Ernæringsimmunologi: funktion af naturlige dræberceller og deres modulering af resveratrol til kræftforebyggelse og-behandling

det medfødte immunsystem bevares blandt hvirveldyr og er allerede funktionelt til stede ved fødslen. Cellulære medlemmer af det humane medfødte immunsystem er forskellige leukocytter såsom monocytter, eosinofiler, neutrofiler, basofiler, dendritiske celler og naturlige dræberceller (NK) celler. Andre ikke-cellulære medlemmer af det medfødte immunsystem er komplementsystemet og et stort antal udskillede cytokiner som inflammatorisk respons på en given trigger. Således danner det medfødte immunsystem et komplekst og effektivt beskyttende skjold mod infektioner, men også ondartet transformation og henholdsvis kræft. Interessant nok påvirker flere naturlige forbindelser som resveratrol stærkt immunresponset og modulerer f.eks. aktiviteten af NK-celler. Derfor har moduleringen af det medfødte immunsystem ved hjælp af ernæringsafledte forbindelser en vigtig og værdifuld indvirkning på helbredet. På grund af den stærke forbindelse mellem ernæring og kræft undersøger området ernæringsimmunologi intensivt immunmodulerende stoffer, der er til stede eller endda beriget i fødevarer til kræftforebyggelse og-behandling.

