Отворено, рандомизирано клинично изпитване за оценка на имуномодулиращата активност на новоолигозахариден съединение при здрави възрастни
Функционални храни в здравето и болестите 2012, 2(7)
Научна статия – Отворен достъп
Отворено, рандомизирано клинично изпитване за оценка на имуномодулиращата активност на новоолигозахариден съединение при здрави възрастни
Карийм Х. Али1, Анджелика Б. Мелио2, Сузана М. Леонард2, Дешратн Астхана2, 3, Джуди М. Уолгър4, Аарон Х. Уолфсън5, Х. Реджиналд МакДаниел6 и Джон Е. Луис2
1 Фармакогнозия, P.O. Box 971, Rainier, WA 98576; 2 Катедра по психиатрия и поведенчески науки, 3 Лаборатория за клинични и биологични изследвания, 4 Катедра по медицина и 5 Катедра по лъчетерапия към Университета на Маями Miller School of Medicine, 1120 NW 14th Street, Маями, FL 33136; 6 Fisher Institute for Medical Research, 2701 Osler Dr Suite 6B Grand Prairie, TX 75051
Автор за кореспонденция:
Джон Е. Луис, доктор, доцент, Катедра по психиатрия и поведенчески науки, Университет на Маями Miller School of Medicine, 1120 NW 14th Street, Suite #1474 (D21), Маями, FL 33136, САЩ
Дата на подаване: 29 юни 2012 г., Дата на одобрение: 26 юни 2012 г.; Дата на публикуване: 28 юли 2012 г.
РЕЗЮМЕ
Предистория:
Съединението „Оризови трици арабиноксилан“ (RBAC) е хранителна добавка, произведена чрез ензимна хидролиза на хемицелулоза B, извлечена от оризови трици. Редица in vitro изследвания и клинични доклади показват, че RBAC притежава обещаващи имуномодулиращи ефекти, по-специално по отношение на активността на естествените убийствени клетки и цитокините. Концепцията за истински имуномодулатор представлява агент с широк спектър на активност, зависещ от състоянието на здравето и имунитета на индивидуалния организъм. Настоящото изследване проучи имуномодулиращия ефект на RBAC върху здраво възрастно човешко население в продължение на 60 дни чрез оценка на промените в цитотоксичността на естествените убийствени клетки (NKCC), цитокините и растежните фактори. Участниците бяха разпределени в две групи в рандомизиран експеримент, като едната група (n=10) консумираше 1 грам/ден, а другата (n=10) – 3 грама/ден. Безопасността и поносимостта на RBAC бяха оценени чрез измерване на общия билирубин, общия протеин, креатинина и чернодробните функции.
Резултати:
Открихме, че двете групи показват сходни реакции по отношение на NKCC, цитокините и растежните фактори. NKCC достигна пик на 1-вата седмица, докато интерферон-γ, тумор-некротичен фактор-α, интерлевкини-1α, -1β, -8 и -10, както и епидермален растежен фактор достигнаха пик на 30-тия ден. Всички участници понасяха добавката без никакви нежелани реакции.
Заключения:
Нашите резултати показаха временни, двупосочни ефекти върху имунните маркери, съответстващи на истинска, многофакторна имуномодулация, а не просто на имуностимулация или имуносупресия. С оглед на нашите открития, имуномодулиращата активност на RBAC заслужава допълнително проучване.
ПРЕДИСТОРИЯ
Естествени убийствени клетки (NK клетки). Разбирането за естествените убийствени (NK) клетки еволюира значително от първоначалната им характеристика през 1975 г. като големи гранулирани цитотоксични лимфоцити на вродената имунна система. Въпреки че не притежават антиген-специфични клетъчни повърхностни рецептори, NK клетките имат способността да разпознават и унищожават трансформирани клетки. Това се осъществява чрез освобождаване на гранзим и перфоринови гранули, които предизвикват клетъчна смърт чрез апоптоза. За да модулират цитотоксичните си действия и да поддържат толерантност към нормални човешки клетки, NK клетките притежават разнообразие от активиращи и инхибиторни рецептори.
Клетките, трансформирани от вирусна инвазия или злокачествено развитие, могат да бъдат идентифицирани и елиминирани в ранните си стадии от различни имунни ефекторни клетки [1]. Животински и човешки изследвания показват, че NK клетките играят централна роля в имунния надзор върху трансформирани клетки [2;3]. По-голямата част от популацията NK клетки се намира в състояние на покой. Следователно броят на NK клетките в периферната кръв корелира слабо с ефективността, а цитотоксичността на NK клетките (NKCC) обикновено се използва за мониторинг на нивата на функцията на NK клетки [4].
Функциите на NK клетките също включват производство на про-възпалителни и имуносупресивни цитокини, включително: интерферон-гама (IFN-γ), тумор-некротичен фактор-алфа (TNF-α), моноцитен хемоатрактивен протеин-1 (MCP-1, известен още като CCL2) и интерлевкин (IL)-10. Идентифицирането и елиминирането на туморни клетки се улесняват от действията на IFN и други фактори [5]. Макрофаговите и Т-клетъчните отговори също се модулират чрез генериране на IFN-γ и IL-10 от NK клетките.
