1. Naturalne związki jako potencjalne
leki przeciwnowotworowe
Iwona Wawer
Warszawski Uniwesytet Medyczny
Wydział Farmaceutyczny

2. Jakie związki chronią przed rakiem?
Aktualnie prowadzone są badania nad ponad sześciuset takimi
związkami, które potencjalnie mogłyby zatrzymać powstawanie
komórek nowotworowych.
Aktywność przeciwnowotworową wielu substancji wykazano na
hodowlach komórek, ale nie okazały się skuteczne w badaniach in
vivo.
Przegląd badań klinicznych doprowadził wniosku, że nie da się
zahamować wzrostu zaawansowanego nowotworu, nadzieję można
mieć w przypadku wczesnych zmian.
Niestety, pomiędzy początkowym etapem, czyli inicjacją zmiany, a
wystąpieniem nowotworu takiej wielkości, że łatwo można go
zdiagnozować, mija 10 i więcej lat.
Chemioprewencję raka należałoby rozpoczynać u zdrowych
(jeszcze!) pacjentów.

3. Jakie związki chronią przed rakiem?
• Wobec rozmaitości atakujących nas kancerogenów, nie
jest możliwe przewidzenie, który jest najgroźniejszy i w
którym miejscu zawiedzie obrona organizmu.
Bezpieczną strategią jest stosowanie wszystkich
związków ochronnych naraz - w postaci bardzo
urozmaiconej diety.
• Jak wiadomo, wolne rodniki powodują powstawanie
patologii w komórkach, prowadząc do rozwoju
nowotworów.
• Na kaskadę rodników powstających w organizmie
trzeba odpowiedzieć kaskadą antyoksydantów
(witamina C, A i karotenoidy, tokoferole, koenzym Q,
flawonoidy i inne polifenole).

4. Rola związków polifenolowych
• Tradycyjna rola to kończenie rodnikowej reakcji
łańcuchowej, wymiatanie rodników.
• Nowa rola to wpływ na geny kodujące enzymy czy
mechanizmy sygnałowe.
• Związki typu polifenoli działają na komórki nowotworowe
zmieniając ekspresję genów. Polifenole wpływają na enzymy
odtruwające II fazy (CYP 450), tak działa kurkumina, kumaryny.
Wpływ na poziom glutationu oraz relację GSH/GSSG
(kwercetyna), tworzenie mostków siarczkowych to sygnał do
apoptozy.
• Polifenole w nowych rolach są potrzebne w niskich
stężeniach, rzędu nanomoli.

5. EFSA odrzuciła oświadczenia zdrowotne
dotyczące antyoksydantów jako niedostatecznie
udowodnione
„Antyoksydant dietetyczny” : „to składnik odżywczy zmniejszający
szkodliwe efekty działania rodników i ROS (tj. produkty utlenienia
DNA, lipidów i białek) na normalne fizjologiczne funkcje człowieka.
Wystarczające spożycie antyoksydantów jest zależne od
indywidualnego zapotrzebowania, wieku, płci, stanu zdrowia,
nutrigenomiki i polimorfizmu genów.
Polecamy: 5xD, dietę śródziemnomorską, zieloną herbatę, czerwone
wino, przyprawy...

6. Polifenole herbaty
• Antynowotworowe właściwości związków polifenolowych
z herbaty były przedmiotem wielu badań, nie tylko
laboratoryjnych, prowadzonych np. na hodowlach komórek,
ale też badań epidemiologicznych, przy czym dane zbierano
na dużych, kilkutysięcznych populacjach ludzi.
• U ponad 8000 Chinek codziennie pijących zieloną herbatę
znacznie rzadziej występował rak sutka. Znacznie mniej
przypadków raka żołądka stwierdzano u osób pijących dużo
herbaty.
• Częstość występowania zmian nowotworowych prostaty
jest podobna w Azji i w krajach zachodnich ale tam, gdzie
pije się dużo herbaty rzadziej prowadzą one do rozsiania
nowotworu i śmierci.

7. W eksperymentach na myszach pokazano, że w grupie
dostającej zieloną herbatę rozwinęło się mniej nowotworów,
mniej też było przerzutów mimo kancerogennej diety.
Co działa w zielonej herbacie i jak działa?