NK-celler og immunrespons

NK-celler blev først identificeret i 1975 ved deres evne til at lyse kræftceller in vitro uden forudgående immunsensibilisering og udgør omkring 15% af alle cirkulerende lymfocytter . Deres vigtigste betydning ligger i det tidlige værtsforsvar mod både allogene og autologe celler efter virusinfektion , infektion med bakterier eller parasitter eller mod malignt transformerede celler . NK-celleudvikling forekommer primært i knoglemarvsmiljøet (BM): de er afledt af hæmatopoietiske stamceller, der efterfølgende differentierer sig til almindelige lymfoide stamceller, som endelig udvikler sig til NK/T-stamceller, hvorfra NK-celler stammer gennem hele livet . Deres slægtsudvikling er kendetegnet ved den sekventielle erhvervelse af overfladereceptorer og effektorfunktioner . Ud over BM og blod findes NK-celler også i perifere væv, herunder lever, peritoneal hulrum og placenta . Humane NK-celler er bredt defineret som CD3− CD56+ (CD3: T-celle co-receptor; CD56: neurale celleadhæsionsmolekyle (NCAM)) lymfocytter og skelnes yderligere i CD56bright (~10% af humane NK-celler) og CD56dim (~90% af humane NK-celler) NK-celler. CD56dim NK-celler udtrykker høje niveauer af Fcy-receptor III (FcyRIII, CD16) medierende antistofafhængig cellemedieret cytotoksicitet (ADCC), og CD56bright NK-celler viser mindre eller ingen CD16-ekspression . For at besejre deres mål er NK-celler efter forudgående aktivering af cytokiner i stand til ekstravasation og infiltration i berørte væv . Målcelledrab udføres gennem forskellige mekanismer (Fig. 1). For det første danner NK-celler såkaldte immunsynapser (dynamisk grænseflade dannet mellem en NK-celle og en målcelle). For det andet frigiver NK-celler cytoplasmatiske granulater, organeller, der indeholder proteiner som perforin (Prf1), det saposin-lignende familiemedlem granulysin og serin-proteaser kaldet gransymer som gransym B (Gsmb) til spaltning f. eks. flere pro-caspaser, som derefter er i stand til at udløse apoptose i målcellen . Desuden er ekspressionen af medlemmer af tumornekrosefaktor (TNF)-familie som FAS ligand (FASL), TNF og TNF-relateret apoptose inducerende ligand (TRAIL) er i stand til at inducere tumorcelleapoptose ved dannelse af immunsynapser. TRAIL kan binde til flere dødsreceptorer (DR), hvoraf to er agonistiske (DR4 (TRAIL-R1) og DR5 (TRAIL-R2)) og inducerer apoptose, og hvoraf to er antagonistiske (lokkemiddelreceptor 1 (DcR1, TRAIL-R3) og DcR2 (TRAIL-R4)) og kan ikke inducere apoptose. En anden mulighed for at gribe ind over for målceller er sekretionen af et antal effektorcytokiner, såsom interferon-roli (IFN-roli), granulocyt-makrofag-kolonistimulerende faktor (GM-CSF) og interleukin (IL) som IL-5, IL-10 eller IL-13 efter at have nået forskellige stadier af NK-celledifferentiering (Fig. 1). Derudover udskiller NK-celler en række kemokiner, herunder chemokin C-C motiv ligand 2 (CCL2, monocyt-kemoattraktantprotein (MCP)-1), CCL3 (makrofaginflammatorisk protein (MIP)-1-purt), CCL4 (MIP-1-purt), CCL5 (reguleret ved aktivering, normal T-celle udtrykt og udskilt (RANTES)), chemokin C motiv ligand 8 (ckscl8, IL-8) til kolokalisering med andre immunceller som dendritiske celler i områder med betændelse (fig. 1) . Med en bred vifte af mønstergenkendelsesreceptorer (PRRs) kan forskellige typer immunceller specifikt identificere konserverede patogenassocierede molekylære mønstre (PAMPs), som udelukkende er til stede på mikrober såsom vira, bakterier, parasitter og svampe. Medlemmer af de vigtigste PRR-familier er transmembrane Toll-lignende receptorer (TLR ‘er), C-type lectinreceptorer (CLR’ er), cytoplasmatisk nukleotid oligomeriseringsdomæne (NOD)-lignende receptorer (NLR ‘er) og RNA helicase retinsyre inducerbart gen i (RIG-i) – lignende receptorer (RLR’ er). Således kan en intracellulær signalering aktiveres, som efterfølgende inducerer ekspression af gener involveret i inflammatorisk og/eller immunrespons for at rekruttere f.eks. fagocytiske celler og effektormolekyler til infektionsstedet. NK-celler udtrykker forskellige PRR ‘er som TLR’ er, NLR ‘er og RLR’ er. De reagerer direkte på PAMPs i et passende miljø i nærvær af cytokiner som IL-2, IL-12, IL-15 eller IL-18. Således producerer aktiverede NK-celler IFN-length, GM-CSF eller TNF-length eller frigiver cytotoksiske granulater rettet mod en målcelle. Hvorvidt en NK-celle forbliver tavs eller udfører sin drabskapacitet på ondartede celler afhænger af den dynamiske balance mellem stimuleringshændelser i to hovedstrukturklasser af NK-celleoverfladereceptorer, de dræbercelleimmunoglobulinlignende receptorer (KIRs) og receptorer af den C-type lectinlignende familie, som hæmmer og/eller aktiverer signalkaskader (Fig. 1). Nogle af de humane aktiverende receptorer som forskellige KIRs eller naturlige cytotoksicitetsreceptorer (NCRs) såsom NKp30, NKp44, NKp46 og NKp80 transmitterer aktiveringssignalet via protein tyrosinkinaseafhængige veje. Derfor omfatter forskellige transmembranadapterproteiner en til tre cytoplasmatiske immunoreceptortyrosinbaserede aktiveringsmotiver (ITAMs) bestående af en konsensusaminosyresekvens med tyrosiner og leuciner . Efter fosforylering fungerer ITAMs som dockingssteder for andre kinaser for yderligere at passere signaleringen. Yderligere aktiverende signaler kan også medieres gennem receptorer, som ikke er kovalent forbundet med andre adapterproteiner, som ikke indeholder ITAM . For at modvirke NK-celleaktivering er hæmmende overfladereceptorer som forskellige KIRs hos mennesker til stede, som virker gennem protein tyrosinphosphataseafhængige veje . De har immunoreceptortyrosinbaserede hæmmende motiver (ITIMs) i deres cytoplasmatiske domæner, som kan rekruttere tyrosinphosphataser som Src-homologi 2 domæne (SH2)-indeholdende SHP-1 eller SHP-2. Ligevægten i phosphoryleringsstatus for flere signalmolekyler, der er mål for begge medlemmer af syk-familien af proteintyrosinkinaser, er derfor afgørende for NK-cellens opførsel. Ligander for de inhiberende receptorer er polymorfe større histokompatibilitetskompleks (MHC) klasse i molekyler. Kir-receptorer binder grupper af HLA-a, HLA-B og HLA-C alleler, mens HLA-E genkendes af CD94-NKG2A.