Имуномодулация. Имуномодулаторът може да се определи като вещество, което модулира отговора на имунната система в защита на организма. В човешкото тяло този ефект може да включва усилване или намаляване на активността на специализирани клетки, антитела или имунни химически вещества (напр. цитокини), както и други специфични модификации на средата и физиологията на организма.
Съединението „Оризови трици арабиноксилан“ (RBAC) е търговски достъпен медицински гликонутриентен комплекс. В литературата се споменава под различни търговски имена (включително MGN-3 и Biobran) с доказана активност като имуномодулатор in vivo при мишки и хора и in vitro при ракови клетъчни линии [6-8].
In vitro изследвания показват, че различните концентрации на RBAC усилват фагоцитната активност на макрофагите и активността на цитокините IFN-γ, TNF-α и IL-6 [8;9]. Въпреки това ефектът на RBAC върху нормалното, здраво население остава до голяма степен неизвестен. Предвид потенциалните ползи за човешкото здраве, установени в предходни клинични случаи и биологични механистични изследвания, е очевидно, че е необходимо задълбочено изследване на имуномодулиращата активност на RBAC [10].
В пилотно проучване изследвахме ефекта от 60-дневен прием на RBAC върху NKCC, цитокини и растежни фактори в извадка от здрави възрастни. Проследяваха се нежелани реакции, както и общ билирубин, общ протеин, креатинин и чернодробни функционални тестове, за да се потвърди съществуващата документация за безопасност и толерантност при хора.
МЕТОДИ
Участници в изследването. Участниците (n = 20) бяха набрани чрез препоръки в Медицинския факултет на Университета в Маями през 2010 г. Проучването се проведе с одобрение от Етичния съвет за изследвания върху хора към Университета в Маями, като всички участници подписаха информирано съгласие и форми по HIPAA преди включване. Извадката се състоеше от 40% мъже (n = 8) и 60% жени (n = 12) със средна възраст 33.6 години (Стандартно отклонение = 13.2; диапазон = 20, 66). Расовият/етническият състав на участниците беше следният: 55% бели, не-хиспанци (n = 11), 35% хиспанци (n = 7) и 10% азиатци/тихоокеанци (n = 2).
Интервенция.
RBAC (Daiwa Pharmaceutical Inc., Tokyo, Япония) е хранителна добавка, съдържаща активна съставка, патентована и произведена изключително от 1990 г. Тя се продава като функционална храна в Япония. RBAC представлява олигозахариден комплекс, произведен чрез хидролиза на хемицелулоза B от оризови трици с ензими от мицелия на Lentinula edodes, Coriolus versicolor и Schizophyllum commune. Той се изсушава чрез разпръскване в прах, разтворим във вода, и съдържа следните помощни вещества: микрокристална целулоза, хипромелоза, естер на мастни киселини със захароза и калиев ацетат. Полученият олигозахариден комплекс се състои основно от арабиноза и β-1,4-ксилопиранозни единици с малки количества други полизахаридни вериги, включително β-глюкани.
Участниците бяха разпределени в две групи в рандомизиран експеримент. Препоръчителният от производителя диапазон за дозиране е 1-3 грама/ден; следователно, едната група получаваше 1 грам/ден (n = 10), а другата – 3 грама/ден (n = 10) за 60 дни. Всички участници завършиха изследването без отпаднали.
Оценка, събиране и обработка на пробите.
Всеки участник попълни основен въпросник за демографски данни и медицинска история при базовата оценка. Венозна кръв беше взета в пет различни времеви точки (начало, 48 часа, 1 седмица, 30 дни и 60 дни). Кръвните проби се събираха в епруветки с хепарин, SST и EDTA и се доставяха в лабораторията в рамките на 2 часа от събирането.
Всички EDTA проби от кръвта бяха подложени на пълен кръвен анализ и автоматизирано диференциално броене на 5 части с напълно автоматизиран хематологичен анализатор Coulter AcT5 (Beckman Coulter, Fullerton, CA). Флоуцитометрично изброяване на T, B и NK клетъчните подгрупи се извърши с 4-цветен флоуцитометър, FACS Calibur (BD Biosciences, San Jose, CA), а различните клетъчни популации бяха анализирани със софтуер Cell Quest Pro (версия 5.2, BD Biosciences, San Jose, CA).
Пробите се съхраняваха при -80°C до използването им. Общ билирубин, общ протеин, креатинин, аланин аминотрансфераза (ALT), аспартат аминотрансфераза (AST) и алкална фосфатаза (ALP) бяха оценени с помощта на химически автоанализатор Olympus AU5400, който използва много-дължинен дифракционен спектрофотометричен метод.
Изследване на NKCC чрез флоуцитометрия.
Изследването на NKCC чрез флоуцитометрия беше извършено въз основа на два предходно публикувани метода с някои модификации [11;12]. Клетките K562 бяха закупени от American Type Culture Collection (Rockville, MD). 3,39-Диоктадецилокарбоцианинов перхлорат (DiO; Sigma, St. Louis, MO) беше разтворен в диметилсулфоксид (Sigma, St. Louis, MO) до концентрация 3 mM. Алиquot-и бяха замразени при -30°C и размразявани за всеки експеримент.
