Abstrakt

Biotechnologie 2013: Bioverarbeitung natürlicher Antikrebsmoleküle – Ganapathy Sivakumar – Arkansas State University

 Ganapathy Sivakumar

Zusammenfassung: Viele Pflanzen sind reich an krebshemmenden Molekülen. Die geringe Samenproduktion im Freilandanbau, die lange Ruhezeit der Rhizome und die agroklimatischen Wachstumsbedingungen sind jedoch wichtige Hindernisse für die Produktion von krebshemmenden Molekülen. Um diese Probleme zu lösen, haben wir eine neuartige Bioreaktortechnologie entwickelt, die große Mengen krebshemmender Moleküle produziert, die wirtschaftliche und ökologische Vorteile bringen können. Dieses System, das frei von Pestiziden ist und keinen saisonalen Umwelteinflüssen ausgesetzt ist, kann als Alternative zur Kontrolle der Produktion angesehen werden. Ein großer Vorteil dieser Technologie ist die Möglichkeit einer Skalierung und die Ermöglichung einer Massenproduktion von Rohstoffen für hochreine pharmazeutische Moleküle. Die Entwicklung pflanzlicher Technologien zur Herstellung von krebshemmenden Molekülen, um eine hohe Qualität und minimale Kosten zu gewährleisten, wird die US-amerikanische Pharmaindustrie stärken und ihre Effizienz steigern. Medikamente zur Krebsbehandlung und ihre Einschränkungen Es wurden zahlreiche Anstrengungen unternommen, um die schädlichen Nebenwirkungen von Medikamenten während der Krebsbehandlung zu minimieren, beispielsweise durch Verhinderung von Nebenwirkungen auf benachbarte Zellen und Gewebe, Verbesserung der Arzneimittelsammlung und -wirksamkeit im Tumor, Entwicklung neuartiger Arzneimittelverabreichungs- und Zielsysteme. Es gibt so viele verschiedene Methoden zur Krebsbehandlung, wie Tumoroperationen, Strahlentherapie, Immuntherapie, Chemotherapie, Krebsimpfungen, photodynamische Therapie, primäre Bakterienresistenz oder eine Kombination davon, oft begleitet von schweren Nebenwirkungen. Zu diesen Nebenwirkungen gehören eingeschränkte Bioverfügbarkeit, Toxizität, Unspezifität, schnelle Wirksamkeit und geringe Metastasierung. Die Behandlungsmethoden hängen von der Art, dem Stadium und der Region der Krankheit ab. Chemotherapeutika verwenden Zytostatika und Zytostatika, die allein oder in Kombination mit anderen Krebsbehandlungen vielversprechende Ergebnisse gezeigt haben. Zu diesen Chemotherapeutika gehören Topoisomerasehemmer [z. B. Irinotecan (zu den Nebenwirkungen gehören: Neutropenie, physikalische Neuropathie und Durchfall) und Doxorubicin (zu den Nebenwirkungen gehören Kardiotoxizität), alkylierende Wirkstoffe wie Oxaliplatin, Melphalan, Carboplatin, Cisplatin und Cyclophosphamid (zu den Nebenwirkungen gehören: Nephrotoxizität, gastrointestinale Toxizität, kardiovaskuläre Toxizität, pneumonische und hämatologische Toxizität), Mikrotubuli-Wirkstoffe wie Vincristin, Vinblastin, Docetaxel und Paclitaxel usw.]. Die oben genannten Medikamente sind gegen eine breite Palette von Krebserkrankungen sehr wirksam, aber diese Medikamente unterliegen auch einigen Einschränkungen (Nebenwirkungen, teuer, sehr kompliziert, nicht umweltfreundlich und giftig). Es gibt Zellen in unserem Körper, die sich unter normalen physiologischen Bedingungen schnell vermehren, wie Haarfollikelzellen,Knochenmarkszellen und Magen-Darm-Zellen usw. Diese aktuellen Krebsmedikamente zielen auch auf diese sich schnell isolierenden Stammzellen ab, was eine große Herausforderung darstellt, weshalb gefährliche Nebenwirkungen auftreten. Aufgrund dieser Reaktionen kann es zu einer verminderten Blutproduktion, Magen-Darm-Entzündungen, männlichem Haarausfall, Immunsuppression, Herzinfektionen und Angststörungen kommen. Eine