kræft-og NK-celleaktiviteter

nogle kræftceller mangler eller nedregulerer et eller flere MHC-klasse i-molekyler og/eller opregulerer f .eks. NKG2D-ligander (NKG2DL) som de stress-inducerbare overfladeglycoproteiner MHC klasse I-relateret kæde A og B (glimmer og MICB) og giver derfor ingen eller ikke tilstrækkelig hæmmende stimulering. Denne såkaldte’ manglende selv ‘ genkendelse gør det muligt for NK-celler at opdage og ødelægge transformerede eller allogene celler, mens de diskriminerer dem fra normale værtsceller (Fig. 1) . Desværre har kræftpatienter ofte funktionelt nedsatte NK-celler og derfor et hindret antitumorimmunrespons . Derfor er anvendelsen af farmakologiske forbindelser, der forbedrer NK-cellefunktion og/eller gendanner immunovervågning, en del af de nuværende antitumorstrategier og behandlingsregimer. Immunmodulerende lægemidler som thalidomid og lenalidomid øger cytotoksiciteten i multipelt myelom og øger mængden af perifere blod-NK-celler . Det er en af de mest almindelige årsager til, at en gruppe af mennesker lider af denne sygdom, og at de ikke er i stand til at behandle dem, når de er i stand til at behandle dem, og at de ikke er i stand til at behandle dem . Ved lave koncentrationer hæmmer den proliferation i hepatocellulært carcinom med samtidig øget glimmer/B-ekspression . Især undersøges et stort antal cytokiner, såsom IL-2, IL-10, IL-12, IL-15, IL-18, IL-21, IL-23 og type i-interferoner (IFN-kar, IFN-kar) for deres moduleringspotentiale mod NK-celleaktivitet . IL – 2 og IL-15 er ofte nødvendige for at udvide donor NK-celler in vitro i adoptiv Overførselsbehandling for at stimulere proliferation i periferien . Denne aktivering fører til høj membranbundet SPOREKSPRESSION sammenlignet med ustimulerede celler . IL – 2 er FDA godkendt til behandling af metastatisk nyrekræft og avanceret malignt melanom . Mens langvarig lavdosis Subkutan anvendelse af IL-2 synes at være forbundet med en tolerabel bivirkningsprofil, kan den systemiske anvendelse af IL-2 i høje doser resultere i alvorlige bivirkninger som vaskulær lækagesyndrom (VLS) og andre toksiciteter . Bemærk, flere naturlige forbindelser påvirker stærkt immunresponset og modulerer især aktiviteten af NK-celler, mens de samtidig viser gunstige toksicitetsprofiler. Resveratrol, daglig administreret til raske frivillige i orale doser op til 5 g i en periode på 29 dage, viste sig at være sikkert uden alvorlige bivirkninger, hvilket blev bevist ved kliniske, biokemiske eller hæmatologiske analyser .

