Alger mod virus og kræft
<DENNE ARTIKEL SKAL OPDELES OG NIVEAUDELES>
Der er bred enighed om, at den marine bioteknologi er et af de mest lovende udviklingsområder.
Befolkninger, der har tang som daglig føde, har reduceret risiko for en række kræftsygdomme. Der er også undersøgelser, som tyder på, at tang beskytter mod virussygdomme og styrker immunforsvaret.
Forskere har været i stand til at få alger til at lave humane antistoffer.
Tang kan undertrykke kræft i cellekulturer og i forsøgsdyr som mus.
Japanske kvinder, der bor i Japan, har brystkræft 8 gange sjældnere end kvinder i Storbritannien. Måske er der en sammenhæng med, at japanere typisk spiser 4 – 10 gram tang om dagen.
Der arbejdes i laboratorier verden over med at isolere tusindvis af stoffer fra forskellige alger. Siden 1970'erne har man f.eks. søgt efter kræfthæmmende stoffer og antibiotiske stoffer i tang og alger. Der ledes også efter stoffer, som er aktive i forbindelse med immunforsvar, inflammation, virus, sygdomsfremkaldende svampe og bakterier. Inden for traditionel kinesisk og japansk medicin har forskellige tangarter fundet anvendelse i behandling af tuberkulose, gigt, forkølelse, influenza, sår, ormeinfektioner og kræft. Det er dog vanskeligt at fremskaffe solid videnskabeligt belæg for de medicinske fordele. Men tang indeholder givetvis talrige biologisk aktive forsvarsstoffer, som kan tænkes udnyttet i menneskets tjeneste. Det er især de såkaldte "sekundære metabolitter" i tang og alger, der er interessante. Tang har som helhed helt overvejende positive virkninger på den menneskelige sundhed. Befolkninger, der har tang som daglig føde, har reduceret risiko for en række kræftsygdomme. Der er også undersøgelser, som tyder på, at tang beskytter mod virussygdomme og styrker immunforsvaret.
Alger mod virus
De polysakkarider, som kaldes carrageenan og som findes i rødalger, kan ifølge forsøg modvirke livmoderhalskræft. Man mener, at 250.000 kvinder i verden dør af denne kræftform hvert år. Denne kræftform fremkaldes af en virus, som overføres seksuelt på samme måde som HIV og herpes. Et større forsøg med kvinder i Sydafrika og Thailand er i gang for at undersøge, om kontraceptiv creme, der indeholder carrageenan, kan beskytte mod HIV-infektion. Et firma fremstiller kondomer med en carrageenanbelægning.
Også et polypeptid (kahalalid F), som nogle tangarter anvender som kemisk forsvar mod tangædende fisk, har virkning mod virus.
Alger mod HIV
Adskillige undersøgelser har påvist, at brunalgeekstrakt har en vis virkning imod HIV-virus i cellekultur. HIV og AIDS er mindre hyppig i befolkninger, der spiser tang. Hyppigheden af HIV-smitte er kun 0,01% i Japan og Korea, men 10% i Afrika. I den afrikanske stat Chad, hvor befolkningen spiser spirulina-blågrønalger, er hyppigheden af HIV-smitte 2-4%, dvs. mindre end i andre afrikanske befolkningsgrupper. Om alger og spirulina (cyanobakterier) har indflydelse på disse tal kan man kun gisne om. Men små studier, hvor man har givet tang i kosten, synes at tyde på, at man kan forsinke udbruddet af AIDS hos de patienter, som endnu ikke har modtaget antivirusmedicinen til HIV-patienter.
Polysakkarid mod virus
Det er veldokumenteret, at polysakkaridet carrageenan fra rødalger har en virkning mod herpes-virus, HIV-virus og livmoderhalskræft-virus. Carrageenan har vist sig hæmmende for papilloma-virusinfektion, som er en hyppig infektion. Ofte giver denne virus ikke sygdomstegn, men rummer risiko for senere kræftudvikling. Carrageenan menes at hæmme virussets binding til cellerne, og vil måske i cremeform kunne anvendes forebyggende, så moderen ikke smitter sit barn under fødslen.
