Terpenoidy (terpeny, izoprenoidy)

Jest to duża grupa związków pochodzenia roślinnego, których wspólnym elementem budowy jest 5-węglowy węglowodór – izopren (C₅H₈)_n. Wśród tych związków wyróżnia się monoterpeny (10 atomów węgla, czyli dwie jednostki izoprenu), seskwiterpeny (15 atomów węgla), diterpeny (20 atomów węgla), triterpeny (30 atomów węgla), tetraterpeny (40 atomów węgla) i politerpeny (> 20 cząsteczek izoprenu; Kopcewicz i Lewak, 2002).

Roślinne pochodne izoprenoidów, takie jak alkohol perylowy (obecny w wiśniach, mięcie, szałwii i nasionach selera), geraniol (obecny w marchwi, owocach cytryny, limonki i pomarańczy oraz w gałce muszkatołowej, czarnych jagodach i jeżynach) czy farnezol (trawa cytrynowa i rumianek), powodują zahamowanie potranslacyjnej prenylacji białek, syntezy cholesterolu i angiogenezy, zatrzymanie cyklu komórkowego w fazie G0/G1 oraz przejściowo w fazie G2/M, poprzez syntezę inhibitorów kinaz cyklinozależnych p21^Cip1 i p27^{Kip1 i redukcję zawartości cyklin A i B1 oraz ograniczenie aktywności kinazy cdc2. Związki te indukują apoptozę oraz zwiększenie wrażliwości komórek nowotworowych na radioterapię i chemioterapię, między innymi komórek gruczolaka trzustki (Wiseman i współmat., 2007).}

Najbardziej rozpowszechnionym diterpenem jest taksol (paklitaksel), który jest pozyskiwany z owoców cisu zachodniego (Taxus brevifolia), a także innych roślin rodzaju Taxus. Właściwości lecznicze taksolu znane są od stuleci. Obecne badania skupiają się na poznaniu mechanizmów przeciwnowotworowego działania tego leku (Shoeb, 2006). Dotychczasowe badania wykazały, że taksol uczestniczy w regulacji cyklu komórkowego. Podany w niewielkich ilościach unieruchamia mikrotubule wrzeciona podziałowego podczas mitozy, powodując zablokowanie proliferacji komórek i indukcję apoptozy, również poprzez regulację aktywności anty- i proapoptotycznych białek (Jiang i współaut., 2008).

W wysokich dawkach taksol wpływa na zwiększenie polimeryzacji wiązek mikrotubul, blokując wejście komórek w fazę S, co również prowadzi do zahamowania cyklu komórkowego, a także indukcji nekrozy. Taki mechanizm działania taksolu zaobserwowano w licznych typach nowotworów, takich jak rak prostaty (PC-3) czy komórki HL-60 (Taraphdar i współaut., 2001).

Kolejnym, powszechnie występującym w przyrodzie i dobrze znanym związkiem przeciwnowotworowym z grupy triterpenów jest betulina i jej pochodna, kwas betulinowy, które są pozyskiwane z kory brzozy (Betula; Zdzisińska i współaut., 2010). Te związki, należące do terpenów typu lupanu, znalazły zastosowanie w leczeniu nowotworów, między innymi poprzez indukcję szlaku mitochondrialnego procesu apoptozy w komórkach czerniaka, raka jelita grubego, raka piersi, raka płuc (Zdzisińska i współaut., 2010), prostaty, czy raka wątroby (Kujawa-Warchala i Nazaruk, 2012). Mechanizm działania betuliny i kwasu betulinowego polega na aktywacji czynników proapoptotycznych, takich jak białka z rodziny Bcl-2 oraz czynnika NF-κB odpowiedzialnego za aktywację ekspresji genów białek proapoptotycznych, wchodzących w skład szlaków transdukcji apoptozy, prowadząc jednocześnie do śmierci komórek nowotworowych. Czynniki te powodują zmiany w funkcjonowaniu i strukturze mitochondriów, prowadząc do zmiany przepuszczalności zewnętrznej błony mitochondrialnej i uwolnienia do cytoplazmy komórek, czynników, takich jak cytochrom c czy AIF, aktywując następnie kaspazy wykonawcze procesu apoptozy. Ponadto, generowanie ROS pełniących funkcję sygnalizacyjną podczas śmierci komórkowej, głównie przez kwas betulinowy, prowadzi do aktywacji kaspaz, a także proapoptotycznych kinaz MAPK – p38 i SAP/JNK (Kujawa-Warchala i Nazaruk, 2012).