Resveratrol en plantebaseret kost

den naturligt forekommende lipofile plante polyphenol resveratrol blev først isoleret i 1939 fra rødderne af den hvide hellebore Veratrum grandiflorum O. Loes af Takaoka . Siden da blev resveratrol ekstraheret fra over 100 forskellige planter, hvoraf nogle tjener som almindelige menneskelige kostkilder som druer (vin, druesaft), jordnødder, soja, humle og bær som blåbær og tranebær. Resveratrol tilhører polyhydroksystilbene-underklassen af plantepolyfenoler og findes som to isomerer, cis-(Å) og trans-(e) (Fig. 2a og b). Styren-dobbeltbindingen kan gennemgå isomerisering under UV – bestråling fra trans-til cis-formen . I det naturligt forekommende glycosid piceid er en glukosedel bundet til cis – eller trans-resveratrol via en 3-o-Kurt-D-glykosidbinding, således at der også findes to piceid-isomerer (Fig. 2c). I planter fungerer resveratrol som et phytoaleksin (plante antibiotikum) produceret som reaktion på svampeinfektion, skade eller UV-bestråling, især i vinranker , fyrretræer og bælgfrugter. Resveratrol fik offentlig opmærksomhed forbundet med det “franske paradoks”, en sætning, der beskriver det faktum, at dødeligheden fra koronar hjertesygdom (CHD) i Frankrig er lavere end i resten af Europa og USA på trods af en diæt, der traditionelt er rig på mættet fedt og lignende plasmakolesterolkoncentrationer. Ikke desto mindre ligner den franske dødelighed fra CHD mere forholdet mellem Japan eller Kina . Tilsvarende data blev erhvervet under MONICA-projektet (Multinational MONItoring of trends and determinants in CArdiovascular disease) arrangeret af Verdenssundhedsorganisationen (hvem) i 1980 ‘ erne for at overvåge hjerte-kar-sygdomme og bestemme tilsvarende risikofaktorer i 21 lande rundt om i verden. Som mulig forklaring på dette fund blev forbruget af rødvin i Frankrig med dets sammenligneligt høje resveratrolindhold regelmæssigt foreslået . Faktisk havde Frankrig det højeste årlige vinforbrug pr. Desuden blev der for resveratrol-antioksidant vist antiinflammatoriske , neuroprotektive , antiproliferative og karakteristiske immunmodulerende egenskaber . Yderligere er flere eksempler på antitumourale virkninger af resveratrol beskrevet i litteraturen og omfattende opsummeret af Han og kolleger for forskellige tumortyper . Nylige publikationer beskriver f. eks. en synergistisk virkning af resveratrol i kombination med doksorubicin in vitro og in vivo til behandling af forskellige brystkræftcellelinjer (MCF-7 og MDA-MB-231) eller dosisafhængig induktion af apoptose i tyktarmskræft cellelinjer som S620 og HepG2 celler .

biotilgængelighed, farmakokinetik og biologiske funktioner af resveratrol

Resveratrol absorberes ved intestinal transepitelial diffusion . I en klinisk undersøgelse foretaget af et al. mindst 70% af 14C-mærket resveratrol blev taget op efter oral administration. Yderligere farmakokinetiske analyser viste, at de højeste resveratrol / metabolitniveauer 30 minutter efter indtagelse med fri resveratrol kun var til stede i ringe grad (1,7–1,9 %). Resveratrol-3-o-sulfat, resveratrol-4′-o-glucuronid og resveratrol-3-o-glucuronid er de vigtigste plasmametabolitter, der tegner sig for 2,4-op til 13 gange større Cmaks-værdier i plasma end fri resveratrol . Næsten 50% af resveratrol og dets metabolitter er bundet til plasmaproteiner som albumin og hæmoglobin samt lipoproteiner med lav densitet (LDL) . 40-98 % af oralt administreret resveratrol udskilles i urin og fæces inden for 24 timer . Resveratrol fik først større opmærksomhed gennem sin antioksidative aktivitet mod humant LDL beskrevet i 1993 af Frankel et al. , hvorved den “franske paradoks” – hypotese styrkes via faldende endotelskade, som er patofysiologisk forbundet med hjerte-kar-sygdom. Imidlertid er resveratrols antioksidantpotentiale mindre potent end for henholdsvis kvercetin eller epicatechin flavonoider, som er mere rigelige i rødvin end resveratrol . Der blev rapporteret om hæmning af blodpladeaggregering og eicosanoidsyntese af resveratrol på grund af nedsatte niveauer af tromboksan A2 (Tksa2) via hæmning af cyclooksan-1 (KOKS1). Denne hæmmende egenskab af resveratrol på cyclooksygenaseaktivitet spiller en rolle i produktionen af proinflammatoriske molekyler. I denne sammenhæng virker resveratrol som et antiinflammatorisk molekyle og blev vist at reducere akut og kemisk induceret ødem , lipopolysaccharid (LPS)-induceret luftvejsinflammation og slidgigt . Desuden undertrykker resveratrol kernefaktor-lyskædeforstærker af aktiverede B-celler (NFkB)-aktivering , hvilket påvirker gentranskription, der regulerer immun-og inflammatoriske reaktioner . Siden 1997 er det kendt, at resveratrol også bærer en anticanceraktivitet, der er aktiv i hele trinnene med tumorinitiering, forfremmelse og progression in vitro såvel som in vivo. Derfor blev resveratrol betragtet som et kræftkemopræventivt middel . Resveratrol aktiverer også sirtuin 1, som er ansvarlig f. eks. til regulering af glukose-og insulinproduktion, fedtstofskifte og navnlig forlænget celleoverlevelse gennem negativ regulering af tumorundertrykkeren p53 . Desuden blev resveratrol også beskrevet for at forhindre dysregulering af gap junctional intercellulær kommunikation (GJIC) medieret af organiske peroksider og miljømæssige toksikanter . For kræft, men også andre sygdomme ændringer i GJIC er blevet rapporteret og synes at spille en afgørende rolle under malign transformation og tumor fremme. Derfor tilføjer beskyttelsen af en svækkelse af den cellulære GJIC et andet interessant aspekt til resveratrols anticancerfunktion .