Средата RPMI с и без фенол червено беше доставена от Gibco (Carlsbad, CA). Пълната среда (CM) включваше RPMI среда, обогатена с 10% фетален телешки серум, 100 U/ml пеницилин и 100 μg/ml стрептомицин. Пропидиум йодид (PI) (Sigma, St. Louis, MO) беше разтворен в CM за приготвяне на работен разтвор от 10 mg/100 ml. Фетален телешки серум беше осигурен от Cellgro (Manassas, VA).
Ефекторни (PBMC) и таргетни клетки (10 000 клетки) бяха добавени в епруветки за създаване на съотношения ефектор/таргет (E:T) от 25:1 до 6.25:1. Добавени бяха общо 130 μl PI, а епруветките бяха центрофугирани за 30 секунди при 1 000 g за утаяване на ефекторните и таргетните клетки заедно в присъствие на PI. Тези клетъчни смеси бяха инкубирани за 2 часа при 37°C в инкубатор с 5% CO2. Контролните проби включваха само таргетни клетки плюс PI и само ефекторни клетки плюс PI за откриване на спонтанна лиза и нежизнеспособни ефекторни клетки, съответно. След инкубацията клетките бяха анализирани чрез флоуцитометрия. Предварителните и страничните разсейващи параметри бяха настроени за включване на таргетни и ефекторни клетки в придобиващата зона, за да се съберат общо 20 000 събития. Данните бяха анализирани със софтуера CellQuest Pro (BD Biosciences, San Jose, CA). Процентът на лиза беше изчислен, както следва: процент лиза = [Клетки положителни за DiO и PI/Общо етикетирани с DiO клетки] * 100.
Мултиплексно тестване на цитокини и растежни фактори.
Поради централната си роля като сигнални съединения в имунната система, цитокините и растежните фактори участват в различни имунологични, възпалителни и инфекциозни заболявания. Новите био-чип технологии за цитокини комбинират съвременни технологични постижения с иновативен дизайн, осигурявайки напълно автоматизирана система за бързо мултиплексно тестване.
Статистически анализ.
Данните бяха анализирани с SPSS 19 (IBM Inc., Chicago, IL) за Windows. Бяха изчислени честотни и описателни статистики за всички променливи. Използвахме анализ на вариацията с повторени измервания (ANOVA), за да изследваме ефекта на взаимодействие между групите (1 грам/ден срещу 3 грама/ден) по време на NKCC и цитокините, растежните фактори и други измервания.
РЕЗУЛТАТИ
Мерки за безопасност. Таблица 1 показва стойностите на креатинин, общ протеин, общ билирубин, ALT, AST и ALP за двете групи. Не бяха наблюдавани значими разлики в никой от тези показатели между двете групи от началото до 60-ия ден.
За групата с 1 грам/ден, стойността на креатинин при нито един участник не надвиши 0.3 mg/dL над горната граница (< 1.5 стандартно отклонение [SD] от средната стойност [M]), и нито една стойност не беше под долната граница. Общият протеин и общият билирубин бяха в референтните граници за всички времеви точки. Всички стойности на ALP бяха в референтните граници, с изключение на една стойност от -2 U/L на 60-ия ден. Всички стойности на AST бяха в референтните граници, с изключение на една стойност от -4 U/L на 1-вата седмица. Всички стойности на ALT бяха в референтните граници.
За групата с 3 грама/ден, стойността на креатинин при нито един участник не надвиши 0.39 mg/dL над горната граница (< 1.5 SD от M), и нито една стойност не беше под долната граница. Общият протеин беше в референтните граници за всички времеви точки. Нито една стойност на общия билирубин не надвиши 0.5 mg/dL над горната граница (< 2.5 SD от M). Една стойност на ALP беше +4 U/L в началото, една стойност беше +3 U/L на 30-ия ден, и една стойност беше +4 U/L на 60-ия ден.
Една стойност на AST беше +5 U/L в началото, една стойност беше +4 U/L на 1-вата седмица, една стойност беше +41 U/L на 30-ия ден, и една стойност беше +3 U/L на 60-ия ден (първата стойност е за един участник, а последните три стойности са за друг участник). Всички стойности на ALT бяха в референтните граници, с изключение на един участник, при когото стойностите бяха съответно +4, +5, +13, +26 и +17 U/L за всички времеви точки.
Таблица 1. Креатинин, Протеин, Билирубин, Аланин аминотрансфераза, Аспартат аминотрансфераза и Алкална фосфатаза от началото до 60-ия ден
ЗАБЕЛЕЖКА: Стойностите са представени като средна стойност ± стандартно отклонение (минимум, максимум).
NKCC. Фигура 1 показва промените в NKCC за двете групи от началото до 60-ия ден. Установихме значим ефект за времето (F[3.0,54.0] = 7.2, p = 0.001), но взаимодействието между група и време (p = 0.85) и основният ефект на групата (p = 0.48) не бяха значими. Корекционният фактор на Huynh-Feldt за степените на свобода при ефектите вътре в групите беше 1.000.
За цялата извадка NKCC достигна пик на 1-вата седмица (M = 30.24; стандартна грешка [SE] = 2.07, 95% доверителен интервал [CI]: 25.88, 34.56) и беше значително по-висок от стойностите в началото (M = 22.38; SE = 2.31, 95% CI: 17.52, 27.24; p = 0.016), на 48-мия час (M = 23.86; SE = 2.13, 95% CI: 19.38, 28.34; p = 0.028), на 30-тия ден (M = 20.32; SE = 1.71, 95% CI: 16.73, 23.91; p = 0.001) и на 60-ия ден (M = 20.32; SE = 2.51, 95% CI: 15.05, 25.59; p = 0.001).
