Click to order

Доклинические исследования

Противоопухолевая активность обогащенной селеном микроводоросли A. platensis в сочетании с полифенолами, витамином Е и супероксиддисмутазой
Салуа Димасси, Анри Ореаль, Катрин Рива
Университет г. Авиньон, LaPEC EA4278, F-84000, г. Авиньон, Франция
Лаборатория Vita Api, Ла-Сен-сюр-Мер, Франция
Опубликовано в научном издании Annals of Oncology
https://www.annalsofoncology.org/article/S0923-7534(19)66421-5/fulltext
Актуальность исследования
Микроводоросль A. platensis, широко применяемая в качестве пищевой добавки, способна к накоплению селена (Se), следового элемента с потенциальной противораковой активностью. Уровень накопления зависит от концентрации и продолжительности обогащения селеном. Данное исследование было посвящено изучению цитотоксического эффекта, проявляемого селеном в неорганической или органической формах, в составе обогащенной селеном A. platensis и в сочетании с антиоксидантным комплексом (состав Ultraselem®).
Методы
В ходе исследования оценивались различные протоколы обогащения селеном. Кроме того, in vitro была протестирована противоопухолевая активность различных форм селена, в том числе в составе Ultraselem®, на линии эпителиальных клеток (СТ26) колоректальной аденокарциномы мыши.
Результаты
Протокол однократного обогащения селеном A. platensis показал лучшие результаты по сравнению с ежедневным обогащением. Обогащенная селеном A. platensis, входящая в состав Ultraselem®, проявила in vitro значительную активность в отношении клеток СТ26: при вводе двух капсул Ultraselem® (50 мкг·л-1 Se) ингибирование роста клеток достигло 30 %, при вводе восьми капсул (200 кг·л-1 Se) - более 90 %. При этом максимально рекомендуемая суточная доза селена не была достигнута.
Вывод
Ultraselem® обладает оригинальным составом, который сочетает в себе противоопухолевые и антиоксидантные свойства, проявляющие высокую эффективность против роста раковых клеток. Таким образом, Ultraselem® может рассматриваться в качестве многообещающего средства в профилактике и лечении раковых заболеваний.
полифенолы, полученные из экстрактов оливкового масла, витамин Е и упероксиддисмутаза
Колоректальный рак является одной из основных причин смерти по всему миру.

На сегодняшний день применение натуральных соединений, обладающих противоопухолевой активностью, выступает одним из перспективных решений в борьбе с раковыми заболеваниями. Селен (Se) - необходимый микроэлемент, выполняющий ряд функций в противовоспалительных процессах (Duntas, 2009), метаболизме гормонов щитовидной железы (Rayman, 2012) и антиоксидантных механизмах (Bermingham et al., 2014; Miller et al., 2001; Tinggi, 2008).

Несколько исследований in vitro, а также ряд доклинических исследований, показали противораковую и химиопрофилактическую активность, проявляемую селеном, в частности, в отношении колоректального рака (Abedi et al., 2018; Jacobs et al., 2004; Li et al., 2008; Whanger, 2004). Кроме того, был выявлен повышенный риск развития колоректального рака у людей с низким содержанием селена в плазме крови (Johnson et al., 2010). Стоит отметить, что селен в неорганической форме хуже усваивается организмом по сравнению с органической, и потому применение органического селена в качестве пищевой добавки представляет особый интерес. Исследования свидетельствуют о том, что продукты питания, обогащенные селеном, более полезны для организма, что можно объяснить лучшей биодоступностью селена и/или их иной метаболической конверсией (Steinbrenner et al., 2013).

По имеющимся данным, Arthrospira platensis, также известная как спирулина, легко поддается обогащению селеном и может с успехом применяться для ввода селена в рацион питания (Chen et al., 2006; Mosulishvili et al., 2002). Эту цианобактерию (сине-зеленую водоросль) в течение нескольких десятилетий использовали в качестве источника питательных веществ ввиду ее высокой пищевой ценности: она богата белками, углеводами, минералами, витаминами, пищевыми волокнами и пигментами (Clement, 1975; Wells et al., 2017). Более того, в некоторых исследованиях сообщалось об интересных антибактериальных (Kaushik and Chauhan, 2008), противовирусных (Azabji-Kenfack et al., 2011; Hayashi et al., 1996), противовоспалительных (Ku et al., 2013) и антиоксидантных (Piñero Estrada et al., 2001) свойствах спирулины.

В дополнение к этому, ранее мы установили, что обогащенная селеном A. platensis проявляет особый антиоксидантный эффект и потенцирующую противоопухолевую активность при ее совместном применении с противоопухолевыми препаратами (Riva and Oreal, 2016).

В других исследованиях выдвигалась теория о том, что селен может проявлять синергетическую противоопухолевую активность в сочетании с витамином Е (Ledesma et al., 2011; Zu and Ip, 2003) и полифенолами (Niedzwiecki et al., 2016).
Введение. Колоректальный рак
Таким образом, целью данного исследования была оценка противоопухолевой активности обогащенной селеном A. platensis в сочетании с полифенолами, витамином Е и супероксиддисмутазой (СОД) в отношении клеток колоректального рака в условиях in vitro.
полученными из экстрактов оливкового масла
Ultraselem®, патент № FR2947179A1
Клетки колоректального рака линии СТ26 обрабатывались in vitro различными препаратами A. platensis или A. platensis, обогащенной либо одной дозой селена (протокол 1, введение 0,15 г·л-1), либо прошедшей ежедневное обогащение селеном (протокол 2, 0,15 г·л-1 x 7 дней). Затем часть биомассы A. platensis проходила фильтрацию согласно процедуре, описанной в части «Материалы и методы». Другая часть биомассы фильтрации не подвергалась.

