Abstract
Bakgrunn
I tillegg til sin anti-inflammatorisk virkning, har cinnamaldehyde blitt rapportert å ha anti-kreftfremkallende aktivitet. Her undersøkte vi dens innvirkning på immunceller.
Metoder
Aktivering av nukleær faktor-kB med kanel (0-10 mikrogram /ml) alene eller i kombinasjon med lipopolysakkarid ble vurdert i THP1XBlue menneskelig monocyttisk cellelinje og i humane perifere mononukleære blodceller (PBMC). Proliferasjon og sekresjon av cytokiner (IL10 og TNFa) ble bestemt i primære immunceller og humane cellelinjer (THP1, Jurkat E6-1 og Raji-cellelinjer) stimulert med kanelaldehyd alene eller i forbindelse med lipopolysakkarid. Nitrogenoksid ble bestemt i mus RAW264.7 celler. Videre ble ulike behandlet PBMC farget for CD3, CD20 og AnnexinV.
Resultater
Lave konsentrasjoner (opp til 1 mg /ml) av cinnamaldehyde resulterte i en svak økning i Nuclear faktor-kB aktivering , mens høyere konsentrasjoner førte til en doseavhengig reduksjon av nukleær faktor-kB-aktivering (opptil 50%) i lipopolysachharide-stimulerte celler og THP1 PBMC. Følgelig, nitrogenoksid, interleukin 10 sekresjon, så vel som celleproliferasjon ble redusert i lipopolysachharide-stimulerte RAW264.7 celler, PBMC og THP1, Raji og Jurkat E6-immunceller i nærvær av cinnamaldehyde på en konsentrasjonsavhengig måte. Flowcytometrisk analyse av PBMC avdekket at CD3 + var mer utsatt enn CD20 + celler til apopotosis av kanel.
Konklusjon
Vi tilskriver de anti-inflammatoriske egenskaper cinnamaldehyde av sin evne til å blokkere nukleær faktor-kB aktivering i immunceller. Behandling med cinnamaldehyd førte til inhibering av cellelevedyktighet, proliferasjon og apoptose i en doseavhengig måte i primære og udødeligimmunceller. Derfor, til tross for sin beskrevet anti-kreftfremkallende egenskap, behandling med kanelaldehyd i kreftpasienter kan være kontraindikert på grunn av sin evne til å inhibere immuncelleaktivering
relasjon:. Roth-Walter F, Moskovskich A, Gomez-Casado C, Diaz-Perales A, Oida K, Singer J et al. (2014) immunsuppressive Effekt av Cinnamaldehyde grunn av hemming av spredning og induksjon av apoptose i immunceller: implikasjoner i Cancer. PLoS ONE 9 (10): e108402. doi: 10,1371 /journal.pone.0108402
Redaktør: Stephen J. Polyak, University of Washington, USA
mottatt: 21 mars 2014; Godkjent: 28 august 2014; Publisert: 01.10.2014
Copyright: © 2014 Roth-Walter et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Data Tilgjengelighet:. Den forfatterne bekrefter at alle data som underbygger funnene er fullt tilgjengelig uten restriksjoner. Alle relevante data er tilgjengelig her for Fig 1: https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1159002, her i figur 2: https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1162655 , her for figur 3: https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1162660, og her, for fig. 4: https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1162666
Finansiering: studien ble støttet av den østerrikske Science Fund (FWF) stipend P 23 398-B11, og gi W1205-B09 til JS. CGC ble støttet av en trening bevilgning fra den spanske regjeringen (FPI program, MICINN-MINECO). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Kanel er mye brukt i industrien som krydder og smakstilsetning, men det er også en viktig forbindelse i tradisjonell urtemedisin. Den essensielle olje av kanelbark utgjøres av 80% av cinnamaldehyd [1] og den vandige ekstrakt av krydder kanel er blitt tilskrevet med antioksidantegenskaper [2], [3]. Cinnamaldehyd (CA) er et bioaktivt stoff som har blitt identifisert til å ha anti-bakterielle [4], [5], anti-inflammatorisk [6], [7], hypoglykemisk [8], anti-mutagene [9], [10 ] og anti-tumorigen aktivitet. Dessuten ble det vist å være anti-proliferativ og pro-apoptotiske på forskjellige kreftcellelinjer
in vitro product: [11] – [15]. Den anti-kreftfremkallende egenskap til CA oppnås ved mitokondrielle depolarisering [16] som fører til forhøyede reaktive oksygenforbindelser, aktivering av de pro-apoptotiske Bcl-2-familieproteiner, kaspase-3 og mitogenaktiverte proteinkinaser [16], [17] så vel som inhibering av NF-kB og AP-1-aktivitet [15], [18].
