Cooperative antitumor effects of vitamin D3 derivatives and rosemary preparations in a mouse model of myeloid leukemia.
Sharabani H1, Izumchenko E, Wang Q, Kreinin R, Steiner M, Barvish Z, Kafka M, Sharoni Y, Levy J, Uskokovic M, Studzinski GP, Danilenko M.
-
1Department of Clinical Biochemistry, Ben-Gurion University of the Negev, Beer-Sheva, Israel.
Abstract
1alpha,25-dihydroxyvitamin D(3) (1,25D(3)) is a powerful differentiation agent, which has potential for treatment of myeloid leukemias and other types of cancer, but the calcemia produced by pharmacologically active doses precludes the use of this agent in the clinic. We have shown that carnosic acid, the major rosemary polyphenol, enhances the differentiating and antiproliferative effects of low concentrations of 1,25D(3) in human myeloid leukemia cell lines (HL60, U937). Here we translated these findings to in vivo conditions using a syngeneic mouse leukemia tumor model. To this end, we first demonstrated that as in HL60 cells, differentiation of WEHI-3B D(-) murine myelomonocytic leukemia cells induced by 1 nM 1,25D(3) or its low-calcemic analog, 1,25-dihydroxy-16-ene-5,6-trans-cholecalciferol (Ro25-4020), can be synergistically potentiated by carnosic acid (10 microM) or the carnosic acid-rich ethanolic extract of rosemary leaves. This effect was accompanied by cell cycle arrest in G0 + G1 phase and a marked inhibition of cell growth. In the in vivo studies, i.p. injections of 2 microg Ro25-4020 in Balb/c mice bearing WEHI-3B D(-) tumors produced a significant delay in tumor appearance and reduction in tumor size, without significant toxicity. Another analog, 1,25-dihydroxy-16,23Z-diene-20-epi-26,27-hexafluoro-19-nor-cholecalciferol (Ro26-3884) administered at the same dose was less effective than Ro25-4020 and profoundly toxic. Importantly, combined treatment with 1% dry rosemary extract (mixed with food) and 1 microg Ro25-4020 resulted in a strong cooperative antitumor effect, without inducing hypercalcemia. These results indicate for the first time that a plant polyphenolic preparation and a vitamin D derivative can cooperate not only in inducing leukemia cell differentiation in vitro, but also in the antileukemic activity in vivo. These data may suggest novel protocols for chemoprevention or differentiation therapy of myeloid leukemia.
Недавно мы показали, что carnosic кислоты (Рис. 1) Основные полифенольных антиоксидантов, содержащихся в растении Rosmarinus officinalis L. (rosemary), заметно повышает 1,25 D3-индуцированной дифференциацию и подавляет пролиферацию HL60 и U937 миелобластный клеток в жидкой культуре.36,38,40,41 В настоящем исследовании, мы перевели эти результаты in vivo сингенных мышей миелоидного лейкоза модель, с помощью WEHI-3B D- мышиной миеломоноцитарной лейкемии клеточной линии известных дифференцироваться в моноцитов/макрофагов lineage в ответ на 1,25 D3.16 Как carnosic кислоты и carnosic кислоты богатых этанольный экстракт листьев розмарина значительно усиливал в in vitro дифференциации и антипролиферативный эффекты 1,25 D3 и его низкой calcemic аналоговый, 1,25-дигидрокси-16-ен-5,6-транс-холекальциферол (Ro25-4020), (см. рис. 1 Для VDD структур) в WEHI-3B D- ячеек. Кроме того, мы впервые показали, что пероральное лечение экстракт розмарина, который в одиночку оказала значительное antitumorigenic эффект, в сочетании с низкой дозой я.p. Ro25-4020 в результате сильного кооператива ингибирование WEHI-3B D- рост опухоли без токсичности. Результаты нашего исследования позволяют предположить, что использование полифенолов-богатый розмарина препаратов в сочетании с низкими calcemic витамин D3 аналоги могут представлять новых эффективных и малотоксичных подход в сочетании дифференциации терапии острых миелоидных лейкозов.
Recently, we have shown that carnosic acid (Fig. 1), the major polyphenolic antioxidant found in the plant Rosmarinus officinalis L. (rosemary), markedly enhances 1,25D3-induced differentiation and inhibits proliferation of HL60 and U937 myeloblastic cells in liquid culture.36,38,40,41 In the present study, we translated these findings to the in vivo syngeneic murine myeloid leukemia model, using WEHI-3B D− murine myelomonocytic leukemia cell line known to differentiate into monocyte/macrophage lineage in response to 1,25D3.16 Both carnosic acid and carnosic acid-rich ethanolic extract of rosemary leaves significantly potentiated the in vitro differentiating and antiproliferative effects of 1,25D3 and its low-calcemic analog, 1,25-dihydroxy-16-ene-5,6-trans-cholecalciferol (Ro25-4020), (see Fig. 1 for VDD structures) in WEHI-3B D− cells. Furthermore, we showed for the first time that oral treatment with rosemary extract, which alone had a significant antitumorigenic effect, in combination with a low dose of i.p. Ro25-4020 resulted in a strong cooperative inhibition of WEHI-3B D− tumor growth without toxicity. The results of our study suggest that the use of polyphenol-rich rosemary preparations together with low calcemic vitamin D3 analogs may represent a novel effective and low-toxic approach to combination differentiation therapy of acute myeloid leukemias
Carnosic кислота ингибирует пролиферацию и усиливает дифференцировку клеток лейкемии человека, индуцированных 1,25-дигидроксивитамин D3 и ретиноевая кислота.
Carnosic кислоты, полифенольных дитерпеновых производных от Розмари, - это сильное биологически антиоксидантом, который проявляет антимутагенных свойств у бактерий и антиканцерогенную активность в различных клеточных и животных моделях. В настоящем исследовании мы показываем, что carnosic кислоты (2.5-10 мкмоль) подавляет пролиферацию HL-60 и U937 человека миелоидных лейкозных клеток (половина максимальной ингибирующей концентрации = 6-7 мкм) без индукции апоптоза или некротической гибели клеток. Рост арест произошел одновременно с временной блок клеточного цикла в фазе G1, который сопровождался увеличением immunodetectable уровнях всеобщей циклин-зависимые киназы, ингибиторы p21WAFI и p27Kipl. Carnosic кислоты вызвало лишь незначительное индукции дифференциации, как контролируется способность генерировать супероксид-радикалов и экспрессия поверхностных клеточных антигенов (CD11b и CD14) и рецепторы для хемотаксиса пептид N-формил-L-methionyl-L-leucyl-L-фенилаланина. Однако, при низких концентрациях, это полифенол существенно дополнена (в 100 - 1000 раз) дифференцирующие эффекты 1,25-дигидроксивитамин D3 и полностью транс-ретиноевой кислоты. Кроме того, такие комбинации carnosic кислоты и любой из этих индукторов дифференцировки синергически ингибирует пролиферацию и клеточный цикл прогрессии. Эти результаты указывают на то, что carnosic кислота способна антипролиферативное действие в лейкозных клетках и могут сотрудничать с другими природными противоопухолевых соединений в рост-ингибирующей и дифференциации эффектов.
Nutr Cancer. 2001;41(1-2):135-44.
Достарыңызбен бөлісу: |