Repository of Research and Investigative Information

Repository of Research and Investigative Information

Hormozgan University of Medical Sciences

Research project #3156

(2016) بررسی خواص ضدسرطانی برخی گونه¬های ماکروجلبک قهوه¬ای موجود در آب¬های خلیج¬فارس. Under Construction.

[img] Text
final.doc
Restricted to Registered users only

Download (325kB)

Persian Abstract

سرطان به علت شیوع زیاد، عوارض وسیع، مرگ و میر بسیار، کانون توجه اکثر برنامه¬ریزی¬ها و سیاست¬گذاری¬های بهداشتی قرارگرفته¬اند (Mohan et al., 2011). داروهای ضدسرطانی ایده¬آل داروهایی هستند که تنها داری اثر موثر بر سلول¬های توموری داشته¬باشند، اما متاسفانه بیشتر داروهای سنتتیک که جهت درمان سرطان کاربرد دارند علاوه بر ایجاد مقاومت در بیمار، با اثرات تخریبی شدید بر سلول¬های نرمال به جای می¬گذارند، سبب کندتر شدن روند بهبود بیماری می¬شوند. بنابراین شناسایی و کشف داروهای ضدسرطانی جدید دارای کمترین اثر تخریبی بر سیستم ایمنی، از اهداف مهم در علم داروشناسی و درمان می¬باشد (Kranz and dobbelstein, 2012). امروزه توجه بسیاری دانشمندان به ترکیبات طبیعی با منشاگیاهی، باکتریایی، حیوانی و.. جهت درمان ایمن و موثر سرطان¬های مختلف معطوف شده¬است. ترکیبات طبیعی و داروهای تولید شده از آنها، جهت درمان تقریباً 87% از بیماری¬های انسانی مانند آلودگی باکتریایی، سرطان و نقص سیستم ایمنی کاربرد دارند. در میان منابع طبیعی، گیاهان دارای رنج وسیعی از ترکیبات طبیعی هستند که ترکیبات موجود در آنها می¬توانند گزینه¬های مناسبی جهت جایگزینی ترکیبات شیمیایی باشند. پیشگیری و درمان سرطان توسط داروهای گیاهی در سه دهه اخیر بسیار مورد توجه قرارگرفته¬است و همچنان نیز ادامه دارد به طوریکه ترکیبات طبیعی و مشتقات آنها بیش از 50% داروهای مصرفی در پزشکی را در دنیا را شامل می¬شوند که 25% آن مربوط به گیاهان است و بیش از 3000 گونه گیاهی دارای خاصیت ضدسرطانی گزارش شده¬اند ( Manilal and Sujith, 2009). شناسایی ترکیبات ضدسرطانی از گیاهان تقریباً از سال 1950 با شناسایی آلکالوئید وینکا، وینبلاستین و وینکریستین شروع شد و تا به امروزه این تحقیقات همچنان ادامه پیداکرده¬اند (Blunt et al., 2007). ترکیبات گیاهی توسط آپوپتوزیس بدون اثر بر سلول¬های نرمال سبب ممانعت از تکثیر سلول¬های بدخیم می¬شوند و در درمان و پیشگیری سرطان موثر هستند. گیاهان آبی از جمله منابع غنی از ترکیبات طبیعی متنوع می¬باشد به طوریکه بسیاری از آنها را نمی¬توان حتی در منابع خشکی یافت. با توحه به سختی مشکلات نمونه¬برداری ازمناطق آبی بنابراین تحقیقات کمتری در اکوسیستم¬های آبی نسبت به خشکی صورت گرفته¬است که پیش¬بینی می¬شود با توجه به حضور 95% محیط آبی در کره زمین، به یک منبع غنی از ترکیبات جدید در آینده تبدیل شود