Przeciwnowotworowe oraz cytotoksyczne działanie propolisu

&ARM0RZEGL.AUK†
0RZECIWNOWOTWOROWEORAZCYTOTOKSYCZNEDZIAŒANIEPROPOLISU
4HEANTICANCERANDCYTOTOXICACTIVITYOFPROPOLIS
2OBERT+UBINA!GATA+ABAŒA†$ZIK2OBERT$7OJTYCZKA%WA3ZAFLARSKA†3TOJKO0AWEŒ4YLKA
+ATEDRAI:AKŒAD0ATOLOGII7YDZIAŒ&ARMACEUTYCZNYZ/DDZIAŒEM-EDYCYNY,ABORATORYJNEJ
gL’SKIEGO5NIWERSYTETU-EDYCZNEGOW+ATOWICACH
+ATEDRAI:AKŒAD-IKROBIOLOGII7YDZIAŒ&ARMACEUTYCZNYZ/DDZIAŒEM-EDYCYNY,ABORATORYJNEJ
gL’SKIEGO5NIWERSYTETU-EDYCZNEGOW+ATOWICACH
Streszczenie
Propolis był używany w medycynie ludowej od wieków. Dynamiczny rozwój nauk analitycznych umożliwił
dokładne poznanie właściwości i składu chemicznego
produktów pszczelich. Konsekwencją badań nad właściwościami produktów pszczelich było wyizolowanie
i standaryzacja substancji biologicznie czynnych w nich
zawartych. Propolis jest naturalnym produktem pochodzącym z roślin zbieranym przez pszczołę miodną. Propolis i jego ekstrakty posiadają właściwości biologiczne
takie jak: przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe, przeciwzapalne oraz przeciwnowotworowe. Analiza chemiczna
przy użyciu chromatografii gazowej połączonej z spektrometrią mas wykazała obecność około 150 polifenolowych
substancji zawierających miedzy innymi flawonoidy
i kwas cynamonowy. Istnieje wiele doniesień dotyczących
właściwości farmakologicznych propolisu, także przeciwnowotworowych. Ester fenyloetylowy kwasu kawowego
(CAPE) zawarty w propolisie jest naturalnym inhibitorem
NF-kappaB posiadającym właściwości przeciwnowotworowe.
Abstract
Propolis has been used in folk medicine for centuries.
Dynamical development of analytical sciences enabled
precise recognition of features and chemical composition
of bee products. Consequences of research on the bee products had been extracting and standardization of bioactive
substances therein. Propolis is a natural product derived
from plant resins collected by honeybees. The propolis
and his extract are known to have biological effects such
as antibiotic, anti-viral, anti-inflammatory and anti-tumor
activities. Chemical analysis using GCmass spectrometry demonstrated that approximately 150 polyphenolic
compounds including flavonoids and cinnamic acid derivatives are present in propolis. There have been several
reports indicating various biological activities of propolis
and its constituents, such as anticancer. Caffeic acid phenethyl ester (CAPE), a component of honeybee propolis,
has been reported to hold various biochemical responses.
Caffeic acid phenethyl ester (CAPE), a natural NF-kappaB
inhibitor from honeybee propolis has been shown to have
anti-tumor and anti-inflammatory properties.
Słowa kluczowe: propolis, właściwości przeciwnowotworowe, ester fenyloetylowy kwasu kawowego
Key words: propolis, antitumor properties, caffeic acid
phenethyl ester
Choroby cywilizacyjne dotyczą zarówno krajów Trzeciego Świata jak i krajów wysoko rozwiniętych, w których
degradacja środowiska spowodowała nieodwracalne zagrożenia dla zdrowia człowieka. Nowotwór to nieprawidłowa
masa tkankowa, której wzrost jest nadmierny i rozrasta
się w sposób nieskoordynowany z pozostałymi tkankami,
a nadmierny rozrost tkanki utrzymuje się dalej pomimo
wyeliminowania czynnika indukującego onkogenezę. Istnieje wiele dobrze poznanych czynników karcynogennych,
wśród których należy wymienić m.in. dym tytoniowy,
azbest, dioksyny, benzen, wolne rodniki, alkohol oraz promieniowanie jonizujące i ultrafioletowe. To tylko nielicznie
wybrane czynniki odpowiedzialne za indukcję procesu nowotworzenia. Rozwój cywilizacji sprawił, że mimo coraz
wygodniejszego życia, w dużo większym stopniu narażeni
jesteśmy na stres, minimalizację aktywności ruchowej oraz
wiele substancji karcynogennych dodawanych do żywności
w celu przedłużenia jej przydatności do spożycia.
