Postbiyotik içerikli ayran kolon kanseri tedavisinde kullanılabilir mi?

Year 2024, Volume: 9 Issue: 4, 130 - 140

Leyla Tarhan : Çelebi Ertugrul Osman Bursalıoğlu , Bekir Çakıcı Nagihan Genel Hasan Tahsin Kalbişen , İsmail Aslan

https://doi.org/10.58854/jicm.1606939

Abstract

Giriş: Son yıllarda hastalıklardan korunma ve tedavi süreçlerinde beslenmenin olumlu etkilerine ilişkin makalelere rastlıyoruz. İnsan vücudundaki bakterilerin oluşturduğu mikrobiyota çeşitli hastalıklarda ve kanserde rol oynayabiliyor. Bu florada yer alan bazı bakterilerin ürettiği postbiyotik adı verilen ürünlerle kolon kanserinin önlenmesi ve tedavisi konusunda bazı bilgiler mevcuttur. Bu çalışmada, postbiyotik ürünler açısından zengin bir bileşen olan ayranın kolon kanseri üzerindeki tedavi edici etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır.
Gereç ve Yöntem: Bu çalışmada, postbiyotik LTW 35'in normal kolon fibroblast (CRL-1459) ve kolon kanseri (CCL-224) hücre hatları üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Sitotoksisite için TT X100 ile muamele edilen CRL-1459 hücreleri ve yeterli yoğunlukta büyütülen CCL-224 hücreleri normal ayrana ve %1, %2, %3 ve %4 postbiyotik LTW 35 içeren ayrana maruz bırakılmıştır. Hücre canlılığı MTT testi kullanılarak değerlendirilmiş ve tümör aktivitesi Ca 19-9 tümör belirteci ile ölçülmüştür.
Bulgular: CRL-1459 kolon fibroblast hücrelerinin canlılığı, artan TT X100 konsantrasyonları ile düzenli olarak azalmış ve %0,5'te en düşük seviyeye ulaşmaktadır. Kolorektal kanser hücrelerinin canlılığı, postbiyotik LTW 35 (Streptococcus thermophilus ATA-LTC St140700, Bifidobacterium animalis ATA-BSLA0310, Lactobacillus acidophilus ATA-LAP1201 ferment ekstrakt lizatı) konsantrasyonu arttıkça azalmakta ve en düşük canlılık %4'te gözlenmektedir. Kanser hücrelerindeki Ca19-9 tümör işaretleyici seviyeleri, artan postbiyotik LTW 35 konsantrasyonları ile kademeli olarak azalmakta ve en önemli azalma %4'te görülmektedir.
Sonuç: Postbiyotik LTW 35 ile zenginleştirilmiş ayran, TTX 100 ile hasar görmüş normal kolon fibroblast hücrelerinin canlılığını geri kazandırmakta ve kolorektal kanser hücrelerinin canlılığını konsantrasyona bağlı bir şekilde azaltarak hem onarıcı hem de antikanser etkilerini göstermektedir. Ca19-9 tümör marker seviyelerinde gözlenen düşüş, tümör aktivitesini azaltma potansiyelini daha da vurgulamaktadır.

Keywords

Hücre canlılığı, ayran, kolon kanseri, postbiyotikler

Project Number

yok

Can buttermilk (ayran) with its postbiotic content be used in the treatment of colon cancer?