Carrageenan synes at have to virkninger: Dels at forhindre virusset i at komme ind i cellerne, dels at styrke det medførte immunforsvar og hindre den videre infektion via blodet. Ved regelmæssigt at spise tang nedsættes derfor såvel risikoen for at få virussmitten som risikoen for at viderebringe virussmitten.
Måske er der forebyggende metoder mod virus i sigte, som er så billige, at de er økonomisk anvendelige i fattige tredieverdenslande.
Carrageenan som adjuvant
Carrageenan kan virke som et hjælpemiddel, der øger virkningen af vaccine mod kræft. Et sådant hjælpemiddel kaldes en ”adjuvant”. En vaccine kan f.eks. modvirke kræft ved at reagere på specifikke antigener, som forekommer ved bestemte kræftformer, og det er i princippet let og enkelt at fremstille sådanne vacciner, men fordi vaccinen er et lille peptid må det anvendes sammen med egnede adjuvant-hjælpestoffer, for at vaccinen kan være beskyttende. De sulfatholdige polysaccharider fra rødalger, som kaldes carrageenaner, kan bruges som sådanne adjuvanter. Man har således påvist, at disse stoffer sammen med peptidvaccinen faktisk kan hæmme kræft hos mus, som er vaccineret med en "E7-peptid"-vaccine mod human papillomavirus "type 16". Brugen af carrageenan øgede tydeligt immunsvaret på vaccinen. (Andre strukturelt lignende stoffer, f.eks. dextran, giver også forøget immunsvar).
Fucoidan fra brunalger har også vist god virkning mod virus. Brunalge-suppe kan ses anbefalet før operation, og når sår skal heles.
Gensplejsede alger
Forskere ved The Scripps Research Institute har været i stand til at få alger til at lave humane antistoffer, – f.eks. et antistof mod herpesvirus. Et sådant antistof kunne tænkes at indgå i antiherpes-cremer mv.
Algerne vil med gensplejsning (f.eks. indsætning af et gen i genomet hos en alges kloroplaster) potentielt kunne bringes til at producere talrige forskellige proteiner og antistoffer, som kan have medicinsk interesse. F.eks. kan antistoffer bruges som behandling mod gigt og astma.
Proteiner kan også produceres bioteknologisk i bakterier, men bakterier er prokaryote organismer og kan ikke altid danne de proteiner, som eukaryote organismer (som mennesket) har brug for. Pattedyrceller er ligesom alger eukaryote organismetyper. Imidlertid er brugen af pattedyrceller kompliceret og kostbar, hvorimod dyrkning af alger er billig og let, og alger kan i modsætning til pattedyrceller dyrkes i enorm stor skala.
Den encellede mikro-grønalge Chlamydomonas reinhardtii er blevet studeret genetisk. Det er derfor muligt, at denne alge kan bruges til at producere interessante proteiner ved gensplejsning. Man har nemlig nu teknikker, der gør det muligt at øge aktiviteten af udvalgte gener, uanset om disse sidder i algens cellekerne eller på algecellens plasmider (dvs. algens ikke-kerne DNA).
Ved gensplejsning af Chlamydomonas har man fået den til at producere komplekse pattedyrproteiner, der har medicinsk potentiale, samt producere monoklonale antistoffer i mængder, der med det nuværende, kendte produktionsudstyr ville være økonomisk attraktivt at producere.
Disse studier har også givet viden om algernes proteinproduktion på molekylært niveau samt indsigt i, hvordan man vil kunne gøre mikroalger optimale til produktion af medicinske og industrielle proteiner.
Alger mod kræft
En lang række undersøgelser viser, at tang kan undertrykke kræft i cellekulturer og i forsøgsdyr som mus. Det er påvist, at f.eks. hijiki-tang stimulerer humane lymfocytter (T-celler, hvide blodlegemer). Disse celler styrker immunforsvaret og altså kroppens evne til at bekæmpe kræft.
Japanere spiser typisk 4 – 10 gram tang om dagen. Har dette nogen betydning for japaneres helbred? Især brystkræfttilfælde er sjældnere i Japan end i vestlige lande, hvilket (foruden andre ting) kan skyldes denne meget større andel af tang i føden end i vestlige lande.