Препарат необогащенной A. platensis, прошедший или не прошедший фильтрацию, не оказал никакого эффекта на жизнестойкость клеток СТ26 (Рис. 1А и 1В). При инкубации клеток СТ26 с фильтрованными A. platensis мы наблюдали медленное, но значительное уменьшение жизнестойкости клеток в группах, обработанных A. platensis, обогащенной по протоколу 1 (78,8 %) и 2 (66,8 %), по сравнению с клетками, обработанными необогащенной микроводорослью, или необработанными клетками в контрольной группе.

Стоит отметить, что при использовании нефильтрованных препаратов обогащенной A. platensis жизнестойкость клеток значительно уменьшилась - более чем на 95 % по обоим протоколам обогащения (жизнестойкость клеток 4,18 % и 1,42 % по протоколу 1 и 2, соответственно) (Рис. 1В).
Результаты
Действие различных препаратов обогащенной селеном A. platensis на жизнеспособность раковых клеток
Рис. 1. Действие различных препаратов обогащенной селеном A. platensis на жизнестойкость раковых клеток. Клетки СТ26 обрабатывались препаратом с концентрацией 0,2 г·л-1 фильтрованной (А) или нефильтрованной (В) A. platensis, прошедшей или не прошедшей обогащение селеном. Обогащение микроводоросли производилось однократным (0,15 г·л-1) или ежедневным введением селена в течение 7 суток (0,15 г·л-1 x7). Данные представлены как среднее ± SEM; *p<0,05, **p<0,01, ****p<0,0001.
Измерение количества органического селена, поглощенного обогащенной селеном A. platensis, и концентрации неорганического селена в фильтратах
Для объяснения существенных расхождений в показателях противоопухолевой эффективности фильтрованных и нефильтрованных препаратов обогащенной селеном
A. platensis была измерена внутриклеточная концентрация селена (органический Se), содержащегося в A. platensis, и внеклеточная концентрация селена (неорганический Se) в фильтратах по истечении пятого и седьмого дня обогащения согласно обоим протоколам.

Как показано в Табл. 1, в случае с органическим селеном, содержащимся в A. platensis, результаты заметно отличались по обоим протоколам: внутриклеточная концентрация селена составляла 70±7 мг·кг-1 и 188±56 мг·кг-1 после обогащения по протоколу 1 и 2, соответственно. Несмотря на то, что доза вводимого селена по протоколу 2 была в 7 раз больше по сравнению с протоколом 1, количество поглощенного селена было лишь в 2,6 раза выше.
Табл. 1. Измерение концентрации селена в препарате обогащенной селеном A. platensis по завершении протоколов обогащения. Внутриклеточная концентрация органического и неорганического селена в фильтратах определялась с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, как описано в разделе «Материалы и методы», по истечении 5 и 7 дня обоих протоколов обогащения.
Цитотоксическая эффективность неорганического селена
Параллельно клетки СТ26 обрабатывались неорганическим селеном (селенит натрия) различной концентрации. Полумаксимальная ингибирующая концентрация (IC50) была достигнута при концентрации селена, равной 480 мкг·л-1 (Рис. 2). Исходя из полученных результатов, мы заключили, что измеренные концентрации неорганического селена в фильтрате обогащенной селеном A. platensis по обоим протоколам обогащения (Табл. 1) вызывали гибель более 95 % клеток. Эти результаты подтверждают наши результаты, полученные при обработке клеток нефильтрованной обогащенной селеном A. platensis, как показано на Рис. 1В.
Полученные результаты дают основание предположить, что значительная часть растворенного селенита натрия (неорганический Se) не была поглощена и преобразована A. platensis в органический селен, оставаясь в состоянии суспензии. Это может служить объяснением существенному ингибированию роста клеток, достигнутому путем их обработки нефильтрованным препаратом A. platensis по сравнению с фильтрованным (Рис. 1). Фактически концентрацию селена оценивали в фильтрате препарата обогащенной селеном A. platensis после завершения обоих протоколов обогащения с целью определения концентрации непоглощенного селена, находившегося в суспензии в неорганической форме. Концентрация селена по завершении протокола обогащения (7 дней) была равна 70±9 мг·л-1 и 440±88 мг·л-1 для протокола 1 и 2, соответственно.
Рис. 2. Действие селенита натрия (неорганический Se) на жизнеспособность клеток СТ26. Жизнеспособность клеток измерялась с помощью МТТ-анализа после их инкубации с селеном в течение 96 часов. Исследования проводились в трех повторах. Данные представлены как среднее ± SD.
Действие Ultraselem® на жизнеспособность раковых клеток
Обогащенная селеном A. platensis, входящая в состав Ultraselem®, проходила обогащение по протоколу 1 (однократный ввод 0,15 г·л-1 селена). Помимо этого, для получения состава Ultraselem® к обогащенной селеном A. platensis был добавлен комплекс, состоящий из витамина Е, полифенолов и СОД.