Od setek lat w diecie ludzi obecne były produkty pocho-
dzenia pszczelego. Najstarsza informacja pochodzi z okresu kamiennego. Malowidła na ścianach pieczary Aranów w
Hiszpanii, przedstawiają m.in. człowieka wspinającego się
do gniazda dzikich pszczół. W Abusyrze znajduje się płaskorzeźba z około 2600 r. p.n.e. przedstawiająca hodowlę
pszczół, niewiele różniącą się od dzisiejszej. Starożytni
Chińczycy (w III tysiącleciu p. n. e.) wykorzystywali aktywność farmakologiczną produktów pszczelich dla celów
leczniczych. Już zapisy kalendarza starogreckiego są dokumentem, w którym opisywano właściwości lecznicze miodu
i wosku. Miód stosowany był także przez Inków i Greków.
Rzymianie i Arabowie używali oprócz miodu, również propolisu do leczenia ran i owrzodzeń.
W historii medycyny właściwości lecznicze produktów
pszczelich przedstawił już Hipokrates. Jego wiekopomne
stwierdzenie „dobrze jest gdy pokarm jest lekiem, a lek pokarmem” jest aktualne do dziś.
Na kontynencie europejskim już w XVI-wiecznych kronikach ruskich można spotkać wzmianki na temat stosowa-
COPYRIGHT‚'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33.†
nia miodu i różnych produktów pszczelich w profilaktyce
i leczeniu. Progresja nauk analitycznych przyczyniła się do
rozwoju badań nad składem chemicznym i właściwościami
farmakologicznymi produktów zebranych i częściowo zmienionych lub wydzielanych przez pszczoły. Ośrodki kliniczne
i badawcze wyposażone w coraz nowocześniejszą aparaturę
analityczną wzbogacają przekazywaną od pokoleń wiedzę
na temat składu i właściwości produktów pszczelich [1, 2].
Propolis jako surowiec farmakopealny
Jednym z dobrze poznanych surowców farmakopealnych jest propolis (kit pszczeli). Ta smolista substancja wytwarzana jest z żywic drzew liściastych, iglastych, pączków
młodych pędów drzew, krzewów i innych roślin zielonych.
Surowiec kitu pszczelego przynoszony jest do ula w postaci
kropel żywicy umieszczonej w koszyczkach odnóży pszczół
lotnych, a następnie przeżuwany przez pszczoły stacjonarne, które modyfikują jego skład wydzieliną gruczołów ślinowych i woskowych zwiększając w ten sposób jego aktywność farmakologiczną. Propolisu używają pszczoły do
uszczelniania ramek i ścian ula oraz do budowy bariery wokół jego otworu wejściowego. Pszczoły wykorzystują ten produkt
również do utrzymania prawidłowej homeostazy epizootycznej
atmosfery wewnątrz ula. Wykorzystując jego silne działanie bakteriobójcze i bakteriostatyczne, zabezpiecza on środowisko ula
przed działaniem bakterii, grzybów oraz pleśni [3].
Propolis – aktywność biologiczna
Zawartość w propolisie wielu substancji o aktywności
biologicznej determinuje jego działanie przeciwdrobnoustrojowe, przeciwzapalne, immunoprotekcyjne, regeneracyjne, znieczulające, detoksykacyjne, przeciwutleniające,
antyproliferacyjne, proapoptotyczne oraz przeciwnowotworowe. Dokładne poznanie funkcji farmakopealnych propolisu umożliwiły badania prowadzone w wielu ośrodkach
naukowo-badawczych przy zastosowaniu najnowocześniejszych metod badawczych w tym technik z zakresu biologii
molekularnej [4, 5].
