Resveratrol ve Kanser

Resveratrol ve Kanser

         Giriş

    Resveratrol, siyah üzümün soğuk hava koşulları, mantar enfeksiyonları gibi etkenlere bağlı olarak kendini korumak için ürettiği bir maddedir. Resveratrolün cis- ve trans- izomerleri vardır. Trans-resveratrol (trans-3,5,4’-trihydroxystilbene) başta üzüm olmak üzere pek çok farklı bitkide varolan doğal bir polifenolik fitoaleksindir.

    Fitoaleksinler, bitkilerde UV ışını, hasar ve infeksiyonlara karşı gelişen ikincil yapılardır (1,2,3). Resveratrol En yoğun olarak siyah üzümün derisinde bulunan bir non-flavanoiddir. Daha az oranda asmanın kökü, sapı ve çekirdeğinde bulunmaktadır.

     Üzümün kendisinin başta mantar enfeksiyonları olmak üzere soğuk hava koşulları, ultraviyole radyasyon ve patojen mikroorganizmalara karşı korumak amacıyla salgıladığı fitoalexin grubu bir bileşiktir. Fitoalexin terimi eski yunandan günümüze kadar kelime anlamı itibariyle koruyucu ve savuşturucu anlamında kullanılmıştır. Resveratrol üzümde olduğu gibi insanda da fitoalexin etkisi göstermektedir. Özellikle soğuk hava koşullarında yetişen üzümlerde resveratrol oranı çok yüksektir (4). Resverarol ayrıca kimyasal olarak da sentezlenebilmektedir.

         Avrupada son yıllarda yapılan araştırmalar da resveratrolün mayalarda ve meyve sineklerinde yaşam sürelerini uzattığına dair bulgular elde edilmiştir. Maya hücrelerinin ömrünü %80 oranında artırmaktadır. Resveratrol molekülü yaşlanmayı düzenleyen genleri etkileyen enzimlerin harekete geçmesini sağlayarak bitkilerin zor hava koşulların da hayatta kalmasını sağlar. Bu nedenle de çok soğuk iklimlerin yaşandığı bölgelerde yetişen üzümlerde daha yüksek oranda resveratrol bulunur. Resveratrol uzun ve sağlıklı yaşamayı sağlayan Sirt1’ in çalışmasını tetiklemektedir. Sirt1 yediklerimizi yağ olarak mı depolamamıza yoksa yakmamız mı gerektiğine karar veren bir proteindir (5).

         Doğal Bir Antioksidan Olarak Resveratrol

            Polifenoller; flavonoidler, antosiyaninler, fenolik asitler, lignanslar ve stilbenleri kapsayan bir antioksidan ailesidir. Resveratrol (3,4’,5-trihydroxystilbene) stilbenlerin alt grubu olup polifenolik bir bileşiktir. Resveratrol 1976 yılında üzümde fitoaleksin olarak keşfedilmiştir. 1982 yılında resveratrolün Çin ve Japonya’da Kojo-kon (Kojo-kon:Itadori çayı olarak da bilinmektedir) olarak adlandırılan; cilt enfeksiyonları, fungal enfeksiyonlar, kalp, karaciğer ve damar hastalıklarında kullanılan “Polygonum cuspidatum” kurusunda bulunduğu bildirilmiştir. Fransa’da kırmızı şarap tüketimi ile kardiovasküler hastalık sıklığı arasında ters orantı saptanmıştır (Fransız paradoksu) (6).

Resveratrol’ün doğal antioksidan rolü üç farklı antioksidan mekanizma ile açıklanmaktadır. Bunlardan biri, koenzim Q ile yarışmak ve ROS oluşum yerinde oksidatif zincir kompleksini azaltmaktır. Diğeri, mitokondride  oluşan süperoksit radikalini yakalamak, sonuncusu ise fenton reaksiyonu ürünleri tarafından indüklenen lipid peroksidasyonunun inhibisyonudur. Birçok çalışmada resveratrolün hem süperoksit hem de hidroksil radikalini yakalama yeteneğinin olduğu gösterilmiştir. Ancak bu özellik diğer pek çok güçlü antioksidandan daha zayıftır. Resveratrolün hidroksil radikalini yakalayabilmesi, 9.45 x 108 M-1sec- tepkime hızı ile, askorbik asit gibi potent bir radikal yakalayıcısından daha yavaştır. Resveratrol  in vitro koşullarda ROS’un zayıf yakalayıcısı olmasına rağmen  in vivo olarak güçlü bir antioksidan işlevini görür. Resveratrolün in vivo antioksidan özelliği nitrik oksit sentezini arttırma yeteneği ile güç kazanmaktadır. Burada in vivo antioksidan olarak, nitrik oksit süperoksidi yakalama yeteneğine sahiptir. Resveratrol biyolojik sistemlerde bulunan antioksidanların hücre içi konsantrasyonlarının sürdürülmesini de sağlamaktadır. Resveratrolün hidrojen peroksit ile aktive olan insan lenfositlerinde glutatyon miktarını arttırdığı gösterilmiştir. Başka bir çalışmada da insan lenfositlerinde resveratrolün glutatyon peroksidaz, glutatyon redüktaz ve glutatyon-S-transferaz gibi glutatyon metabolizması ile ilgili enzimlerin miktarını arttırdığı gösterilmiştir (7).

Resveratrolün Biyosentezi

            Resveratrolün biyosentezini, stilben sentaz enzimi kataliz eder. Resveratrol bitkiler tarafından strese yanıt olarak üretilir ve normalde fazla miktarda üretilmez. Resveratrolün biyosentezi p-kumarol-CoA’nın p-kumarol kalıntısı ile malonil-CoA’dan 3 adet C-2 alt ünitesinin dekarboksilasyonu ile kondensasyon sonucu oluşur. Daha ileri reaksiyonları resveratrolün bifenolik halkasının 3.posizyonunda glikozil yada sülfat kalıntıları ile konjuge olmasıdır (8).