Для определения цитотоксического эффекта данного состава клетки СТ26 обрабатывались Ultraselem® различной концентрации по методу, указанному в разделе «Материалы и методы». Затем мы наблюдали снижение жизнеспособности клеток СТ26 в зависимости от концентрации состава (Рис. 3). Полумаксимальная ингибирующая концентрация (IC50) была достигнута при 1,48 г·л-1 биомассы (что соответствует концентрации Se 103,6 мкг·л-1). Кроме того, стоит отметить, что рекомендованная суточная доза селена 50 мкг·л-1, соответствующая двум капсулам Ultraselem®, вызывала снижение жизнеспособности клеток на 30 %, а при увеличении концентрации селена > 200 мкг·л-1, что соответствует восьми капсулам Ultraselem®, ингибирование роста клеток превышало 90 %.
Рис. 3. Действие Ultraselem® на жизнеспособность клеток СТ26. Клетки обрабатывались биомассой Ultraselem® различной концентрации. Для каждой из концентраций биомассы фиксировалась соответствующая концентрация селена. Биомасса, соответствующая 2 и 8 капсулам Ultraselem®, отмечена на графике. Жизнеспособность клеток измерялась с помощью МТТ-анализа после их инкубации с биомассой Ultraselem® в течение 96 часов. Исследования проводились в трех повторах. Данные представлены как среднее ± SD.
Обсуждение
Данное исследование было посвящено изучению цитотоксического эффекта, проявляемого cеленом в неорганической или органической форме в составе обогащенной селеном
A. platensis и в сочетании с антиоксидантным комплексом (состав Ultraselem®). Согласно полученным нами результатам, обогащенная селеном A. platensis проявляет in vitro значительную цитотоксичность в отношении клеток рака толстой кишки.

Мы протестировали два различных протокола обогащения селеном и отметили, что протокол однократного обогащения селеном (ввод 0,15 г·л-1) позволяет получить более ценную обогащенную селеном A. platensis по сравнению с ежедневным обогащением. Мы также зафиксировали очень высокую цитотоксичность неорганического селена. Однако по причине низкой биодоступности и потенциальной токсичности по сравнению с органическим селеном в состав Ultraselem® была включена обогащенная селеном A. platensis. Данный состав также включал в себя комплекс, состоящий из витамина Е, полифенолов и СОД. Эти соединения обладают интересными антиоксидантными свойствами.

Согласно нашим исследованиям, при обработке клеток рака толстой кишки дозой Ultraselem®, равной двум капсулам и соответствующей 50 мкг·л-1 селена, наблюдалось цитотоксическое действие с ингибированием роста раковых клеток 30 %, а при обработке дозой, равной восьми капсулам - более 90 %. При этом максимально рекомендуемая суточная доза селена не была достигнута.

Рекомендуемая норма потребления селена составляет 55 мкг/день (для людей от 14 лет и старше). Максимально допустимая доза не должна превышать 400 мкг/день (Institute of Medicine (US) Panel on Dietary Antioxidants and Related Compounds, 2000). Низкий селеновый статус коррелирует с повышенным риском смерти, ослаблением иммунитета и ухудшением когнитивных функций (Rayman, 2012). Несколько клинических исследований изучали возможное воздействие селена на развитие аденокарциномы путем введения в рацион питания селена в чистом виде (Jacobs et al., 2004; Wallace et al., 2003) или селена в совокупности с другими антиоксидантами (Bonelli et al., 2013; Lippman et al., 2009). Некоторые исследования обнаружили значительный защитный эффект против рецидивов колоректальной аденомы, ряд других не выявил никакого эффекта. Данные расхождения можно объяснить различием в исходном селеновом статусе пациентов, как было заявлено в исследованиях, связывающих недостаточный уровень селена в организме по причине его низкой доступности с более высоким риском развития раковых заболеваний (Johnson et al., 2010).

«Исследование селена и витамина Е в профилактике рака» (SELECT) не выявило какого-либо профилактического эффекта при введении селена и витамина Е в рацион питания в случае рака простаты или других видов рака (Klein et al., 2000; Ledesma et al., 2011). Объяснением данных результатов отчасти может служить более высокий базальный селеновый уровень у участников исследования (Steinbrenner et al., 2013). Кроме того, в «Клиническом исследовании о роли питания в профилактике раковых заболеваний» (NPC) говорилось о том, что введение селена в рацион питания значительно сокращало риск развития колоректальной карциномы только у пациентов, чей исходный селеновый уровень в плазме крови составлял < 106 мкг·л-1 (Duffield-Lillico et al., 2002). Данная корреляция также упоминалась в работах ученых «Европейского проспективного исследования взаимосвязи питания и раковых заболеваний» (Hughes et al., 2015).

Фактически основным фактором, определяющим расхождения в базальном уровне селена у пациентов, является содержание селена в почве и, следовательно, в продуктах питания. Именно поэтому потребление селена с пищей значительно разнится в зависимости от региона. Бедные селеном почвы характерны для нескольких европейских стран и отдельных регионов Китая, в то время как в почвах Северной и Южной Америки отмечают высокое содержание селена (Johnson et al., 2010; Steinbrenner et al., 2013). Данные результаты свидетельствуют о целесообразности введения селена в рацион питания при низком базальном уровне селена у населения, как например, в европейских странах.

Мы установили, что обогащенная селеном A. platensis в совокупности с антиоксидантным комплексом оказывает значительное цитотоксическое действие на линии клеток колоректального рака по сравнению с необогащенной микроводорослью, которую мы исследовали ранее на других клеточных линиях (Riva and Oreal 2016). О подобных результатах также упоминается в исследованиях in vivo с использованием обогащенных селеном дрожжей (Abedi et al., 2018). Кроме того, мы сообщали о существенном цитотоксическом действии селенита натрия в чистом виде на жизнеспособность раковых клеток, что соответствует результатам предыдущих работ (Fang et al., 2010; Zhu et al., 2016). Тем не менее, одна из сложностей применения неорганического селена состоит в определении диапазона доз между токсичностью и терапевтической эффективностью.

Как показывают исследования, неорганическая форма селена вызывает однократные разрывы спирали ДНК и гибель клеток путем апоптоза (El-Bayoumy, 2001). Соединения, содержащие органический селен, даже при высоком уровне селена могут вызывать гибель клеток путем апоптоза, не проявляя при этом однократных разрывов спирали ДНК (Cho Dae-Yeon et al., 2008; Samaha et al., 1997).