Няма други стойности, които да са значително различни помежду си.
Фигура 1. Цитотоксичност на NK клетките от началото до 60-ия ден
NKCC (процент лиза) в началото, на 48 часа, 1 седмица, 30 дни и 60 дни беше измерена чрез флоуцитометричен анализ. Както е показано и описано в текста, NKCC достигна пик на 1-вата седмица и беше значително по-висока от всички останали стойности, като дори спадна под стойността в началото при оценките на 30-ия и 60-ия ден.
Цитокини и растежни фактори.
Таблица 2 показва описателните стойности за всички 12 цитокини и растежни фактори в началото, на 1 седмица, 30 дни и 60 дни за цялата извадка и двете групи. Не установихме значими ефекти за IL-4 и IL-8.
Таблица 2. Цитокини и растежни фактори от началото до 60-ия ден
ЗАБЕЛЕЖКА: Стойностите са представени като средна стойност ± стандартно отклонение (минимум, максимум).
За IL-2 беше установен значителен ефект за времето (F[2.7,47.7] = 3.3, p = 0.037), но взаимодействието между групата и времето (p = 0.51) и основният ефект на групата (p = 0.72) не бяха значими. Корекционният фактор на Huynh-Feldt за степените на свобода за вътрешногруповите ефекти беше 0.884. Сравненията по двойки показаха, че стойността на 60-ия ден (M = 5.53; SE = 0.63, 95% CI: 4.21, 6.85) беше значително по-висока от стойностите на 1-вата седмица (M = 2.65; SE = 0.57, 95% CI: 1.45, 3.85; p = 0.001) и на 30-тия ден (M = 3.31; SE = 0.55, 95% CI: 2.15, 4.47; p = 0.016). Няма други значими разлики.
За IL-6 беше установен значителен ефект за времето (F[2.6,47.5] = 3.5, p = 0.028), но взаимодействието между групата и времето (p = 0.53) и основният ефект на групата (p = 0.15) не бяха значими. Корекционният фактор на Huynh-Feldt за степените на свобода за вътрешногруповите ефекти беше 0.880. За цялата извадка IL-6 намаля на 1-вата седмица, увеличи се на 30-тия ден и отново намаля на 60-ия ден. Сравненията по двойки показаха, че стойността в началото (M = 0.90; SE = 0.24, 95% CI: 0.39, 1.40) беше значително по-висока от стойностите на 1-вата седмица (M = 0.48; SE = 0.15, 95% CI: 0.16, 0.80; p = 0.027) и на 60-ия ден (M = 0.40; SE = 0.15, 95% CI: 0.08, 0.72; p = 0.014). Стойността на 30-тия ден (M = 0.82; SE = 0.11, 95% CI: 0.60, 1.05) беше значително по-висока от стойността на 60-ия ден (p = 0.013). Няма други значими разлики.
За IL-10 беше установен значителен ефект за времето (F[1.5,27.4] = 3.9, p = 0.04), но взаимодействието между групата и времето (p = 0.28) и основният ефект на групата (p = 0.91) не бяха значими. Корекционният фактор на Huynh-Feldt за степените на свобода за вътрешногруповите ефекти беше 0.507. Сравненията по двойки показаха, че стойността на 1-вата седмица (M = 0.22; SE = 0.73, 95% CI: 0.07, 0.38) беше значително по-ниска от стойността на 30-тия ден (M = 0.83; SE = 0.12, 95% CI: 0.58, 1.07), а стойността на 60-ия ден (M = 0.25; SE = 0.19, 95% CI: -0.15, 0.65) беше значително по-ниска от стойностите в началото (M = 0.67; SE = 0.30, 95% CI: 0.04, 1.30; p = 0.009) и на 30-тия ден (p = 0.007). Няма други значими разлики.
За IL-1α беше установен значителен ефект за времето (F[2.2,40.4] = 11.7, p = 0.001), но взаимодействието между групата и времето (p = 0.12) и основният ефект на групата (p = 0.16) не бяха значими. Корекционният фактор на Huynh-Feldt за степените на свобода за вътрешногруповите ефекти беше 0.748. Сравненията по двойки показаха, че стойността в началото (M = 0.56; SE = 0.12, 95% CI: 0.31, 0.80) беше значително по-висока от стойностите на 1-вата седмица (M = 0.13; SE = 0.06, 95% CI: 0.02, 0.25; p < 0.001) и на 60-ия ден (M = 0.14; SE = 0.06, 95% CI: 0.01, 0.27; p < 0.001).
1 седмица (M = 0,50; SE = 0,23, 95% CI: 0,01, 1,00; p = 0,012) и 60 дни (M = 0,33; SE = 0,24,
95% CI: -0,18, 0,85; p = 0,003). Никакви други стойности не се различават значително.
За TNF-α е установен значителен ефект за времето (F[2,9,51,6] = 3,8, p = 0,017), но
взаимодействието между групата и времето (p = 0,48) и основният ефект на групата (p = 0,97) са незначителни.