Abstract

ÖZ
Giriş: Son yıllarda hastalıklardan korunma ve tedavi süreçlerinde beslenmenin olumlu etkilerine ilişkin makalelere rastlıyoruz. İnsan vücudundaki bakterilerin oluşturduğu mikrobiyota çeşitli hastalıklarda ve kanserde rol oynayabiliyor. Bu florada yer alan bazı bakterilerin ürettiği postbiyotik adı verilen ürünlerle kolon kanserinin önlenmesi ve tedavisi konusunda bazı bilgiler mevcuttur. Bu çalışmada, postbiyotik ürünler açısından zengin bir bileşen olan ayranın kolon kanseri üzerindeki tedavi edici etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır.
Gereç ve Yöntem: Bu çalışmada, postbiyotik LTW 35'in normal kolon fibroblast (CRL-1459) ve kolon kanseri (CCL-224) hücre hatları üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Sitotoksisite için TT X100 ile muamele edilen CRL-1459 hücreleri ve yeterli yoğunlukta büyütülen CCL-224 hücreleri normal ayrana ve %1, %2, %3 ve %4 postbiyotik LTW 35 içeren ayrana maruz bırakılmıştır. Hücre canlılığı MTT testi kullanılarak değerlendirilmiş ve tümör aktivitesi Ca 19-9 tümör belirteci ile ölçülmüştür.
Bulgular: CRL-1459 kolon fibroblast hücrelerinin canlılığı, artan TT X100 konsantrasyonları ile düzenli olarak azalmış ve %0,5'te en düşük seviyeye ulaşmaktadır. Kolorektal kanser hücrelerinin canlılığı, postbiyotik LTW 35 (Streptococcus thermophilus ATA-LTC St140700, Bifidobacterium animalis ATA-BSLA0310, Lactobacillus acidophilus ATA-LAP1201 ferment ekstrakt lizatı) konsantrasyonu arttıkça azalmakta ve en düşük canlılık %4'te gözlenmektedir. Kanser hücrelerindeki Ca19-9 tümör işaretleyici seviyeleri, artan postbiyotik LTW 35 konsantrasyonları ile kademeli olarak azalmakta ve en önemli azalma %4'te görülmektedir.
Sonuç: Postbiyotik LTW 35 ile zenginleştirilmiş ayran, TTX 100 ile hasar görmüş normal kolon fibroblast hücrelerinin canlılığını geri kazandırmakta ve kolorektal kanser hücrelerinin canlılığını konsantrasyona bağlı bir şekilde azaltarak hem onarıcı hem de antikanser etkilerini göstermektedir. Ca19-9 tümör marker seviyelerinde gözlenen düşüş, tümör aktivitesini azaltma potansiyelini daha da vurgulamaktadır.

