Les limaces de mer aux couleurs vives pourraient contenir la clé des traitements contre le cancer de demain, avec leurs produits chimiques dérivés et autodidactes de régime ayant montré de puissantes capacités de tumeurs.
Revue: Nudibranches comme sources de produits naturels marins avec activité antitumorale: une revue complète. Crédit d'image: Sakis Lazarides / Shutterstock
Dans une étude récente publiée dans la revue Drogues marinesdes chercheurs en Espagne ont examiné le potentiel bioactif des composés dérivés de nudibranches, en mettant l'accent sur leurs propriétés antitumorales.
Sommaire
Arrière-plan
Le cancer est parmi les principales causes de mortalité et de morbidité. En 2022, 20 millions de diagnostics de cancer et 9,7 millions de décès liés au cancer ont été enregistrés. De plus, 30% des décès prématurés chez les personnes âgées de 30 à 69 ans étaient dues à un cancer. Ainsi, il est primordial d'augmenter les traitements existants ou de développer de nouvelles thérapies. La recherche de nouveaux médicaments s'est concentrée sur les ressources naturelles, s'étendant aux océans.
Les organismes marins se sont adaptés à des conditions extrêmes, entraînant la production de métabolites secondaires avec une bioactivité élevée. En outre, les métabolites marins ont plus d'atomes halogènes, de chaînes de carbone plus longues et de plus grands systèmes d'anneaux avec moins d'oxygène et plus d'atomes d'azote que les métabolites terrestres.
À ce jour, plus de vingt médicaments dérivés de la marine ont été approuvés par la US Food and Drug Administration, dont beaucoup pour le traitement du cancer. Cependant, ceux-ci font souvent face à des limitations telles que la résistance aux médicaments et un manque de sélectivité, soulignant la nécessité d'une bioprospection continue. Les nudibranches sont un groupe de mollusques gastéropodes marins avec environ 4 700 espèces.
En raison de l'absence d'une coquille externe et d'autres défenses physiques, les nudibranches ont des stratégies de défense chimique uniques, impliquant la synthèse de novo de métabolites bioactifs ou l'accumulation et la modification des toxines et des composés alimentaires secondaires, qui sont souvent concentrés dans des tissus accessibles comme le manteau ou les extensions dorsales appelées ceron.
Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné le potentiel des nudibranches comme source de produits naturels marins aux propriétés antitumorales.
Nudibranches et leur potentiel antitumoral
Les nudibranches sont devenues des candidats prometteurs pour de nouveaux agents pharmacologiques pour le traitement du cancer. Des études ont identifié de nombreux métabolites secondaires dans les nudibranches qui présentent des propriétés cytotoxiques, dont beaucoup montrant un potentiel antitumoral. Les alcaloïdes et les terpènes, principalement des diterpénoïdes et des sesquiterpènes, sont les principaux types de molécules bioactives dans les nudibranches.
L'examen note que bon nombre de ces composés ne sont pas fabriqués par les nudibranches eux-mêmes mais sont séquestrés de leur alimentation, tels que des éponges, et parfois modifiés chimiquement pour leur propre défense.
Une étude a démontré des effets cytotoxiques puissants des extraits de méthanol-dichlorométhane dérivés de Dolabella auricularia et Phyllidia varicosa Contre les lignées cellulaires du cancer colorectal (CRC). Une autre étude a rapporté un effet cytotoxique plus faible des extraits d'acétone dérivés de Armina maculata, Armina Tricolorataet Armina Tigrina Contre les lignées cellulaires du cancer du poumon et de l'estomac.
Extraits d'acétone de Phyllidia coelestis ont été purifiés pour obtenir des sesquiterpénoïdes de type bisabolane tels que le 7-isocyano-7,8-dihydro-α-bisabolène, l'isothiocyanate de Theonelline et la 3-isocyanotonellin. Notamment, l'article souligne que les analogues structurels de ces composés ont également été trouvés dans la proie éponge du nudibranch, Axinissa variabilissuggérant fortement une origine alimentaire pour ces métabolites.
Des études ont signalé une cytotoxicité de la 3-isocyanothéonellin contre les lignées cellulaires du poumon, du foie, du CRC et du pancréas, et le 7-isocyano-7,8-dihydro-α-bisaboléène et l'isothiocyanate de théonelline contre une lignée cellulaire de cancer du foie.
Puissants alcaloïdes d'isoquinolinequinone dérivés de Jorunna Fuebris ont montré une activité antitumorale contre diverses lignées cellulaires cancéreuses. Les exemples incluent la foubricine A contre la leucémie et les lignées cellulaires de cancer du poumon, la réorieamycine M contre les lignées cellulaires du CRC et le cancer du poumon et la jorumycine contre le mélanome, la leucémie lymphocytaire et les lignées cellulaires du cancer du poumon. Ces composés appartiennent à une classe d'alcaloïdes aromatiques caractérisés par des systèmes de quinone fusionnés et d'isoquinoline, souvent associés à une activité ADN-interactive et pro-apoptotique.