forbindelser som har både anti-kreft, så vel som anti-inflammatoriske egenskaper som CA, kan derfor tilveiebringe et attraktivt terapeutisk verktøy for kreftterapi. Det er velkjent, at kronisk betennelse er en utløser for kreft promotering. Imidlertid, i en etablert tumor eksisterer en immun-undertrykkende miljø allerede, og ytterligere immun-undertrykkelse fører til tumorvekst [19] – [23]. I dette henseende, død eller akkumulering av dysfunksjonelle dendrittiske celler [24], [25], nedregulering av HLA klasse I-molekyler [26], [27] og økt antall av regulatoriske T-celler [28] i tumorer har fått oppmerksomhet. Immunsuppresjon i svulsten miljø fører til redusert spredning av perifere T-celler
in vitro
, som korrelerer med et mer negativt utfall hos kreftpasienter [29]. Følgelig har vellykket stimulering av immunsystemet som et resultat av kreftterapi blitt vist å redusere sykdoms tilbakefall og for å forbedre overlevelse [30].
Derfor har ulike strategier i cancer immunoterapi fremkom i de senere år for å bekjempe immunundertrykkende faktorer og for å skape et anti-tumormiljøet. Tilnærminger i aktiv anti-cancer immunoterapi omfatter 1) innføring av tumorassosierte antigener eller derivater derav som vaksiner i en immunogen sammenheng for å bryte tumor toleranse; [31] 2) isolering av immunceller fra kreftpasienter, etterfulgt av antigen pulserende og /eller stimulering
ex vivo
før fornyet infusjon i pasienten [32] samt 3) å blokkere immunundertrykkende molekyler som cytotoksiske T- lymfocytt antigen 4 (CTLA4), og programmert celledød protein 1 (PD1) med monoklonale antistoffer [33].
De anti-tumorigene egenskaper, som har hittil blitt tilskrevet cinnamaldehyde, ble trukket fra modeller konsentrere seg om kreftceller. Men vurderer betydningen av tumor-infiltrerende immunceller, rettet vi i denne studien å kritisk vurdere dens virkning på primær og foreviget immunceller.
Materialer og metoder
Etikk uttalelse
studien ble godkjent av institusjonelle etiske komité av Medical University of Vienna (EK-Nr. 949/2011) og informert skriftlig samtykke ble innhentet fra alle fag før sin deltakelse i studien. Friske frivillige uten rapportert allergi mot kanel donert 15 ml blod.
PBMC isolasjon og cellelinjer
perifere mononukleære blodceller (PBMC) av 6 friske frivillige uten rapportert allergi mot kanel ble isolert fra fullblod ved hjelp av Ficoll-Paque densitetsgradient-sentrifugering som tidligere beskrevet [34], [35].
