1. DNA hasarına karşı doğal DNA tamir yeteneğini artıran etkisi

Transkript

1 AC-11ʼin KLİNİK YARARLARINI ORTAYA KOYAN ÇALIŞMALAR: Yüzyıllardan beri Peruʼda ve Yağmur Ormanlarıʼnın zor doğal koşullarında yaşayan kabileler yüzyıllardır, genel durumu zayıflamış savaşçılarını veya yaşlılığa bağlı hastalıklar nedeniyle acı çeken yaşlıları tedavi etmek için doğanın sunduğu bitkilerden ilaç elde ettiler. Modern tıp bu bitkileri tanımladıktan sonra hangi etken maddelerin bu yararlı etkileri yarattığını araştırdı. Bu bitkilerden en çok araştırılmış ve hakkında dökümante edilmiş veri olanı Uncaria tomentosaʼdır. Aynı yerden karşılıklı çıkan yapraklarının yanında, Yağmur Ormanlarıʼndaki yüksek ağaçlara tırmanan ince uzun tırmanıcı gövdesini tutan tırnaksı çıkıntılar nedeniyle de dilimizde Kedi pençesi olarak bilinir. Çalışmalar bu bitkinin kabuğundan elde edilen ekstrelerin ancak yerel yöntemler kullanıldığında istenen etkileri sağladığını göstermiş ve bu klinik yararlardan; sanıldığı gibi alkaloidler değil de karboksi alkil esterlerin sorumlu olduğu gösterilmiştir. AC-11 (aktive kromozom 11) Uncaria tomentosaʼdan yerel yöntemlerin GMP koşullarında uygulandığı, sıcak sulu ekstraksiyon yöntemi ile elde edilir. İçindeki karboksi alkil ester oranına göre standardize edilir. Özellikler taşıyan üretim yöntemi ve prosesler ile elde edilen bu ekstre; 14 ayrı uluslararası patent ile korunmaktadır. Amerika, Avrupa ve Japonyaʼdan sonra da Türkiyeʼde piyasaya sunulmuştur. klinik etkinliği ve yararları birkaç başlık altında toplanabilir. AC-11ʼin 1. DNA hasarına karşı doğal DNA tamir yeteneğini artıran etkisi 2. Anti-enflamatuvar etkisi 3. İmmün sistemi güçlendiren etkisi 4. Tümör baskılayıcı etkisi