Cantillo-Ciau et al., 2010) ). گسترش تحقیقات سنتی و مدرن بر روی جانداران دریایی از سال 2000سبب کشف عامل¬های ضدسرطانی از منابع آبی شده¬است که بیشترین این عامل¬ها ترکیب¬های ساختاری گوناگون شامل پلی¬ساکاریدها، پلی¬کتیدها، ترپن¬ها، استروئیدها و لیپیدها می-باشند که آنها را از موجودات دریایی بی¬مهره، جلبک¬ها، قارچ¬ها، باکتری¬ها و دیگر موجودات استخراج کرده¬اند. تمایلات اخیر جهت جستجو دارو از منابع طبیعی پیشنهاد می¬کند که جلبک¬ها از جمله منابع بالقوه ترکیبات فعال جدید بیوشیمیایی هستند (Airanthi et al., 2011). ماکروجلک-ها یا علف¬های دریایی ارگانیسم¬های فتوسنتزکتنده محیط دریایی هستند که ایجادکننده بیومس اولیه در مناطق جزر و مدی هستند و از جمله منابع با ارزش و غنی ترکیبات جدید و موثر محسوب می¬شوند(Miyashita et al., 2012). جلبک¬های دریایی مقادیر مختلف ترکیبات متنوع شیمیایی را در مسیرهای مختلف متابولیکی جهت حفظ بقا در رقابت¬های محیطی، تولید کرده در نتیجه از قدرت تطبیق¬پذیری و دفاعی بالایی برخوردار هستند به طوریکه ماکروجلبک¬ها دارای رنج وسیعی از ترکیبات فعال بیولوژیکی مانند کارتنوئیدها، پروتئین، پلی¬ساکارید، اسیدهای چرب ضروری، آنتی¬اکسیدان¬ها، ویتامین¬ها و مواد معدنی هستند که به عنوان منابع غذایی و دارویی کاربرد دارند (Ganesan et al., 2008). ماکروجلبک¬ها در مقایسه با گیاهان خشکی دارای اندام متمایزی نیستند و همین خصوصیت باعث می¬شود که کل گیاه مورد مصرف قرارگیرد (Miyashita et al., 2012). به طورکلی تا به امروزه حدود بیش از 2400 ترکیبات طبیعی دریایی از علف¬های دریایی مناطق گرمسیری و نیمه¬گرمسیری جداسازی شده¬است (Manilal et al, 2009). با توجه به تحقیقات انجام شده بیش از ده ترکیب ضدسرطانی جدید گرفته شده از منابع دریایی مانند بریواستاتین، آپلیدین، اکتایناسیدین-743(ET-743)، کاهالالیدF و... وارد بازار تجارت جهانی شده¬اند. بنابراین با توجه به مطالعات و تحقیقات صورت گرفته می¬توان گفت ماکروجلبک¬ها به علت داشتن ترکیبات ضداکسیدانی و ضد سرطانی مختلف به عنوان یک منبع با ارزش داروی غذایی قابل قبول و بالقوه برای پیشگیری و درمان بیماری¬ها و انواع سرطان¬های رایج کاربرد دارند. ماکروجلبک¬ها بر اساس رنگدانه¬ای که تولید می¬کنند در سه گروه ماکروجلبک¬های قهوه¬ای(Phaophyteae)، سبز (Chlorophyteae) و قرمز (Rhodophyteae) طبقه¬بندی می¬شوند. ماکروجلبک¬های قهوه¬ای که توسط رنگدانه¬های آنها تشخیص داده می¬شوند از گروه مهم ماکروجلبکی محسوب می¬شوند. برخی از ماکروجلبک-های قهوه¬ای مانند Undaria pinnatifida، Laminaria japonica و Sargassum fusiforme در آسیای شرقی به خصوص کره و ژاپن به صورت خوراکی مصرف می¬شوند (Asai et al., 2004). مطالعات انجام شده بر فعالیت ضدسرطانی جلبک¬های قهوه¬ای اهمیت این گونه¬ها را درمان سرطان نشان داده¬است. به