Resveratrolün Emilimi

            Resveratrolün büyük kısmı jejunumdan, az kısmı ileumdan emilir. Bazolateral tarafa transport edilen resveratrolün çoğu, glukuronid ve sülfat formlarına konjuge edilir. Tüm perfüze edilen resveratrolün ve konjugatlarının yalnızca % 6’sı barsak epitelini geçmektedir. Resveratrol diyet ürünlerinde cis ve trans şeklinde bulunur. Glikozile formu 3-O-β-D-glukozidtir. Glikozilasyon resveratrolün enzimatik olarak oksidasyonunu önler ve böylece biyolojik etkinliğini korur, kararlılığını ve biyoyararlanımını arttırır. Barsak hücreleri sadece glikozile olmayan resveratrolü absorbe ettiği için emilim sürecinde glikozidazlar gerekir. Yiyecekteki glikolize olmayan ve glikozile resveratrolün göreceli oranları emilim hızını düzenler. Trans-piseidin deglikozile edilmesi ince barsakta laktaz florizin hidrolaz [Lactase phlorizin hydrolase (LPH)] ve sitozolik-ß-glukozidaz [Cytosolic-ß glucosidase (CBG)] tarafından olmaktadır. Enterositlere geçişte trans–piseid’in 2 yolu vardır: Birinci yol apikal membran üzerinde bulunan LPH iledir. Lümene glikozile olmayan trans-resveratrol olarak salınır. Daha sonra karşı tarafa difüze olur. İkinci yol sodyuma bağlı glukoz taşıyıcısı 1 [Sodium-dependent glucose transporter1 (SGLT 1)] ile fırçamsı kenar (brush-border) membranını geçtikten sonra CBG ile glukozidlerin yıkımıdır. Deglikozilasyondan sonra trans-piseid’ten trans-resveratrol oluşumaktadır. Trans-resveratrol enterositlerde daha ileri metabolize edilir, oluşan yeni bileşik glukuronik konjugatıdır. Major glukuronat trans-resveratrol-3-O-β-glukuronidtir. Glukurokonjugat enterositlerden barsak lümenine salınır (9).

Resveratrolün Dokulara Taşınması

            Resveratrolün hidrofilik konjuge hale gelmesi kana geçişini, vücutta dağılımını ve ekskresyonunu kolaylaştırır. Resveratrol ve metabolitleri karaciğer ve safra kesesi tarafından kandan filtre edilerek safra ile barsaklara atılır. Daha sonra geri emilime uğrar. Resveratrol oral yolla alındıktan kısa süre sonra kolonda bulunur. Ancak dokulara dağılımı birkaç saat alır. Resveratrol karaciğerde glukuronatlanır, karaciğer ve duedenumda sülfatlanır. Sülfatla konjugasyon resveratrolün biyoyararlanımında hız sınırlayıcı basamaktır. Diyetle alınan oral dozun %70’i plazmada resveratrol ve konjugatları şeklinde tepe noktaya erişir; yarı ömrü dokuz saattir. Değişmemiş resveratrol eser miktarda plazmada saptanır (10).

Resveratrolün  Hücre İçi Reseptörlere Bağlanması

            Resveratrolün hücre içi reseptörleri konusunda bilinenler çok azdır. Aril hidrokarbon reseptörüne (AhR) bağlanan digoksinin kompetetif antogonisti olabileceği gösterilmiştir. Resveratrol, AhR’nin nukleusa tranlokasyonunu sağlamaktadır. Genistein ve resveratrol gibi fitoöstrojenler, insan östrojenleri ile bazı yapısal benzerlikler göstermektedir ve östrojen reseptörüne bağlanabilmektedir. Bazı çalışmalarda da resveratrol ile östrojen reseptörleri arasındaki etkileşim gösterilmiştir. Resveratrol, östrojenle ilgili genlerin ifadelenmesini indüklemek için estradiol ile kombine olduğunda “süperagonist” olarak fonksiyon görmektedir. Son yapılan çalışmalarda resveratrolün her iki izomerinin ılımlı konsantrasyonda (>10 µM) yalnızca süperöstrojen etkinliğine sahip olduğu; daha düşük konsantrasyonlarda (<1 µM) antiöstrojenik etkilerinin bulunduğu gösterilmiştir. Resveratrol meme kanseri hücrelerinde östrojen reseptör agonisti olarak rol oynamaktadır (11).

Kanser ve Resveratrol

            Resveratrolün anti-kanser etkisi 1997’ ye kadar bilinmiyordu. Bu etkisi polinükleer aromatik hidrokarbon dimetilbenz(a)anthrasen (DMBA) ile indüklenen tümörün oluşması ve ilerlemesini bloke etmesiyle anlaşılmıştır. Bu durumun anlaşılmasından sonra resveratrol ile ilgili araştırmaların yoğunlaştığı alan (en çok dinamik etkiye sahip olanı) kanser olmuştur. Güvenilir pek çok kanıtın desteğiyle kanserin pek çok safhasında durdurucu ve engelleyici özelliği ile 1.dereceden doğal tedavi sağlamaktadır. Resveratrol sadece kanser önleyici değil, ek tedavi olarak da önerilmektedir. Resveratrol hakkında ki son bilgiler resveratrolün eşsiz bir hücre yok etme sistemine sahip olduğunu göstermiştir. Tümör baskılayıcı gen p53 olsa da olmasa da kanser hücrelerini öldürmektedir(12).

