Polisacharydy, glikoproteiny i lektyny

Takie makrocząsteczki jak białka, lipidy, kwasy nukleinowe oraz węglowodany stanowią element zainteresowania nauki od kilkudziesięciu lat czy nawet stu lat. Zainteresowanie związkami cukrowymi wywodzi się z faktu, że ich obecność, głównie na powierzchni błony komórkowej stanowi element sygnalizacji, rozpoznawania się komórek i przylegania ich do siebie (adhezja), a także uczestniczenia w wielu procesach fizjologicznych, takich jak embriogeneza, różnicowanie się komórek, wzrost, odpowiedź immunologiczna, rozwój chorób, czy metastaza nowotworów (Ghazarian i współaut., 2011).

Prawidłowe komórki muszą przejść wiele przemian, aby stać się komórkami nowotworowymi, które następnie przedostaną się do sąsiednich lub oddalonych od ogniska choroby tkanek. Zmiany genetyczne wywołują w komórkach nowotworowych nadekspresję między innymi cząsteczek sygnałowych, w wyniku czego stają się one obojętne na działanie produktów genów supresorowych, takich jak białko Rb i p53. Pewne zmiany genetyczne pozwalają aktywować telomerazę, która wywołuje wysoki potencjał replikacyjny w tych komórkach i sprawia, że stają się „nieśmiertelne”. Obok zmian genetycznych, komórki nowotworowe charakteryzują się zmianami w zakresie zdolność do przemieszczania się oraz angiogenezy. Niektóre ze zmian genetycznych pozwalają komórkom nowotworowym ominąć mechanizmy systemu immunologicznego; są one związane ze zmianami struktury węglowodanów na powierzchni komórek, które są wynikiem zaburzenia aktywności glukozylotransferaz i glikozydaz, które zmieniają węglowodany i inne związki cukrowe (glikolipidy i glikoproteiny; Ghazarian i współaut., 2011).

Pomimo tego, że węglowodany mogą być potencjalnymi czynnikami transformacji nowotworowej, badania przeprowadzone w ostatniej dekadzie potwierdzają przeciwnowotworowe właściwości polisacharydów pochodzenia roślinnego. Jednym z takich związków jest proteoglikan szafranu (Crocus sativus), strukturalnie podobny do białkowych arabinogalaktanów. Związek ten wywołuje, w nieszkodliwych stężeniach, fragmentację DNA typową dla apoptozy. Jednak mechanizm apoptozy z udziałem tych związków może być aktywowany w makrofagach, natomiast w komórkach nowotworowych HeLa już nie. Wydaje się, że to zjawisko jest związane z syntezą w makrofagach wolnych rodników i tlenku azotu (NO), które uczestniczą między innymi w hamowaniu proliferacji komórek nowotworowych (Taraphdar i współaut., 2001), a także w stymulacji degradacji DNA i regulacji jego syntezy (Parizadeh i współaut., 2011). Podobne działanie odnotowano w komórkach raka wątroby (HepG-2) i raka krtani (Hep-2; Parizadeh i współaut., 2011).

Mówiąc o węglowodanach, należy wspomnieć także o lektynach, które są glikoproteinami posiadającymi zdolność tworzenia kompleksów z cukrami i lipidami. Są to związki, które występują niemal we wszystkich organizmach. Jednak, pomiędzy związkami tego typu u roślin i zwierząt nie ma strukturalnej homologii. Wspólną właściwością jest, natomiast, zdolność wiązania cukrów (Ghazarian i współaut., 2011). Lektyny obok wiskotoksyny i innych białek o niskiej masie cząsteczkowej znajdują się w ekstraktach z jemioły pospolitej (Viscum album). Ekstrakty te wykazują toksyczność oraz stymulują układ immunologiczny, w tym komórki NK, monocyty, granulocyty oraz limfocyty T (Sabová i współaut., 2010), natomiast zawarte w nich lektyny mają zdolność do aktywacji mitochondrialnego czynnika Apo2.7, który indukuje apoptozę (Tröger i współaut., 2013). Ponadto, ekstrakty z jemioły, które stanowią alternatywną terapię przeciwnowotworową, mogą zostać kojarzone z tradycyjnymi chemioterapeutykami, takimi jak doksorubicyna. W tym zakresie wykorzystuje się efekt synergiczny tych związków na komórki nowotworowe (Sabová i współaut., 2010).