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Lavoro tratto da:

STUDIO DEL MECCANISMO D'AZIONE DI DOXORUBICINA E QUERCETINA IN CELLULE DI NEUROBLASTOMA
Dott.sa Giorgia Mandili, Università degli Studi di Torino, Dottorato di Ricerca in "Biochimica e Biotecnologia cellulare"



3. Quercetina

La quercetina (3,3',4',5,7-pentahydroxyflavone) fa parte di un'ampia famiglia di composti, quella dei flavonoidipolifenolici. Spessa la quercetinasi presenta come glicoside.
La sua attività antiossidante deriva dalla reattività propria di tutti i composti polifenolici con i radicali liberi che porta alla formazione di radicali considerevolmente meno reattivi. Inoltre un composto polifenolico è facilmente ossidabile alla forma chinoide e può quindi partecipare alle reazioni redox.
Negli ultimi anni è emersa l'attività antitumorale della quercetina (Lamson D.W. and Brignall M.S., 2000). La quercetina ha infatti attività antiproliferativa in vitro ed inibisce alcuni bersagli della trasduzione del segnale come tirosin chinasi, protein chinasi C e PI-3K (phosphatidyl inositol-3 kinase) (Ferry D.R. et al., 1996).
E' stata dimostrata in vitro un'inibizione dose-dipendente sulla crescita cellulare di una linea di melanoma (Piantelli M. et al., 1995) e in cellule OVCA 433 (ovarian cancer celliine) (Scambia G. et al., 1990); in entrambi i casi come meccanismo è stato proposto il legame competitivo della quercetina al recettore per gli estrogeni di tipo II.
Al contrario, la quercetina non inibisce la crescita di cellule HTB43 (human squamous celI carcinoma celI line) (Kandaswami C. et al., 1991), né della linea cellulare di gliosarcoma 9L (Kandaswami C. et al., 1992).
Le proprietà antitumorali della quercetina sono state indagate anche nella linea cellulare di tumore mammario umano MCF7, osservando effetti sulla crescita, la morfologia e l'attività enzimatica di queste cellule. La quercetina inibisce la sintesi di DNA, RNA e proteine, aumenta il contenuto di lutatione ridotto e altera la morfologia cellulare (Rodgers E.H: et al., 1998).
La quercetina inibisce l'induzione delle HSPs in numerose linee cellulari: carcinoma del colon (COLO320DM, HT-29), HeLa, monociti/macrofagi, eritroleucemia (K562), cheratinociti (HaCaT) e tumore della mammella (MDA-MB-231) (Hansen R.K et al., 1997). Si pensa che tale inibizione passi attraverso l'inibizione di HSFI (heat shock factor-l), il fattore trascrizionale delle HSPs, attraverso meccanismi diversi. Infatti l'attivazione di questo fattore trascrizionale è un processo multistep e il sito d'azione della quercetina potrebbe dipendere dal tipo di stress usato (calore o chimico), dalle specifiche condizioni dello stress (durata e/o temperatura), dalla concentrazione di quercetina usata per il trattamento e /0 dal tipo cellulare. Ad esempio la quercetina inibisce l'attività di legame al DNA di .HSF in cellule COLO320DM e HeLa (Hosokawa N. et al., 1992), mentre in cellule K562, HT-29 e MDA-MB-231I'HSF mantiene la sua capacità di legare il DNA in seguito a trattamento con quercetina (Hansen R.K et al., 1997). I siti candidati per la regolazione da parte delle quercetina in cellule di tumore della mammella MDA-MB-231 includono l'attivazione di HSF e/o l'inizio della trascrizione delle HSPs. La quercetina in altri casi potrebbe bloccare le ulteriori modifiche necessarie per l'attivazione della competenza trascrizionale. Modifiche post-traduzionali attraverso la fosforilazione giocano un ruolo importante nell'attivazione di HSFI. ed è stato dimostrato un effetto della quercetina anche a questo livello in cellule Hela, di eritroleucemia e di tumore della mammella. Le HSPs stesse sono candidate molecole regolatorie per l'attività di HSF e potrebbero essere targets della quercetina, sebbene sia generalmente accettato che siano necessari livelli crescenti di HSPs per disattivare HSF. Un'altra possibilità ancora è che la quercetina possa colpire cambi conformazionali di HSF, che sono richiesti per l'attivazione. Oppure la quercetina potrebbe inibire l'interazione di HSFI con altre proteine che legano il DNA nel promotore dei geni HSPs, che potrebbero essere necessarie per facilitare sia la formazione del legame HSF-HSE sia l'attivazione trascrizionale. Infrne la quercetina potrebbe colpire l'interazione di HSF con piccoli ligandi o metaboliti non ancora identificati. (Hansen R.K et al., 1997).