THP1-XBlue human monocyttisk cellelinje oppnådd fra InvivoGen (San Diego, CA, USA) samt THP1 , Jurkat E6-1, Raji (alle fra ATCC, Rockville, MD, USA) cellelinjer og perifere blod humane mononukleære celler (PBMC) ble holdt i suspensjon i RPMI-1640 (Gibco Invitrogen, Darmstadt, Tyskland) inneholdende varmeinaktivert 10% føtalt kalveserum (FCS), 1% penicillin /streptomycin, 1% L-glutamin. Ifølge produsentens protokoll, ble 200 mikrogram /ml Zeocin lagt på forplantning til THP1-XBlue celler. Murine makrofager RAW264.7, kjøpt fra ATCC ble kultivert i Dulbeccos modifiserte Eagles medium. (DMEM; Gibco Invitrogen, Darmstadt, Tyskland) supplert med 10% FCS pluss 1% penicillin /streptomycin
Cell stimulering
Alle celler ble stimulert med CA (SAFC kjemikalier tilførsel /Sigma Aldrich, Steinheim, Tyskland) i et konsentrasjonsområde fra 0 opp til 10 ug /ml, med eller uten 5 ug /ml (15 000 EU /ml) av LPS fra
E. coli
055: B5 (Sigma, St. Louis, MO, USA)
Nuclear utvinning
PBMC (1 × 10
6 celler /brønn) ble sådd på en. 48-brønns plate og stimulert med CA (0 til 10 pg /ml) alene eller i kombinasjon med LPS (5 ug /ml, 15 000 EU) i 24 timer. Deretter ble atom ekstrakter oppnådd ved bruk av en kommersiell tilgjengelig kjernekraft utvinning reagenser og ifølge produsentens protokoll (Thermo Scientific, Pierce, Rockford, IL). I korte trekk ble cellene vasket i PBS og lysert i cytoplasmisk utvinning reagens I og II. Etter fjerning cytoplasmiske fraksjon, ble kjerneproteiner ekstrahert ved hjelp av kjerneekstrakt reagens og lagret ved -80 ° C.
fosfo-NFkB p65 assay
Phospho-NFkB p65 ble bestemt atomfraksjoner ved anvendelse av en fosfo -NFkB p65 ELISA, (InstantOne ELISA, eBioscience, San Diego, CA) i henhold til fremstillingen protokoll. I korthet, for å atom ekstraktene, ble et antistoff cocktail blanding tilsatt i en time før vask plate og tilsetning deteksjonsreagensen i 30 minutter, stoppet reaksjonen og måling av optisk tetthet ved 450 nm.
NF-kB-aktivering assay
NF-kB aktivering analysene ble utført ved hjelp THP1-XBlue reporter celler som stabilt uttrykker en NF-kB /AP-1-induserbar utskilt alkalisk fosfatase reporter (SEAP), i henhold til selskapets protokollen. I korte trekk, 1 x 10
5-celler /brønn ble sådd på en 96-brønns plate og stimulert med CA (0 til 10 pg /ml) alene eller i kombinasjon med LPS (5 ug /ml, 15 000 EU /ml ) i 24 timer. NF-kB aktivitet ble bestemt å tilsette quanti-Blue som et substrat av alkalisk fosfatase utskilt i supernatantene og ytterligere inkubasjon i 8 timer ved 37 ° C og 5% CO
2. Deretter ble optisk tetthet (OD) måles ved 625 nm ved anvendelse av et spektrofotometer Tecan InfiniteM200 PRO (Tecan Group Ltd, Männedorf, Sveits).
Nitrogenoksid bestemmelse
Nitrogenoksid (NO) konsentrasjoner av supernatanter ble bestemt med Griess reagens (Sigma Chemical Co. St. Louis, Missouri, USA). RAW264.7-celler (1 x 10
6 celler /ml) ble inkubert med Ca (0 til 10 pg /ml) i nærvær eller fravær av LPS (5 ug /ml) i 24 timer. Deretter ble like stort volum av Griess-reagens tilsatt supernatantene. Etter 10-minutters inkubasjon ble OD målt ved 550 nm. Null til 100 mikrometer av natriumnitritt (Nano
2, Sigma) ble brukt som standard for å beregne NO-nivåer
cytokinanalyse
RAW264.7 celler og menneske PBMC (1 ×. 10
6 og 2 x 10
5-celler /ml) ble inkubert med Ca (0-10 ug /ml) i fravær eller nærvær av LPS (5 ug /ml, 15 000 EU /ml) . Cellefrie supernatanter ble utvunnet og lagret ved -80 ° C inntil bruk. Konsentrasjonene av IL10 og TNF-α i supernatantene ble bestemt ved ELISA i henhold til produsentens protokoll (eBioscience, San Diego, California).