عنوان مثال، بررسی اثر پودر خشک 21 گونه جلبک قهوه¬ای بر علیه کارسینوما Ehrlich در موش، گونه¬های Sargassum ringgoldianum, Lessonia nigrescens, Laminaria japonica و Scytosiphon lomentaria به ترتیب 8/69% و 6/57% ،0/60% ،5/46% خاصیت بازدارندگی را بعد از 28 روز تغذیه موش (mg/kg 1600 وزن بدن)، نشان دادند (Athukorala et al., 2006). عصاره آبی از جلبک قهوه¬ای U. pinnatifida، خاصیت ضدتوموری بالایی را بر سلول¬های سرطانی سینه بدون اثر بر سلول¬های نرمال، در شرایط بیرون و درون آزمایشگاهی نشان داد (Cumashi et al., 2007). تا به امروزه ترکیبات مختلفی از ماکروجلبک¬های قهوه¬ای با خاصیت بیولوژیکی بالخصوص ضدسرطانی شناسایی شده¬اند که آنها را در رده¬های گونه¬های مهم بیولوژیکی قرار می¬دهند. پلی¬ساکاریدها از جمله ترکیبات طبیعی با خاصیت بیولوژیکی بالا می¬باشند که در گونه¬های ماکروجلبکی بالخصوص ماکروجلبک¬های قهوه¬ای به طور فراوان یافت می-شوند به طریکه تقریباٌ بیش از 76% وزن خشک گیاه را تشکیل می¬دهند (Holdt and Kraan, 2011). ماکروجلبک¬های قهوه¬ای از منابع بسیار غنی رنج وسیعی از ترکیبات پلی¬ساکاریدی از جمله لامینارین، آلژینات، فوکوایدان، گالاکتان و... می¬باشند. پلی¬ساکاریدها یا گلیکان¬ها در گروه از ترکیبات شیمیایی اصلی جای دارند، که از واحدهای منوساکاریدی گلوکز، فروکتوز، گالاکتوز، مانوز، آرابینوز و زایلوز تشکیل شده¬اند. گالاکتان در فضای بین سلولی یا دیواره سلولی ماکروجلبک¬های قهوه¬ای یافت می¬شوند به دو زیرگروه آگار و کاراژینان تقسیم می¬شود که هردو دارای خاصیت ضدتوموری و ضدویروسی می¬باشند (Ferreira et al., 2012). لامینارین گروه دیگری از ترکیبات پلی¬ساکارید یافت شده در ماکروجلبک¬های قهوه¬ای است که 10% و در برخی شرایط محیطی 32% وزن خشک گیاه را تشکیل می¬دهد، دارای فعالیت ضدباکتریایی و ضدویروسی است و خاصیت آنتی¬اکسیدانی آن به ساختارشیمیایی و وزن مولکولی آن بستگی دارد و می¬تواند به صورت پریبیوتیک مصرف شود (Li and Kim, 2011). آلژینات در گیاهان خشکی وجود ندارد و 47% وزن خشک جلبک را تشکیل می¬دهد و به دو فرم اسیدی و نمکی یافت می¬شود که دارای فعالیت بالای ضدالتهابی و ضد باکتریایی است (Andriamanatoaniana and Rinaudo, 2010). پلی¬ساکاریدها با افزایش توان سیستم ایمنی جاندار و فعالیت آنتی¬اکسیدانی، آنتی موتاژنی دارای خاصیت ضدتوموری، ضدویروسی و ضدباکتریایی می¬باشند (Sullivan et al., 2011). پلی¬ساکارید جدا شده از عصاره جلبک Spirulina sp.