При обогащении продуктов питания селеном он может преобразовываться в различные соединения, содержащие его органическую форму. К таким соединениям относится селенометионин (SeMet), основное соединение с органическим селеном, накапливаемое микроводорослью и считающееся потенциальным антиканцерогеном (Preedy, 2015). В отличие от неорганического селена соединения с органическим селеном поддаются структурной модификации, что позволяет добиться лучшей химиопрофилактической эффективности при минимальных побочных эффектах. Кроме того, такие соединения обладают более высокой биодоступностью и оказывают на клетку действие, отличное от неорганической формы (Fernandes and Gandin, 2015; Steinbrenner et al., 2013). Высказывались также предположения о том, что обогащенные селеном продукты питания оказывали более благотворный эффект по сравнению с добавками, содержащими органический селен (Richie et al., 2014).

Возможным объяснением этому может служить лучшая биодоступность селена и/или иная метаболическая конверсия в первом случае (Steinbrenner et al., 2013). Обогащенные селеном продукты содержат селенометионин, который является белковым соединением. Он менее подвержен окислительным процессам в отличие от селена в свободной, незащищенной от действия атмосферы форме (Schrauzer, 2009). Эта защита играет также важную роль в усвоении, выведении, распределении в тканях, транспорте и метаболизме селена. По одному из предположений, именно она могла быть причиной безуспешности исследования SELECT, в ходе которого в рацион питания вводили органический селен вместо обогащенных селеном продуктов, как это было в случае с клиническим исследованием NPC (Schrauzer, 2009; Steinbrenner et al., 2013). Стоит отметить, что обогащенные селеном продукты питания содержат помимо селенометионина и ряд других соединений, в состав которых входит органический селен, что, возможно, способствует усилению антиоксидантного и химиопрофилактического эффекта (Chhabra et al., 2018).

Для объяснения защитных свойств селена против колоректального рака были предложены несколько возможных механизмов, включая индукцию апоптоза (Samaha et al., 1997), усиление иммунной функции (McKenzie et al., 1998) и защиту от окислительных повреждений ДНК (Combs and Gray, 1998). Согласно некоторым исследованиям, активные формы кислорода (АФК) являются одним из основных источников эндогенных повреждений ДНК, которые по общепризнанному мнению выступают главной причиной развития раковых заболеваний (Waris and Ahsan, 2006). Следовательно, антиоксиданты, понижающие уровень АФК, могут проявлять химиопрофилактический эффект путем уменьшения генотоксичности и замедления развития рака (Stone et al., 2014). Стоит отметить, что в нашем исследовании мы наблюдали потенцированную антипролиферативную активность, проявляемую Ultraselem®, в состав которого входит обогащенная селеном A. platensis в совокупности с антиоксидантным комплексом (витамин Е, ресвератрол и СОД). Часть селена, проникающего в A. platensis в процессе обогащения, способна накапливаться в виде белков, в частности, посредством включения селена в молекулу цистеина. Это, в свою очередь, ведет к синтезу различных селеноферментов, таких как глутатионпероксидаза, хорошо известный антиоксидантный фермент (Preedy, 2015). В нескольких исследованиях уже упоминалась антиоксидантная активность обогащенной селеном A. platensis (Chen and Wong, 2008; Riva and Oreal, 2016). Витамин Е является основным жирорастворимым антиоксидантом, предохраняющим клеточные мембраны. Он выполняет функцию агента обрыва цепи, акцептора свободных радикалов и ингибитора перекисного окисления липидов, особого биологического процесса, связанного с повреждениями ДНК под действием канцерогенов (Klein et al., 2000). Ресвератрол (полифенол, содержащийся в винограде и вине) является природным соединением с химиопрофилактическими свойствами широкого спектра. Он вызывает значительное ингибирование различных клеточных процессов, относящихся к инициации, промоции и прогрессии злокачественного образования (Berman et al., 2017). Данное действие ресвератрола частично объясняется его высокой антиоксидантной активностью и защитными свойствами против перекисного окисления липидов в клеточных мембранах и повреждений ДНК, вызываемых АФК (Ko et al., 2017).

Супероксиддисмутаза (СОД) играет важную роль в защите организма против вредоносного действия супероксидных радикалов, нейтрализуя их путем превращения в пероксид водорода (McCord and Fridovich, 1969). Несколько исследований in vitro и in vivo, а также ряд клинических исследований, изучали эффективность селена или обогащенных селеном продуктов питания в сочетании с одним или несколькими из этих соединений. Исследования выявили синергетический эффект, проявляемый селеном в сочетании с витамином Е, в ингибировании роста злокачественного образования (Hercberg et al., 1998; Ledesma et al., 2011; Takada et al., 1992). Исследования на животных также свидетельствуют об эффективной супрессии роста злокачественного образования без проявления нежелательного взаимодействия. Кроме того, отмечалось уменьшение уровня окислительных повреждений ДНК по сравнению с использованием селена в чистом виде (Combs and Scott, 1977; Horvath and Ip, 1983). По результатам исследования SELECT, ввод в рацион питания селена и витамина Е не приносит положительного эффекта в профилактике раковых заболеваний. Безуспешность данного исследования, однако, объяснялась методом ввода веществ и исходным селеновым статусом у населения (Steinbrenner et al., 2013). В китайском клиническом исследовании Lixian сообщалось о значительном снижении смертности от онкологических заболеваний и уменьшении случаев рака пищевода/желудка при вводе в рацион питания добавок, содержащих обогащенные селеном дрожжи, витамин Е и β-каротин (Blot et al., 1993; Qiao et al., 2009).