Celleviabilitet analysen
Celleviabilitet ble bestemt med EZ4U ( Biomedica, Østerrike) i henhold til produsentens protokoll. To hundre mikroliter av cellesuspensjoner (THP1, 1 x 10
4 celler /brønn, Raji, 2 × 10
4 celler /brønn, Jurkat E6-1, 3 × 10
4 celler /brønn; og humane PBMC, 1 x 10
5-celler /brønn) ble inkubert i 96-brønners plater med CA (0-10 ug /ml) i fravær eller nærvær av LPS (5 ug /ml, 15 000 EU /ml ) i 24 timer. I korthet, ble 20 ul substratløsning tilsatt til hver brønn og inkubert i 3 timer ved 37 ° C, 5% CO
2, før måling av OD ved 465 nm med en referansebølgelengde på 620 nm.
flowcytometrisk analyse
Cellene ble farget for Annexin V som en markør for tidlig apoptose og analysert ved FACS. I korthet nylig isolerte humane PBMC (2 x 10
5-celler) ble inkubert med Ca (0-10 ug /ml) i fravær eller nærvær av LPS (5 ug /ml, 15 000 EU /ml) i 24 timer før farging med anti-CD3-APC (klon SK7) og anti-CD20-PE (klon 2H7) i 30 minutter ved 4 ° C (begge antistoffene var fra eBioscience og anvendt i en konsentrasjon på 1 mL /50 ul farging buffer). Deretter AnnexinV-FITC (1 ul /prøve, eBioscience, San Diego, CA, USA) i bindingsbuffer (10 mM HEPES, 140 mM NaOH, 2,5 mM CaCl
2, pH 7,4) ble tilsatt til cellene i 15 min ved romtemperatur. Oppkjøp og videre analyse ble utført på FACSCantoII (BD Biosciences).
Statistisk analyse
Statistisk analyse ble utført ved hjelp av GraphPad Prism versjon 6 programvarepakken. Verdier ble analysert ved anvendelse av en enveis variansanalyse (ANOVA) etterfulgt av Duncans multiple range test. P-verdier for 0,05 ble betraktet som signifikant. Alle resultater ble uttrykt som gjennomsnitt ± SD.
Resultater
Effekten av kanel på NF-kB /AP-1 aktivering er konsentrasjonsavhengig
Vi først vurderte bidrag av kanel på NF-kB aktivering. CA er blitt rapportert å dempe NF-kB-aktivering ved LPS-stimulering, dermed opptrer antiinflammatoriske [36], [37]. Tilsvarende har vi også observert hemming av NF-kB /AP-en opp til 65% etter LPS-stimulering i THP1-XBlue reporter celler, når konsentrasjonen er høyere enn 1 mikrogram /ml ble brukt. Men i motsetning til andre rapporter [36], [38] – [40], stimulerte vi cellene også med lavere konsentrasjoner av cinnamaldehyd og det observert en signifikant økning (opp til 40% ved anvendelse av 0,1 ug /ml CA) i NF-kB /AP-1-aktivering sammenlignet med LPS alene (fig. 1A). Derfor lave konsentrasjoner av CA aktivert ytterligere NF-kB /AP-en sti, mens høyere konsentrasjoner hemmet denne veien.