            Sadece İngiltere’ de 2007 yılında 1,5 milyon yeni kanser vakası oluşmuştur. Fitokimyasallar, birçok kanseri önlemede ve tedavi etme seçenekleri arasında en umut verici olanlarıdır. Kemopreventif/terapötik ajanlar, sinyal yolaklarını düzenleyerek ve/veya apoptozisi indükleyerek preneoplastik veya malignant hücreleri kontrol eden büyüme faktörlerini düzenler. Bu bağlamda resveratrol ideal bir molekülü temsil etmektedir. Resveratrol kanser hücrelerinin yaşamasını ve tümörün büyümesine neden olan birçok sinyali hedefleyen ve düşük toksisiteye sahip  bir moleküldür. Kanser hücrelerinin yaşayabilmesi değişen mikroçevreye adapta olabilmelerine, komşu normal hücrelerden salgılanan büyümeyi inhibe edici faktörlerden kaçabilmelerine ve apoptozise ve büyümeyi inhibe edici sinyallere direnebilmelerine bağlıdır. Çeşitli çalışmalarda birçok molekülde ve sinyal yolağında meydana gelen bozulmanın tümörjenesise katıldığı gösterilmiştir. Bu moleküllerin bazıları şunlardır: onkogen RAS’ ın (proto-onkogen ailesini kodlayan gen)  mutasyonel aktivasyonu, MYC’ nin (myelocytomatosis viral onkogen) deregülasyonu, AP-1 (Activator Protein-1) transkripsiyon faktör komponentleri cFos ve c-Jun’ un overekspresyonu, hücre döngüsü düzenleyici siklinleri D/E ve Cdks2/4’ ün mutasyonu overekspreyonu ve amplifikasyonu, pro-apoptotoik regülatörler Fas ve Bax’ ın mutasyonu, tümör süpresörler p53, PTEN ve Rb’ nin (Retinoblastoma) silinmesi veya mutasyonu, survival kinaz Akt1’ in overekspreyonu, amlifikasyonu veya mutasyonu, hücre döngüsü inhibitörleri p21WAF1, p27KIP1, p14ARF, p16INF4A ve p15INK4B’ nin mutasyonu ve anti-apoptotik Bcl2’ nin translokasyonudur. Çok sayıdaki araştırma resveratrolün bunların bir çoğunu düzenleyebildiğini göstermiştir. Resveratrol kanser hücre büyümesini baskılayarak ve/veya apotozisisi ve hatta TRAIL, kemotrapötik ajanlar ve gama radyasyonu gibi potansiyel apoptotik etkiye sahip sitokinleri indüleyerek bu etkisini göstermektedir.

         Birçok araştırmada resveratrolün insan kanserlerinde (meme, prostat, deri, gastrik, akciğer, kolorektal, pankretik vb.) anti-kanser ve kanser önleyici özellikleri tanımlanmıştır. Resveratrolün kanserin başlangıç, ilerleme ve gelişim dönemlerine nasıl etki ettiği araştırılmıştır. Tümör başlangıcına etkisi hayvan modellerinde antimutajen ve serbest radikalleri inhibe etmesi ile antioksidan özelliğinden kaynaklanmaktadır. Cox-1 'in inhibisyonu ile tümör ilerleme aktivitesini azalttığı gözlenmektedir. Bu enzim proinflamatuar madde olan araşidonik asitten değişerek oluşan bir maddedir ve tümör gelişimini uyarır. Resveratrol 100 µg/ml Cox-1 enzimini %98 oranında inhibe etmektedir. Gelişimle ilgili çalışmalar göstermektedir ki insan promyelotik lösemi hücrelerinin diferentiationunu teşvik etmektedir ve ribonükleotid redüktazı inhibe etmektedir. Çoğalan hücrelerde DNA sentezi için bir enzime ihtiyaç vardır. Resveratrol'ün kan-forming hücrelerine karşı minimum toksik etkisi anti-kanser potansiyalini cazip kılmasıyla karakterizedir(13).

Hücre Döngüsünün Düzenlenmesi

            Hücre dögüsü siklin bağımlı kinazlar (Cdk1, 2, 4 veya 6), düzenleyici siklin alt üniteler (siklin A, B, Ds veya E) ve inhibitör proteinler (p21WAF1 ve p27KIP1 gibi) arasında sıkı bir etkilşim ile düzenlenir. Cdk1/siklin A ve B aktivitesi mitoz için gerekliyken, S fazında G1/S geçişi ve progregresyonu için siklin Ds/Cdk4/6, siklin E/Cdk2 ve siklin A/Cdk2 gereklidir. G1/S geçişi için sislin D/Cdk4/Cdk6 ve sislin E/Cdk2 komplekslerinin aktivasyonu gereklidir. Daha sonra Rb’ den (retinoblastoma protein) E2F’lerin ayrılması S fazına girmek için gerekli olan bir seri hedef geni aktive eder.

            Hücre döngü kinaz aktiviteleri, siklinlerin ve Cdk’ların veya Cdk inhibitörlerinin inaktivasyonunun aşırı ekpresyonuna rağmen insan kanserlerinde upregüle edilir. Özellikle siklin D1-Rb ekseninin yeniden düzenlenmesi insan kanserlerinde ortaktır. Çünkü siklin D1 birikimi çeşitli kanser türlerinde (karaciğer, meme, akciğer, deri, özefagus kanserleri) bulunur ve hücre döngü modülasyonunu etkiler. Resveratrol mikro-molar konsatrasyonlarda major hücre döngüsü mediyatörlerini düzenlenler. Resveratrolün anti-proliferasyon etkisi p21WAF1 ve p27 KIP1’ in indüksiyonuna ve siklin D1/D2/E, Cdk 2/4/6 ve hiperfosforüle pRb’ nin downregülasyonuna katılır. Başka hücre tiplerinde resveratrol hücre siklusunu S, G2/M fazlarında Cdk7 ve p34Cdc2 kinazları inhibe ederek durdurur. Resveratrol p53 tümör baskılayıcı proteini ve onun post-translasyonel modifikasyonunu upregüle eder. Bu da p53-responsive genlerin (p21WAF1, p300/CBP, APAF1 ve Bak) ekspresyonunu indükler ve Bcl2’ nin downregülasyonuna neden olur.

            Resveratrol ribonükleoit redüktaz ve DNA polimeraz  enzimlerinin azaltarak DNA sentezini inhibe eder. Ayrıca resveratrol tümör dokularının %73’ nün eksprese edildiği medulloblastomasda c-MYC’ yi downregüle eder. Bunun downregülasyonu S fazını durdurur. MYC, Cdk1 inhbisyonunun upstremi MYC’nin aşırı eksprese olduğu hücrelerde apoptozisi indüklediği görülmüştür. Cdk1 inhibisyonu survivini downregüle eder. Bilinen Cdk1 hedefi MYC’ nin aşırı ekspre olduğu hücrelerin yaşamıiçin gereklidir. MYC bağımlı apoptozis in-vitro ortamda ve MYC bağımlı mouse lenfome, hepatoblastoma tümörlerde gözlenir. Prostat kanser hücrelerinde, resveratrol hem adrojen duyarlı hemde duyarsız durumlarda siklin B ve Cdk1 ekspresyonunu ve siklin B/Cdk1 kinaz aktivitesini azaltır. Bu yaklaşımlarda yapı aktivitesi arasındaki ilişki kullanılarak daha etkili analoglar insaa kanser türlerinin tedavisi için geliştirilebilir (14).
      