8. OH
OH
OH
O
OH
OH
OH
O
OH
OH O
Polifenole: flawonoidy, kurkuminoidy, taniny mogą katalizować
uszkodzenia DNA w obecności jonów miedzi i żelaza. Wiadomo,
że komórki nowotworowe akumulują miedź.
Pro-oksydacyjne właściwości tego układu mogą decydować o
efektywnym wywoływaniu apoptozy.
Obecność takich kompleksów z Cu i Fe może tłumaczyć
działanie przeciwnowotworowe poprzez mechanizm apoptozy.
Toxicology in Vitro 18 (2004) 555–561
Galusan epigalokatechiny
(EGCG) w obecności Cu, Fe

9. EGCG we wspomaganiu terapii
• Oprócz hamowania karcynogenezy, EGCG pomaga
zlikwidować oporność na leki używane w terapii raka
piersi, np. Trastuzumab.
• 30% pacjentek leczonych tamoxifenem na raka piersi
ma wznowę choroby. EGCG wpływa na białka P-gp i
BCRP, które uczestniczą w usuwaniu leku poza komórkę
(drug efflux).
• Terapeutyczne stężenie EGCG można osiągnąć po
podaniu dożylnym (zwierzętom).
Nagle, et al. 2006. Epigallocatechin-3-gallate (EGCG): chemical and
biomedical perspectives. Phytochemistry 67, 1849–1855

10. OH
CH3
OH
Resweratrol
W czerwonym winie może być 1-7 mg/l, ale w liściach winogron
jest go więcej niż w owocach. Resweratrol wpływa na
funkcjonowanie układu krążenia: może przeciwdziałać agregacji
płytek krwi, poprawiać funkcję śródbłonka naczyń, stymuluje
wydzielanie NO.
Nie znamy rekomendowanych dawek dziennych. Można przyjąć,
że powinny być to dawki zbliżone do przyjmowanych z
żywnością. Zawartość w suplemencie: 6 mg/kapsułkę dziennie to
ekwiwalent 4 l czerwonego wina.

11. Resweratrol – wspomaganie terapii
• Potencjalny lek przeciwnowotworowy? Tak, bo oksydacyjne
uszkodzenia lipidów czy DNA początkują zmiany nowotworowe.
• Pacjentom z rakiem odbytnicy podawano 0,5-1 g resweratrolu
dziennie. Maksymalne stężenie w tkankach to 674 nmol/g, a więc
mógł hamować proliferację nowotworu.
• Stosowanie resweratrolu razem z lekami, takimi jak cisplatyna i
doksorubicyna, poprawiło efekty leczenia raka jajników,
zmniejszając kardiotoksyczność. Pokazano to w hodowli
komórkowej, na myszach i szczurach.
• Resweratrol jest nadzieją w leczeniu nowotworu krwi, szpiczaka
mnogiego. Podawanie chemioterapeutyku i resweratrolu
zwiększa skuteczność leczenia. Jednak, pomimo dużych i
częstych dawek, stężenie tego związku we krwi jest małe.
Qian Y.-P., et al. J., J. Med. Chem., 2009; 52 (7) 1963; Patel KR, et al. Cancer Res.
2010; 70(19) 7392; la Porte C, et al. Clin Pharmacokinet. 2010; 49(7) 449.

12. Jak podawać resweratrol?
• Zwiększanie dawki niewiele daje, bo resweratrol słabo się
wchłania. Małe dawki działają inaczej niż duże. Przy
niskich dawkach (5-10 μM) resweratrol jest
antyoksydantem, w większych prooksydantem. W dużych
dawkach daje sygnał do apoptozy w komórkach
nowotworowych. Hamuje syntezę RNA, DNA i białek.
• Najlepiej podawać resweratrol w mieszaninie naturalnych
związków. Jego biodostępność rośnie, gdy spożywany jest
razem z innymi flawonoidami.
• Składniki wina: resweratrol, katechina i kwas kawowy są
obecne w małych stężeniach, ale działają synergistycznie.
• Lek w postaci mieszaniny polifenoli?