Resveratrol og dets samspil med NK-celler

flere undersøgelser viste en direkte indflydelse af resveratrol på NK-celler og deres drabsevne på forskellige niveauer (Fig. 3). Resveratrol udøver samtidige virkninger på NK – celler og andre immunceller som CD8+-og CD4+-T-celler . Falchetti og kolleger udsatte perifere blodmononukleære celler (Pbmc ‘ er) for forskellige koncentrationer af resveratrol i en periode på 18 timer. Efter fjernelse af resveratrol blev NK-celledrabningskapaciteten af Pbmc ‘ erne testet mod human udødeliggjort myelogen leukæmi K562-celler. Forfatterne viste en stigning i NK-celledrabningsaktivitet ved lave resveratrolkoncentrationer i området fra 0,33 liter til 5,48 liter, med maksimal aktivitet ved 1,31 liter. Der blev imidlertid observeret en dosisrelateret hæmning af lytisk aktivitet ved høje resveratrolkoncentrationer på 21,92 og 87,68. Dette fund blev bekræftet af Li og kolleger, der på lignende måde demonstrerede en hæmning af levedygtighed og øget apoptose af NK-celler ved inkubation med høje resveratrolkoncentrationer (50 liter), mens lave koncentrationer fra 1,56 liter til 3,13 liter resulterede i opregulering af NKG2D og IFN-liter på mRNA såvel som proteinniveauer og en øget NK-celledrabning mod leukæmi k562-målceller (Fig. 3) . Disse resultater antyder en koncentrationsafhængig bifasisk effekt af resveratrol, hvilket forklares ved at fremme celleapoptose via caspase-signalvej i høje koncentrationsområder. Dette understøttes af signifikant reducerede sene apoptotiske / nekrotiske celler efter forbehandling med caspasehæmmeren. Sidstnævnte undersøgelse viste yderligere en højere cytotoksisk følsomhed af humane lymfoblastoide T-celler (Jurkat-celler) over for resveratrol sammenlignet med NK-celler. Dette blev yderligere bekræftet af Lu og Chen, der rapporterede en lignende dosisafhængig stigning i cytotoksisk NK-celledrabningsaktivitet også mod tumorcellelinjer afledt af solide tumorer, f.eks. HepG2-og A549-celler efter præstimulering af udødelige NK-celler (NK-92-celler) med resveratrol i lave koncentrationer på 1,56, 6,25 og 12,5 liter. Alle effektor til målforhold (1:1, 5:1, 10:1) viste lignende effekter med den højeste forbedring af drabsaktivitet efter forbehandling med 12,5 liter resveratrol for forholdet 10:1 . Forfatterne demonstrerede desuden en dosisafhængig opregulering af perforinekspression og en dosisafhængig phosphorylering af erk-1/2 og JNK i resveratrol-stimulerede NK-92 celler. ERK – 1/2 og JNK har tidligere vist sig at bidrage til nkg2d-medieret cytotoksicitet . Ved hjælp af en Murin akut lungebetændelsesmodel til evaluering af resveratrols antiinfektiøse egenskaber viste efterfølgende en forbedret NK-celleaktivitet med en øget anticancereffekt . I sidstnævnte undersøgelse blev resveratrol administreret intragastrisk til rotter i 3 dage ved 0,5 mg/kg legemsvægt. Rotterne blev efterfølgende intratrachealt inokuleret med Serratia marcescens, et almindeligt nosokomialt patogen og overvåget i 24 timer. den resveratrolbehandlede gruppe viste en øget alveolær makrofag (AM) infiltration, en forhøjet NK-celleaktivitet og en nedsat bakteriebyrde i lungerne hos de inficerede dyr med en nedsat dødelighed. Interessant nok viste isolerede milt NK-celler fra rotter forbehandlet med resveratrol en forbedret drabseffekt mod Muse 51cr-mærket lymfom YAC-1-målceller sammenlignet med milt NK-celler isoleret fra kontrolrotter behandlet