weitere Einschränkung ist, dass diese Krebszellen gegen diese Medikamente reagieren, wenn sie Veränderungen durchlaufen. Beispielsweise waren die arzneimittelresistenten Eigenschaften (ABCA4 und ABCA12) in menschlichen MCF-7-Brustkrebszellen übermäßig hoch, wenn Docetaxel verabreicht wurde. Wenn jedoch der Phytochemikalien Curcumin in Verbindung mit Docetaxel verabreicht wurde, wurde ein Rückgang der arzneimittelresistenten Eigenschaften beobachtet. Daher ist die Belohnen von Krebszellen durch die Verwendung eines mono-target-chemischen Wirkstoffs keine wirksame Strategie. Basierend auf umfangreichen Forschungsergebnissen sind Phytochemikalien und ihre abgeleiteten Analoga daher die vielversprechendste Option zur Verbesserung der Gesundheit und zur weniger schädlichen Behandlung von Krebs. Taxane sind vielversprechende Antikrebsmittel, die durch Bindung an Mikrotubuli wirken und eine Schlüsselrolle bei der Zellteilung spielen. Ursprüngliche Taxane (wie Docetaxel und Paclitaxel) sind aufgrund ihrer Wirksamkeit auf ihre verschiedenen molekularen Ziele starke Antikrebsmittel. Paclitaxel (Taxol) wurde erstmals aus der Rinde und den Blättern von Taxus baccata (T. baccata) und T. canadensis, Corylus avellana, gewonnen und wird zur Behandlung einer Vielzahl von Krebsarten, darunter Eierstock-, Brustkrebs und Lungenkrebs, eingesetzt. Die Aktivierung von Paclitaxel mit β-Tubulin im Lumen von Mikrotubuli führt zu einem Rückgang der Mikrotubuli-Elemente und einem Stopp des Zellzyklus im M-Stadium, während Docetaxel, ein halbtechnischer Derivat von T. baccata, hauptsächlich zur Behandlung von Brustkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs, Prostatakrebs und Lungenkrebs eingesetzt wird. Die Hauptfunktion von Taxanen besteht darin, die Mikrotubuli-Regulierung, den apoptotischen Zelltod und die mitotische Capture zu stimulieren. Zu den Analoga von Paclitaxel, die derzeit klinische Tests durchlaufen, gehören Larotaxel, Milataxel, Ortataxel und Tesetaxel. Larotaxel wird allein oder zusammen mit anderen Behandlungen für Harnröhrenkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs, Lungenkrebs und Brustkrebs eingesetzt. Außerdem handelt es sich bei 248 der 2.069 Krebsstudien, die vom National Cancer Institute seit Juli 2004 erfasst wurden, um Arzneimittel, die auf Taxanen basieren, darunter 134 mit Paclitaxel, 105 mit Docetaxel und 10 mit anderen Taxanen, die entweder allein oder zusammen mit anderen Antikrebsmitteln verwendet werden. Taxane (Paclitaxel, Docetaxel) und ihre molekularen und zellulären Ziele sind in aufgeführt. Campothecin-Untergruppen Campothecin (Gruppe der Topoisomerase-I-Hemmer) ist eine weitere Klasse von pflanzenbasierten, klinisch aktiven Chemotherapeutika, die ein starkes Antikrebspotenzial besitzen und die Topoisomerase I bei zahlreichen Krankheiten hemmen. Es wurde zuerst aus Camptotheca acuminata (Nyssaceae) isoliert.Der Extrakt von Camptotheca acuminata war der einzige von 1.000 verschiedenen Pflanzenextrakten, die auf ihre Wirkung gegen Krebs getestet wurden und sich als wirksam erwiesen haben, und die freigesetzten Wirkstoffe wurden als Camptothecin identifiziert. Mehrere Forschungsinstitute führen umfangreiche Forschungen nach wirksamen Camptothecin-Derivaten wie Topotecan (Hycamtin) und Irinotecan durch, wobei Irinotecan zur Behandlung von Dickdarmkrebs und Topotecan zur Behandlung von Eierstock- und Lungenerkrankungen eingesetzt wird. Ziele und Zukunftsaussichten: Aus der jüngsten Überprüfung geht hervor, dass Phytochemikalien ein vielversprechendes und wirksames Forschungsgebiet mit glänzender Zukunft sind. Die