A. THP1-XBlue celler eller B. PBMC ble behandlet med ulike konsentrasjoner av CA alene (hvite søyler) eller i kombinasjon med LPS stimulering (svarte søyler) i 24 timer. Barer representerer data fra A. tre uavhengige forsøk normalisert til LPS alene gruppen og B. tre mennesker. Data presentert som gjennomsnitt ± SD, * p. 0,05
Vi har også vurdert NF-kB aktivering i menneskelige immunceller ved hjelp av perifere mononukleære blodceller (PBMC). Også her meget lav konsentrasjon av CA resulterte i ytterligere aktivering av NF-kB som målt ved påvisning av fosfo-p65 i de nukleære fraksjoner av LPS-stimulerte PBMCer av frisk donor og en økning i CA-konsentrasjon på over 1 pg /ml resulterte i hindrer NF-kB. Derfor, CA var i stand til å inhibere NF-kB-aktivering Ved bruk av udødeliggjort, så vel som primære immunceller av human opprinnelse i høyere konsentrasjon enn 1 ug /ml.
Cinnamaldehyde påvirker cytokinsekresjon og nitrogenoksid i LPS-stimulerte immunceller
Neste vi analysert aktivering av LPS-stimulerte immunceller av CA. Når LPS-stimulerte PBMC ble inkubert med CA for cytokinfrigjøring målinger, konsentrasjoner høyere enn 1 pg /ml inhiberte cytokin sekresjon av immunsuppressive cytokiner som IL10 (fig. 2A), så vel som av inflammatoriske cytokiner som TNF-α (Fig. 2B). Konsentrasjoner mindre enn 1 ug /ml modifiserte ikke IL10 nivåene i supernatantene (data ikke vist). Videre har ingen cytokiner i det hele tatt ble detektert, da cellene ble inkubert med CA alene.
Menneskelige PBMC ble inkubert med økende konsentrasjon av CA i nærvær (svarte sirkler) eller fravær (åpne trekant) av LPS i 24 timer og supernatantene ble analysert for A. IL10 og B. TNF-a-nivåer. Data presentert som gjennomsnitt ± SD fra PBMC av tre fag. C. Sekresjon av nitrogenoksid ble bestemt i RAW264.7, stimulert med økende konsentrasjon av CA i nærvær eller fravær av LPS etter 24 timer. Representative data fra en av tre uavhengige eksperimenter, utført i tre paralleller. Data presentert som gjennomsnitt ± SD; * P 0,05, i forhold til kontrollprøver i hver gruppe
Et lignende mønster som for cytokinsekresjon ble oberserved, ved analyse NO utstrømning i LPS-stimulerte murine makrofaglignende celler (RAW264.. 7). Også her ble ingen sekresjon svekket (opp til 35%) når cellene ble inkubert med høyere konsentrasjoner av CA (mer enn 1 ug /ml). Men ingen ytterligere økning i NO-nivåer ble observert ved hjelp av lavere konsentrasjoner. NO sekresjon ble ikke påvist i cellene uten LPS-stimulering (Fig. 2C).
Cinnamaldehyde påvirker levedyktighet og spredning av immunceller
negativt
Data så langt viser at uavhengig av cytokiner (pro -eller anti-inflammatorisk, TNF-α eller IL10), av signalmolekyler (NO) så vel som baner (NF-kB /AP-1) som er undersøkt, en reduksjon i aktiverings og produksjon ble observert ved bruk av høyere konsentrasjoner av CA enn ett ug /ml (= 8 uM). Derfor vi neste testet hvorvidt de observerte resultater der på grunn av redusert levedyktighet i CA-behandlede immunceller.
Som vist i fig. 3, lav konsentrasjon av CA (mindre enn 1 ug /ml) førte til en betydelig økning i proliferasjon av primære, humane PBMC, ligner på konsentrasjonsavhengig NF-kB-profil av CA (Fig. 1). En lignende tendens ble også observert ved bruk av udødeliggjorte cellene som de humane monocytt-lignende celler THP1, B-cellelinjen Raji og den T-cellelinje Jurkat E6-1, selv om dette nådde ikke statistisk signifikans. Men alle immunceller som ble testet (THP1, Raji-B-celler, Jurkat E6-1 og humane PBMCer) hadde til felles at høyere konsentrasjoner av CA (mer enn 1 ug /ml) signifikant redusert cellelevedyktighet og proliferasjon. Derfor våre data påpeke at immunundertrykkende kapasitet beskrevet av CA er på grunn av sin evne til å redusere viabiltiy av immunceller ved høyere konsentrasjoner enn 1 ug /ml.
