Estudio sobre el momento de la recolección y la actividad anticancerígena de distintas variedades de higo en función de los componentes flavonoides
Ficus carica L. es un árbol frutal caducifolio de clima templado perteneciente al género Ficus de la familia Moraceae. Es originario de las cuencas de los ríos Éufrates y Tigris y es uno de los primeros frutales cultivados domesticados por el hombre, con una historia de plantación de más de 10000 años. Se ha demostrado que los flavonoides son un potencial antioxidante natural con efectos antibacterianos y antitumorales. Las raíces, los tallos, las hojas y los frutos de los higos pueden utilizarse como medicamentos. En la década de 1950, Ullman propuso que tratar los intestinos de los animales con leche de higo externa puede causar importantes daños capilares, que pueden provocar la muerte del animal en casos graves; pero si se toma por vía oral, no hay toxicidad. Se aislaron cuatro componentes activos de la leche de higo, de los cuales dos componentes se inyectaron por vía subcutánea o intravenosa para inhibir el crecimiento del sarcoma trasplantado en ratones. Posteriormente se confirmó que la emulsión de higo podía inhibir significativamente el crecimiento de células primarias de cáncer de mama en ratones, provocar la necrosis de células cancerosas, retrasar la aparición de adenocarcinoma, leucemia mieloide, linfosarcoma y sarcoma trasplantados, y provocar la degeneración del sarcoma. En China, Wang et al. informaron por primera vez de que los extractos de raíces, tallos, hojas y frutos de higuera (incluidos los frutos jóvenes y maduros) mostraban una actividad inhibidora significativa contra el sarcoma S180, el cáncer de pulmón, el cáncer de hígado y el carcinoma de ascitis de Ehrlich. Suministraron extracto de agua de higo a ratones portadores de tumores o a pacientes con cáncer, lo que puede mejorar la función inmunitaria de los sujetos experimentales. Por lo tanto, se sugiere que los preparados de higo pueden utilizarse como fármaco adyuvante natural y no tóxico para aliviar el dolor de los pacientes de quimioterapia y radioterapia y mejorar su calidad de vida. Sin embargo, aún no se han dilucidado los ingredientes anticancerígenos eficaces de los higos. Takeuchi et al. propusieron por primera vez que el benzaldehído es el principal componente anticancerígeno de los higos. Yin et al. creen que el efecto anticancerígeno de los higos es el resultado de la acción combinada de compuestos de cumarina, benzaldehído y compuestos aromáticos de moléculas pequeñas de anillo furano, siendo el benzaldehído sólo uno de los potenciadores o moléculas orgánicas activas. Posteriormente, se descubrió que los polisacáridos del higo tienen actividad anticancerígena. Sin embargo, la estructura de los polisacáridos es compleja, y su relación con la actividad antitumoral requiere una mayor exploración. Por otro lado, la relación entre los flavonoides y el anticáncer ha atraído la atención. Sharada et al. propusieron que la morina, una sustancia flavonoide presente en los higos, puede inhibir el desarrollo de cáncer de colon inducido por 1,2-dimetilhidrazina (DMH) en ratas. Faltan informes de seguimiento de esta investigación. Debido a las numerosas variedades de higos, las hojas de los frutos que maduran en diferentes etapas pueden tener diferentes funciones. Por lo tanto, este estudio recolectó hojas de tres variedades de higo de julio a noviembre de 2019, extrajo y refinó los flavonoides, y estudió la actividad inhibidora de los flavonoides de higo sobre la proliferación de células cancerosas humanas en diferentes meses. Se exploró el mecanismo anticancerígeno de los flavonoides del higo y se analizó la relación entre las sustancias flavonoides y la actividad anticancerígena, con el fin de proporcionar una base teórica para la aplicación y el desarrollo de los flavonoides del higo en la medicina anticancerígena.