Корекционният коефициент ώ на степените на свобода на Huynh-Feldt за вътрешносубектните ефекти беше 0.956. Сравненията по двойки показаха, че стойността на 60 дни (M = 0,86; SE = 0,36, 95% CI:0,11, 1,62) е значително по-ниска от изходната стойност (M = 1,78; SE = 0,20, 95% CI: 1,36, 2,21; p = 0,012) и 30-дневните стойности (M = 1,79; SE = 0,34, 95% CI: 1,08, 2,50; p = 0,037). Няма други стойности се различават значително.
За MCP-1 е установен значителен ефект за времето (F[2.1,37.8] = 3,9, p = 0,026), но
взаимодействието между групата и времето (p = 0,87) и основният ефект на групата (p = 0,85) са незначителни. Корекционният коефициент ώ на степените на свобода на Huynh-Feldt за вътрешносубектните ефекти беше 0.700. MCP-1 достига своя връх на 60-ия ден (M = 86,45; SE = 5,93, 95% CI: 73,98, 98,92) и е значително по-висок от изходното ниво (M = 60,72; SE = 4,98, 95% CI: 50,25, 71,18; p = 0,001) и на 1 седмица (M = 71,48; SE = 5,70, 95% CI: 59,51, 83,44; p = 0,05). Никакви други стойности не са се различават значително.
За VEGF е установен значителен ефект за времето (F[2,6,47,3] = 4,8, p = 0,007), но
взаимодействието между групата и времето (p = 0,38) и основният ефект на групата (p = 0,45) са незначителни. Корекционният коефициент ώ на степените на свобода на Huynh-Feldt за вътрешносубектните ефекти беше 0.877. Сравненията по двойки показаха, че стойността в началото на изследването (M = 45,13; SE = 8,21, 95% CI: 27,88, 62,37) е значително по-висока от тази за 1 седмица (M = 29,27; SE = 6,94, 95% CI: 14,70, 43,85; p = 0,02) и 60-дневни стойности (M = 24,06; SE = 5,15, 95% CI: 13,24, 34,87; p = 0,007). Никакви други стойности се различават значително.
За EGF е установен значителен ефект за времето (F[2.1,38.0] = 7,8, p = 0,001), но групата
по време (p = 0,63) и основният ефект на групата (p = 0,82) са незначителни. ώ
степени на свобода Корекционният коефициент на Huynh-Feldt за вътрешносубектните ефекти е 0,703. Сравненията по двойки показаха, че стойността в началото на изследването (M = 32,90; SE = 9,53, 95% CI: 12,88, 52,92; p = 0,034) е значително по-висока от тази на 1 седмица (M = 11,62; SE = 3,19, 95% CI: 4,92, 18,32) и 60 дни (M = 14,70; SE = 2,82, 95% CI: 8,79, 20,61). Стойността на 30 дни (M =53,49; SE = 12,03, 95% CI: 28,21, 78,78) е значително по-висока, отколкото на 1 седмица (p = 0,001) и 60 дни (p = 0,004). Никакви други стойности не са се различавали значително.
ОБСЪЖДАНЕ
Способността на индивидите да се защитават от инфекциозни заболявания и да ограничават прогресията на канцерогенезата зависи както от имунитета, така и от хранителните фактори. Имунният надзор е важна функция за защита на гостоприемника, по-специално тъй като служи за възпрепятстване на прогресията на канцерогенезата и вирусната инфекция. Няколко имунни ефекторни клетки и секретирани цитокини играят решаваща роля в цялостния процес. Очаква се засилването на NKCC от RBAC да да се превърне в засилен имунен надзор. В настоящото проучване RBAC демонстрира значителна имуномодулираща активност въз основа на
въз основа на наблюдаваните промени в NKCC и цитокините и факторите на растежа. Нашите резултати са са в съответствие с предишната работа на други изследователи върху RBAC, показваща способността на този продукт да положително въздействие върху функционирането на имунната система [6-8]. Действието на RBAC беше достатъчно бързо, за да
значително да повиши NKCC в рамките на 1 седмица от приложението при възрастни хора, които са наивни на RBAC. След пика на 1 седмица NKCC спада до изходните нива до 30 дни. Увеличението на NKCC изглежда се дължи по-скоро на повишаване на NK активността на клетъчна основа, отколкото на увеличаване на действителния брой NK клетки. Това се потвърждава от нашето откритие, че по-ниските съотношения Е:Т на 12,5:1 и 25:1 са много ефективни срещу лизиса на клетките K562.
Девет от 12-те цитокини и растежни фактори показват промени с течение на времето за цялата проба (без разлика между групите), по-конкретно между изходното ниво, 1 седмица и 30 и 60 дни. На Th1 цитокиновия профил показва, че IL-2, IFN-γ и TNF-α намаляват на 1 седмица, но значително се увеличават на 30 дни за IFN-γ и TNF-α и на 60 дни за IL-2. Повечето от Th2 цитокините, включително IL-10, показват първоначален спад на 1 седмица и след това се връщат към изходните нива до 30 дни, подобно на тенденцията, наблюдавана при Th1 цитокините.