Japanske kvinder, der bor i Japan, har brystkræft 8 gange sjældnere end kvinder i Storbritannien. Årsagen kan ikke være genetisk, for japanske kvinder, der ikke lever i Japan og som lever efter vestlig livsstil med kun lidt tang i kosten, har samme risiko for at få brystkræft, som kvinder i den vestlige verden.
Hvad kan årsagen være? Det har været foreslået, at tangs positive virkninger skyldes, at tangen forstærker den metaboliske nedbrydning af østrogen, specielt estradiol, i mave og tarm. Kliniske studier viser, at kvinder i Vesten efter overgangsalderen kan reducere deres estradiol-indhold i blodet til samme niveau som japanske kvinder ved at spise 5 gram brunalger om dagen.
Et andet forslag går på, at iod har betydning. En japaners daglige spisning af tang giver kroppen ca. 1 mg iod. Men nogle japanere får formentlig helt op til 20 mg iod i maden hver dag. I et enkelt nori-blad, som anvendes til rullet sushi, er der omkring 40 mikrogram iod. Men i en skål god miso-suppe fremstillet på kombu er der omkring 1 mg iod.
Japanske kvinder, der bor i Japan, har ud over den lave forekomst af brystkræft også lav risiko for skjoldbruskkirtelkræft, og nogle forskere har foreslået, at der er en sammenhæng mellem iod og skjoldbruskkirtlens funktion på den ene side og brystkræft på den anden side. Iodmangel kan tænkes at betyde en risiko for brystkræft. Man ved, at brystkræftceller har et lavere iod-indhold end raske brystceller. Men andre faktorer end tang og iod kan have betydning for den lavere hyppighed af brystkræft hos japanske kvinder.
Der er gjort adskillige forsøg på at udvikle algebaseret medicin til kræftbehandling, og det ser ud til, at brunalgeekstrakter og rødalgeekstrakter kan anvendes i bekæmpelse af kræft. Forskningen er udført mere eller mindre sporadisk i laboratorier i Japan, Frankrig, Australien og USA. Der er opnået gode resultater, men kræft behandles vist ikke direkte med tangprodukter.
Et af de interessante stoffer i kræftsammenhæng er fucoidan, som er et polysaccharid, der især er opbygget af fucose og sulfat, og virkningen mod kræft ser ud til at være relateret til sulfatindholdet i fucoidan. De tangtyper, som i det japanske køkken kaldes kombu og wakame, er specielt rige kilder til fucoidan. Kombu er Saccharine/Laminaria-brunalger og wakame er den grønne brunalge Undaria pinnatifida (Alariaceae).
Fucoidan fra Blæretang, Fucus vesiculosus (almindelig brunalge ved danske kyster) har i laboratorieforsøg virkning mod humane tyktarmskræftceller. Det skyldes enten stoffets hæmning af blodkardannelser i forbindelse med kræftsvulster, eller at kræftcellerne begår programmeret selvmord, apoptose. Når fucoidan gives til dyrkede cancerceller, dør de i løbet af 3 døgn ved celle-selvmord – apoptose – dvs. udløsning af cellens eget genetisk kontrollerede selvmordsprogram, som normalt udløses, når celler når et vist nedslidningspunkt ifølge organismens vedligeholdelsesmekanisme, hvor udslidte eller unødvendige dele udskiftes med nye.
I et nyligt forsøg blev humane tyktarmkræftceller (HCT-15 celler) udsat for fucoidan i laboratoriet, hvorved cellerne begik selvmord (apoptose). 34 mikrogram fucoidan pr. ml medførte i et forsøg 50% hæmning af kræftcellerne. 100 mikrogram fucoidan pr. ml gav 62% hæmning af kræftcellerne (men kun 5% hæmning af en ikke-kræftcellelinie).