В исследовании SU.VI.MAX, изучавшем совместное действие обогащенных селеном дрожжей, витаминов Е и С, β-каротина и цинка, сообщалось об умеренном/незначительном снижении аболеваемости раком простаты (Hercberg et al., 2004). Кроме того, проводились сследования противоопухолевой активности комплекса, включавшего селен, полифенолы зеленого чая с добавлением аскорбиновой кислоты, лизина, пролина, аргинина, N-ацетилцистеина, меди и марганца, которые продемонстрировал антипролиферативный и противоинвазивный эффект на человеческие клетки рака толстой кишки (Roomi et al., 2005a) и рака груди (Roomi et al., 2005b). Также был отмечен синергетический эффект, проявляемый между различными компонентами, за счет которого усиливалось противоопухолевое действие комплекса Niedzwiecki et al., 2010). В данном исследовании мы обнаружили интересный антипролиферативный эффект, проявляемый in vitro обогащенной селеном A. platensis в сочетании с витамином Е, полифенолами и СОД, в отношении линии клеток колоректального рака. Объяснением этому может служить синергетическое антиоксидантное действие данных компонентов. Мы отметили корреляцию между концентрацией и эффективностью Ultraselem®. Фактически при концентрации, равной двум капсулам Ultraselem®, мы наблюдали умеренную противоопухолевую активность. Данная дозировка соответствует рекомендуемой суточной норме приема селена.

В основе противоопухолевой активности комплекса, возможно, лежит синергетическое антиоксидантное действие селена, витамина Е, полифенолов и СОД. Необходимо отметить, что при максимально рекомендованной суточной дозе Ultraselem®, соответствующей восьми капсулам, мы наблюдали значительное всасывание селена (при этом максимальный суточный уровень всасывания достигнут не был) и высокий цитотоксический эффект: ингибирование роста раковых клеток достигало 90 %. Таким образом, суточный прием восьми капсул Ultraselem® может быть перспективным решением в профилактике и лечении раковых заболеваний.
В заключение стоит сказать, что Ultraselem® обладает оригинальным составом, который сочетает в себе противоопухолевые и антиоксидантные свойства, проявляющие высокую эффективность против роста раковых клеток. Таким образом, Ultraselem® может рассматриваться в качестве многообещающего средства в профилактике и лечении раковых заболеваний. Для подтверждения полученных нами результатов требуется проведение клинических исследований и исследований in vivo.
А. platensis выращивалась по методу, ранее описанному Зарруком (Zarrouk, 1966).
Плотность биомассы определялась по оптической плотности при длине волны 750 нм (Madhyastha and Vatsala, 2007). К обогащению A. platensis селенитом натрия (Na2SeO3, Sigma-Aldrich) приступали при достижении биомассой плотности 2 г·л-1. Продолжительность обогащения составила семь дней в соответствии с данными нашего предыдущего отчета (Riva and Oreal, 2016). Обогащение селеном проводилось по двум различным протоколам: однократный ввод селена в первый день (0,15 г·л-1) и ежедневный ввод селена в течение семи дней (0,15 г·л-1 x 7 дней). Затем обогащенная микроводоросль использовалась для обработки клеток либо напрямую, либо после фильтрации через фильтр с ячейкой 0,2 мкм, либо в составе Ultraselem®. Измерение обогащения селеном A. platensis выполнялось посредством масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) лабораторией Eurofins Analytics (Нант, Франция).

В состав Ultraselem® входила высушенная и обогащенная селеном микроводоросль A. platensis, получаемая по вышеописанному методу. Уровень обогащения селеном составлял 70 мг·кг-1 согласно методу, описанному в заявках на французские патенты № FR1257009 и FR2947179A1. Затем в порошок из микроводоросли добавляли комплекс, состоящий из полифенолов (полифенол из экстракта оливы - 70 г·кг-1, полифенол из винограда - 70 г·кг-1 и ресвератрол), витамина Е (14 г·кг-1) и СОД, получаемой из дыни (14 г·кг-1).
Материалы и методы
Обогащение микроводоросли А. platensis
Клеточная линия (СТ26.WT) рака толстой кишки мыши была получена из Американской коллекции типовых культур (ATCC, г. Роквилл, шт. Мэриленд, США). Клетки выращивались в среде RPMI-1640 (R8758, Sigma-Aldrich, США) с добавлением 10 % эмбриональной телячьей сыворотки (Dutcher), 100 ед.·мл-1 пенициллина-стрептомицина (Sigma-Aldrich), 2,5 мкг·мл-1 амфотерицина В (Sigma- Aldrich) и 0,5 мМ L-глютамина (Sigma-Aldrich) при температуре 37°C во влажной атмосфере с содержанием 5 % CO2. Оценка жизнеспособности раковых клеток выполнялась с помощью анализа на основе 3-4,5- иметилтиазол-2-ил-2,5-дифенилтетразолия бромида (MTT), как было ранее описано в наших работах (Riva and Oreal, 2016).

Если излагать кратко, посев клеток производился в 96- уночные плашки с плотностью 103 кл./пл.. Затем, через 24 часа, их подвергали инкубации с селенитом натрия или A. platensis, обогащенной селеном A. platensis или биомассой Ultraselem® различных концентраций в течение 72 часов. Для каждой из комбинаций были проведены три исследования по меньшей мере в трех повторах. Статистический анализ Анализ данных выполнялся с помощью программного обеспечения SPSS 17.0 (SPSS Inc, г. Чикаго, шт. Иллинойс, США). Все данные были представлены как среднее ± SEM (стандартная погрешность среднего). Сравнение данных между различными группами выполнялось с помощью однофакторного дисперсионного анализа. Ингибирование роста клеток (IC50) в зависимости от концентрации исследуемых веществ определялось по нелинейной регресси.
Исследования жизнеспособности раковых клеток
С. Димасси - научные данные/написание и редактирование статьи;
А. Ореаль - разработка опытов и критический анализ статьи;
К. Рива - разработка опытов, научные данные/написание и редактура статьи.
К. Рива - гарант данной статьи, в связи с чем имеет полный доступ к материалам данного исследования, а также несет ответственность за достоверность и точность указанных в нем данных.
Заявленный вклад авторов
Abedi, J., Saatloo, M.V., Nejati, V., Hobbenaghi, R., Tukmechi, A., Nami, Y., and Khosroushahi, A.Y. (2018). Selenium-Enriched Saccharomyces cerevisiae Reduces the Progression of Colorectal Cancer. Biol. Trace Elem. Res.