W artykule tym skupiliśmy się na prześledzeniu doniesień naukowych potwierdzających w sposób jednoznaczny przeciwnowotworowe działanie propolisu, jako zbioru
wielu substancji wykazujących aktywność biologiczną.
Przeciwnowotwowe działanie kitu pszczelego zostało potwierdzone przez wielu naukowców zarówno w badaniach
in vitro przy użyciu linii komórkowych jak i in vivo na zwierzęcym modelu doświadczalnym.
Zespół brazylijskich naukowców z Biosciences Institute
w swoich badaniach in vitro opisał cytotoksyczny efekt brazylijskiego zielonego propolisu w stosunku do linii komórkowej raka krtani HEp-2. Wykazał on, że wysokie stężenia
propolisu dodawane do hodowli komórkowych powodowały krótkotrwały efekt cytotoksyczny, w przeciwieństwie
do niskich stężeń, gdzie z czasem aktywność ta wzrastała.
Twierdzą oni, iż aktywność ta jest spowodowana synergizmem substancji chemicznych zawartych w kicie pszczelim. Jak wiadomo jednym z najlepiej poznanych składników
o działaniu przeciwnowotworowym jest ester fenyloetylowy kwasu kawowego (CAPE) [6, 7, 8].
Najnowsze badania przeprowadzone w Universitaets
Klinikum Eppendorf w Niemczech pokazują, iż zawarty
w propolisie ester fenyloetylowy kwasu kawowego powoduje, w badaniach in vivo na myszach, prawie całkowitą regresje
guza mózgu wywołanego nerwiakowłókniakowatością typu II
(ang. neurofibromatosis). W tych samych badaniach udowodniono, że CAPE powoduje także, zahamowanie wzrostu komórek nowotworowych w przebiegu nerwiakowłókniakowatości
typu I. Badania te zapowiadają się bardzo obiecująco, z tego też
względu, że zespół ten odnalazł idealny rozpuszczalnik zdolny
do solubilizacji CAPE. Poza tym rozpuszczalnik ten – Bio 30,
zawiera kilka substancji, które działają synergistycznie wraz
z estrem fenyloetylowym kwasu kawowego [9].
Inne doniesienia naukowe z Tamkang University
w Tajwanie wskazują, że zawarte w propolisie propoliny
A, B, C, D, E oraz F odpowiedzialne są za działanie antyproliferacyjne i cytotoksyczne w stosunku do sześciu linii
komórkowych. Badania przeprowadzono na liniach: A2058
linia ludzkiego czerniaka, B16F10 linia czerniaka mysiego,
MCF-7 linia ludzkiego raka sutka, HepG2 linia ludzkich komórek guza wątroby Hepatoblastoma, Hep3B linia ludzkich
komórek raka wątroby oraz HT-29 linia ludzkich komórek
gruczolakoraka jelita. Zespół ten wykazał, że cztery spośród
sześciu propolin (B, D, E oraz F) wykazują bardzo silne
właściwości przeciwproliferacyjne [10, 11, 12, 13].
Zaskakujące wydają się również doniesienia z Gifu
Pharmaceutical University, Japonia, gdzie przeprowadzone
badania przy użyciu dwóch ekstraktów pochodzących z różnych części świata (Japonia i Brazylia), wykazały iż oba te
produkty pszczele wykazują aktywność przeciwnowotworową w stosunku do czterech różnych nowotworów jelit:
CaCo2, HCT116, HT29 oraz SW480. Sugerują oni nawet, iż
badania nad aktywnością propolisu mogą wpłynąć na podejście lekarzy do chemioprewencji oraz leczenia nowotworów
układu pokarmowego [14].