IL-4 е единственият цитокин, който се увеличава през първата седмица от прилагането на RBAC. Този период съответства пряко на времевия ход на скока на NKCC. Тъй като IL-4 е мощен
на NKCC, съществува вероятност ефектът на RBAC, който повишава NKCC, да е свързан с IL-4
медииран от IL-4. MCP-1 е единственият цитокин, който непрекъснато се увеличава по време на интервенцията. MCP-1 е провъзпалителен хемокин, който функционира като хемоатрактант и активатор на NK клетките. [14;15]. Установено е, че MCP-1 предизвиква миграция на активирани NK клетки in vitro [16]. RBAC на MCP-1 може да действа за подобряване на достъпа на NK клетките до местата на инфекция и/или злокачествена пролиферация. Необходими са допълнителни проучвания, за да се оцени потенциалът на селективните на хемокиновите рецептори на ефекторните клетки след прием на RBAC.
Важно е да се отбележи, че в нашето проучване на RBAC при здрави възрастни открихме отговори които не бяха единствено имуностимулиращи или имуносупресиращи. По-скоро нашето проучване показа преходни, двупосочни ефекти върху имунните маркери, съответстващи на истински многофакторни имуномодулация. Когато се прилага имуномодулатор, може да се предположи, че имунният имунната система става бдителна към съществуващите инфекции и нарушения в организма. При здрав човек нормален възрастен човек, инфекциозното и токсичното присъствие в организма може да е достатъчно малко, за да се постигне оптимално функциониращата имунна система може да го елиминира сравнително бързо. Следователно NKCC и други параметри на имунната активация биха показали само преходно повишаване. При пациенти с функционално компрометиран имунитет (напр. поради фактори на околната среда или навици на живот) или сериозни заболявания (напр. рак, ХИВ/СПИН или други животозастрашаващи инфекции), имунната е необходимо отговорът на системата към даден имуномодулатор да бъде удължен поради по-голямата злокачествени, инфекциозни и токсични заболявания [17].
Значението на НККК за контролиране на прогресията на канцерогенезата е илюстрирано от
откритието, че някои тумори използват механизми за объркване на NK имунонаблюдението, напр, производство на лиганди на NKG2D рецептора [4]. Освен това е установено, че
потиснатите NKCC са свързани с повишен риск от рак; въпреки това специфичните механизми на имуномодулацията остават неясни [18]. Разработването на ефективни терапевтични стратегии ще изисква голяма работа по изясняването на NKCC in vitro и in vivo; особено в идентифицирането на специфични лиганди, активиращи NK рецепторите.
Изследователите, фокусирани върху биоактивните природни продукти, са идентифицирали различни полизахариди, които притежават имуномодулираща активност [19]. Клинични и лабораторни изследвания са показали ефекти както върху вродената, така и върху адаптивната имунна система, а полизахаридните рецептори са открити върху NK-клетки, Т- и В-лимфоцити, макрофаги, моноцити и други ефекторни клетки [20]. По този начин фракциите или изолатите на РБАК могат потенциално да съдържат лиганди на NK рецептори или аналогични молекулярни видове, които могат да се използват като експериментални сонди. За отбелязване е, че
олигозахаридите, присъстващи в RBAC комплекса, имат структурна хомология със сиалил Lewis x
които са известни лиганди на NK клетъчни рецептори, подобни на лектините, и активатори на NKCC [21;22].
Освен това олигозахаридните молекули могат да функционират като лиганди за естествените рецептори за цитотоксичност
[23].
В редица центрове се полагат изследователски усилия за използване на функциите на NK клетките с цел подобряване на както на пациенти с рак, така и на пациенти с висок риск от развитие на злокачествени заболявания [24]. Терапевтични стратегии, съчетаващи агенти, които активират противотуморната имунна с цитотоксични химиотерапевтични агенти могат да подобрят резултатите от лечението на рака.
Освен това IL-2 предизвиква увеличаване на NKCC по начин, подобен на RBAC, и
комбинирането на двата агента може да доведе до адитивен или синергичен ефект, полезен за лечението на на малигнен меланом и бъбречноклетъчен карцином. Това е от особен интерес, тъй като може да позволи да се намали дозата на IL-2, като по този начин се намали токсичността, без да се компрометира терапевтичната ефикасността. По-нататъшно изясняване на клетъчните и молекулярните механизми, участващи в противотуморната имунния отговор. Като се има предвид, че метастазите са причина за 90 % от смъртните случаи от рак при хората [25], RBAC или подобни имуномодулатори могат да позволят разработването на истински превантивни противоракови стратегии чрез оптимизиране на NKCC. Това потенциално би могло да даде възможност за трансформиране на клетки при клинично неоткриваеми стадий на канцерогенеза и циркулиращите туморни клетки (ЦТК) да бъдат елиминирани преди тяхното да се превърнат в първични или метастатични тумори. Това носи значителен потенциал за подобряване на
резултатите в клиничната и хирургичната онкология, където пациентите имат съществуващи CTCs и/или развиват CTCs вторично в резултат на механични нарушения на злокачествените тъкани [26;27].
По този начин резултатите от нашето проучване предполагат, че имуномодулацията на RBAC заслужава по-нататъшно при хора; по-специално при наличие на състояния, при които имунната система е и/или функционално компрометирана, напр. тютюнопушене, грип, ХИВ/СПИН и
рак. Очакваме, че RBAC може да: (а) да улесни унищожаването на злокачествени и вирусно инфектирани клетки, (б) да повиши активността на имунните ефекторни клетки, (в) да оптимизира функцията на имунната система, и (г) да подобри възстановяването на гостоприемника, дългосрочното поддържане на здравето и цялостното качество на живот.