med saltvand. Ud over de ovennævnte virkningsmåder øger resveratrol celleoverfladeekspression af NKG2D-ligander på humane promyeloblastiske leukæmi KG-1a-celler, hvilket tilvejebringer to komplementære mekanismer til at styrke cytokininducerede dræberceller (CIK, en blandet fænotype mellem T-og NK – celler), der dræber egenskaber direkte og indirekte . Stimulering af kg-1a-celler med 25 liter resveratrol i 24 timer gengivet KG-1a-celler, der er modtagelige for CIK-medieret cytolyse via en stigning i celle-overfladeekspression af NKG2D-ligander og receptor DR4, kombineret med en nedregulering af celle-overfladeekspression af DcR1 i KG-1a-celler og ledsaget af aktivering af Sporvejen . Resveratrol er yderligere i stand til at sensibilisere celler fra forskellige kræftenheder til TRAIL-induceret apoptotisk celledød, såsom neuroblastom, medulloblastom, glioblastom, melanom, T-celle leukæmi, bugspytkirtel -, bryst-og tyktarmskræft (Fig. 3) . I denne henseende opregulerer resveratrol de agonistiske receptorer DR4 og DR5 i androgen-ufølsomme humane prostatacarcinomceller PC-3 og du-145 , hvilket forbedrer SPORFØLSOMHEDEN og muligvis Letter NK-cellemedieret drab. Ligeledes blev der rapporteret om forbedring af DR4-og DR5-overfladeekspression på SPORRESISTENTE humane prostataadenocarcinom lncap-celler uden forskel for DcR1/2 efter behandling med 10 liter resveratrol i 48 timer. Yderligere blev der vist en dosisafhængig aktivering af caspase-3 til resveratrolbehandling alene og caspase-8-Aktivering til kombineret behandling med resveratrol og TRAIL. For pc-3 prostatacancerceller blev der opnået lignende resultater med hensyn til forøgelse af receptorekspression af DR4 og DR5 til resveratrolbehandling med 10 og 20 liter i 48 timer og caspase 3/8 aktivering til behandling med resveratrol (0-30 liter) og i kombination med TRAIL (25 nM). Humane 1205 Lu metastatiske melanomceller viser en resveratrolafhængig forbedret følsomhed over for spor gennem nedregulering af de antiapoptotiske proteiner cFLIP og Bcl-hl . Resveratrol forbedrer også signifikant cd95l-ekspression på hl60 humane leukæmiceller og på t47d brystcarcinomceller efter 24 timers behandling , hvilket desuden Letter NK-celler til at udløse signalafhængig apoptose. Et al. viste en forbindelse af blodpladeaggregering og følsomheden af kræftceller til NK-cellemedieret lysis . I denne henseende kan Mus og humane kræftceller aktivere blodplader og deres aggregering, hvilket korrelerer med deres metastatiske potentiale . På grund af tumorcelle-blodpladeaggregering kan cirkulerende tumorceller (CTC ‘ er) overtrækkes af aggregerede blodplader og dermed undslippe immunresponset, hvilket yderligere letter metastase. Interessant nok medierer resveratrol en dosisafhængig hæmning af blodpladeaggregering via reduktion af integrin gpIIb/IIIa på blodplademembranen, der fungerer som fibrinogenreceptor involveret i koagulationsdannelse gennem dannelsen af broer mellem blodplader og ved at reducere produktionen af Tksa2, som aktiverer yderligere blodplader og dermed øger aggregeringen gennem inhibering af KOKS1-afhængige veje . Inden for NK-celler kunne resveratrol yderligere have terapeutisk potentiale til at besejre aggressive NK-celleleukæmier og lymfomer ved at hæmme konstitutivt aktive signaltransducere og aktivatorer af transkription 3 (STAT3) signalering, hvilket blev demonstreret i arbejdet med Kvoc Trung og kolleger i 2013 .