A. Humane PBMC, B. THP-1, C. Jurkat E6-1 og D. Raji-celler ble inkubert med økende konsentrasjon av CA i nærvær (svarte søyler) eller fravær (hvite stolper) av LPS. Levedyktige celler ble oppdaget ved hjelp av en tetrazolium-baserte analysen. Barer representerer data fra en av tre uavhengige eksperimenter utført i tre paralleller. Data presentert som gjennomsnitt ± SD, * p. 0,05, i forhold til kontrollprøver
Cinnamaldehyde heller påvirker T-celler enn B-celler
I et neste trinn, undersøkte vi mottakelighet av B- og T-celler i PBMC-preparater til CA via strømningscytometri. PBMC ble farget for CD3 (T-celle-reseptor) som en markør for T-celler, CD20 (B-lymfocytt antigen) som en markør for B-celler og for tidlig apoptose markør Annexin V. Som vist i fig. 4, konsentrasjon over 1 pg /ml ca. førte til apoptose av både T-celler (fig. 4A) og B-celler (fig. 4B) på en doseavhengig måte, mens lasting med lavere konsentrasjoner klarte ikke å endre celletall. Behandling med høye konsentrasjoner av CA (5 og 10 ug /ml) økte antallet apoptotiske T-celler opp til 8 ganger, mens økning av apoptotiske B-celler var 3,5-ganger sammenlignet med ubehandlede kontroller.
Menneskelige PBMC var inkubert med CA og farget for CD3, CD20 og AnnexinV og analysert ved flowcytometri. Data over tre uavhengige eksperimenter er presentert som gjennomsnitt ± SD av AnnexinV positiv A. CD3 + celler og B. CD20 + celler.
Diskusjoner
CA har blitt tilskrevet mange farmakologiske egenskaper, for eksempel være anti-inflammatorisk, anti-ulcerogene, antipyretisk, antimikrobielle, antidiabetiske, men også å ha anti-tumoraktivitet [39]. Vi skal undersøke disse proklamert uhyre gunstige egenskaper i større detalj, spesielt med fokus å forstå hvordan de påvirker immunceller og dermed vurdere dens mulige indirekte bidrag til kreft progresjon. Kreft er definert som den uregulerte vekst av ondartede celler, som er forårsaket i 90-95% av miljømessige faktorer slik som forurensninger, kosthold, soleksponering, infeksjoner, fysisk inaktivitet og fedme, og bare 5-10% kan være knyttet til genetiske defekter [41]. Sannsynligheten for å utvikle kreft øker med alderen, og har vært forbundet med en redusert immunosurveillance hos eldre [42]. Faktisk er kreft mikromiljøet svært immunsuppressive og dermed reaktivering og modulering av immunsystemet er det primære målet for kreftvaksiner [43]. Immun-regulerende regimer tilby en attraktiv tilnærming som de ofte har færre bivirkninger enn de eksisterende cellegifter. I dette henseende, blokkering av den hemmende CTLA4-antigenet på T-celler med anti-CTLA4-antistoffer fører til aktivering av T-celler [44], [45], og har vist seg å medføre betydelige overlevelse fordeler i to randomiserte fase III-studier i pasienter med avansert melanom, understreker viktigheten av aktivering av immunsystemet i kreft [46], [47].