Los flavonoides son una serie de compuestos formados por dos anillos bencénicos unidos por tres átomos de carbono. Tienen una estructura C6-C3-C6, son insolubles o insolubles en agua y son fácilmente solubles en disolventes orgánicos como el metanol, el etanol y el acetato de etilo. Por lo tanto, el extracto alcohólico de higo e incluso el vino de higo contienen cierta cantidad de flavonoides y tienen actividad anticancerígena. En cuanto a los efectos antitumorales, Bai et al. utilizaron extracto de etanol de higuera para inyectar intraperitonealmente ratones portadores del tumor sólido S180 y descubrieron que tenía un efecto inhibidor significativo sobre el crecimiento del sarcoma, aumentaba el índice orgánico y mejoraba el porcentaje de linfocitos T, lo que sugiere que el extracto de etanol de higuera puede tener efectos antitumorales al mejorar la función inmunitaria de los ratones portadores del tumor. Este es el primer informe sobre la inhibición de tumores animales por los flavonoides del higo. En este experimento, observamos que los flavonoides de las hojas de higuera tenían una actividad inhibidora significativa sobre la proliferación de células de cáncer gástrico humano SGC-7901, pero tenían efectos relativamente bajos sobre la proliferación de células de cáncer gástrico BGC-823 y de cáncer de hígado Hepg-2 (véase la figura 1). A partir de los efectos anticancerígenos extraídos de las hojas recolectadas de distintas variedades en distintos meses, puede observarse que la tasa de inhibición de los flavonoides en las células SGC-7901 es mayor en las hojas de 'Braunschweig' en agosto, mientras que las tasas de inhibición de los flavonoides en las hojas de otras variedades y meses son relativamente bajas (véase la Tabla 2). Parece que sólo los flavonoides de las hojas de higuera de variedades y meses específicos tienen un efecto significativo sobre la proliferación de células tumorales específicas. Algunas personas han sugerido que el extracto etanólico de cordyceps cicada tiene la mayor tasa de inhibición sobre la proliferación de células cancerosas en SGC-7901. Los resultados de este experimento son similares. A medida que aumentaba la concentración de flavonoides en las hojas de higuera, disminuía el número de células SGC-7901 de cáncer gástrico, se hacían más cortas y arrugadas, se desprendían gradualmente de la placa celular y su efecto inhibidor mostraba un efecto dosis (véase la figura 2). Esto proporciona una base teórica para determinar el momento de recolección de las hojas de higuera y desarrollar los efectos anticancerígenos de los flavonoides.
Hemos utilizado la citometría de flujo por primera vez para observar la inducción de la apoptosis celular por flavonoides en hojas de higuera (ver Figura 3). A una concentración de flavonoides de 200 μ g/mL, la tasa total de apoptosis de las células fue de 39,08%; Cuando la concentración alcanzó 1600 μ g/mL, la tasa total de apoptosis alcanzó 83,60%. Basándose en esto, la concentración semi letal de los flavonoides de higuera en las células SGC-7901 se calculó en 577 25 μ g/mL. Esto es similar a la concentración semi inhibitoria de 653 μ g/mL propuesto por Purnamasari et al. para Huh7it células de cáncer de hígado en extracto de metanol de higo. Ellos encontraron que el extracto de metanol de hojas de higuera puede inhibir la proliferación de células de cáncer de hígado, promover la apoptosis, y conducir a la necrosis celular. La apoptosis implica la activación, expresión y regulación de una serie de genes, incluyendo principalmente las vías mitocondriales endógenas y las vías exógenas reguladoras de los receptores de muerte. La disminución del potencial de membrana mitocondrial es un acontecimiento característico de la apoptosis temprana dependiente de las mitocondrias. Garc í a-Zepeda et al. demostraron que el resveratrol induce una disminución del potencial de membrana mitocondrial en líneas celulares de cáncer de cuello uterino y promueve la apoptosis de las células cancerosas. En este experimento se observó que los flavonoides del higo reducían el nivel de potencial de membrana mitocondrial de las células de cáncer gástrico humano SGC-7901 (véase la figura 4). Esto indica que los flavonoides de las hojas de higuera promueven la apoptosis al inducir una disminución de los niveles de potencial de membrana mitocondrial en las células SGC-7901.