            Kontrol noktası, hücre döngü noktasında önemli rol oynar. Kontrol noktası mekanizmalarının kritik hedefi DNA’ yı değiştirmektir. Bu da DNA’ ya hasar veren ajanlara veya UV radyasyona maruz kalmasının sonucu olur. Hücreler DNA hasarına sensörlerle cevap oluşturur. Bu sensörler kontrol noktası yolaklarını aktive eder ve hücre siklusu sırasında G1, S veya G2 fazlarında progresyonu geçiktirir. ATM ve ATR gibi birçok fonksiyonel modül içeren protein kompleksleri hücre siklusu arresti, DNA tamiri veya apoptoz gibi DNA hasarına ve sinyal alt uyarımına karşı hassastırlar. ATM p53’ ü fosoforlayabilir ve p53 bağımlı G1/S hücre döngü arestini, p53 stabilizasyonu ile başlatabilir. Alternatif olarak ATM/ATR kinazlar Chk protein kinaz ailesini (Ch1 ve/veya Chk2/Rad52/Cds1) fosforlar ve aktive edebilir. Chk kinazlar cdc25 protein fosfotazları fosforlar ve sonra inaktive ederler. Cdc25 aktivitesi, cdk moleküllerindeki tirosin 15 rezidüsü defosforilleyerek hem Cdk2 hem de Cdc2’i aktive etmek için gereklidir. p53 bağımlı yolağın aksine, p53 bağımsız kontrol noktası daha hızlıdır ve posttranslasyonel olarak çalışır. Resveratrolün, insan malignant B hücrelerinde ATM/Chk yolağıyla hücre siklusunun S faz arrestini indüklediği ve ovaryum kanser hücrelerinde ATM/ATR-Chk1/2-Cdc25C yolağını aktive ederek Cdc2-tyr15 fosforilasyonuna neden olduğu görülmüştür. Bütün bunlar göz önüne alındığında resveratrol anti-proliferatif etkisini hücre siklusundaki çoklu yolakların farklı düzenlenmesine katırak gösterdiği düşünülebilir. Bu çoklu hücre siklusu hedefleri hem resveratrolün konsatrasyonuna hem dehedef hücrelerin karakterizasyonuna bağlı olabilir (15).

            Apoptozis ve Sağ Kalım Yolakların  Düzenlenmesi

            Resveratrolün primer büyüme inhibitör etkisi anahtar hücre döngüsü aktivatörlerinin downregülasyonu ve p21WAF1’ in p53 bağımlı ve p53 bağımsız upregülasyonu ile düzenlenir. Çeşitli çalışmalar resveratrolün indüklediği arrestlerin apoptotik hücre ölümüyle olduğunu göstermiştir. Ayrıca resveratrolün doğrudan apoptotik ve sağkalım yolak genlerinin modülastonuyla hücrenin yaşamasını engeller. Apoptoz, pro-apoptotik ve anti-apoptotik proteinlerin karmaşık bir ağıyla düzenlenir. Apoptotik sinyaller ekstarnal stimuli/ligantlar, gama/UV radyasyonun ve sitotoksik ilaçların neden olduğu hücresel stres ile oluşabilir. Bu hücresel stres mitokondriyal geçirgenliğe sebep olabilir. Sonuç olarak mitokodriyada geçirgen por transitionındaki değişiklikler, “apoptozom” komplekslerinin oluşumuna neden olur. Apotozomlar kaspaz 3, 6 ve 7’ yi aktive ederek kaspaz 9’u aktive eder. Kaspaz aktivasyonu apoptotik proteinlerin (NAIP, cIAP1, cIAP2, cIAP2, XIAP ve survivin) inhibisyonuyla düzenlenir. IAP kaspazlara bağlanır ve onları aktivitesini antagonize eder. SMAC (aynı zamanda DIABLO olarak da bilinir) kaspazın ikinci mitokondrial türevli aktivatörüdür. Bu aktivatör sitoplazma içine salınır, bağlanır ve IAP’ leri nötralize eder. Bu durum kaspaz aktivitesini düzenler ve apoptozu indükler(14). Survivin, kanser hücresinde mitokondriyadan salınan Smac’ ı engeller. Mitokondriyal sitokrom c s Bcl2 protein ailesi tarafından da düzenlenir. Pro-apoptotik Bax, BID ve BIM apoptosizi kolaylaştırmak için mitokondriye geçerken Bcl2-like anti-apoptotik proteinler  mitakondri membranı dışında bulunur ve sitokrom c salınımını inhibe ederler. p53 Bax, Noxa, PUMA ve BID gibi çok sayıda mitokondrinin düzenlediği apoptotoik genleri indükler ve anti-apoptotoik Bcl2 ve CIAP2’ yi baskılar. Resveratrolün düzenlediği apoptozis çeşitli kanserlerde p53 aktivasyonu ile ilişkilidir. Pro-apoptotoik Bax, Bak, PUMA, Noxa ve Bim’ in ekpresyonunu arttırır ve  anti-apoptotik Bcl2, Bcl-XL ve Mcl-1’ in ekspresyonunu inhibe eder. Sonuç olarak Bcl2’ nin aşırı ekspresyonu resveratrolün indüklediği kaspaz-3 aktivasyonunu ve apoptozisi baskıladığı gösterilmiştir.