Azabji-Kenfack, M., Dikosso, S.E., Loni, E.G., Onana, E.A., Sobngwi, E., Gbaguidi, E., Kana, A.L.N., Nguefack-Tsague, G., Von der Weid, D., Njoya, O., et al. (2011). Potential of Spirulina Platensis as a Nutritional Supplement in Malnourished HIV-Infected Adults in Sub- Saharan Africa: A Randomised, Single-Blind Study. Nutr. Metab. Insights 4, 29–37.

Berman, A.Y., Motechin, R.A., Wiesenfeld, M.Y., and Holz, M.K. (2017). The therapeutic potential of resveratrol: a review of clinical trials. Npj Precis. Oncol. 1, 35.

Bermingham, E.N., Hesketh, J.E., Sinclair, B.R., Koolaard, J.P., and Roy, N.C. (2014). Selenium-enriched foods are more effective at increasing lutathione peroxidase (GPx) activity compared with selenomethionine: a meta-analysis. Nutrients 6, 4002–4031.

Blot, W.J., Li, J.Y., Taylor, P.R., Guo, W., Dawsey, S., Wang, G.Q., Yang, C.S., Zheng, S.F., Gail, M., and Li, G.Y. (1993). Nutrition intervention trials in Linxian, China: supplementation with specific vitamin/mineral combinations, cancer incidence, and disease-specific mortality in the general population. J. atl. Cancer Inst. 85, 1483–1492.

Bonelli, L., Puntoni, M., Gatteschi, B., Massa, P., Missale, G., Munizzi, F., Turbino, L., Villanacci, V., Censi, A.D., and Bruzzi, P. (2013). Antioxidant upplement and long-term reduction of recurrent adenomas of the large bowel. A double-blind randomized trial. J. Gastroenterol. 48, 698–705.

Chen, T., and Wong, Y.-S. (2008). In Vitro Antioxidant and Antiproliferative Activities of Selenium-Containing Phycocyanin from Selenium-Enriched Spirulina platensis. J. Agric. Food Chem. 56, 4352–4358.

Chen, T., Zheng, W., Wong, Y.-S., Yang, F., and Bai, Y. (2006). Accumulation of selenium in mixotrophic culture of Spirulina platensis on glucose Bioresour. Technol. 97, 2260–2265.

Chhabra, G., Singh, C.K., Ndiaye, M.A., Fedorowicz, S., Molot, A., and Ahmad, N. (2018). Prostate cancer chemoprevention by natural agents: Clinical evidence and potential implications. Cancer Lett. 422, 9–18.

Cho Dae-Yeon, Jung Uhee, and Chung An-Sik (2008). Induction of apoptosis by selenite and selenodiglutathione in HL-60 cells: Correlation with cytotoxicity. IUBMB Life 47, 781–793.

Clement, G. (1975). [Production and characteristic constituents of the algae Spirulina platensis and maxima]. Ann. Nutr. Aliment. 29, 477–488.

Combs, G.F., and Gray, W.P. (1998). Chemopreventive agents: selenium. Pharmacol. Ther. 79, 179–192.

Combs, G.F., and cott, M.L. (1977). Nutritional Interrelationships of Vitamin E and Selenium. BioScience 27, 467–473.

Duffield-Lillico, A.J., Reid, M.E., Turnbull, B.W., Combs, G.F., Slate, E.H., Fischbach, L.A., Marshall, J.R., and Clark, L.C. (2002). Baseline characteristics and the effect of selenium supplementation on cancer incidence in a randomized clinical trial: a summary report of the Nutritional Prevention of Cancer Trial. Cancer Epidemiol. Biomark. Prev. Publ. Am. Assoc. Cancer Res. Cosponsored Am. Soc. Prev. Oncol. 11, 630–639.

Duntas, L.H. (2009). Selenium and inflammation: underlying anti-inflammatory mechanisms. Horm. Metab. Res. Horm. Stoffwechselforschung Horm. Metab. 41, 443–447.

El-Bayoumy, K. (2001). The protective role of selenium on genetic damage and on cancer. Mutat. Res. Mol. Mech. Mutagen. 475, 123–139.

Fang, W., Han, A., Bi, X., Xiong, B., and Yang, W. (2010). Tumor inhibition by sodium selenite is associated with activation of c-Jun NH2-terminal kinase 1 and suppression of β- catenin signaling. Int. J. Cancer J. Int. Cancer 127, 32–42. Fernandes, A.P., and Gandin, V. (2015). Selenium compounds as therapeutic agents in cancer. Biochim. Biophys. Acta BBA - Gen. Subj. 1850, 1642–1660.

Hayashi, T., Hayashi, K., Maeda, M., and Kojima, I. (1996). Calcium spirulan, an inhibitor of enveloped virus replication, from a blue-green alga Spirulina platensis. J. Nat. Prod. 59, 83– 87.