zunehmende Häufigkeit von Krebs und die hohen Kosten, verschiedene Einschränkungen bei der traditionellen Behandlung, darunter die hohen Kosten, und die hohe Toxizität aktueller Krebsmedikamente haben alle Wissenschaftler vor eine harte Herausforderung gestellt, alternative, umweltfreundliche, biokompatible und kostengünstige Behandlungen auf grünere Weise zu entwickeln. Unter diesen Umständen wird erwartet, dass Phytomoleküle die Krebsbehandlung im nächsten Jahrzehnt verändern werden. Die hohe biologische Abbaubarkeit und Biokompatibilität haben die Wirksamkeit dieser Phytomoleküle in der Krebsbehandlung erhöht. Dieses umfassende Forschungspapier enthält Informationen zu Heilpflanzen und ihren bioaktiven Verbindungen mit dem Potenzial, verschiedene Arten von Krebs zu heilen. Die in diesem umfassenden Forschungspapier beschriebenen potenziellen krebshemmenden Phytochemikalien sollten in klinischen Studien (Curcumin, Epigallocatechin, Isothiocyanate, Gossypol, Sulforaphan, Garcinol usw.) an verschiedenen Modellen auf ihre Wirksamkeit und toxikologische Dokumentation untersucht werden. Darüber hinaus sollten umfangreiche Forschungsarbeiten zu diesen Phytochemikalien durchgeführt werden, um ihre potenziellen Anwendungen, ihr toxikologisches und spezifisches genotoxisches Profil gegenüber einem breiten Spektrum von Krebsarten sowohl in vitro als auch in vivo zu bewerten. sivakumar@astate.edubiokompatible und kostengünstige Behandlung auf umweltfreundlichere Weise. Unter diesen Umständen wird erwartet, dass Phytomoleküle die Krebsbehandlung im nächsten Jahrzehnt ersetzen. Hohe biologische Abbaubarkeit und Biokompatibilität haben die Wirksamkeit dieser Phytomoleküle in der Krebsbehandlung erhöht. Dieses umfassende Forschungspapier enthält Informationen zu Heilpflanzen und ihren bioaktiven Verbindungen mit dem Potenzial, verschiedene Arten von Krebs zu heilen. Potenzielle krebshemmende Phytochemikalien, die in diesem umfassenden Forschungspapier beschrieben werden, sollten in klinischen Studien (Curcumin, Epigallocatechin, Isothiocyanate, Gossypol, Sulforaphan, Garcinol usw.) an verschiedenen Modellen auf ihre Wirksamkeit und toxikologische Dokumentation untersucht werden. Darüber hinaus sollten umfangreiche Forschungsarbeiten zu diesen Phytochemikalien durchgeführt werden, um ihre potenziellen Anwendungen, ihr toxikologisches und spezifisches genotoxisches Profil gegenüber einem breiten Spektrum von Krebsarten sowohl in vitro als auch in vivo zu bewerten. sivakumar@astate.edubiokompatible und kostengünstige Behandlung auf umweltfreundlichere Weise. Unter diesen Umständen wird erwartet, dass Phytomoleküle die Krebsbehandlung im nächsten Jahrzehnt ersetzen. Hohe biologische Abbaubarkeit und Biokompatibilität haben die Wirksamkeit dieser Phytomoleküle in der Krebsbehandlung erhöht. Dieses umfassende Forschungspapier enthält Informationen zu Heilpflanzen und ihren bioaktiven Verbindungen mit dem Potenzial, verschiedene Arten von Krebs zu heilen. Potenzielle krebshemmende Phytochemikalien, die in diesem umfassenden Forschungspapier beschrieben werden, sollten in klinischen Studien (Curcumin, Epigallocatechin, Isothiocyanate, Gossypol, Sulforaphan, Garcinol usw.) an verschiedenen Modellen auf ihre Wirksamkeit und toxikologische Dokumentation untersucht werden. Darüber hinaus sollten umfangreiche Forschungsarbeiten zu diesen Phytochemikalien durchgeführt werden, um ihre potenziellen Anwendungen, ihr toxikologisches und spezifisches genotoxisches Profil gegenüber einem breiten Spektrum von Krebsarten sowohl in vitro als auch in vivo zu bewerten. sivakumar@astate.edu