            Resveratrolün düzenlediği apoptoz ölüm reseptörü Fas/CD95/APO-1 ile olur. Fas/CD95/APO-1 ve TRAILR ölüm reseptör ailesinin üyeleridir. Bunlar ilgili liganda bağlandıktan sonra kaspazı aktive ederler. Fas’ ın sitoplazmik domaini adaptör proteinlerle etkileşir. Aktif kaspaz-8 doğrudan kaspaz-3 ve kaspaz-8’ in inhibitörü olan FLICE inhibitör proteinini böler. Ölüm sinyalinin amplifikasyonu, merkez hücrede kaspaz aktivasyonun mitokondriyal yolağının etkileşmesiyle olur. Mitokondriyal membranda Bcl2’nin inhibisyonu sitokrom c salar. Sitokrom c de prokaspaz-3’ ü aktive eden kaspaz-9’a ve APAF1’ e bağlanır. Resveratrolle TRAIL arasında da benzer etkinin başka çalışmalarda bildirilmiştir. Resveratrol TRAIL’ indüklediği apoptozisi, G1 hücre döngüsü arresti ve survivinin tükenmesiyle arttırır. Ayrıca resveratrolün miyolama hücrelerinin kemoresistansını kırdığı ve bortezomib ve talidomidin apoptotik etkilerini artırdığını gösterilmiştir. Bu etkisini anti-apoptotik genler, siklin D1, cIAP-2, XIAP, survivin, Bcl2, Bcl-xL, Bfl-1/A1, TRAF2 ve Akt’ nin downregülasyonuna neden olan NF-κB ve Bax/kaspaz-3 ile ilişkili apoptozisi arttıran STAT3’ ün süpresyonuyla gerçekleştirir(16).

            Sfingomyelin yolağı farklı çevresel uyarılara (UV radyasyonu, ısı şoku, oksitatif stres, sitokinler (TNF-α ve IL-1β) ve anti-kanser ilaçlar) cevap verir ve hücre döngüsü arrestinde, inflamasyonda, apoptoziste ve streste yer alır. Seramid bu yolakta ikicil mesajcıdır. Bu mesajcı ya sfingomyelin hidroliziyle ya da de novo senteziyle oluştur. Seramidc-Jun N-terminal kinaz ve stres-aktive protein kinaz (SAPK) ile apoptozisi indükler ve Bcl2, Bax ve Bad’ ın defosforilasyonunu kolaylaştırır. Aynı zamanda kaspaz-3 de aktive eder. Bütün bunların yanında PLA2’ ye (phospholipase-A2) bağlanarak kathepsi-D’ yi düzenler ve apoptozisi indükler. Resveratrolün anti-proliferatif etkisi doz bağımlıdır. Bu durum kolon kanser hücrelerinde, de novo seramidinin biyosentezini arttırır ve daha sonra c-MYC ve ODC’ nin inhibisyonu gerçekleşir. Metastatik meme kanser hücrelerinde seramid resveratrolün anti-kanser etkilerini düzenler. Resveratrol aynı zamanda olgun kathepsin-D’ nin birikmasini kolaylaştırır(14).

           

            Tümör İnvasyon ve Anjigenezin İnhibisyonu

            Endopeptidaz ve matriks metalloproteinazların (MMPs) ekspresyonu tümör metaztası ve ekstrasellüler matriksin proteolitik bozulmasıyla ilişkilidr. MMP’ ler (özellikle tip IV kollejeneazlar MMP-2 ve MMP-9) ve anjiyogenez prosesi kanser tedavisi için çekici farmatörapatik bir hedeftir. MMP-2 ve MMP-9’ un ekspresyonu çeşitli kanser türlerinin metaztas oluşturması ile ilişkilidir. MMP-9 ekspresyonu AP-1 ile düzenlenir. Çünkü insan MMP-9 promotırı bu transkripsiyon faktörleri için cis-akting regulatör elementler içerir. Resveratrolün MMP-2’ nin gelatinolitik aktivitesini azaltarak insan umbikal endotel hücrelerinin (HUVECs) büyümesini inhibe ettiği gösterilmiştir. Resveratol aynı zamanda NF-κB DNA-binding aktivitesini ve AP-1 aktivasyonunu baskılayarak DMBA’ nın indüklediği MMP-9 ekspresyonunu inhibe eder.

            Vasküler endotelial büyüme faktörü (VEGF) (heparin bağlı homodimerik glikoprotein) endotele özgü reseptör trozin kinazlar (VEGFR) ile etkileşir. VEGF tümör büyümesi ve anjiyogenez için kritiktir. Çünkü VEGF kan damarı oluşumuna katılır. VEGF/VEGFR- sinyali, önce Akt’ yi aktive eder  daha sonra endotel hücre sağ kalımını sağlayan PI3K için hedeftir (Şekil-5). Meme kanseri hücrelerinin resveratrol ile tedavisi VEGF’ nin ekstrasellüler seviyesinde önemli derecede azalmaya neden olur. Ayrıca resveratrol ERK1/2 ve Akt’ nin aktivasyonu (hipoksinin düzenlediği aktivasyon) inhibe ederek kanser hücrelerinin invazyonunu baskılar.

           

            Kanserde İnflamasyon: COX-2 ve COX2’ nin Düzenlenmesi

            Siklooksijenaz-2 (COX-2) hız limitleyici enzimdir. Bu enzim serbest araşidonik asidin progaglandinlere dönüşümünü katalizler. İnflamasyom mediyatörler ve çeşitli uyaranlarla (mitojenler, onkogenler, tümör promotırları ve büyüme faktörleri) birçok hücrede indüklenir. Prostaglandinler tümör hücre proliferasyonunu uyarır, anjiyogenezi kolaylaştırır ve apoptozisi baskılar. Anormal COX-2 ekspresyonu hem premalignant hem de malignant koşullarda ortaya çıkar. Bu koşullar çeşirli kanser türleri (kolon, prostat, karaciğer, pankreas, meme, akciğer, ve deri kanseri) ile ilişkilidir. COX-2 bağımlı reaksiyonlar aradinodik asitin prostaglandin G(2)’ ye dönüşmesi sırasında ROS oluşturur. Bu durum DNA’ da oksidatif hasara neden olur.

