzkie i zwierzęce komórki rakowe. Przedstawiono co najmniej 6 mechanizmów przeciwnowotworowego działania astaksantyny. Dodatkowo dwa badania wykazały wpływ astaksantyny na zwiększenie efektywności chemioterapii z wykorzystaniem leków cytotoksycznych. Wstępne wyniki tych badań dają nadzieję na to, że astaksantyna może odgrywać istotną rolę w leczeniu kilku najczęściej występujących rodzajów nowotworów m.in. narządowych czy białaczki.

Źródła:

  1. Guerin M, Huntley ME, Olaizola M. Haematococcus astaxanthin: applications for human health and nutrition. Trends Biotechnol. 2003;21(5):210-6.
  2. Choi S, Koo S. Efficient syntheses of the keto-carotenoids canthaxanthin, astaxanthin, and astacene. J Org Chem. 2005;70(8):3328-31.
  3. Hussein G, Sankawa U, Goto H, et al. Astaxanthin, a carotenoid with potential in human health and nutrition. J Nat Prod. 2006;69(3):443-9.
  4. Fassett RG, Coombes JS. Astaxanthin, oxidative stress, inflammation and cardiovascular disease. Future Cardiol. 2009;5(4):333-42.
  5. Zhang L, Wang H. Multiple Mechanisms of Anti-Cancer Effects Exerted by Astaxanthin. Mar Drugs. 2015;13(7):4310-30.
  6. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9963/. Accessed August 22, 2017.
  7. Song XD, Zhang JJ, Wang MR, et al. Astaxanthin induces mitochondria-mediated apoptosis in rat hepatocellular carcinoma CBRH-7919 cells. Biol Pharm Bull. 2011;34(6):839-44.
  8. Zhang X, Zhao WE, Hu L, et al. Carotenoids inhibit proliferation and regulate expression of peroxisome proliferators-activated receptor gamma (PPARgamma) in K562 cancer cells. Arch Biochem Biophys. 2011;512(1):96-106.
  9. Lo AC, Woo TT, Wong RL, et al. Apoptosis and other cell death mechanisms after retinal detachment: implications for photoreceptor rescue. Ophthalmologica. 2011;226 Suppl 1:10-7.
  10. Elmore S. Apoptosis: a review of programmed cell death. Toxicol Pathol. 2007;35(4):495-516.
  11. Hanahan D, Weinberg RA. The Hallmarks of Cancer. Cell.100(1):57-70.
  12. Song X, Wang M, Zhang L, et al. Changes in cell ultrastructure and inhibition of JAK1/STAT3 signaling pathway in CBRH-7919 cells with astaxanthin. Toxicol Mech Methods. 2012;22(9):679-86.
  13. Kavitha K, Kowshik J, Kishore TK, et al. Astaxanthin inhibits NF-kappaB and Wnt/beta-catenin signaling pathways via inactivation of Erk/MAPK and PI3K/Akt to induce intrinsic apoptosis in a hamster model of oral cancer. Biochim Biophys Acta. 2013;1830(10):4433-44.
  14. Cairns RA, Harris IS, Mak TW. Regulation of cancer cell metabolism. Nat Rev Cancer. 2011;11(2):85-95.
  15. Glasauer A, Chandel NS. Targeting antioxidants for cancer therapy. Biochem Pharmacol. 2014;92(1):90-101.
  16. Franceschelli S, Pesce M, Ferrone A, et al. Astaxanthin treatment confers protection against oxidative stress in U937 cells stimulated with lipopolysaccharide reducing O2- production. PLoS One. 2014;9(2):e88359.
  17. Coussens LM, Werb Z. Inflammation and cancer. Nature. 2002;420(6917):860-7.
  18. Mantovani A, Allavena P, Sica A, et al. Cancer-related inflammation. Nature. 2008;454(7203):436-44.
  19. Karin M. Nuclear factor-kappaB in cancer development and progression. Nature. 2006;441(7092):431-6.
  20. Yasui Y, Hosokawa M, Mikami N, et al. Dietary astaxanthin inhibits colitis and colitis-associated colon carcinogenesis in mice via modulation of the inflammatory cytokines. Chem Biol Interact. 2011;193(1):79-87.
  21. Speranza L, Pesce M, Patruno A, et al. Astaxanthin treatment reduced oxidative induced pro-inflammatory cytokines secretion in U937: SHP-1 as a novel biological target. Mar Drugs. 2012;10(4):890-9.
  22. van Zijl F, Krupitza G, Mikulits W. Initial steps of metastasis: Cell invasion and endothelial transmigration. Mutation Research/Reviews in Mutation Research. 2011;728(1–2):23-34.
  23. Fidler IJ. The pathogenesis of cancer metastasis: the ‘seed and soil’ hypothesis revisited. Nat Rev Cancer. 2003;3(6):453-8.
  24. Kowshik J, Baba AB, Giri H, et al. Astaxanthin inhibits JAK/STAT-3 signaling to abrogate cell proliferation, invasion and angiogenesis in a hamster model of oral cancer. PLoS One. 2014;9(10):e109114.
  25. Nagendraprabhu P, Sudhandiran G. Astaxanthin inhibits tumor invasion by decreasing extracellular matrix production and induces apoptosis in experimental rat colon carcinogenesis by modulating the expressions of ERK-2, NFkB and COX-2. Invest New Drugs. 2011;29(2): 207-24.
  26. Kozuki Y, Miura Y, Yagasaki K. Inhibitory effects of carotenoids on the invasion of rat ascites hepatoma cells in culture. Cancer Lett. 2000;151(1):111-5.
  27. Castellano P, Eugenin EA. Regulation of gap junction channels by infectious agents and inflammation in the CNS. Front Cell Neurosci. 2014;8:122.
  28. Willecke K, Eiberger J, Degen J, et al. Structural and functional diversity of connexin genes in the mouse and human genome. Biol Chem. 2002;383(5):725-37.
  29. Mesnil M, Crespin S, Avanzo J-L, et al. Defective gap junctional intercellular communication in the carcinogenic process. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Biomembranes. 2005;1719(1–2):125-45.
  30. Hix LM, Lockwood SF, Bertram JS. Upregulation of connexin 43 protein expression and increased gap junctional communication by water soluble disodium disuccinate astaxanthin derivatives. Cancer Lett. 2004;211(1):25-37.
  31. Available at: http://globocan.iarc.fr/old/FactSheets/cancers/liver-new.asp. Accessed August 23, 2017.
  32. Wong MC, Jiang JY, Goggins WB, et al. International incidence and mortality trends of liver cancer: a global profile. Sci Rep. 2017;7:45846.
  33. Portolani N, Coniglio A, Ghidoni S, et al. Early and late recurrence after liver resection for hepatocellular carcinoma: prognostic and therapeutic implications. Ann Surg. 2006;243(2):229-35.
  34. Soong RS, Yu MC, Chan KM, et al. Analysis of the recurrence risk factors for the patients with hepatocellular carcinoma meeting University of California San Francisco criteria after curative hepatectomy. World J Surg Oncol. 2011;9:9.
  35. Li J, Dai W, Xia Y, et al. Astaxanthin Inhibits Proliferation and Induces Apoptosis of Human Hepatocellular Carcinoma Cells via Inhibition of Nf-Kappab P65 and Wnt/Beta-Catenin in Vitro. Mar Drugs. 2015;13(10):6064-81.
  36. Available at: http://globocan.iarc.fr/old/FactSheets/cancers/colorectal-new.asp. Accessed August 23, 2017.
  37. Liu X, Song M, Gao Z, et al. Stereoisomers of Astaxanthin Inhibit Human Colon Cancer Cell Growth by Inducing G2/M Cell Cycle Arrest and Apoptosis. J Agric Food Chem. 2016.
  38. Liao KS, Wei CL, Chen JC, et al. Astaxanthin enhances pemetrexed-induced cytotoxicity by downregulation of thymidylate synthase expression in human lung cancer cells. Regul Toxicol Pharmacol. 2016;81:353-61.
  39. Ko JC, Chen JC, Wang TJ, et al. Astaxanthin down-regulates Rad51 expression via inactivation of AKT kinase to enhance mitomycin C-induced cytotoxicity in human non-small cell lung cancer cells. Biochem Pharmacol. 2016;105:91-100.
  40. Ni X, Yu H, Wang S, et al. Astaxanthin Inhibits PC-3 Xenograft Prostate Tumor Growth in Nude Mice. Mar Drugs. 2017;15(3).