Badania przeprowadzone w University of Catania we
Włoszech pokazały, że propolis wykazuje właściwości przeciwnowotworowe także w stosunku do opornych na androgeny nowotworów złośliwych prostaty (linia DU145). Praca
ta miała na celu porównanie ekstraktu propolisu z stosowanymi w leczeniu raka prostaty półsyntetycznymi chemioterapeutykami takimi jak vinorelbina. W doświadczeniu tym
brano pod uwagę takie parametry jak: żywotność komórek
(test MTT), integralność błon komórkowych, status oxydoredukcyjny, fragmentacje genomowego DNA oraz zmianę
potencjału błonowego mitochondriów. Badania te udowodniły, że propolis wykazuje właściwości przeciwnowotworowe na skutek jego działania cytotoksycznego prowadzącego do śmierci komórki na drodze nekrozy oraz apoptozy.
Autorzy pracy sugerują, iż dokładna analiza propolisu może
doprowadzić do użycia substancji czynnych zawartych w nim
do wprowadzenia tych związków do rutynowej chemioterapii
lub wspomaganie leczenia syntetycznymi lekami [15].
Badania przeprowadzone w National Changhua
University of Education w Tajwanie, pokazują, że zastosowanie CAPE jest szersze niż dotychczas myślano. W eksperymencie tym wykazano, iż ester fenyloetylowy kwasu
kawowego wykazuje działanie cytotoksyczne w stosunku
do glejaka C6. W badaniach tych odkryto dokładny mechanizm działania CAPE. Wiadome jest, iż CAPE powoduje
&ARM0RZEGL.AUK
uwolnienie cytochromu c z mitochondrium do cytozolu
oraz aktywacje CPP32. CAPE spowodowało również aktywacje białek proapoptotycznych z rodziny Bcl-2. Badania
te jednoznacznie potwierdziły, iż zawarty w propolisie ester
fenylowy kwasy kawowego spowodował aktywację mechanizmów biochemicznych prowadzących do kontrolowanej
śmierci komórek – apoptozy [16, 17].
Inne badania przeprowadzone w Graduate School of
Medicine w Japonii wskazują natomiast, iż aktywność propolisu została wykazana także na linii komórkowej mysiego mięsaka S-180 in vitro oraz in vivo u myszy. Badania
te polegały na ocenie aktywności mitotycznej komórek
przeszczepionych do myszy oraz aktywności tej w liniach
komórkowych. W obu przypadkach naukowcy zauważyli
znaczny spadek aktywności mitotycznej, a co za tym idzie
zahamowanie wzrostu guza [18].
Coraz częściej w publikacjach z całego świata ukazują się
doniesienia o aktywności proapoptotycznej propolisu w stosunku do komórek zmienionych nowotworowo. Kolejne badania przeprowadzone w 2009 roku w Department of Histology
and Embryology w Turcji potwierdziły domysły wielu naukowców, że substancje biologicznie czynne zawarte w propolisie zdolne są do aktywowania szlaku programowanej śmierci
komórek, który jak wiadomo w onkogenezie zostaje zahamowany. Naukowcy z Turcji badając właściwości propolisu przeprowadzili badania in vitro na linii komórek nowotworowych
raka sutka MCF-7. W badaniach immunocytochemicznych
z użyciem odpowiednich przeciwciał skierowanych przeciwko
kaspazie 6, 8 i 9 udowodnili, iż roztwór propolisu dodawany w
określonych stężeniach do hodowli komórkowej pobudza komórkę do śmierci apoptotycznej [19].
Wszystkie opisane powyżej badania wskazują, iż propolis
posiada aktywność antynowotworową, cytotoksyczną zdolną
do zahamowania rozwoju nowotworu. Badania te przeprowadzane były za równo in vitro jak i in vivo. Jednakże należy
pamiętać, że zastosowanie propolisu w onkologii wydaje się
niemożliwe. Należy jednak szukać substancji chemicznych
w nim zawartych, których użycie mogłoby wspomóc obecną
chemioterapie lub zmniejszyć jej skutki uboczne.