Ограничения. Резултатите от това проучване са ограничени от малкия размер на извадката. По-голяма извадка може да доведе до още по-значими резултати за NKCC, цитокини и растежни фактори в освен това да се засили още повече разликата в резултатите между двете групи на дозиране. Той не беше възможно да се определи обективно спазването на протокола, тъй като съставът на RBAC комплекс не се поддава лесно на оценка на метаболитите. Въпреки че установихме, че най-висок пик в NKCC на 1 седмица и в повечето от цитокините и растежните фактори на 30 дни, се период на проследяване от 6 до 12 месеца с продължително прилагане на RBAC би могъл да изясни способността на RBAC да модулира функцията на имунната система за продължителен период от време.
ЗАКЛЮЧЕНИЯ
В обобщение, RBAC се понася добре от всички участници. Всички субекти завършиха всички без да съобщава за нежелани събития, а оценките са извършени своевременно по подходящ начин. Добавката обикновено е била безопасна за субектите в двете групи на дозиране според
измерванията на креатинина, общия протеин, общия билирубин, ALT, AST и ALP. RBAC демонстрира солидна имуномодулираща активност със значителни отговори при NKCC и девет от дванадесетте
цитокини и растежни фактори. Не бяха установени статистически разлики между двете дозировки групи в измерените параметри. Следователно двете дози, препоръчани от
производителя на РБАК (т.е. 1 грам/ден и 3 грама/ден) изглеждат еквивалентни по отношение на
по отношение на наблюдаваните ефекти върху NKCC, цитокините и растежните фактори при здрави възрастни. Нашето проучване показа преходни, двупосочни ефекти върху имунните маркери, съответстващи на истинските многофакторна имуномодулация. Важна тенденция, отбелязана в профилите на активност на няколко имуномодулатори от природни продукти е тази на „оптимизация“ или истинска имуномодулация, а не а не просто повишаване или понижаване на имунния отговор. По този начин здравият се очаква отговорът на здравия човек към даден имуномодулатор да се различава значително от отговора на реакция по време на заболяване като грип, ХИВ/СПИН или рак. Необходими са още проучвания, за да се сравни ролята на NKCC и на цитокините и растежните фактори. след прием на РБАК, за да се очертае допълнително селективното и продължително активиране на NK на RBAC. И накрая, резултатите от това проучване при здрави хора показват, че имуномодулиращата активност на RBAC трябва да бъде проучена в условия, при които човешката имунна система система е функционално компрометирана: напр. тютюнопушене, рак, ХИВ/СПИН и др.
RBAC може не само да улесни унищожаването на туморните и заразените с вируси клетки, но и да увеличи активността на имунните ефекторни клетки и може да подобри възстановяването на гостоприемника, дългосрочното здраве и цялостното качество на живот чрез оптимизиране на функцията на имунната система.
Списък на съкращенията
естествен убиец (NK), NK клетъчна цитотоксичност (NKCC), интерферон-гама (IFN-γ), туморна некроза фактор-алфа (TNF-α), моноцитен хемотактичен протеин-1 (MCP-1), интерлевкини (IL) 2-10, оризови трици арабиноксиланово съединение (RBAC), аланин трансаминаза (ALT), аспартат аминотрансфераза (AST), алкална фосфатаза (ALP), диоктадецилоксакарбоцианин перхлорат (DiO), пълна среда (CM), пропидиев йодид (PI), ефектор-цел (E:T), съдов ендотелен растежен фактор (VEGF), епидермален растежен фактор (EGF), дисперсионен анализ (ANOVA), стандартно отклонение (SD), средна стойност (M), стандартна грешка (SE), доверителен интервал (CI) и циркулиращи туморни клетки (CTCs)
Конкурентни интереси: Karriem H. Ali е получил доходи от Daiwa Pharmaceutical Inc., като
като член на нейния научен консултативен съвет. Никой от другите автори няма конкурентни интереси. да докладват.
Принос на авторите: Али, Астана, Уулгър, Уолфсън, Макданиъл и Луис, и
Мисис Мелило и Леонард са допринесли за разработването на проучването. Д-р Али, д-р Астана, д-р Уулгър,
Wolfson, McDaniel и Lewis допринесоха за написването на статията. Д-р Али, д-р Астана,
Уолфсън и Люис, както и госпожите Мелило и Леонард допринесоха за анализа на данните.
Благодарности и финансиране: Благодарим на всички доброволци за участието им
в осъществяването на това проучване. Това проучване беше подкрепено с дарение от Daiwa Pharmaceutical Inc., Токио, Япония, която е производител на RBAC, и средства за научни изследвания и обучение от Лабораторията за клинични и биологични изследвания към Университета в Маями, Miller School of Medicine. Daiwa Pharmaceutical Inc. не е участвала в разработването на това проучване.
СПОРАЗУМЕНИЯ
1. Carayannopoulos LN, Yokoyama WM: Recognition of infected cells by natural killer
клетки. Curr Opin Immunol 2004, 16:26-33.