También observamos el efecto inhibidor de los flavonoides de las hojas de higuera en el ciclo celular de las células cancerosas y descubrimos que bloquean principalmente la mitosis de las células SGC-7901 en la fase S, con algunas en la fase G2 (véase la figura 5). Se ha informado de que la capsaicina puede bloquear las células de cáncer de endometrio en la fase S y provocar un aumento de la tasa de apoptosis. Según las investigaciones, el mecanismo anticancerígeno de la capsaicina consiste en inhibir la expresión de las proteínas quinasas dependientes del ciclo celular CDK2, CDK4 y CDK6. Los derivados de aminoácidos flavonoides sintetizados artificialmente también pueden inhibir la fase G2/M del ciclo celular del cáncer gástrico MGC-803, al tiempo que reducen la expresión de la proteína antiapoptótica Bcl-2 y aumentan la expresión de la proteína proapoptótica Bax, desencadenando así la apoptosis celular. Este experimento analizó el mecanismo de los flavonoides del higo que inhiben la apoptosis en las células SGC-7901 a nivel del ARNm. Descubrimos que la expresión de los genes CDK1, CDK2, CDK6 y CyclinD1 en las células SGC-7901 tratadas con flavonoides de hoja de higuera disminuía significativamente, mientras que la expresión de E2F1 aumentaba (véase la Figura 6B). En varios tejidos tumorales, las CDK se encuentran en un estado anormalmente activado, y la inhibición de la expresión de las CDK puede suprimir la proliferación tumoral incontrolada. Además, el tratamiento con flavonoides en hojas de higuera también afectó a la expresión de los genes supresores de tumores P53 y Bax, así como al oncogén Bcl-2 (véase la Figura 6A). Entre estos tres genes, Bax y Bcl-2 pertenecen a la misma familia genética. Entre ellos, Bcl-2 promueve el ciclo celular, mientras que Bax y Bcl-2 forman un dímero proteico que antagoniza la actividad de este último, inhibe el ciclo celular y provoca la apoptosis celular. Según los informes, los flavonoides del loto de las nieves Tianshan pueden aumentar la expresión de CaEs-17Bax y disminuir la expresión de Bcl-2 en células de cáncer de esófago humano, induciendo así la apoptosis celular. Los flavonoides observados en las hojas de higuera promueven la expresión de los genes supresores de tumores P53 y Bax, mientras que inhiben la expresión del gen supresor de tumores Bcl-2. Esto sugiere que el efecto inductor de la apoptosis de los flavonoides de las hojas de higuera en la línea celular de cáncer gástrico SGC-7901 puede lograrse regulando la expresión de los genes Bax, P53 y Bcl-2 relacionados con la apoptosis.
