Implications of dibenzyl trisulphide for disease treatment based on its mode of action / Implicaciones del trisulfuro de dibencilo para el tratamiento de enfermedades a partir de su modo de acción

Studies conducted on the secondary metabolite (natural product), dibenzyl trisulphide (DTS), which was isolated from the sub-tropical shrub Petiveria alliacea (guinea hen weed, anamu) [Phytolaccaceae] have shown tremendous pharmaceutical promise as a drug prototype. This is now reflected in the development of the broad spectrum anti-cancer molecule, fluorapacin (bis(4-fluorobenzyl) trisulphide) which has an excellent safety profile. The mode of action elucidated for DTS is the mitogen activated protein extracellular regulated kinases 1 and 2 (MAPKinases ERK 1 and ERK 2). The MAPKinase signal transduction biochemical pathways are important in the regulation of a wide range of cellular processes which are important in disease establishment. These processes include: cancer cell proliferation, nerve repair, memory enhancement, autoimmune diseases, which are linked to thymic cell involution and bone marrow functions, cerebrovascular and cardiovascular diseases. In addition to the MAPkinase signal transduction mode of action, DTS also prevents the denaturation of serum albumin which is a feature of nonsteroidal anti-inflammatory drugs, thus supporting the molecule's possible role in the treatment of inflammatory ageing diseases.

Los estudios realizados sobre el metabolito secundario (producto natural), trisulfuro de dibencilo (TSD), que fue aislado del arbusto subtropical Petiveria alliacea (hierba de guinea, anamú) [Phytolaccaceae] muestran que se trata de una tremenda promesa farmacéutica como prototipo de droga. Esto se refleja actualmente en el desarrollo de la molécula anticancerígena de amplio espectro, la fluorapacina (bis (4-fluorobencilo) trisulfuro) que posee un excelente perfil de seguridad. El modo de acción para el TSD se explica partiendo de las proteínas quinasas 1 y 2 activadas por mitógenos y reguladas por señales extracelulares (Quinasas MAP ERK 1 y ERK 2). Las vías bioquímicas de transducción de la señal de la quinasa MAP, son importantes en la regulación de una amplia variedad de procesos celulares, importantes a la hora de determinar una enfermedad. Dichos procesos comprenden: la proliferación de la célula cancerosa, la reparación de nervios, el mejoramiento de la memoria, y las enfermedades autoinmunes, vinculadas con la involución tímica y las funciones de la médula, las enfermedades cerebrovasculares y cardiovasculares. Además del modo de acción de las transducción de señales de la quinasa MAP, el TSD previene también la desnaturalización de la albúmina sérica, lo cual constituye una característica de las drogas anti-inflamatorias no esferoidales, apoyando así el posible papel de las moléculas en el tratamiento de las enfermedades inflamatorias en el proceso de envejecimiento.

The in vitro anti-denaturation effects induced by natural products and non-steroidal compounds in heat treated (immunogenic) bovine serum albumin is proposed as a screening assay for the detection of anti-inflammatory compounds, without the use of animals, in the early stages of the drug discovery process / Los efectos de la anti-desnaturalización in vitro inducida por productos naturales y compuestos no esteroidales en la albúmina sérica bovina (inmunogénica) tratada con calor, se proponen aquí como ensayo de pesquizaje para la detección de compuestos inflamatorios sin el uso de animales en las etapas tempranas del proceso de descubrimiento del medicamento

There are emerging ethical issues with regards to the use of animals in the early stages of drug discovery for anti-inflammatory and degenerative diseases from natural products using the activity-directed isolation pathways when many compounds (eg > 100) are present in the crude extract or fraction and are to be tested. The above-mentioned is the main reason for proposing the use of the in vitro anti-denaturation (stabilization) effects of heat treated (immunogenic) bovine serum albumin (BSA) as an assay. Current methods used for detecting and isolating a wide range of anti-inflammatory compounds in the early stages of the drug discovery process utilize a large number of animals. When BSA is heated and is undergoing denaturation, it expresses antigens associated to Type III hyper-sensitive reaction and which are related to diseases such as serum sickness, glomerulonephritis, rheumatoid arthritis and systemic lupus erythematosus. Thus, the assay that is being proposed should be applicable to the discovery of drugs for treating the above mentioned diseases and others, once the compounds stabilize the denaturation process.

Actualmente surgen problemas éticos en relación con el uso de animales en las etapas tempranas del descubrimiento de medicamentos anti-inflamatorios y contra enfermedades degenerativas, a partir de productos naturales, usando vías de aislamiento dirigido por actividad, cuando muchos compuestos están presentes (p.ej. > 100) en la fracción o extracto crudo, y deben ser probados. Lo anterior representa la razón principal para proponer el uso de los efectos de la anti-desnaturalización (estabilización) in vitro de la albúmina sérica bovina (inmunogénica) tratada con calor (ASB) como ensayo. Los métodos corrientes usados para detectar y aislar una amplia gama de compuestos anti-inflamatorios en las etapas tempranas del proceso de descubrimiento del medicamento, utilizan un gran número de animales. Cuando la ASB es calentada y sometida a un proceso de desnaturalización, expresa antígenos en relación con la reacción hipersensitiva de tipo III, relacionada a su vez con enfermedades tales como la enfermedad del suero, la glomerulonefritis, la artritis reumatoide, y el lupus sistémico y eritematoso. De este modo, el ensayo que aquí proponemos debe ser aplicable al descubrimiento de medicamentos para el tratamiento de las enfermedades anteriormente mencionadas y otras, una vez que los compuestos estabilicen el proceso de desnaturalización.