، اثر بازدارندگی بر تکثیر ویروس و گسترش سرطان نشان داد و تولید آنتی¬بادی را افزایش داد (Tayag et al., 2010). در طی بررسی¬های انجام شده بر خواص بیولوژیکی فرکشن¬های پلی¬ساکاریدی جدا شده از ماکروجلبک¬ها، پلی¬ساکاریدهای سولفاته از نظر بیولوژیکی به خصوص ضدتوموری فعالیت بالایی را نشان داده¬اند، به طوریکه میزان سولفاته شدن آنها با فعالیت ضدتوموری آنها رابطه مستقیم دارد (Zhou et al., 2005). رنج وسیعی از پلی¬ساکاریدهای سولفاته مانند B-1، PI-88 و فوکوایدان (Fucoidan) در جلبک¬های دریایی شناسایی شده¬اند که همگی اثر سیتوتوکسیتی شدیدی بر سلول¬های سرطانی نشان داده¬اند. فوکوایدان با داشتن بیولوزیکی ضدویروسی، ضدالتهابی، ضدچسبندگی و ضد توموری، از جمله مهمترین ترکیبات پلی¬ساکاریدی هستند که در فضای بین سلولی ماکروجلبک¬های قهوه¬ای به طور فراوان یافت می¬شود (Cumashi et al., 2007)تحقیقات نشان دادند، پلی¬ساکاریدهای سولفاته جدا شده از ماکروجلبک¬ها با افزایش فعالیت ضدتوموری ماکروفاژها و سلول¬های کشنده طبیعی، سبب افزایش پاسخ ایمنی می¬شوند. به عنوان مثال سلول¬های کمکی-T (T-helper cells) می¬توانند فعالیت سیتوتوکسیتی سلول-T را که سمیت شدیدی بر سلول¬های توموری دارد، افزایش دهند، ترکیبات پلی¬ساکاریدی سولفاته نیز مانند این مکانیسم عمل می¬نمایند (Yim et al., 2005). مطالعات اخیر نشان داده¬اند پلی-ساکاریدهای سولفاته می¬توانند رنج وسیعی از سلول¬های چسبنده را تشخیص دهند، آنها می¬توانند با اتصال به CD4 و CD3، CD2 در لنفوسیت-های T، سبب افزایش پاسخ ایمنی لنفوسیت¬ها می¬شوند (Miao et al., 2005). برخی از ترکیبات پلی¬ساکاریدی با اثر آنتاگونیستی و مهارکنندگی شدید بر ترکیبات القاکننده تومور مانع از تشکیل تومور در سلول¬های مستعد می¬شوند. بعنوان مثال فوکوایدان جدا شده از ماکروجلبک قهوه¬ای با اتصال به فاکتور رشد اندوتلیال عروقی (VEGF165) مانع از اتصال آن به سلول¬های گیرنده و القا شیموتاکسی و تحریک تومورزایی می¬شود (Cumashi et al., 2007). برخی پلی¬ساکاریدها با فعال کردن آپوپتوزیس که فاکتور اصلی در درمان سرطان است، فعالیت ضدسرطانی خود را نشان می¬دهند. در واقع پلی¬ساکاریدها با القا فاکتورها (کاسپاز 3 ، 7، ERK، GSKو..) و فعال کردن مسیرهای مختلف آپوتوزیسی (میتوکندریایی و سیتوکرومC و...)، فعالیت ضدتوموری خود را القا می¬کنند (Aisa et al., 2005). اثر القا فعالیت آپوپتوزی پلی-ساکاریدهای سولفاته با آنالیز چرخه سلولی لاین¬های سلولی سرطانی U-937 تیمار شده با ug/ml 30 و 15 پلی¬ساکاریدسولفاته انجام شد، که نتایج نشان دادند 24 ساعت بعد از تیمار، قطعه قطعه شدن DNA افزایش پیداکرد و نتایج وسترن بلات نیز نشان دادند با اثر بر کاسپاز 8 و 7 که سبب شکسته شدن برخی از پروتئین¬¬های القا کننده شکستن DNA مانند PARP می¬شوند، سبب آپوپتوزیس سلولی می¬شوند (Athukorala et al., 2006). مطالعات اخیر نشان داده¬اند، پلی¬ساکاریدها در کنار فعالیت ضد سرطانی خود، نیز با کاهش اثر تخریبی داروهای سنتتیک بر سلول¬های نرمال سبب بهبود سریع¬تر بیمار می¬شوند و می¬توان آنها را به عنوان مکمل¬های دارویی مصرف نمود (Kawamoto et al., 2006). به طورکلی می¬توان