Fucoidans virkning skyldes aktivering af kinaser (ERK- og p38-kinase) og inaktivering af phosphatidyl-inositol-3-kinase (dvs. blokering af PI3K/Akt-signalvejen i tyktarmkræftcellerne). Apoptose-selvmord hos celler udløses af et skift i balancesituationen mellem signalstoffer, som fremmer overlevelse, og signalstoffer, som fremmer selvmord. Proteinet Bcl-2 og visse andre proteiner fremmer celleoverlevelse. Proteinet Bax og visse andre proteiner fremmer celleselvmord. Disse proteiner (der kommer fra cellernes mitokondrier) konkurrerer om at styre, om bestemte proteiner (bl.a. cytochrome c) skal frigives fra mitokondrierne. De nævnte mitokondrieproteiner kan så aktivere caspase-enzymer (såsom caspase-9), som kan igangsætte cellens selvmord.
Humane tumorer har ofte højt niveau af proteinet Bcl-2, som fremmer (kræft)cellernes overlevelse, og som modvirker cellegiftes virkning. Fucoidan nedsætter niveauet af dette Bcl-2 protein. Modsat øger fucoidan Bax-proteinet, der øger caspase-9 niveauet, som igen øger mængden af caspase-3, der medfører apoptose-selvmord (f.eks. hæmmer caspase-3 et enzym, PARP, der kræves for at reparere DNA-skader efter cellestress).
Hvidløg har interessant nok en virkning, som ligner virkningen af blæretangens fucoidan meget: Hvidløg (Allium sativum) indeholder DADS (diallyldisulfid, et olieopløseligt, svovlholdigt, organisk stof med kraftig hvidløgslugt), som hæmmer væksten af humane tyktarmskræftceller samt andre kræftceller i lunger, bryst og hud. Det er interessant, at DADS vides netop at medføre apoptose-selvmord af HCT-15 tyktarmskræftceller. Ligesom det gælder for fucoidan fra blæretang medfører dette DADS-stof fra hvidløg hæmning af Bcl-2 protein og øget aktivitet af caspase-enzymer i tyktarmskræftcellerne.
Man har tilsvarende også påvist, at taxol fra takstræet medfører apoptose-celledød ved at aktivere PI3K/Akt-signalvejen – ligesom man så, at dette var tilfældet for virkningen af blæretang-stoffet fucoidan.
Fucoidans virkning forøges med stigende dosis, som man netop ville forvente, hvis dette stof er årsagen til kræftcellernes død.
Man har også påvist, at fucoidan hæmmer virus, inflammation og blodkoagulering.
Visse af fedtstofferne (glycolipiderne) i tang har vist sig at kunne undertrykke væksten af tumorer. Dog er virkningerne ikke så overbevisende og signifikante, at de kan danne basis for kræftbehandling med tangprodukter. Men man kan på den anden side forestille sig, at en kost med et vist indhold af tang muligvis kan have en forebyggende effekt.
I maj 2010 udgav Fødevareministeriet en rapport om potentialet ved brug af havets stoffer. Et eksempel er kortkædede polysakkarider (10-50 sukkerenheder), der kan have fysiologiske effekter som immunstimulatorer. Fra landplanterne kendes sådanne opløselige fibre opnået ved en enzymatisk hydrolyse; men området er langt fra færdig udforsket. Fysiologiske effekter af opløselige fibre fra makroalger (tang) er meget lidt undersøgt, bl.a. fordi der endnu ikke er udviklet egnede enzymer der kan nedbryde kulhydratkæderne.
Der er bred enighed om, at den marine bioteknologi er et af de mest lovende udviklingsområder.
Kilder:
http://www.fvm.dk/Admin/Public/DWSDownload.aspx?File=%2FFiles%2FFiler%2FForskning+og+udvikling%2FHavetenuudnyttetressource.pdf (marine farmaceutiske stoffer mv.)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20556634 (rekombinante alger)
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2003-01/sri-gha011503.php (herpes)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20541583 (vaccine)
http://www.jstage.jst.go.jp/article/bpb/32/10/32_1760/_article (fucoidan / tyktarmkræft)
http://www.tangbog.dk/wp-content/uploads/pr-chap-1.pdf (bogen: Tang (2009) af Ole G. Mouritsen)
Tegn abonnement på BioNyt Videnskabens Verden (www.bionyt.dk)
Recent Comments