            COX-2’ nin varlığında oksidatif DNA hasar belirteci olan 8-okso-2’ deoksiguanozin miktarı önemli derecede artar. Reveratrol doğrudan COX-2 aktivitesini inhibe eder ve TPA’ nın indüklediği NF-κB aktivasyonunu bloklar. Hidroksillenmiş resveratrol analogları selektif olarak COX-2 aktivitesini inhibe eder.

               

            Resveratrolün COX-2 inhibisyon mekanizması COX-2’ nin upstreaminde bulunan MKP5’ i düzenlemesiyle gerçekleşir. MKP5, fosfotazların dual-spesifik MKP ailesinin üyesidir. MKP5, özel olarak stresin aktive ettiği protein kinazlar p38 ve JNK’ yı defosforile eder ve böyle onları inhibe etmiş olur. p38, prostat kanserinde pro-inflamatuvar yanıtları düzenler, COX-2 ekspresyonunu ve pro-inflamatuar sitokinlerin salınımını azaltır. Ayrıca p38’ in inhibisyonu NF-κB aktivasyonunun azalmasına neden olur. Son zamanlarda yapılan çalışmalar MKP5’ in potansiyel anti-inflamatuar mediyatör olduğunu göstermiştir.  Çünkü MKP5’ in aşırı ekspresyonu sitokinlerin indüklediği NF-κB aktivasyonunu, COX2, IL-6 ve IL-8’ i azaltır. Bu etkiyi p38 MAPK’ yı inhibe ederek gerçekleştirir. Resveratrol de çok sayıda prostat kanser hücrelerinde MKP5 düzeyini arttırır (14).

            Resveratrolün Pro-oksidant Aktivitesi

            Süperoksit ve hidrojen peroksit gibi reaktif oksijen türevleri (ROS) normal aerobik metabolizmanın ürünleridir. Düşük seviyede hücre sinyal proseslerinde önemli role sahiptirler. Yüksek konsantrasyonlarda ise apoptozisi indükler.

            Resveratrol etkili bir şekilde enzimatik ve enzimatik olmaya sistemler tarafından üretilen süperoksit ve nitrikoksit radikallerini temizler ve DNA hasarına karşı koruma etkisi oluşturur. Ayrıca resveratrol mitokondriyal membran potansiyelini azaltır ve ROS üretimini artırır. Bu bağlamda HaCat keratinositlerde UVA’ in indüklediği DNA hasarını arttırdığı gösterilmiştir (14).

           

            SONUÇ

            Resveratrolün insan kanserleri önlemede yüksek potansiyele sahip olduğu gösterilmiştir. Yoğun mekanistik ve preklinik çalışmalarla hem in vivo hem de in vitor olarak resveratrolün malignant büyümeyi önlediği ve/veya geciktirdiği ortaya çıkmıştır. Resveratrolü farmakokinetik, farmakodinamik ve güvenilirlik özellikleri faz I aşamasındadır. Randomize olmayan, tamamen açık çalışmalar.

            Resveratrolün insanlardaki kısıtlı biyolojik verilerine dayanarak farmakolojik olrak güvenli olduğu düşülmektedir. Son zamanlarda resveratrolün biyouymlu analogları potansiyel kanser terapötik ajanı olarak satılmaktadır. Resveratrolün birçok sinyal yolağı etkilediği bilinmektedir fakat bu etkiyi tam olarak nasıl yaptığını anlamak oldukça önemlidir. Büyük olasılıkla resveratrol ya endojen sinyal moleküllerini ya da ROS gibi ortak sinyal mediyatörlerini ya da her ikisini etkiler. Daha başka araştırmalarla bu olasılıkların bazıları açıklayacak ve kanseri önlemek ve tedavi etmek için umut verici biyoaktif bileşikler geliştirilecektir.

            Resveratrolle Tümör Hücrelerinin İlaca Duyarlılığı

            Resveratrol bir veya daha fazla ilca dirençlilik sağlayan mekanizmaları düzenleyerek duyarlılık etki gösterir. İn –vitro ve in-vivo çalışmalar resveratrolün tümör hücrelerinde ilça direnliği önlediğini göstermiştir. Bu etkisini apoptotik yolakları düzenleyerek, ilaç trasnpotunu down-regüle ederek ve tümör hücrelerinin prolifersyonunu aşağı yönde düzenleyen proteinleri etkileyerek göstermektedir. Ayrıca resveratrol NF-κB ve STAT3 yolağını inhibe ederek ilça direncini engeller.

            Çoğu çalışma resveratrolün hücre sağ kalım proteinlerini düzenleyerek tümör hücrelerinin kemotrapötik ajanlara karşı duyarlı olmasınına neden olduğunu göstermiştir. Ayrıca resveratrol kaspaz aktivasyonunu indükleyerek tümör hücrelerine hassasiyet göstermiştir. Resveratrolün etkisi konsantrasyona bağlıdır. Yüksek konsantrasyondaki resveratrol 5-FU’ nun aracılık attiği apoptozisi indüklerken, düşük konsantrasyonu 5-FU’ nun hedefindeki apoptozisi indükler.

            Bazı durumlarda, resveratrol tümör baskılayan gen olan p53’ ün düzenlenmesiyle kemoterapötik ajanlara karşı tümör hücrelerini duyarlı hala getirdiği gösterilmiştir. Örneğin p53’ ün upregülasyonuyla ilaca direçli B16 melanoma hücrelerinde doksorubisinin kemoterapötik potansiyeli arttırmıştır. Gene başka çalışmalarda resveratrolin kanser hücre hatları üzerinde çeşitli ilaçların indüklediği apoptozun p53’e bağlı olduğu gösterilmiştir.

            Bazı tümör hücrelerinde resveratrol membran transportların (P-gp gibi) ve multi-drung-resistansla ilişkili proteinlerin aktivasyonunu azaltarak ilaça direci azalttığı görülmüştür. Quan ve ark’ nın oral epidermoid karsinoma KBv200 hücrelerinin ilaça direncini azaltmada resveratrolün etkisini incelemişler. Resveratrol kemoterapötik ajanlar ile kombine edildiğinde, sinerjik bir etki oluşturmuş ve KBv200 hücrelerinin multi-drung resistans fenotipini tersine çevirmiştir. İlaç direnç fenotipinin tersine dönmesi P-gp’ nin ekspresyonunun azalmasıyla ilişkilidir. Kweon ve ark. resveratrolün, tümör hücrelerinde tersine dönen fenotip üzerindeki etkisini araştırmışlar ve ilaca dirençli hücreleride MRP1 geninin ekspresyonunu yükseldiğini bulmuşlar. Resveratrol uygulanması MRP1 ekspresyonunu downregüle etmiş.