Piśmiennictwo:
1. Brzeziński T. Historia medycyny. Wydawnictwo Lekarskie PZWL. Warszawa 1995, 141-150.
2. Guderska J. Zarys dziejów pszczelnictwa. W: Hodowla
pszczół. Red. Demianowicz A, Guderska J. Wydawnictwo PWRiL. Warszawa 1974, 13-16, 42-49, 116-121.
3. Ahn MR i wsp. Correlation between antiangiogenic activity and antioxidant activity of various components from
propolis. Mol Nutr Food Res 2009; 53: 643-651.
4. Sha N i wsp. Cytotoxic constituents of chinese propolis.
J Nat Prod 2009; 72: 799-801.
5. Kędzia B. Skład chemiczny i aktywność biologiczna
propolisu pochodzącego z różnych rejonów świata. Post
Fitoter 2006; 1: 23-35.
Adres do korespondencji:
mgr Robert Kubina,
Katedra i Zakład Patologii,
tel. 32 364 13 50, e-mail: [email protected],
6. Búfalo MC, Candeias JM, Sforcin JM. In vitro cytotoxic
effect of Brazilian green propolis on human laryngeal
epidermoid carcinoma (HEp-2) Cells. Evid Based Complement Alternat Med 2007 http://ecam.oxfordjournals.
org/cgi/reprint/nem147v1.
7. Jin UH i wsp. Caffeic acid phenethyl ester induces mitochondria-mediated apoptosis in human myeloid leukemia U937 cells. Mol Cell Biochem 2008; 310: 43-48.
8. Beltrán-Ramírez O i wsp. Evidence that the anticarcinogenic effect of caffeic acid phenethyl ester in the resistant
hepatocyte model involves modifications of cytochrome
P450. Toxicol Sci 2008; 104: 100-106.
9. Demestre M i wsp. CAPE (caffeic acid phenethyl ester)-based propolis extract (Bio 30) suppresses the growth
of human neurofibromatosis (NF) tumor xenografts in
mice. Phytother Res 2009; 23: 226-230.
10. Chen CN i wsp. Isocostunolide, a sesquiterpene lactone, induces mitochondrial membrane depolarization and
caspase-dependent apoptosis in human melanoma cells.
Cancer Lett 2007; 246: 237-252.
11. Chen CN, Wu CL, Lin JK. Apoptosis of human melanoma cells induced by the novel compounds propolin
A and propolin B from Taiwenese propolis. Cancer Lett
2007; 245: 218-231.
12. Chen CN i wsp. Comparison of Radical Scavenging Activity, Cytotoxic Effects and Apoptosis Induction in Human Melanoma Cells by Taiwanese Propolis from Different Sources. Evid Based Complement Alternat Med
2004; 1: 175-185.
13. Chen CN, Wu CL, Lin JK. Propolin C from propolis induces apoptosis through activating caspases, Bid and cytochrome c release in human melanoma cells. Biochem
Pharmacol 2004; 67: 53-66.
14. Ishihara M i wsp. Growth inhibitory activity of ethanol
extracts of Chinese and Brazilian propolis in four human colon carcinoma cell lines. Oncol Rep 2009; 22:
349-354.
15. Scifo C i wsp. Resveratrol and propolis as necrosis or
apoptosis inducers in human prostate carcinoma cells.
Oncol Res 2004; 14: 415-426.
16. Lee YJ i wsp. Involvement of tumor suppressor protein p53 and p38 MAPK in caffeic acid phenethyl esterinduced apoptosis of C6 glioma cells. Biochem Pharmacol 2003; 15; 66: 2281-2289.
17. Huang WJ i wsp. Propolin G, a prenylflavanone, isolated from Taiwanese propolis, induces caspase-dependent
apoptosis in brain cancer cells. J Agric Food Chem 2007;
55: 7366-7376.
18. Inoue K. Anti-tumor effects of water-soluble propolis on
a mouse sarcoma cell line in vivo and in vitro. Am J Chin
Med 2008; 36: 625-634.
19. Seda Vatansever H. Propolis from Turkey induces apoptosis through activating caspases in human
breast carcinoma cell lines. Acta Histochem 2009
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19733388.