Con el fin de explorar los principios activos específicos de los flavonoides de la hoja de higuera en la inhibición de la proliferación de las células SGC-7901 del cáncer gástrico, seleccionamos tres muestras ("Branrick" en agosto, "Masyutaofen" en septiembre, y "Bojihong" en septiembre) para el análisis cualitativo y cuantitativo LCMS/MS basado en los diferentes efectos inhibidores de los flavonoides de la hoja de higuera en la proliferación de las células SGC-7901 del cáncer gástrico humano en diferentes variedades y meses. Tras el cribado, se obtuvieron 12 metabolitos diferenciales altamente correlacionados con la tasa de inhibición del cáncer (ver Tabla 3). Entre ellos, existe una correlación positiva altamente significativa entre la tasa anticancerígena de la narcissina y los flavonoides del higo. Se ha informado de que el narcisósido tiene actividad antiviral y también es de gran importancia en la prevención y el tratamiento de enfermedades de conformación proteica como la enfermedad de Alzheimer, la diabetes de tipo II, la enfermedad de Parkinson, etc. Recientemente, se propuso que el narcissoside podría utilizarse para prevenir y tratar la COVID-19. Sin embargo, queda por estudiar si tiene efectos anticancerígenos. Los resultados de la Tabla 3 también indican una correlación significativa entre la isoquercetina y el índice anticancerígeno de los flavonoides de la higuera. Se ha informado de que la isoquercetina puede inhibir significativamente la expresión de miR-23a en el tejido del glioma, suprimiendo así la proliferación de células cancerosas. Por lo tanto, la relación entre la isoquercetina de las hojas de higuera y la actividad antitumoral merece una mayor investigación. En tercer lugar, la melanina puede inhibir el crecimiento de las células tumorales y se produce en la fase S del ciclo celular. Pero también hay quien cree que el bloqueo se produce en la fase G2/M. En este estudio también se detectó la presencia de melanina, y el coeficiente de correlación entre su contenido y la tasa anticancerígena fue r= 9923, P=0,08. Aunque no alcanzó el nivel de 0,05, está muy cerca. Además, observamos que los flavonoides de las hojas de higuera inhibían el efecto del ciclo celular de las células SGC-7901 en la fase S. Esto es similar a los resultados anteriores. Dado que los higos pertenecen al género Ficus de la familia Moraceae, merece la pena seguir estudiando si esta sustancia flavonoide está relacionada con la actividad anticancerígena de los higos. Además, también observamos 2 Los contenidos de ácido 6-dihidroxibenzoico, vanilofenona, cloruro de cianidina-3-O-rutinósido, antocianinas, epicatequina, sinapina, etc. se correlacionaron significativamente con la tasa anticancerígena de los flavonoides del higo (véase la Tabla 3). Se ha informado de que las catequinas tienen efectos inhibidores sobre el cáncer de hígado humano. Sin embargo, en este experimento, observamos que el efecto inhibidor de los flavonoides de la hoja de higuera sobre el cáncer de hígado HepG-2 era relativamente bajo (véase la Figura 1), lo que sugiere que su efecto inhibidor sobre el SGC-7901 puede no estar relacionado con la epicatequina. La relación entre otros metabolitos y los efectos anticancerígenos apenas se conoce en la actualidad.
En resumen, en este artículo se analizó en primer lugar la eficacia inhibidora de los flavonoides sobre la proliferación de diferentes líneas celulares cancerosas en las hojas de tres variedades, entre ellas 'Branrick', 'Masyutaofen' y 'Bojihong', de julio a noviembre. Se descubrió que la variedad de higuera 'Branrick' tenía el mayor índice inhibitorio de flavonoides sobre el cáncer gástrico SGC-7901 en agosto. A medida que aumenta la concentración de flavonoides, disminuyen la densidad y la adhesión de las células cancerosas, disminuye el número de células vivas y aumenta la proporción de células muertas y células apoptóticas tardías. Las investigaciones sobre el mecanismo de inhibición del cáncer han demostrado que los flavonoides de las hojas de higuera bloquean el ciclo celular en la fase S y una pequeña cantidad en la fase G2. El potencial de membrana mitocondrial de las células disminuye significativamente, y los niveles de expresión de los genes pro apoptóticos Bax y p53, así como del gen regulador del ciclo celular E1F2, aumentan significativamente. Los niveles de expresión del gen antiapoptótico Bcl-2, así como de los genes relacionados con el ciclo celular Cy-clinD1 y CDKs, disminuyen significativamente. Estos son mecanismos importantes por los que los flavonoides de la hoja de higuera promueven la apoptosis de las células cancerosas. Además, con la ayuda de la tecnología LC-MS/MS y los análisis relacionados, investigamos varios metabolitos diferenciales altamente correlacionados con los índices de inhibición del cáncer, como la narcissina, el isorhamnósido y el pigmento de morera. Esto abre nuevos horizontes para el desarrollo de fármacos anticancerígenos para las hojas de higuera en el futuro.