            Resveratrol aynı zamanda hücre döngüsünün farklı evrelerinde hücreleri arresleyerek tümör hücrelerin ilaca duyarlılığı arttırdığı görülmüş. Bu etkiyi hücre proliferasyonuna katılan genleri down-regüle ederek gerçekleştirdiği düşünülmektedir. Örneğin ilaca direçli B16 melonama hücrelerinde resveratrol dokxorubisinin indüklediği sitotoksisiteyi arttırmıştır. Resveratrolle kombine tedavi aynı zamanda G(1)-S fazında hücre döngü arrestinde artışla ilişklidir. Akciğer kanser hücreleriyle yapılan bir başka çalışmada paksetaksel uygulanmasında önce  resveratrolün uygulanması paksitakselin anti-proliferatif potansitelinde önemli bir artış sağlamış.

            Bazı çalışmalarda resveratrolün NF-κB ve STAT3 yolağınının downregülasyonuyla ilaca olan direncliliği azalttığı gösterilmiştir. Başka bir çalışmada resveratrolün miyolama hücrelerinde velcade ve thalidomidin apoptotik ve anti-proliferatif potansiyellerini arttırdığını gösterilmiş. Böyle bir artış NF-κB ve STAT3 yolaklarının inhibisyonuyla ilişkilidir. Resveratrolün etkisi aynı zamanda sub-G(1) popülasyonunun birikmesiylede ilişkilidir. Başka bir ilişkide siklin D1, cIAP-2, XIAP, survivin, Bcl-2, Bcl-xL, Bfl-1/A1 ve TRAF2’ nin bulunduğu çeşitli apoptotik ve proliferatif genlerin downregülasyonudur. Resveratrolün NF-κB aktivasyonunu inhibe etmesi IκBα fosforilasyonunun ve IKK aktivasyonunun inhibisyonuyla ilişkilidir. Bu duruma başka bir kanıt ise; multiple miyaloma hastalarında NF-κB ve STAT3’ ün inhibisyonudur.

            Kanser hücreleri oldukca zekidir. Hayatta kalabilmek için ihtiyacı olan herşeyi yapacaklardır. Tümör hücreleri  multibl ilaca dirençli mekanizmalar geliştirir. Bu durumda resveratrol ilaca direnci tersine çevirmek için ideal aday olarak görülmektedir. Ancak tam olarak bilinmeyen konuları açığa kovuşturmak için ek araştırmalara gerek vardır.

            Resveratrolün kanser kemoterapötik  potansiteli üzerine 1100’ den fazla yayın olmasına rağmen  ilaca duyarlılığında 20 kadar yayın vardır ve sadece birkaçında klinikle ilişkili hayvan modelleri yapılmıştır. Kombinasyonlar normal hücrelere de sinerjistik sitotoksik etki gösterebilir. Günümüzde yapılan çoğu çalışma sadece tümör hücreleri üzerine odaklanmıştır. Resveratrolün normal hücre ile kanserli hücreyi nasıl ayırdığı hakkında bir bilgi yoktur. Bazı kanser hücrelerinde resveratrol  komeprotektör olarak etki göstermiştir.

            Gelecekte yapılacak çalışmalar ilaç duyarlılığının moleküler mekanizmasının karakterizasyonu üzerine daha dikkatli ve doğru odaklanılmalıdır.

            Hücresel sinyal kaskadların kemoprevent için potansiyel hedeftir. NF-κB ve AP-1   önemli sinyal molekülleridir.

            Hücresel sinyal yolakları mevcut kanser biyolojisinde öenmli yere sahiptirler. Moleküler değişmelerin birçoğu hücre sinyal yolağında oluşan karsinogenez ile ilişkilidir. Bu yolaklar hücre prolifersyonunu ve farklılaşmasını düzenler. Sinyal ağında MAPK’lar, protein kinaz C (PKC), fosfoinositol-3-kinaz (PI3K) gibi kinazlar bulunur. Bu kinazlar hücre homeostazi sürdürür. Bu kinazların ve downstream transkiripsiyon faktörleinin anormalleşmesi kontrolsüz hücre çoğalmasına sonuçlanır. Bu durum da malignant trasformasyona neden olur.

            Geniş bir sinyal spektrumu ( sitokinazlar, mitojenler, forbol esterler, büyüme faktörleri, toksik metaller, intrasellüler stres, bakteritel toksinler, viral ürünler) NF-κB ve AP-1 aktivasyonuylaerken yanıt genlerini indükler. İstirahat halindeki hücrelerin sitoplazmasında NF-κB inhibitör proteini IκB ile inaktif konumda bulunur. Dışarıdan bir uyarı geldiğinde NF-κB IκBα’ ye bağlanır. Daha sonra IκB kinazlar veya MAPK’lar gibi upstream kinazların aktivasyonuyla fosforilasyon gerçekleşir. Fosforlanmış IκBα ubikuitin bağımlı proteasomal sistem tarafında bozulur. Ancak bazı çalışmalar NF-κB’ nin çekirdek translokasyonunun IκBα bozulmasının olmadığı durumlarda bile meydana gelebildiğini göstermektedir. Aksine tirozin kalıntısında tümör nekroz faktör (TNF-α), interlekün-1 (IL-1), veya LPS’ nin indüklediği NF-κB’ nin aktivasyonu IκBα’ nın fosforilasyonuna neden olur.