Derfor undersøkte vi immunmodulerende kapasitet på CA på udødelig og primære immunceller. I første tilnærming, undersøkte vi dens innvirkning på NF-kB-aktivering, ettersom NF-kB er konstitutivt aktivert i en rekke hematologiske og solide tumorer, og er en av de viktigste transkripsjonsfaktorer assosiert med cancer progresjon [48], hemming av apoptose vev invasjon og metastasering [49]. Således er inhibering av NF-kB i maligne celler anses fordelaktig. Vi var i stand til å reprodusere data fra litteraturen, at NF-kB-aktivering av LPS-stimulerte monocytter immortaliserte inhiberes ved tilsetning av CA i konsentrasjoner over 8 uM [36] – [40], men interessant vi har observert en betydelig økning i NF- kB-aktivering når det anvendes lavere konsentrasjoner av CA ble anvendt. Vi hypotese således, at en immunosuppressiv tumor-mikromiljøet kan være formet når CA kunne anvendes i høye nok konsentrasjoner. På den annen side lav konsentrasjon av CA, noe som oppnås ved moderat forbruk av kanel, aktiverer ytterligere immunsystemet, men ikke tilstrekkelig for bekjempelse av hurtig-voksende tumorer. Derav moderat forbruk av CA-inneholdende mat synes heller å være en profylaktisk, i stedet for et terapeutisk middel. Viktigere, våre data tyder på at høye doser kan også være kontraindisert.
Når det gjelder biotilgjengeligheten cinnamaldehyde og dens alkohol samt syre derivat blir raskt absorbert fra tarmen, metaboliseres og utskilles hovedsakelig i urinen, noe som synes å være uavhengig av dose (opp til 250 mg /kg), art og kjønn. Blodkonsentrasjoner av cinnamaldehyde etter intravenøs administrering av 5,15, eller 25 mg /kg i mannlige og kvinnelige F344 rotter redusert i en bifasisk måte [50], [51]. Den innledende fase korrelerer med den raske utseende av kanelsyre i blod, i hvilken anslått 37-60% av cinnamaldehyd oksyderes til kanelsyre i løpet av 30 min. Den andre fasen med en halveringstid på 1,7 timer er en hypotese som en frigjøring av cinnamaldehyd fra protein addukter dannet under den initiale fasen [52]. I en fersk undersøkelse oral administrasjon av CA resulterte i en biotilgjengelighet på 20% [53]. Videre i en tilsvarende rapport etter oral administrering, ble CA-konsentrasjon i blodet funnet å være 1 ug /ml [52] og opp til 10 ug /ml for kanelsyre [54] og opprettholdt i 24 timer til tross for sin relativt korte biologiske halveringstid 1,7 t.
Derfor høy lokal konsentrasjon av kanel og dets derivater er oppnåelig
in vivo
ved inntak og kunne utøve en vedvarende immunundertrykkende effekt.
i vår neste tilnærming, vi videre fokusert på immunundertrykkende kvaliteter cinnamaldehyde ved å undersøke dens innvirkning på cytokinutskillelse i primær PBMC aktivert med LPS. I tråd med undertrykkelse av NF-kB vei, observerte vi en konsentrasjonsavhengig nedregulering av den inflammatoriske og regulatoriske mediatorer TNF-α, IL10 og NO som blir innblandet i utvikling og progresjon av forskjellige cancere [55], [56]. Imidlertid fremstående nedgang i mellem sekresjon av primære immunceller ved inkubering med CA foreslått at dette kan skyldes endringer i den metabolske rate. Faktisk våre data viser tydelig at CA fører til en markert reduksjon i cellelevedyktighet udødeliggjort, så vel som primære immunceller. Videre analyse av immuncellepopulasjonen i humane individer viste at særlig T-celler var mer fremtredende utsatt for CA-indusert apoptose enn B-celler. De oppnådde resultater er meget viktig, siden cytotoksiske T-lymfocytter forbli potente mediatorer av antitumorimmunitet og tumor infiltrasjon av T-celler har vist seg å være en god prognostisk faktor i ovarie, kolon, bryst, nyre, prostata og livmorhalskreft [43] . Videre er det to
in vivo
studier, ved hjelp av kanel ekstrakt som en kreft terapeutisk middel. De rapporterer redusert tumorvekst i mus melanoma, når det mates kanel ekstrakt i store doser (400 ug /g kroppsvekt) i løpet av 20 til 30 dager [37], [57] til mus. Imidlertid viste de også en alvorlig reduksjon av sekundære immun organer som milt og lymfeknuter [28]. I disse studiene meget høye doser av CA anvendes, tatt i betraktning at CA er kjent for å ha en lav toksisitet med en dødelig dose lav (LDlow) ved foreldre anvendelse av 200 ug /g kroppsvekt [58]. Den observerte reduksjon av raskt voksende celler som immun-celler og kreftceller kan følgelig være generelt karakteristisk for de beskrevne lave toksisitet av CA.