Dans un autre exemple de composés montrant une activité contre les cancers difficiles à traiter, le document mentionne les alcaloïdes phorbazole de Aldisa Andersoniqui a démontré une cytotoxicité contre plusieurs lignées cellulaires connues pour être résistantes aux stimuli pro-apoptotiques.
De plus, les tambjamines sont les principaux métabolites de Tambja brasiliensis et Tambja Stegosauriformis. Tambjamine K a démontré une activité antitumorale dans le gliome et les lignées cellulaires du cancer du col de l'utérus, bien que la revue note que certaines Tambjamines présentent également une toxicité contre les cellules non tumorales, mettant en évidence le défi critique de l'atteinte de la sélectivité.
Groupes morphologiques de nudibranch: nudibranches cladobranch, y compris Nemesignis banyulensis (un) et facelina vicina (b), et des nudibranches Dorid, dont Felimare Picta (c,d).
Un réservoir de défense: le rôle des masses d'oeufs
La revue souligne également que les masses d'oeufs aux couleurs vives et exposées de certains nudibranches, telles que Hexabranchus sanguineusservez de réservoirs concentrés pour les composés défensifs. Des molécules comme les ulapualides, isolées de ces masses d'œufs, ont montré une puissante activité antitumorale et peuvent être plus faciles à isoler en plus grandes quantités par rapport à les extraire des animaux adultes, offrant une autre voie stratégique pour la découverte de médicaments.
Mécanismes d'action des dérivés de nudibranche
La recherche a dévoilé plusieurs mécanismes d'action contribuant à l'activité antitumorale des composés de nudibranche. Il s'agit notamment de l'induction des dommages à l'ADN, du stress oxydatif et du réticulum endoplasmique (ER), de la génération d'espèces réactives de l'oxygène (ROS), de l'arrêt du cycle cellulaire et de l'apoptose. Une étude a rapporté que le dendrodoristérol isolé de Dendrodoris Fumata présente une activité antitumorale en induisant l'apoptose dans les cellules leucémiques.
De plus, une autre étude a montré que Palmadorine m isolé de Austrodoris Kerguelenensis inhibe l'activation de la kinase 1 et 2 régulée par le signal extracellulaire (ERK1 / 2), de Janus kinase 2 (JAK2), et du transducteur du signal et activateur de la transcription 5 (STAT5), induisant l'apoptose dans les cellules de leucémie. Les extraits de méthanol-dichlorométhane de P. varicosa et D. auriculaire présentent des effets antitumoraux et anti-prolifératifs en induisant les dommages à l'ADN, le stress oxydatif et l'apoptose dans les lignées cellulaires CRC.
Une étude ultérieure a rapporté que le D. auriculaire L'extrait a eu une cytotoxicité sélective contre les cellules CRC et un impact minimal sur les fibroblastes du côlon normal; L'activité antitumorale a été médiée par la génération de ROS, induisant le stress ER et l'activation de la réponse des protéines dépliée. Le stress ER médié par ROS a entraîné un arrêt du cycle cellulaire de phase G2 / M, des dommages à l'ADN et une apoptose.
Mécanismes principaux d'action des molécules et extraits dérivés du nudibranch.
De plus, des mécanismes d'action similaires ont été signalés pour KLM155, une toluhydroquinone (un dérivé d'hydroquinone) dérivé de LEMINDA MILECRAdans une lignée cellulaire cancéreuse œsophagienne. Son activité antitumorale était associée à un arrêt du cycle cellulaire dans la phase G2, la production de ROS et l'induction de l'apoptose. En plus de l'activité antitumorale, divers dérivés de nudibranches présentent d'autres activités biologiques. Par exemple, A. Tigrina, A. tricolorataet A. maculata Les extraits présentent une activité anti-inflammatoire.
Échinoclérodane a, un diterpénoïde de Hexabranchus sanguineusa de puissants effets inhibiteurs sur les réponses inflammatoires dans les macrophages RAW264.7. Par ailleurs, la foubricine A agit comme un inhibiteur de la signalisation du facteur nucléaire Kappa B (NF-κB). Les nudibranches ont également été reconnues pour un potentiel antiparasite et antimicrobien. Par exemple, les composés avec une activité leishmanicide et antibactérienne ont été isolés de Chromodoris Willani et Doriprismatica Stellatarespectivement.
Remarques finales
Ensemble, les nudibranches sont un groupe d'invertébrés marins avec un potentiel pharmacologique et biologique largement sous-exploré. L'étude a mis en évidence la remarquable activité antitumorale des extraits et des composés dérivés du nombre limité de nudibranches étudiées à ce jour.
Malgré les résultats prometteurs, l'examen souligne que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour corroborer le potentiel clinique des dérivés de nudibranches. Plus précisément, l'article suggère que les études futures devraient se concentrer non seulement sur la normalisation des méthodologies d'extraction et l'optimisation des protocoles d'isolement et de purification, mais également sur plusieurs domaines clés. Il s'agit notamment de l'exploration du groupe de nudibranches relativement non étudié, qui ont des régimes différents et peuvent produire de nouveaux composés; analyser différentes parties anatomiques des organismes, comme le manteau contre les viscères; et enquêter sur le microbiome associé aux nudibranches, car leurs bactéries symbiotiques représentent une autre source importante de molécules bioactives.