2 1. AC-11ʼin DNA Hasarına Karşı Doğal Tamir Kapasitesini Artıran Etkisi: Organizmada döllenmeden itibaren ölene kadar her gün, her hücrede, eksternal ve internal nedenlerle birkaç on bin (10.000) defa DNA hasarı oluşur. DNA tamiri yapan sistem döllenmeden itibaren organizmanın doğru gelişmesi için iş başındadır. Ancak yıllar içinde karşılaştığımız eksternal (çevre kirliliği, kimyasallar, sigara tüketimi, güneşe bağlı UV ve radyasyon, afla toksinler) ve vücudun normal metabolik faaliyetleri sırasında da ortaya çıkan DNA hasarı gibi internal nedenler (serbest oksijen radikalleri, mitokondriyel kaynaklı moleküller)yaşla birikmeye devam ettiğinden, bu doğal korunma mekanizmasının sınırlı kapasitesini aşar ve hastalıklar ortaya çıkmaya başlar. Bu hastalıklar: kanser türleri, metabolik hastalıklar, immün sistem bozuklukları ve romatolojik bozukluklar ile yaşa bağlı genel durum bozukluğudur. AC-11ʼin DNA tamir kapasitesini artırdığını gösteren çalışmalar: A) Hayvan çalışmaları: i. Radyasyona bağlı DNA hasarının tamir edilmesinde 40-80mg/kg AC-11 kullanılarak farelerde yapılan kontrollü çalışmada, AC-11 alan grupta tek ve çift sarmal kırıklarının tamir düzeyinin kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek bulunduğu, bunun da AC- 11ʼin tamir mekanizmasını güçlendiren etkisine bağlı olduğu bildirilmiştir. ii. 2 mg/kg/gün dozda 5 gün süre ile inra peritoneal doksorubisin uygulanan sıçanlarda 80mg/kg dozda verilen AC-11ʼin tek ve çift sarmal DNA hasarını anlamlı şekilde azalttığı gösterilmiştir. (fare ve sıçanlarda LD 50 = 8.000gr/gündür) B) İnsan deri eşdeğeri hücre kültürlerinde: i. Topikal uygulama ile 75 ve 100 Mj/cm2 UVB ışınlamasından 6 saat önce %0,5 AC-11 uygulandıktan sonra UV-B ışınlarına bağlı timin-timin dimerleriʼnin (TT-dimers) oluşumu kantitatif olarak incelenmiş ve AC-11 uygulanan örneklerde TT-dimer miktarında ışınlamadan sonra çok anlamlı bir azalma olduğu (p<0,001) ve bunun da DNA tamirine bağlı olduğu ortaya konmuştur. (Mamone et al 2006) C) İnsan Monosit hücre kültürlerinde: i mg./gün dozlarla 6 hafta süre ile AC-11 alan 8 sağlıklı gönüllüden alınan örnekler ile 4 kontrol örneği karşılaştırılmış ve monositlerin hidrojen peroksite bağlı tek zincir kırıkları kantitatif olarak ölçülmüştür. Sonuçlar başlangıç değerleri ve kontrol grubu ile karşılaştırılmıştır. DNA zincir kırıklarının kontrol grubuna göre anlamlı olarak azaldığı (p<0,05) bildirilmiştir. Sonuç olarak AC-11: A) Oksidatif DNA hasarını (8-hidroksiguanin ve tek/çift DNA sarmal kırıkları) ve fotokimyasal (TT-dimerlar) DNA hasarını azaltır, B) DNA tamir kapasitesini artırır, C) mgʼlık günlük dozlarda iyi tolere edilir. 2. AC-11ʼin anti-inflamatuvar Etkisi:

3 Hücre içinde transkripsiyon faktörleri inhibitör protein IkBʼye tutunarak dolaşırlar. Nükleer Faktör (NF-kB) inhibitör proteinden ayrıldıktan sonra nükleusa gider ve inflamatuvar mediatörler olan TNK-alfa, IL-1B, IL-6, IL-8 ve COX-2 sentezini kodlayan genleri aktive eder. NF-kB aktivitesinin arttığı hastalıklar: Astma, Romatoid artrit, inflamatuvar barsak hastalığı gibi kronik seyirli ve reaktif cevabın ve inflamatuar prosesin arttığı durumlardır. Ayrıca atherosklerosis ve Alzheimer hastalığının da NF-kB artışı ile bağlantısı da ileri sürülmektedir. NF-kB nin artmasına sebep olan uyaranlar: bakteriyel toksinler, virüsler, UV radyasyonu, gamma irradiasyonu, sitokinler ve oksidatif strestir. NF-kB yi inhibe eden ajanlar da: kortikosteroidler, aspirin, sulfasalazin, sulindak, altın tuzları, siklosporin,takrolimus gibi immun suppressanlardır. AC-11 NF-kB sentezini inhibe eder. A) Hayvan deneyleri: a. AC-11ʼin fare lenfositlerinde konsantrasyona bağlı olarak NF-Kbʼyi inhibe ettiğini göstermiştir. Konsantrasyona bağlı fare lenfositlerindeki Igk düzeylerine göre çizilen eğri lineerdir. Hem 0,5 hem de 1,0 mg/ml konsantrasyonlarda başlangıç değerleri ile istatistiksel anlamlı azalmalar sağlarlar P<0,001. (Igk düzeyleri NF- kb konsantrasyonunun bir göstergesidir.) b. AC-11 verilen ratlarda peri artiküler sıvı hacminde anlamlı bir azalma olduğu gösterilmiştir. c. AC-11 verilen indometazine bağlı intestinal inflamasyonu da azalttığı gösterilmiştir. B) İnsan çalışmaları: a. 45 Osteo artritli ve 40 romatoid artritli hastada 100 mg per oral AC-11ʼin 4 ve 24 haftalık sürelerle uygulandığı iki randomize, çift kör, plasebo kontrollu çalışmada; aktiviteye bağlı ağrıda, hasta ve doktor değerlendirme skorlarında, ağrılı eklem sayısında, sabah sertliği süresinde anlamlı azalma olduğu gösterilmiştir. 3. AC-11ʼin immün sistemi güçlendiren etkisi: A) Hayvan deneyleri:

4 a. Gün aşırı 2mg/kg dozda intra peritoneal doksorubisin uygulanan Wistar-Furth ratlara son dozdan 24 saat sonra 40 ve 80 mg/kg dozlarda AC-11 oral olarak verilmiştir. 3 haftalık periyot içinde lökosit düzeyleri takip edilmiştir. Lökosit düzeyleri doksorubisin alan grupta ikinci dozdan başlayan ve 3. doz uygulamasından itibaren artarak ilerleyen bir düşme göstermiştir. Kemoterapiye bağlı lökopeninin son doksorubisin dozundan 3 hafta sonra normale dönmüş olması beklenirken AC-11 alan grupta lökosit sayıları son doksorubisin dozundan. 4 ve 9 gün sonra normale dönmüştür. b. Aynı çalışma; 40 ve 80mg/kg AC-11 ile 5 ve 10 micg/kg filgrastimʼin karşılaştırılarak yapılmış ve Neupogenʼin yalnız nötrofil lökosit popülasyonunu artırırken, AC-11 80mg/kg dozda hem nötrofil hem de lenfositer fraksiyonların normal seviyelerine dönmesini sağlamıştır. B) İnsan Çalışmaları: a. Yaşları arasında olan 23 sağlıklı gönüllü randomize olarak 350mgX2/gün oral AC-11 alan ve almayan iki gruba ayrılmıştır. AC-11 toplam 60 gün süreyle verilmiştir. Uygulamanın 30. gününde her iki gruba da 0,5 ml pneumovax (pnömokok aşısı) IM olarak yapılmıştır. AC-11 alan grupta antikor titreleri almayan gruba göre anlamlı olarak (p<0,05) yüksek bulunmuştur. Ayrıca AC-11 kesildikten 4 ay sonra antikor titrelerinde anlamlı bir düşme olmamıştır. 4. AC-11ʼin antitümör Etkisi: HL60 ve K562 insan lösemik hücre dizileri ile lenfoma Raji hücre dizileri çeşitli konsantrasyonlarda AC-11 ile 72 saat inkübe edilmiştir. 3H-Timidin ve kolorimetrik MTT teknikleri ile yapılan kantitatif analizler: hücre proliferasyonunda doza bağımlı inhibisyon

5 göstermişlerdir. AC-11 HL60 ve Raji hücre dizinlerinde, K562ʼye göre daha güçlü bir inhibitör olarak değerlendirilmiştir. HL60 insan lenfoma hücre dizisi, Raji insan Burkittʼs lenfoma hücre dizisi, Jurkat insan akut T-Cell lösemi hücre dizileri AC-11 ile inkübe edilen ve edilmeyen iki gruba ayrıldı. 7-aminoaktinmisin dye, Annexin V ile boyandı. Bu inkubasyon boyunca 4 gün arka arkaya hücreler akış sitometresi ile sayıldı. Tümör hücrelerinde konsantrasyona bağlı çoğalmanın inhibe edildiği gözlendi. Bu inhibisyon: Raji ve HL60 hücre dizilerinde Jurkatʼa göre daha belirgindi. AC-11ʼin değişik konsantrasyonları ve kontrol grubu arasında ölü hücre sayısı olarak bir fark bulunmamıştır. DNA tamiri Vikipedi, özgür ansiklopedi

6 DNA tamiri, DNA moleküllerindeki hataları onarım mekanzimalarını tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Bir canlıya ait tüm genetik bilgiyi taşıyan DNA molekülü doğal olarak veya çevresel faktörlerin etkisiyle sürekli hasara maruz kalmaktadır. İnsan hücrelerinde metabolik aktiviteler ve çevresel faktörler (UV ışığı gibi) sonucu günde 1 milyon hücrenin zarar görmesi olasıdır. Bu etkenler, DNA'nın yapısını ve dahası diğer nesillere aktarılan genetik bilgiyi değiştirebilirler. Bu değişimler yararlı olabileceği gibi, ölümcül sonuçlara neden olabilecek kadar zararlı da olabilirler. Bu yüzden, bütün canlı hücreleri, evrim süreçleri boyunca nesillere değişmeden aktarılması gereken DNA molekülünü koruma mekanizmaları geliştirmişlerdir. Küçük hasarlar çoğunlukla DNA onarım sistemleri tarafından onarılır. Yüksek düzeydeki hasarlar apoptozisi uyararak "hücre ölümüne" yol açar. Böylelikle organizma kendini korumuş olur. Orta derecedeki hasarların birikimi ise mutasyonlara neden olur. DNA tamir mekanizmalarından, DNA ligaz enzimi renkli olarak gösterilmiş. Hücre tüm bu DNA hasarlarına farklı metabolik yollar ile cevap verir. Ağır DNA hasarları hücrenin apoptozis yolunu aktive ederek hücreyi ölüme götürür. Hücre, DNA hasarlarını "DNA tamir mekanizmaları" ile tamir edebilir. DNA hasarı ikileşme sırasında tamir edilemezse mutasyona ve sonuç olarak genomik kararsızlığa, kanser ve yaşlanmaya neden olur. DNA tamir sisteminde 100ʼden fazla gen rol oynar ve bu genlerin kodladığı proteinler tamir mekanizmalarında görev alırlar. Her bir insan hücresinin DNA'sında günde yaklaşık olarak 104 adet kodlanmayan veya yanlış kodlamaya neden olan hasar meydana gelmektedir. Mitokondrial DNA'da nokta mutasyonlarının birikiminin yaşa bağlı olarak arttığı, bu nedenle özellikle mitokondrideki oksidalif DNA hasarının yaşlanma ile ilişkili olduğu düşünülmektedir. DNA tamir mekanizmaları genomik kararlılığın devamını sağlayan sistemlerdir.

7 Image:DNA Repair From Wikimedia Commons, the free media repository Summary DNA damage, due to environmental factors and normal metabolic processes inside the cell, occurs at a rate of 1,000 to 1,000,000 molecular lesions per cell per day. A special enzyme, DNA ligase (shown here in color), encircles the double helix to repair a broken strand of DNA. DNA ligase is responsible for repairing the millions of DNA breaks generated during the normal course of a cell's life. Without molecules that can mend such breaks, cells can malfunction, die, or become cancerous. DNA ligases catalyse the crucial step of joining breaks in duplex DNA during DNA repair, replication and recombination, and require either Adenosine triphosphate (ATP) or Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) as a cofactor. Description Shown here is DNA ligase I repairing chromosomal damage. The three visable protein structures are: 1. The DNA binding domain (DBD) which is bound to the DNA minor groove both upstream and downstream of the damaged area. 2. The OB-fold domain (OBD) unwinds the DNA slightly over a span of six base pairs and is generally involved in nucleic acid binding. 3. The Adenylation domain (AdD) contains enzymatically active residues that join the broken nucleotides together by catalyzing the formation of an internucleotide ester bond between phosphate and deoxyribose. It is likely that all mammalian DNA ligases (Ligases I, III, and IV) have a similar

8 ring-shaped architecture and are able to recognize DNA in a similar manner. (See:Nature Article 2004, PDF) Source Biomedical Beat National Institute of General Medical Science (NIGMS) Cool Image Gallery Date November 21, 2006 Author Courtesy of Tom Ellenberger, Washington University School of Medicine in St. Louis. Permission (Reusing this image) "The material in this newsletter is not copyrighted and we encourage its use or reprinting." [1]