I motsetning til dette ble cancerogenic bekymringer steget med Mereto et al [59], som foreslått cinnamaldehyd som en svak promoter av leveren carcinogenese på grunn av sitt potensial til å være klastogenisk og dens evne til å indusere mikrokjerner i rottelever
in vivo
. Det finnes også en menneskelig kasuistikk, som tilhørende munnhulekarsinomer formasjon etter inntak av opptil fem pakker med kanel tyggegummi en dag i en 24-åring ikke-røyker [60].
Likevel, i et to-årig NTP studie utført i mus og rotter, hvori opp til 200 mg /kg kroppsvekt av CA, ble matet, og som svarer til den maksimale konsentrasjon av ikke-observert-negativ-effekt-nivå, NOAEL for lang- langtidsvirkninger ble ingen tegn på neoplasi observert [61]. Studien fremhever det faktum, at forbruket av CA ikke kan være kreftfremkallende når mengden inge er moderat.
På et molekylært nivå CA som et aldehyd innehar α, p-umettede olefiniske substituenter er kjent for å danne addukter med cellulære tiolgrupper særlig med nonprotein sulfhydryler slik som cystein og glutation via nukleofil tillegg til den β-karbon [62]. Således, ved å frata celler av antioksidanten glutation, blir cellene begrenset i deres evne til å nøytralisere frie radikaler og reaktive oksygenforbindelser. Enda viktigere, tappe celler glutation-nivåer har også en alvorlig innvirkning på deres jern-metabolisme, som til slutt resulterer i cellenes død [63]. Videre er det kjent for å opptre på plasmamembranproteiner som transient receptor potensialet kation kanal-underfamilien Et medlem 1 (TRPA1) [64], en sensor for miljø irritanter, kulde og strekke og videre TLR4 ved å forhindre deres TLR4 oligomerisering på LPS-stimulering , men ikke ved å målrette nedstrøms signaliseringsmolekyler [40]. Konsekvensene av å hemme TLR4-oligomerisering dermed er nedskrivning av NF-kB aktivering og påfølgende sekresjon av cytokiner. I henhold til våre data, viser vi her at ikke bare kreftceller, men i spesifikke immunceller er svært utsatt for CA fører til inhibisjon av NF-kB ved å stabilisere cellemembranen og hindre TLR4 oligomerisering, så vel som å inhibere ytterligere aktivering av immun celler og frigjøring av cytokiner. Videre CA indusert apoptotosis i lymfocytter, mest sannsynlig ved å frata celler av glutation.
Siden målet for kreft immunterapi er ikke å undertrykke immunsystemet, men å re-aktivere hviler celler ved modulasjon, som for tiden er med hell anvendes ved bruk av anti-CTLA4 antistoffer, har en mer differensiert tilnærming for anvendelse av CA å bli tatt til orde for anti-kreft-behandling, spesielt siden det har en utpreget immunundertrykkende effekt på T-celler, inkludert effektor T-cellepopulasjon.
Våre data tyder på at moderat inntak av CA er gunstig for immunforsvaret i de sunne organismer, men som CA-behandling i høye doser kan være bare gunstig når du arbeider med kreft fra hematopoetiske celler som lymfom og leukemi, der immun systemet er allerede undertrykt og som står for de vanligste kreft hos barn. Imidlertid behandling av andre celletyper med CA, til hvilken re-aktivering av immunsystemet er sterkt ønskelig, f.eks karsinomer, sarkomer eller bakterie celle svulster (eggstokkene eller testikkelkreft) kan motsi sin søknad.
Takk
Vi vil gjerne takke Ms Anna Willensdorfer for utmerket teknisk assistanse.
