Indole Alkaloids from Catharanthus roseus: Bioproduction and Their Effect on Human Health

Abstract

Catharanthus roseus is a medicinal plant belonging to the family Apocynaceae which produces terpenoid indole alkaloids (TIAs) of high medicinal importance. Indeed, a number of activities like antidiabetic, bactericide and antihypertensive are linked to C. roseus. Nevertheless, the high added value of this plant is based on its enormous pharmaceutical interest, producing more than 130 TIAs, some of which exhibit strong pharmacological activities. The most striking biological activity investigated has been the antitumour effect of dimeric alkaloids such as anhydrovinblastine, vinblastine and vincristine which are already in pre-, clinical or in use. The great pharmacological importance of these indole alkaloids, contrasts with the small amounts of them found in this plant, making their extraction a very expensive process. To overcome this problem, researches have looked for alternative sources and strategies to produce them in higher amounts. In this sense, intensive research on the biosynthesis of TIAs and the regulation of their pathways has been developed with the aim to increase by biotechnological approaches, the production of these high added value compounds. This review is focused on the different strategies which improve TIA production, and in the analysis of the beneficial effects that these compounds exert on human health.

Substancje pochodzenia roślinnego w terapii nowotworów

“…Przyczyną tej choroby mogą być zarówno czynniki wewnętrzne, jak i zewnętrzne (1). Do czynników ryzyka należą: palenie Postępy Fitoterapii 3/2017 mitozy, co sprawia, że są dobrym celem dla leków przeciwnowotworowych (11,12). Winblastyna, jeden z alkaloidów barwinka, wiąże się z podjednostką β dimerów tubuliny.…”

“…Alkaloidy barwinka wiążą się z dużym powinowactwem do końców mikrotubul oraz słabiej wzdłuż ich długości (10). W drugim przypadku, występującym przy wysokich stężeniach (> 1-2 µmol), dochodzi do dezintegracji mikrotubul poprzez rozdzielenie ich na spiralne protofilamenty, które mogą następnie tworzyć parakryształy -duże polimery tubuliny (10,12). W wysokich stężeniach związki te powodują więc depolimeryzację mikrotubul i zniszczenie wrzeciona mitotycznego, co prowadzi do zablokowania komórek w stanie mitozy (11).…”

“…Alkaloidy barwinka są powszechnie stosowane w terapii nowotworów, zarówno paliatywnej, jak i prowadzącej do wyleczenia (10,12). Mogą być uży-wane w kombinacji z innymi związkami, zwłaszcza że nie występuje oporność krzyżowa pomiędzy nimi a lekami alkilującymi DNA (10).…”

“…Mogą być uży-wane w kombinacji z innymi związkami, zwłaszcza że nie występuje oporność krzyżowa pomiędzy nimi a lekami alkilującymi DNA (10). Winblastyna jest stosowana w leczeniu ziarnicy złośliwej (choroby Hodgkina), chłoniaków nieziarniczych, raka jąder, piersi i płuc, nerwiaka płodowego i innych typów nowotworów (10,12). W leczeniu choroby Hodgkina winblastyna może być stosowana jako element schematu zwanego w skrócie ABVD (doksorubicyna, bleomycyna, winblastyna, dakarbazyna) (10).…”

“…W badaniu porównującym te dwa schematy leczenia wyniki wskazywały na lepszy pięcioletni czas przeżycia wolnego od progresji w przypadku stosowania zwiększonych dawek BEACOPP w porównaniu do ABVD, jednak ten pierwszy schemat wiązał się również z większym ryzykiem powikłań (13). Winkrystyna, oprócz leczenia ziarnicy złośliwej (na przykład jako składnik BEACOPP), jest stosowana w terapii ostrej białaczki limfoblastycznej (ALL), chłoniaków nieziarniczych, mięsaków i wielu innych rodzajów nowotworów oraz niezłośliwych zaburzeń hematologicznych (10,12,13). Półsyntetyczne alkaloidy zgonów spowodowanych przez nowotwory złośliwe zmniejszyła się w niektórych krajach (na przykład w USA).…”