            Transkripsiyon faktörü AP-1, Jun (c-Jun, JunB ve JunD) ve Fos (c-Fos, FosB, Fra-1 ve Fra-2) ailesinden proteinlerin 18 farklı dimerik kombinasyonlarıyla üretilebilir. Jun proteinleri, AP-1 DNA tanıyan elementlere (5’-TAGAG/CTCA-3’) bağlanan dimerlere şekil verir. Ancak Fos protein ailesi stabil dimerlere şekil vermez fakat Jun proteinleri ile heterodimerlere şekil vererek DNA’ ya bağlanır. Jun proteinleri Jun:Jun homodimerlerden daha stabildir. Öte yandan ATF proteinleri Jun proteinleri ile hem homodimerlere hem de heterodimerlere şekil verebilirler. Jun proteinlerin tercihen cAMP yanıt elementlerine (CRE, 5’-TGACGTCA-3’) bağlanır. AP-1’ in aktivasyonnu ağırlıkla olarak MAPK kazkadı ile düzenlenir (fig.2). c-fos promoterinda major MAPK yanıt elementi serum yanıt elementidir (SRE). SRE, transkripsiyon faktör kompleksiyle bağlanır. Transkirpsiyon kompleks faktörü dimerik serum yanıt faktörü ve üçlü kompleks faktör Elk-1, Sap-1 ve Sap2’ den oluşur. ERK, JNK ve p38 MAPK’ lar Elk-1’ i fosforlar ve aktive ederler. Bu durum SRE’ ye bağlı c-Fos ekspresyonunda artışa neden olur. Hem c-Jun hem de ATF-2 JNK tarafında fosforlanır. ATF-2’ de p38 MAPK tarafında fosforlanır ve aktive edilir. c-Fos düzenleyici kinaz (FRK) tarafından fosforlanan ve aktive edilen c-Fos c-Jun ile heterodimer oluşturur ve AP-1 yanıt elmente bağlanır.

            NF-κB ve AP-1’ in tümör oluşumundaki rolü

       NF-κB ve/veya AP-1’ in aktivasyonu  hedef genlerin transaktive edici çeşitli sınıflarıyla tümör oluşuna katkı sağlar. Bunlar inflamatuar, anti apoptotik, immünregülatör ve hücre dömgüsünü düzenleyici fonsiyonlardır(Fig1-2). Çeşitli proinflamtuar hebler arasında COX-2 ve iNOS tümör oluşumunu olumsuz yönde etkiler. TNF-α, LPS, TPA gibi dış uyaranlara yanıt olarak bu proteinleri eksprese eden genler NF-κB ve/veya AP-1’ nin aktivasyonuyla up-regüle edilir. Bu transkripsiyon faktörlerin apoptozisi baskılama ve hücre döngü progresyonunu arttırma yetenekleri onların, onkogenezin birçok evresine katıldıklarını göstermetedir. Aslında çok sayıdaki insan malignitesinde NF-κB ve AP-1’ in aktivasyonunda artış olduğu çok açıktır. NF-κB tümör baskılayıcı protein p53’ ün fonsiyonunu antagonize eder. Hem NF-κB’ nin hem de AP-1’in aktivasyonu siklin D1’ in transkripsiyonal up-regülasyonuyla hücre döngü geçişini arttırır. cIAP1, cIAP2, XIAP, Bcl-2 ve Bcl-XL gibi anti-apoptotik genlerin NF-κB ile up-regülasyonu tümör hücrelerine sağ kalım avantajı sağlar. p21WAF1 /CIP1 , p16, p19 ve p53 gibi apoptozisi indükleyen genlerin down-regülasyonu aynı zamanda anti-apoptotoik gen Bcl-3’ ün up-regülasyonu AP-1’in anti-apoptotik rolünü gösterir.

            NF-κB ve AP-1’ in karsinojenik proseste anti-apoptotik rolü göz önüne alındığında, transkripsiyon faktörlerin kemopreventif fitokimyasalların primer hedef molekülü olması mantıklı bir durumdur. Kanıtlar, resveratrolün NF-κB ve AP-1’ in aktivasyonuna katılan çeşitli sinyal yolaklarını engellediğini göstermektedir.

1. P. Aribal Kocaturk, G. Ozelci Kavas and D. Iren Buyukkagnici. "Pretreatment Effect Of Resveratrol On Streptozotocin-Induced Diabetes", Biol. Trace Elem. Res., 118(3): 244-249. (2007).
2. P. Aribal Kocaturk and G. Ozelci Kavas. "Resveratrol effects on streptozotcin-induced diabetes". Trace Elem Electrolytes 24 (2), 112-116 (2007)
3. G. Ozelci Kavas, P. Aribal Kocaturk and D. Iren Büyükkagnici. "Resveratrol: Is There Any Effect On Healthy Subject?". Biol. Trace Elem. Res.,118(3): 250-254 (2007).
4.  J A. Baur et al., "Resveratrol improves health and survival of mice on a high-calorie diet", Nature 444, 337-342 (2006).
5. Yeung F, Hoberg JE, Ramsey CS, Keller MD, Jones DR, Frye RA, Mayo MW. Modulation of NF-kappaB-dependent transcription and cell survival by the SIRT1 deacetylase. 2004 Jun 16;23(12):2369-80. Epub 2004 May
6. Wenzel E, Germany SV. (2005) Metabolism and bioavailability of trans-resveratrol. Mol Nutr Food Res. 49: 472–481.
7. Das DK, Maulik N. (2006) Resveratrol in cardioprotection: atherapeutic promise of alternative medicine. Mol Interv. 6: 3647.
8. Signorelli P, Ghidoni R. (2005) Resveratrol as an anticancer nutrient: molecular basis, open questions and promises. J Nutr Biochem. 16: 449–466.
9. Henry-Vitrac C, Desmoulie`re A, Girard D, Me´rillon JM. (2006) Transport, deglycosylation, and metabolism of trans-piceid by small intestinal epithelial cells. Eur J Nutr. 45: 376–382
10. WalleT, Hsieh F, Delege M. (2004) High absorption but very low bioavailability of oral resveratrol in humans. Drug Metab Dispos.32: 1377-1382
11. Das DK, Maulik N. (2006) Resveratrol in cardioprotection: atherapeutic promise of alternative medicine. Mol Interv. 6: 36-47.