Powiązane wpisy

NADH: od mięśni do młodości

NADH: od mięśni do młodości

NADH jest jednym z najważniejszych koenzymów naszego organizmu, produkowanym w tkankach z witaminy B3, czyli pochodnych kwasu nikotynowego, takich jak np. amid kwasu nikotynowego - nikotynamid. Ogólnie koenzymy, jak sama ich nazwa wskazuje, są czynnikami niezbędnymi do pracy enzymów. NADH...

Izoflawony! Czy dobre dla mężczyzny?

Izoflawony! Czy dobre dla mężczyzny?

Izoflawony to związki aktywne biologicznie, pochodzące z roślin strączkowych, a przede wszystkim soi. Dostarczamy je do naszego organizmu głównie poprzez konsumpcję produktów sojowych lub opartych na mące kudzu. Związki te wykazują szerokie spektrum aktywności zdrowotnej. Ponieważ działają...

Witaminy z grupy B najważniejsze dla mięśni

Witaminy z grupy B najważniejsze dla mięśni

Jeżeli korzystasz z zajęć na siłowni, oznacza to, że myślisz o większych i silniejszych muskułach. Może jesteś sportowcem i potrzebujesz większych i silniejszych mięśni do realizacji swoich celów sportowych… Może wchodzisz właśnie w wiek, w którym mięśnie maleją i wiotczeją… A może po prostu...