13. Antykancerogenne polifenole wina
• Porównano przeciwnowotworowe właściwości czterech związków
z czerwonego wina: katechiny, trans-resweratrolu, kwercetyny i
kwasu galusowego. Raka skóry u myszy wywoływano podając
pochodną antracenu. Najlepsza w ochronie skóry okazała się
kwercetyna, potem katechina, resweratrol, najsłabiej działał
kwas galusowy.
• Podawanie tych związków ludziom pokazało, że resweratrol jest
lepiej wchłaniany niż katechina czy kwercetyna.
• W winie jest 70 mg/l katechiny, 25 mg/l kwasu galusowego, po 6
mg/l resweratrolu i kwercetyny. Niestety, wchłanianie nie jest
proporcjonalne do stężenia w winie. Kwercetyna i katechina są
słabo wchłaniane z przewodu pokarmowego.
George J. Soleasa, et al. Clinical Biochemistry 35 (2002) 119–124

14. Wino w kapsułce czy wino w kieliszku?
• Stymulacja dla badań
nad polifenolami w
winie, winogronach i
owocach jagodowych:
• resweratrol,
• antocyjaniny,
• katechiny i taniny.

15. Kurkuma, curry
(Curcuma longa)
• Suszone, zmielone kłącze używa się jako przyprawy od ponad
4000 lat. Jej konsumpcja w krajach Azji to ok. 1,5 g dziennie
na osobę. Niestety, kurkumina słabo się wchłania do
krwioobiegu - w ilościach rzędu nanogramów.
• Jej wchłanianie jest lepsze w obecności pieprzu lub ostrej
papryki. Kurkuma z pieprzem, lub kurkuma wymieszana z
ostrą papryczką tworzą pikantną palącą mieszaninę, jej
proporcje to wynik wielowiekowych doświadczeń.

16. Kurkumina
Ma silne właściwości antyoksydacyjne, hamuje
aktywność cyklooksygenazy COX-2, działa
przeciwzapalnie
Wpływa na system enzymów „odtruwających” i na
system odporności (aktywność komórek T,
makrofagów, neutrofili).
CH3O
HO CH CHCOCH2COCH CH OH
OCH3

17. Kurkumina - lek przeciwnowotworowy?
• Kliniczne badania fazy I przeprowadzono na Tajwanie, na
grupie pacjentów z różnymi nowotworami (skóry, pęcherza,
żołądka). Podawano im kurkuminę od 0,5 g dziennie do 8, a
nawet 12 g, bez objawów toksyczności.
• Kurkumina hamuje angiogenezę, czyli powstawanie naczyń
krwionośnych odżywiających nowotwór. Wpływa na adhezję
komórek, co jest ważne przy tworzeniu nowych naczyń i
rozroście guza.
• Jej wchłanianie jest lepsze w obecności piperyny; zjedzenie
kurkuminy razem z 20 mg piperyny spowodowało wzrost
absorpcji o 2000%.
Bhandarkar SS, Arbiser JL. Curcumin as an inhibitor of
angiogenesis. Adv Exp Med Biol. 595 (2007)185-95

18. Amigdalina: witamina B17 lub letril
• Amigdalina nigdy nie została oficjalnie sklasyfikowana jako
witamina.
• Migdałowiec zwyczajny (Amygdalus communis) to główne źródło
amigdaliny, choć występuje ona również w pestkach owoców z
rodziny Rosaceae: morele, brzoskwinie, wiśnie, śliwki.
• Produkt hydrolizy amigdaliny to toksyczny kwas
cyjanowodorowy. W jednej pestce migdała gorzkiego może
znajdować się ok. 1 mg HCN.
• Doustną dawkę śmiertelną dla człowieka szacuje się na 1,5 mg/kg
m.c. Zjedzenie około 50-60 sztuk migdałów przez dorosłego
człowieka, albo 5-10 przez dziecko może spowodować ostre
zatrucie organizmu.

19. Amigdalina jest połączeniem dwóch cząsteczek glukozy z
cząsteczką fenyloacetonitrylu, nazywanego mandelonitrylem.
Cyjanowodór (HCN) jest szybko działającą trucizną, jego toksyczne
działanie wynika z blokowania enzymów oddechowych - oksydaz
cytochromowych.
Hipoteza: komórki nowotworowe posiadają większą zawartość
enzymu β-glukozydazy, rozkładającego amigdalinę do HCN i
właśnie to jest możliwą przyczyną selektywnego działania na
nowotwory.

20. Amigdalina: truje czy leczy?
• Cochrane Database System Rev. (2011): przegląd 200
artykułów z różnych baz medycznych. Nie ma
randomizowanych badań klinicznych dowodzących
korzystnego działania na pacjentach z nowotworem.
• Czy amigdalina faktycznie jest hydrolizowana przez β-
glukozydazę – enzym odpowiedzialny za rozkład
glukozydów w organizmie?
• Pomocą w potwierdzeniu przeciwnowotworowego
działania amigdaliny, może być wsparcie badań
klinicznych nowoczesnymi metodami teoretycznymi, in
silico, czyli prowadzenie symulacji zachowania się
związków chemicznych, nie narażając zdrowia pacjentów.