L'inibizione delle HSPs da parte della quercetina potrebbe render conto anche della perdita della termotolleranza di cellule di carcinoma del colon umano COLO320DM. Queste cellule diventano resistenti a un trattamento a 45°C quando sonopretrattate a 42°C per 1.5 h e a 45°C per lO minuti.
Questa induzione della termotolleranza viene del tutto soppressa dal trattamento con quercetina 100 J.1Mdurante le due fasi di riscaldamento e nell'intervallo tra i due. Questo effetto di inibizione della termotolleranza da parte della quercetina potrebbe rivelarsi utile nei trattamenti clinici con ipertermia (Koishi M. et al., 1992).
I flavonoidi hanno la capacità di stimolare o inibire la fosforilazione di alcune proteine e questo potrebbe render conto anche di alcuni degli effetti della quercetina (Middleton E. jr, Kandaswami C., 1992). I flavonoidi sono inibitori competitivi per i siti di legame dell' ATP su diversi enzimi come PKC, una regione con considerevole omologia con altre chinasi. (Huang Y.T. etal., 1999).
La quercetina si comporta come pro-apoptotico inibendo PI-3K e la fosforilazio~e di Akt in una linea cellulare di carcinoma mammario (Gulati N. et al., 2006) e in cellule HNSCCs (human head and neck squamous celI carcinoma) (Sharma H., 2005). L'inibizione delle HSPs potrebbe essere un altro meccanismo dell'attività pro-apoptotica della quercetina (Sharma H., 2005).
La quercetina ha effetto inibitorio sulla fosforilazione della miosina e sull'attività Mg2+-ATPa$i Ca2+-calmodulina dipendente della miosina fosforilata (Zhang H.L. et al., 2006).
Le FAK (focal adhesion kinase) fanno parte della famiglia delle proteine tirosin chinasi e il loro aumento in cellule di carcinoma umano è correlato ad un'aumentata invasività: la quercetina inibisce le FAK e quindi la migrazione cellulare (Huang Y.T. et al., 2005).
In linee cellulari di leucemia resistenti (HL60NCR ) e non (HL60) il trattamento con quercetina e doxorubicina aumenta la fosforilazione di ERK (Duraj J. Et al., 2005); tuttavia sembra inibire le tirosin chinasi in cellule HL60 (Franck D.A., Sartorelli A.C., 1988). La quercetina inibisce la fosforilazione in tirosina 705 di STAT3 in cellule endoteliali stimolate con IL-6 (Wung B.S. et al., 2005).
La quercetina provoca l'arresto del ciclo cellulare in cellule PC-3 (androgen independent prostate cancer cells); si è osservata una diminuzione di Cdc2/Cdk-l, ciclina Bl e pRb fosforilata e ad un aumento di p21 (Vijayababu M.R. et al., 2005).
La somministrazione di LPS a animali e macrofagi induce la produzione di TNFa e l'aumento di NO attraverso iNOS. La quercetina inbisce la trascrizione di TNFa inibendo la fosforilazione di JNK/SAP e, forse, sopprimendo il legame al DNA di AP-l; essa inoltre inibisce la fosforilazione di ERK 1/2 e l'attività della MAPK p38, che sono importanti nella regolazione post-trascrizionale dell'mRNA di TNFa (Wadsworth T.L. et aL, 2001) e per l'espressione di iNOS (Wadsworth T.L. et aL, 2001). La quercetina inibisce l'espressione di iNOS anche in cellule BV-2 della microglia di topo attraverso l'inibizione della chinasi IkB, di NFkB e STATI (Chen J.C. et al., 2005).
La quercetina inibisce l'angiogenesi. Essa inibisce la fosforilazione di ERK 1/2 (extracellular signal-regulated kinases 1/2) indotta da VEGF, necessaria per l'attivazione delle cellule endoteliali (Donnini S. et al., 2006). Inoltre sembra inibire l'angiogenesi attraverso un meccanismo che coinvolge la soppressione della fosforilazione di eNOS (endothelial nitric oxide synthase), importante perché NO viene considerato un effettore a velle di VEGF nella formazione di nuovi vasi sanguigni, attraverso l'inibizione di PI-3K (phosphoinositide 3-kinase) (Jackson S.J.T. and Venema R.C., 2006).
La quercetina inibisce la crescita cellulare, l'attività chinasica e la secrezione di MMP (metalloproteasi, importanti nel processo di metastatizzazione) in cellule A431 (Huang Y.T. et al., 1999); essa inibisce la crescita di queste cellule, probabilmente attraverso l'inibizione dell'attività tirosin chinasica di EGFR (Huang Y.T. et al., 1999).



 

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