گفت پلی¬ساکاریدها با مهار ترکیبات و فاکتورهای سرطانی سبب پیشگیری و با القا آپوپتوزیس و پاسخ خودایمنی سبب درمان سرطان می-شوند، بنابراین شناسایی و بررسی¬ ترکیبات مختلف پلی¬ساکاریدی موجود در منابع ماکروجلبکی که از جمله منابع غنی و ارزشمند رنج وسیعی از ترکیبات پلی¬ساکاریدی محسوب می¬شوند، جایگاه ویژه¬ای را در درمان سرطان به خود اختصاص داده¬اند. سواحل خلیج¬فارس و دریای عمان در منطقه ایران حدود 1260 کیلومتر است که حدود 153 گونه جلبک دریایی در استان هرمزگان و جزایر ایران شناسایی شده¬اند که سهم ماکروجلبک¬های قهوه¬ای شناسایی شده در آب¬های خلیج¬فارس و دریای عمان منطقه ایران به 44 گونه می¬رسد (Sohrabipour et al., 2004). با توجه به ساختار شیمیایی مختلف ترکیبات در گونه¬ها و مناطق مختلف، لذا تاثیرات بیولوژیکی ترکیبات بسیار بسته به گونه¬ و منطقه¬ای دارد که از آن جدا می¬شوند، بنابراین هر گونه در هر منطقه خاص دارای ترکیباتی با ساختار مختص به خود است که این مهم اهمیت شناسایی و بررسی ترکیبات در گونه¬های مختلف را برجسته می¬نماید. برای مثال ساختار فوکوایدان در همه گونه¬ها یکسان نمی¬باشد و ساختار آن به شدت تحت تاثیر گونه و منطقه جداسازی شده از آن می¬باشد. با وجود غنی بودن آب¬های جنوبی کشورمان از گونه¬های مختلف جلبکی اما تنها مطالعات بسیار محدودی بر روی اثرات درمانی و دارویی جلبک¬های این مناطق صورت گرفته¬است، که در این میان بررسی ترکیبات پلی¬ساکاریدی گونه¬های ماکروجلبکی علی¬الخصوص جلبک¬های قهوه¬ای موجود در سواحل آب¬های خلیج¬فارس و دریای عمان کشورمان بسیار بسیار محدود صورت گرفته¬است. بنابراین در این پروژه با توجه به اهمیت درمان بیماری مهلک سرطان، وجود رنج وسیعی از ترکیبات متنوع در ماکروجلبک¬های قهوه¬ای و نیز فراوانی و تنوع بالای گونه¬های ماکروجلبک قهوه¬ای در سواحل آب¬های خلیج¬فارس و دریای عمان در منطقه ایران، به شناسایی گونه¬های ماکروجلبکی قهوه¬ای موثر بر لاین¬های سرطانی جهت انجام آزمایشات بالینی و کاربرد در ساخت داروهای با منشا، گیاهی که دارای کمترین اثرات بر بیمار است، می¬پردازیم. امید است که با انجام این پروژه با استفاده از پتانسیل ارزشمند منابع ماکروجلبکی در آب¬های جنوبی کشورمان، گامی مهم جهت شناسایی ترکیبات طبیعی و در نهایت ساخت داروهای طبیعی به صورت صنعتی و معرفی به بازار داخلی و خارجی جهت درمان و پیشگیری بیماری در حال گسترش سرطان، برداریم.

Title

Study of antitumoral activity of some species of brown macroalgae from Persian Gulf

Item Type: Research project
Subjects: biochemistry
Divisions: Research Vice-Chancellor Department > Food Health Research Center
Depositing User: مركز تحقيقات سلامت مواد غذایی
URI: http://eprints.hums.ac.ir/id/eprint/3156

Actions (login required)

View Item View Item