21. Praca magisterska (WUM, 2012), Maciej Chojnacki
„Badania amigdaliny z zastosowaniem metod in silico.”
• Przeprowadzone badania in silico pokazują, że amigdalina
teoretycznie mógłaby mieć pożądany wpływ na komórki
nowotworowe i znaleźć zastosowanie w medycynie. Amigdalina
wykazuje powinnowactwo do enzymu β-glukozydazy. Jeśli
hipoteza dotycząca wysokiej zawartości amigdaliny w komórkach
nowotworowych jest prawdziwa, to możliwe, że takie komórki są
narażone na większe stężenia cyjanowodoru.
• Interesująca jest możliwość pobudzania procesu apoptozy za
pomocą amigdaliny. Enzym, którego inhibicja mogłaby powodować
pożądaną aktywację kaspaz (a w efekcie śmierć komórki) to białko
XIAP z grupy inhibitorów apoptozy.
• Po przeprowadzeniu dokowania molekularnego okazało się, że
amigdalina mogłaby być czynnikiem skutecznie hamującym ten
enzym, a więc związkiem o działaniu przeciwnowotworowym.

22. Ułożenie amigdaliny w miejscu aktywnym β-glukozydazy.
Amigdalina wiąże się z miejscem aktywnym białka za pomocą
końcowej reszty cukrowej, tworzy wodorowe wiązania z
aminokwasami. Wyraźnie niski Total Score uzyskano w przypadku
prunazyny, jednocukrowego odpowiednika amigdaliny. Jednak
dwucukrowe glikozydy są bardziej odpowiednim substratem dla
reakcji zachodzącej w miejscu aktywnym β-glukozydazy.

23. Druga struktura to białko XIAP, enzym z grupy inhibitorów apoptozy.
Interesujące było sprawdzenie, czy cząsteczka amigdaliny może działać jako
inhibitor tego enzymu i w efekcie pobudzać apoptozę w komórkach.
Wyniki dokowania molekularnego do białka XIAP wskazują na możliwość
jego inhibicji przez amigdalinę, silniejszą niż dla większości wcześniej
badanych związków. To pozytywny wynik, choć tylko in silico.
Indukowanie apoptozy potwierdzono w badaniach na komórkach HeLa - to
sugeruje możliwość uśmiercania komórek nowotworowych z wykorzystaniem
amigdaliny.
Immunopharmacol Immunotoxicol. 2013;35(1):43-51

24. Praca magisterska (2012), Maciej Chojnacki „Badania
amigdaliny z zastosowaniem metod in silico.”
• Przeprowadzone badania in silico pokazują, że amigdalina
teoretycznie mógłaby mieć pożądany wpływ na komórki
nowotworowe i znaleźć zastosowanie w medycynie. Amigdalina
wykazuje powinnowactwo do enzymu β-glukozydazy. Jeśli
hipoteza dotycząca wysokiej zawartości amigdaliny w komórkach
nowotworowych jest prawdziwa, to możliwe, że takie komórki są
narażone na większe stężenia cyjanowodoru.
• Interesująca jest możliwość pobudzania procesu apoptozy za
pomocą amigdaliny. Enzym, którego inhibicja mogłaby powodować
pożądaną aktywację kaspaz (a w efekcie śmierć komórki) to białko
XIAP z grupy inhibitorów apoptozy.
• Po przeprowadzeniu dokowania molekularnego okazało się, że
amigdalina mogłaby być czynnikiem skutecznie hamującym ten
enzym, a więc związkiem o działaniu przeciwnowotworowym.

25. Lek roślinny to lek wielocelowy
• Biologia systemów proponuje całościowe spojrzenie na
chorobę - podejście sieciowe, w którym lek ma blokować lub
aktywować więcej niż jeden cel molekularny, będący
elementem danego szlaku sygnałowego.
• Farmakologia systemowa (ang. network pharmacology) ma
szansę być nowym i przełomowym paradygmatem w
projektowaniu leków, interdyscyplinarnie łączącym dorobek
chemii medycznej, nowoczesnych metod komputerowych i
biologii systemów.
A. L. Hopkins, Network pharmacology: the next paradigm in
drug discovery, Nat. Chem. Biol. 2008, 4, 682-690.