In vitro anti-proliferation/cytotoxic activity of epingaione and its derivatives on the human SH-SY5Y neuroblastoma and TE-671 sarcoma cells / Actividad citotóxica antiproliferativa in vitro de la epingaiona y sus derivados, sobre el neuroblastoma humano sh-sy5y y las células del sarcoma te-671

Epingaione (4-Methyl-1-(5-methyl-2, 3,4,5-tetrahydro-[2,3']bifuranyl-5-yl)-pentan-2-one) was isolated as one of the major lipophilic secondary metabolites from the leaves and stems of Bontia daphnoides L. The compound gave 79.24and 50.83anti-proliferation/cytotoxic activity on the human SH-SY5Y neuroblastoma and TE-671 sarcoma cells in vitro at 50 pg/mL, respectively. Epingaione was transformed into eleven derivatives under laboratory conditions using ethanol, some gave greater anti-proliferation/cytotoxic activity on the cancer cell lines tested. One of the derivatives (compound 2) with enhanced cytotoxic activity was elucidated as 5'-Ethoxy-5-methyl-5-(4-methyl-2-oxo-pentyl)-2,3,4,5-tetrahydro-5'H-[2,3']bifuranyl-2'-one. Both epingaione and compound 2 caused an accumulation of arrested or dead SH-SY5Y neuroblastoma in the m-phase of the cell cycle as revealed by the m-phase specific marker KE 67.

La epingaiona (4-Metil-1-(5-metil-2,3,4,5-tetrahidro-[2,3']bifuranil-5-il)-pentan-2-uno) fue aislada como uno de los principales metabolitos lipofilicos secundarios de las hojas y tallos de Bontia daphnoides L. El compuesto produjo 79.24 % y 50.83 % de actividad citotóxica/anti-proliferación sobre el neuroblastoma humano SH-SY5Y y las células del sarcoma TE-671 in vitro a 50 µg/mL, respectivamente. La epingaiona fue transformada en once derivados en condiciones de laboratorio, utilizando etanol. Algunos produjeron mayor actividad citotóxica y antiproliferativa sobre las líneas celulares cancerosas sometidas a ensayo. Uno de los derivados (compuesto 2) de elevada actividad citotóxica fue identificado como 5'-Etoxi-5-metil-5-(4-metil-2-oxo-pentil)-2,3,4,5-tetrahidro-5'H- [2,3']bifuranil-2'-uno. Tanto la epingaiona como el compuesto 22 causaron una acumulación de neuroblastomas SH-SY5Y muertos o detenidos en la fase m del ciclo celular, según lo revela el marcador KE 67 específico de la fase m.

In vitro anti-proliferation/cytotoxic activity of sixty natural products on the human SH-SY5Y neuroblastoma cells with specific reference to dibenzyl trisulphide

Sixty natural products belonging to the following structural classes: artemisinins, coumarins, flavonoids, tannins, tetrahydroberberine alkaloids, tetracyclic triterpenes, tetranortriterpenoids and polysulphides were screened against the human SH-SY5Y neuroblastoma cell line revealing differences in their effects on cell morphology and in anti-proliferation/cytotoxic activity. Based on the data obtained, dibenzyl trisulphide is the most effective anti-proliferative/cytotoxic compound. In addition, we hereby propose the human SH-SY5Y cell line as a sensitive and uncomplicated in vitro test system for detecting compounds with potential anti-proliferation/cytotoxic activity

In vitro anti-proliferation/cytotoxic activity of cantharidin (Spanish Fly) and related derivatives

The anti-cancer therapeutic promise of cantharidin is limited because of its high mammalian toxicity. In order to find new anti-cancer lead compounds with reduced toxicity of the cantharidin prototype, the following seven derivatives were screened against the human SH-SY5Y neuroblastoma and MCF-7 breast cancer cells in vitro: 2,3-dimethyl-7-oxabicylo-[2.2.1]heptane-2,3-dicarboxylic anhydride (cantharidin) [1], 1-cyclohexen-1,2-dicarboxylic anhydride [2], cis-4-cyclohexen-1,2-dicarboxylic anhydride [3], cis-1, 2-cyclohexanedicarboxylic anhydride [4], exo-7-oxabicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2-3 dicarboxylic anhydride [5], exo-7-oxabicyclo[2.2.1]heptane-2,3-dicarboxylic anhydride (norcantharidin) [6], and (S)-(-)-O-acetylmalic anhydride [7]. Cantharidin, was found to be the most effective anti-proliferative compound on both cell lines. However, on the human neuroblastoma cells cantharidin was of equal toxicity to compound [6]. Mode of action studies revealed that cantharidin inhibited growth factor-mediated activation of mitogen activated protein kinase (MAPkinase) and attenuated the de-phosphorylation of the extracellular regulated kinases 1 and 2 (erk1 and erk2)