Hercberg, S., Galan, P., Preziosi, P., Roussel, A.M., Arnaud, J., Richard, M.J., Malvy, D., Paul-Dauphin, A., Briançon, S., and Favier, A. (1998). Background and rationale behind the SU.VI.MAX Study, a prevention trial using nutritional doses of a combination of antioxidant vitamins and minerals to reduce cardiovascular diseases and cancers. Supplementation en VItamines et Minéraux AntioXydants Study. Int. J. Vitam. Nutr. Res. Int. Z. Vitam.-Ernahrungsforschung J. Int. Vitaminol. Nutr. 68, 3–20.

Hercberg, S., Galan, P., Preziosi, P., Bertrais, S., Mennen, L., Malvy, D., Roussel, A.-M., Favier, A., and Briançon, S. (2004). The SU.VI.MAX Study: A Randomized, Placebo- Controlled Trial of the Health Effects of Antioxidant Vitamins and Minerals. Arch. Intern. Med. 164, 2335–2342.

Horvath, P.M., and Ip, C. (1983). Synergistic Effect of Vitamin E and Selenium in the Chemoprevention of Mammary Carcinogenesis in Rats. Cancer Res. 43, 5335–5341.

Hughes, D.J., Fedirko, V., Jenab, M., Schomburg, L., Méplan, C., Freisling, H., Bueno-de- Mesquita, H.B. as, Hybsier, S., Becker, N.-P., Czuban, M., et al. (2015). Selenium status is associated with colorectal cancer risk in the European prospective investigation of cancer and nutrition cohort. Int. J. Cancer 136, 1149–1161.

Institute of Medicine (US) Panel on Dietary Antioxidants and Related Compounds (2000). Dietary Reference Intakes for Vitamin C, Vitamin E, Selenium, and Carotenoids (Washington (DC): National Academies Press (US)).

Jacobs, E.T., Jiang, R., Alberts, D.S., Greenberg, E.R., Gunter, E.W., Karagas, M.R., Lanza, E., Ratnasinghe, L., Reid, M.E., Schatzkin, A., et al. (2004). Selenium and Colorectal Adenoma: Results of a Pooled Analysis. JNCI J. Natl. Cancer Inst. 96, 1669–1675.

Johnson, C.C., Fordyce, F.M., and Rayman, M.P. (2010). Symposium on 'Geographical and geological influences on nutrition' Factors controlling the distribution of selenium in the environment and their impact on health and nutrition: Conference on 'Over- and undernutrition: challenges and approaches.' Proc. Nutr. Soc. 69, 119–132.

Kaushik, P., and Chauhan, A. (2008). In vitro antibacterial activity of laboratory grown culture of Spirulina platensis. Indian J. Microbiol. 48, 348–352.

Klein, E.A., Thompson, I.M., Lippman, S.M., Goodman, P.J., Albanes, D., Taylor, P.R., and Coltman, C. (2000). SELECT: the Selenium and Vitamin E Cancer Prevention Trial: rationale and design. Prostate Cancer Prostatic Dis. 3, 145–151.

Ko, J.-H., Sethi, G., Um, J.-Y., Shanmugam, M.K., Arfuso, F., Kumar, A.P., Bishayee, A., and Ahn, K.S. (2017). The Role of Resveratrol in Cancer Therapy. Int. J. Mol. Sci. 18, 2589.

Ku, C.S., Pham, T.X., Park, Y., Kim, B., Shin, M.S., Kang, I., and Lee, J. (2013). Edible blue- green algae reduce the production of pro-inflammatory cytokines by inhibiting NF-κB pathway in macrophages and splenocytes. Biochim. Biophys. Acta BBA - Gen. Subj. 1830, 2981–2988.

Ledesma, M.C., Jung-Hynes, B., Schmit, T.L., Kumar, R., Mukhtar, H., and Ahmad, N. (2011). Selenium and Vitamin E for Prostate Cancer: Post-SELECT (Selenium and Vitamin E Cancer Prevention Trial) Status. Mol. Med. 17, 134–143.

Li, G., Lee, H.-J., Wang, Z., Hu, H., Liao, J.D., Watts, J.C., Combs, G.F., and Lü, J. (2008). Superior in vivo inhibitory efficacy of methylseleninic acid against human prostate cancer over selenomethionine or selenite. Carcinogenesis 29, 1005–1012.

Lippman, S.M., Klein, E.A., Goodman, P.J., Lucia, M.S., Thompson, I.M., Ford, L.G., Parnes, H.L., Minasian, L.M., Gaziano, J.M., Hartline, J.A., et al. (2009). Effect of Selenium and Vitamin E on Risk of Prostate Cancer and Other Cancers: The Selenium and Vitamin E Cancer Prevention Trial (SELECT). JAMA 301, 39–51.

Madhyastha, H.K., and Vatsala, T.M. (2007). Pigment production in Spirulina fussiformis in different photophysical conditions. Biomol. Eng. 24, 301– 305.

McCord, J.M., and Fridovich, I. (1969). Superoxide dismutase. An enzymic function for erythrocuprein (hemocuprein). J. Biol. Chem. 244, 6049–6055.

McKenzie, R.C., Rafferty, T.S., and Beckett, G.J. (1998). Selenium: an essential element for immune function. Immunol. Today 19, 342–345.

Miller, S., Walker, S.W., Arthur, J.R., Nicol, F., Pickard, K., Lewin, M.H., Howie, A.F., and Beckett, G.J. (2001). Selenite protects human endothelial cells from oxidative damage and induces thioredoxin reductase. Clin. Sci. 100, 543–550.

Mosulishvili, L.M., Kirkesali, Y.I., Belokobylsky, A.I., Khizanishvili, A.I., Frontasyeva, M.V., Gundorina, S.F., and Oprea, C.D. (2002). Epithermal neutron activation analysis of blue-green algae Spirulina platensis as a matrix for selenium-containing pharmaceuticals. J. Radioanal. Nucl. Chem. 252, 15–20.