2. Lee SH, Miyagi T, Biron CA: Поддържане на NK-клетките във високорегулирана антивирусна война.
Trends Immunol 2007, 28:252-9.
3. Smyth MJ, Hayakawa Y, Takeda K, Yagita H: New aspects of natural-killer-cell
и терапия на рака. Nat Rev Cancer 2002, 2:850-61.
4. Vivier E, Raulet DH, Moretta A, Caligiuri MA, Zitvogel L, Lanier LL, Yokoyama WM,
Ugolini S: Вроден или адаптивен имунитет? Примерът с естествените клетки-убийци. Science
2011, 331:44-9.
5. Kim R, Emi M, Tanabe K: Cancer immunoediting from immune surveillance to immune
бягство. Имунология 2007, 121:1-14.
6. Ghoneum M, Jewett A: Производството на тумор некротизиращ фактор алфа и интерферон-гама
от човешки лимфоцити от периферна кръв чрез MGN-3, модифициран арабиноксилан от ориз.
и синергията му с интерлевкин-2 in vitro. Cancer Detect Prev 2000, 24:314-24.
7. Ghoneum M: Anti-HIV активност in vitro на MGN-3, активиран арабиноксилан от оризови зърна.
от оризови трици. Biochem Biophys Res Commun 1998, 243:25-9.
8. Ghoneum M, Abedi S: Enhancement of natural killer cell activity of aged mice by
модифициран арабиноксилан от оризови трици (MGN-3/Biobran). J Pharm Pharmacol 2004, 56:1581-8.
9. Ghoneum M, Matsuura M: Augmentation of macrophage phagocytosis by modified
арабиноксилан оризови трици (MGN-3/Biobran). Int J Immunopathol Pharmacol 2004, 17:283-
92.
10. Markus J, Miller A, Smith M, Orengo I: Метастатичен хемангиоперицитом на кожата
лекуван с широка локална ексцизия и MGN-3. Dermatol Surg 2006, 32:145-7.
11. Chang L, Gusewitch GA, Chritton DB, Folz JC, Lebeck LK, Nehlsen-Cannarella SL:
Бърз флоуцитометричен анализ за оценка на активността на клетките естествени убийци. J Immunol
Methods 1993, 166:45-54.
12. Kane KL, Ashton FA, Schmitz JL, Folds JD: Определяне на функцията на естествените клетки убийци
чрез поточна цитометрия. Clin Diagn Lab Immunol 1996, 3:295-300.
13. Sachdeva N, Yoon HS, Oshima K, Garcia D, Goodkin K, Asthana D: Biochip arraybased analysis of plasma cytokines in HIV patients with immunological and virological
и вирусологично несъответствие. Scand J Immunol 2007, 65:549-54.
14. Carr MW, Roth SJ, Luther E, Rose SS, Springer TA: Monocyte chemoattractant protein 1
действа като хемоатрактант на Т-лимфоцитите. Proc Natl Acad Sci U S A 1994, 91:3652-6.
Functional Foods in Health and Disease 2012, 2(7):265-279 Page 279 of 279
15. Xu LL, Warren MK, Rose WL, Gong W, Wang JM: Human recombinant monocyte
хемотактичен протеин и други С-С хемокини се свързват и предизвикват насочена миграция на
дендритни клетки in vitro. J Leukoc Biol 1996, 60:365-71.
16. Allavena P, Bianchi G, Zhou D, van DJ, Jilek P, Sozzani S, Mantovani A: Induction of
естествените клетки убийци от моноцитния хемотактичен протеин-1, -2 и -3. Eur J
Immunol 1994, 24:3233-6.
17. Barbour SE, Nakashima K, Zhang JB, Tangada S, Hahn CL, Schenkein HA, Tew JG:
Тютюн и пушене: фактори на околната среда, които променят отговора на гостоприемника (имунен
система) и оказват влияние върху пародонталното здраве. Crit Rev Oral Biol Med 1997, 8:437-
60.
18. Imai K, Matsuyama S, Miyake S, Suga K, Nakachi K: Natural cytotoxic activity of
на лимфоцитите от периферната кръв и честотата на раковите заболявания: 11-годишно проследяване на
населението. Lancet 2000, 356:1795-9.
19. Tzianabos AO: Polysaccharide immunomodulators as therapeutic agents: structural
аспекти и биологична функция. Clin Microbiol Rev 2000, 13:523-33.
20. Di RL, Yefenof E, Klein E: Функцията на човешките NK клетки се засилва от бета-глюкан,
лиганд на CR3 (CD11b/CD18). Eur J Immunol 1991, 21:1755-8.
21. Higai K, Ichikawa A, Matsumoto K: Свързване на сиалилов Lewis X антиген с лектиноподобни
на NK клетките индуцира цитотоксичност и тирозиново фосфорилиране на 17-kDa
протеин. Biochim Biophys Acta 2006, 1760:1355-63.
22. Ohyama C, Kanto S, Kato K, Nakano O, Arai Y, Kato T, Chen S, Fukuda MN, Fukuda
M: Клетките естествени убийци атакуват туморни клетки, експресиращи високи нива на сиалил Lewis x
олигозахариди. Proc Natl Acad Sci U S A 2002, 99:13789-94.
23. Wu P, Wei H, Zhang C, Zhang J, Tian Z: