Substancje o charakterze przeciwnowotworowym znajdują się w roślinach stosowanych w ziołolecznictwie, jak również w roślinach stanowiących uzupełnienie diety człowieka. Lecznicze substancje występują w poszczególnych organach roślinnych (np. łodygach, liściach, korzeniach czy nasionach). Do najbardziej powszechnych roślin w omawianym zakresie należy widliczka (Selaginella tamariscin Beauv.; jeden z gatunków widłaków), klon nikko (Acer nikoensa) oraz jemioła pospolita (Viscum album;Taraphdar i współaut., 2001), a także kulczyb wroniego oka (nasiona; Strychnos nux-vomica; Repka, 2001; Lee
i współaut., 2008) czy Brucea javanica (owoce; Repka, 2001; Lau i współauyt., 2008).

Te, jak i inne rośliny, zawierają substancje o charakterze leczniczym; wśród nich związki polifenolowe i ich pochodne, antybiotyki antracyklinowe i ich chinonowe analogi, alkaloidy i inne metabolity z atomem azotu w cząsteczce, terpenoidy, polisacharydy, poliaminy oraz cytokininy (Taraphdar i współaut., 2001; Carimi i współaut., 2003; Dudkowska i Kucharewicz, 2014). Ze względu na dużą liczbę substancji wykorzystywanych w leczeniu i profilaktyce nowotworów, artykuł opisuje tylko wybrane substancje spośród wyżej przedstawionych grup związków.

Właściwości przeciwnowotworowe związków polifenolowych

Związki polifenolowe stanowią grupę roślinnych wtórnych metabolitów, syntetyzowanych głównie z fenyloalaniny, a czasami także z tyrozyny. Pod względem chemicznym polifenole można zdefiniować jako związki posiadające co najmniej jeden pierścień aromatyczny podstawiony jedną lub większą liczbą grup hydroksylowych. W zależności od liczby hydroksylowanych aromatycznych pierścieni i rodzaju grup funkcyjnych, wśród związków pochodzenia fenolowego można wyróżnić kwasy fenolowe, polifenole i monofenole. Zidentyfikowano, również dużą liczbę pochodnych związków fenolowych, wśród których są polifenole proste, fenylopropanoidy, pochodne kwasu benzoesowego, flawonoidy i stilbeny oraz polimery związków fenolowych jak np. garbniki (proantocyjanidyny), czy lignany (Weng i Yen, 2012). Dieta człowieka składa się z mieszaniny roślinnych polifenoli. Uważa się, że człowiek jest w stanie spożyć ok. 1 g polifenoli dziennie (Taraphdar i współaut., 2001).

Pod względem biologicznym, związki polifenolowe są silnymi antyoksydantami. Przeciwdziałają dysfunkcjom organizmu powstałym w wyniku niesprawnego działania mechanizmu antyoksydacyjnego lub nadmiernie produkowanych utleniaczy w organizmie, zapobiegając rozwojowi takim chorobom jak choroba wieńcowa serca czy udar mózgu. Najnowsze badania donoszą, że polifenole wykazują działanie cytotoksyczne, posiadają silne właściwości hamujące rozwój nowotworów, metastazę i angiogenezę (Weng i Yen, 2012).

Jednym ze znanych związków w tym zakresie jest kurkumina (polifenol zbudowany z reszt kwasu ferulowego), żółty barwnik spożywczy pozyskiwany z kłączy byliny ostryżu długiego (Curcuma longa), charakteryzujący się silnym działaniem plejotropowym, ponieważ jest stosowany np. w indyjskiej przyprawie curry (Weng i Yen, 2012). Kurkumina reguluje wiele procesów komórkowych, takich jak utrzymanie równowagi oksydoredukcyjnej, np. komórek nerwowych. W tych komórkach kurkumina ogranicza syntezę β-amyloidu, kluczowego czynnika rozwoju choroby Alzheimera, który jest syntetyzowany podczas stresu oksydacyjnego. Ponadto, kurkumina uczestniczy w ograniczeniu aktywności transkrypcyjnego czynnika NF-κB, a co za tym idzie innych białek, również cykolooksygenazy (COX-2) iinterleukiny 8 (IL-8; Wolanin i Piwocka, 2008), a także czynnika wzrostu i kinaz, w tym kinazy typu MAP i JAK (Wolanin i Piwocka, 2008), zaangażowanych w przebieg reakcji zapalnych (Kumaravel i współaut., 2012). Plejotropowe działanie kurkuminy przejawia się, także zahamowaniem metastazy komórek nowotworowych wątroby (CBO140C12) oraz szczurzych komórek wątrobiaka (AH109A).

W komórkach raka piersi (MDAMB231) wpływa na funkcjonowanie receptorów estrogenowych, między innymi poprzez ograniczenie aktywności czynników NF-κB/AP-1 zależnych od metaloproteinaz typu MMP-1 i -2 (Weng i Yen, 2012). Ponadto, analog kurkuminy, jakim jest BDMC-A (bidemetoksykurkumina; Devasena i współaut., 2002),  zatrzymując cykl komórkowy w fazie G2/M powoduje zahamowanie proliferacji komórek raka piersi (MCF-7), z jednoczesną inicjacją zewnętrznego i wewnętrznego szlaku apoptozy, poprzez zahamowanie aktywność białek Bcl-2 oraz aktywację białek: p53, Bax, cytochromu c, Apaf-1, FasL oraz kaspazy 8, 9 i 3 (Fig. 1; Mohankumar i współaut., 2014). Dodatkowo, produkty metabolizmu kurkuminy, którymi są kwas ferulowy i wanilina, również wykazują właściwości cytotoksyczne względem komórek nowotworowych (Dudkowska  i Kucharewicz, 2014). Kwas ferulowy, poprzez usuwanie wolnych rodników, wykazuje właściwości chemoprewencyjne wobec komórek zdrowych (Srinivasan i współaut., 2007), natomiast wanilina bierze udział w naprawie zmutowanego DNA komórek nowotworowych, między innymi komórek raka jelita grubego (HT-29; Ho i współaut., 2009), ograniczając także metastazę tych komórek (Lirdprapamongkol i współaut., 2005).

Źródłem polifenoli jest także imbir lekarski (Zingiber officinale), który jest stosowany od wieków w tradycyjnej medycynie wschodniej, między innymi w leczeniu symptomów stanów zapalnych, schorzeń reumatoidalnych i chorób przewodu pokarmowego. Jego kłącza zawierają między innymi [6]-gingerol (wymowa dżindżerol; chemiczny analog kapsaicyny) i jego analogi: 6-shogaol (wymowa szogaol) i 6-paradol. Związki te wykazują, także wiele właściwości przeciwbakteryjnych, przeciwzapalnych i przeciwnowotworowych (Taraphdar i współaut., 2001). W kulturach in vitro [6]-gingerol hamuje namnażanie się komórek nowotworowych jelita człowieka (COLO-205) oraz komórek śródbłonka naczyniowego pępowiny HUVECs. Ponadto, zatrzymuje cykl komórkowy tych komórek w fazie G1, poprzez ograniczenie aktywności cykliny D1, a także powoduje zahamowanie metastazy, oraz hamując aktywność takich czynników jak COX-2, NF-κB oraz kinazy MAP p38 (p38 MAPK), powoduje zahamowanie angiogenezy (Kim i współaut., 2005). [6]-gingerol, [6]-paradol i [6]-shogaol aktywują proces apoptozy poprzez aktywację mitochondriów w tym zakresie, które generują najważniejsze czynniki proapoptotyczne, czyli cytochrom c oraz reaktywne formy tlenu (ROS), zwiększenie aktywności białek Bax, Bad, Bid, Fas i FasL oraz kaspaz, a także zahamowanie aktywności antyapoptotycznych białek rodziny Bcl-2, takich jak Bcl-XL (Fig. 1; Lee i Surh, 1998; Pan i współaut., 2008; Rao i współaut., 2008).