Niedzwiecki, A., Roomi, M.W., Kalinovsky, T., and Rath, M. (2010). Micronutrient synergy—a new tool in effective control of metastasis and other key mechanisms of cancer. Cancer Metastasis Rev. 29, 529–542.

Niedzwiecki, A., Roomi, M.W., Kalinovsky, T., and Rath, M. (2016). Anticancer Efficacy of Polyphenols and Their Combinations. Nutrients 8, 552.

Piñero Estrada, J.E., Bermejo Bescós, P., and Villar del Fresno, A.M. (2001). Antioxidant activity of different fractions of Spirulina platensis protean extract. Il Farm. 56, 497–500.

Preedy, V.R. (2015). Selenium: Chemistry, Analysis, Function and Effects (Royal Society of Chemistry).

Qiao, Y.-L., Dawsey, S.M., Kamangar, F., Fan, J.-H., Abnet, C.C., Sun, X.-D., Johnson, L.L., Gail, M.H., Dong, Z.-W., Yu, B., et al. (2009). Total and Cancer Mortality After Supplementation With Vitamins and Minerals: Follow-up of the Linxian General Population Nutrition Intervention Trial. JNCI J. Natl. Cancer Inst. 101, 507–518. Rayman, M.P. (2012). Selenium and human health. Lancet Lond. Engl. 379, 1256–1268.

Richie, J.P., Das, A., Calcagnotto, A.M., Sinha, R., Neidig, W., Liao, J., Lengerich, E.J., Berg, A., Hartman, T.J., Ciccarella, A., et al. (2014). Comparative effects of two different forms of selenium on oxidative stress biomarkers in healthy men: a randomized clinical trial. Cancer Prev. Res. Phila. Pa 7, 796–804.

Roomi, M.W., Ivanov,V., Kalinovsky, T., Niedzwiecki, A., and Rath, M. (2005a). In vivo antitumor effect of ascorbic acid, lysine, proline and green tea extract on human colon cancer cell HCT 116 xenografts in nude mice: evaluation of tumor growth and immunohistochemistry. Oncol. Rep. 13, 421–425.

Roomi, M.W., Ivanov, V., Kalinovsky, T., Niedzwiecki, A., and Rath, M. (2005b). In vitro and in vivo antitumorigenic activity of a mixture of lysine, proline, ascorbic acid, and green tea extract on human breast cancer lines MDA-MB-231 and MCF-7. Med. Oncol. Northwood Lond. Engl. 22, 129–138.

Samaha, H.S., Hamid, R., el-Bayoumy, K., Rao, C.V., and Reddy, B.S. (1997). The role of apoptosis in the modulation of colon carcinogenesis by dietary fat and by the organoselenium compound 1,4-phenylenebis(methylene) selenocyanate. Cancer Epidemiol. Biomark. Prev. Publ. Am. Assoc. Cancer Res. Cosponsored Am. Soc. Prev. Oncol. 6, 699–704.

Schrauzer, G.N. (2009). RE: Lessons from the selenium and vitamin E cancer prevention trial (SELECT). Crit. Rev. Biotechnol. 29, 81–81.

Steinbrenner, H., Speckmann, B., and Sies, H. (2013). Toward Understanding Success and Failures in the Use of Selenium for Cancer Prevention. Antioxid. Redox Signal. 19, 181–191.

Stone, W.L., Krishnan, K., Campbell, S.E., and Palau, V.E. (2014). The role of antioxidants and pro-oxidants in colon cancer. World J. Gastrointest. Oncol. 6, 55–66.

Takada, H., Hirooka, T., Hatano, T., Hamada, Y., and Yamamoto, M. (1992). Inhibition of 7,12-dimethylbenz[a] anthracene-induced lipid peroxidation and mammary tumor development in rats by vitamin e in conjunction with selenium. Nutr. Cancer 17, 115–122.

Tinggi, U. (2008). Selenium: its role as antioxidant in human health. Environ. Health Prev. Med. 13, 102.

Wallace, K., Byers, T., Morris, J.S., Cole, B.F., Greenberg, E.R., Baron, J.A., Gudino, A., Spate, V., and Karagas, M.R. (2003). Prediagnostic Serum Selenium Concentration and the Risk of Recurrent Colorectal Adenoma: A Nested Case-Control Study. Cancer Epidemiol. Prev. Biomark. 12, 464–467.

Waris, G., and Ahsan, H. (2006). Reactive oxygen species: role in the development of cancer and various chronic conditions. J. Carcinog. 5, 14.

Wells, M.L., Potin, P., Craigie, J.S., Raven, J.A., Merchant, S.S., Helliwell, K.E., Smith, A.G., Camire, M.E., and Brawley, S.H. (2017). Algae as nutritional and functional food sources: revisiting our understanding. J. Appl. Phycol. 29, 949–982.

Whanger, P.D. (2004). Selenium and its relationship to cancer: an update. Br. J. Nutr. 91, 11– 28.

ZARROUK, C. (1966). Contribution a l'etude d'une Cyanophycee. Influence de Divers Facteurs Physiques et Chimiques sur la croissance et la photosynthese de Spirulina mixima. Thesis Univ. Paris Fr.

Zhu, C., Liu, F., Qian, W., Zhang, T., and Li, F. (2016). Combined Effect of Sodium Selenite and Ginsenoside Rh2 on HCT116 Human Colorectal Carcinoma Cells. Arch. Iran. Med. 19, 23–29.

Zu, K., and Ip, C. (2003). Synergy between Selenium and Vitamin E in Apoptosis Induction Is Associated with Activation of Distinctive Initiator Caspases in Human Prostate Cancer Cells. Cancer Res. 63, 6988–6995.
Список использованной литературы