Keywords

Cell viability, buttermilk (ayran), colon cancer, postbiotics

Ethical Statement

yok

Supporting Institution

yok

Project Number

yok

Thanks

yok

References

• Sung H, et al. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries: CA Cancer J. Clin. 2021; 71(3): 209–249
• Harris TJ and McCormick F. The molecular pathology of cancer: Nat. Rev. Clin. Oncol. 2010; 7(5): 251–265
• Haggar FA and Boushey RP, Colorectal cancer epidemiology: Incidence, mortality, survival, and risk factors: Clin. Colon Rectal Surg. 2009; 22(4): 191–197
• Cho JR, et al. Effectiveness of oral fluoropyrimidine monotherapy as adjuvant chemotherapy for high-risk stage II colon cancer: Ann. Surg. Treat. Res. 2022; 102: 271–280
• Miller KD, et al. Cancer treatment and survivorship statistics, 2022: CA Cancer J. Clin. 2022; 72: 409–436
• Sender R, Fuchs S, and Milo R. Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body: PLoS Biol. 2016; 14: e1002533
• Hooper LV, Littman DR and Macpherson AJ, Interactions between the microbiota and the immune system: Science. 2012; 336:1268–1273
• Cullin N, Antunes CA, Straussman R, Stein-Thoeringer CK, and Elinav E, Microbiome and cancer: Cancer Cell. 2021; 39: 1320
• Marchesi JR, et al. Towards the human colorectal cancer microbiome: PLoS ONE 2011; 6: e20447
• Sobhani I, et al. Microbial dysbiosis in colorectal cancer (CRC) patients: PLoS ONE. 2011; 6: e16393
• Jan G, et al. Propionibacteria induce apoptosis of colorectal carcinoma cells via short-chain fatty acids acting on mitochondria: Cell Death Differ. 2002; 9:179–188
• Cousin FJ, et al. Milk fermented by Propionibacterium freudenreichii induces apoptosis of HGT-1 human gastric cancer cells: PLoS ONE. 2012; 7:e31892
• Elinav E, Garrett WS, Trinchieri G, and Wargo J. The cancer microbiome. Nature Reviews Cancer. 2019; (19):371-376
• Zitvogel L, Ma Y, Raoult D, Kroemer G, Gajewski TF, The microbiome in cancer immunotherapy: Diagnostic tools and therapeutic strategies: Science. 2018; 359:1366–1370
• Honda K, Littman DR, The microbiota in adaptive immune homeostasis and disease: Nature. 2016; 535:75–84
• Riquelme E, et al. Tumor microbiome diversity and composition influence pancreatic cancer outcomes: Cell. 2019; 178:795–806.e12
• Aykut B, et al, The fungal mycobiome promotes pancreatic oncogenesis via activation of MBL: Nature. 2019; 574:264–267
• Pushalkar S, et al. The pancreatic cancer microbiome promotes oncogenesis by induction of innate and adaptive immune suppression: Cancer Discov. 2018; 8:403–416
• Fong W, Li Q, Yu J, Gut microbiota modulation: a novel strategy for prevention and treatment of colorectal cancer: Oncogene. 2020; 39:4925–4943
• Isolauri E, et al. Nutrition, Allergy, Mucosal Immunology, and Intestinal Microbiota (NAMI) Research Group Report. Probiotics: use in allergic disorders: a Nutrition, Allergy, Mucosal Immunology, and Intestinal Microbiota (NAMI) Research Group Report: J. Clin. Gastroenterol. 2008; 42:S91–S96
• Kallioma¨ki M, et al. Probiotics in primary prevention of atopic disease: a randomised placebo-controlled trial: Lancet. 2001; 357:1076–1079
• Rowland IR, et al. Effect of Bifidobacterium longum and inulin on gut bacterial metabolism and carcinogen-induced aberrant crypt foci in rats: Carcinogenesis. 1998; 19: 281–285
• Geier MS, Butler RN, Howarth GS. Probiotics, prebiotics and synbiotics: a role in chemoprevention for colorectal cancer? Cancer Biol Ther. 2006;5:1265–9
• Aslan I, Tarhan Celebi L, Kayhan H, Kizilay E, Gulbahar MY, Kurt H and Cakici B. Probiotic Formulations Containing Fixed and Essential Oils Ameliorates SIBO-Induced Gut Dysbiosis in Rats: Pharmaceuticals. 2023; 16:1041
• Erfan Younesi E, Ayseli MT.2015. An integrated systems-based model for substantiation of health claims in functional food development. Trends in Food Science & Technology 41(1),95-100.
• Ayseli MT, Coskun I, Selli S. 2023, Evaluation of volatile and thermal properties of boza, a traditional fermented beverage. Microchemical Journal, 193, 108918.
• Bursalioglu EO. Effect of Cow Colostrum, Mare Milk, and Human Milk on the Viability of Lung Healthy and Cancer Cell Lines. The Iranian Red Crescent Medical Journal (IRCMJ) 2021; 23 (5)
• Tsilingiri K, and Rescigno M. Postbiotics: what else? Benef. Microbes. 2013; 4:101–107
• Salminen S, et al. The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of postbiotics: Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2021; 18:649–667
• Sabahi S, et al. Postbiotics as the new frontier in food and pharmaceutical research: Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2022; 1–28
• Konishi H, Fujiya M, Tanaka H, Ueno N, Kentaro Moriichi K, Sasajima J, Ikuta K, Akutsu H, Tanabe H & Kohgo Y. Probiotic-derived ferrichrome inhibits colon cancer progression via JNK-mediated apoptosis: natüre communications. 2016; 7:12365
• Wang K, Li W, Rui X, Chen X, Jiang M, and Dong M. Characterization of a novel exopolysaccharide with antitumor activity from Lactobacillus plantarum 70810: Int. J. Biol. Macromol. 2014; 63:133–139
• Homayouni RA, Maleki AL, Samadi KH, Zavoshti HF, and Abbasi A. Postbiotics as promising tools for cancer adjuvant therapy: Adv. Pharm. Bull. 2021; 11:1–5
• Kim OY, Park HT, Dinh NTH, Choi SJ, Lee J, Kim JH, Lee SW, and Gho YS. Bacterial outer membrane vesicles suppress tumor by interferon- gamma-mediated antitumor response: Nat. Commun. 2017; 8:626
• Cheng K, Zhao R, Li Y, Qi Y, Wang Y, Zhang Y, Qin H, Qin Y, Chen L, Li C, et al. Bioengineered bacteria-derived outer membrane vesicles as a versatile antigen display platform for tumor vaccination via Plugand- Display technology: Nat. Commun. 2021; 12:2041
• Konstantinov SR, Kuipers EJ, Peppelenbosch MP. Functional genomic analyses of the gut microbiota for CRC screening: Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2013;10:741
• Surjana D, Halliday GM, Damian DL. Role of nicotinamide in DNA damage, mutagenesis, and DNA repair: J Nucleic Acids. 2010; 157591
• Shah GM, Shah RG, Veillette H, Kirkland JB, PasiekaJL, Warner RRP. Biochemical Assessment of Niacin Deficiency Among Carcinoid Cancer Patients: American Journal of Gastroenterology. 2005;100 (10): 2307-2314
• Roediger WE. Role of anaerobic bacteria in the metabolic welfare of the colonic mucosa in man: Gut. 1980; 21:793–798
• Scheppach W, Bartram P, Richter A, Richter F, Liepold H, et al. Effect of short-chain fatty acids on the human colonic mucosa in vitro: J Parenter Enteral Nutr. 1992; 16:43–48
• Scheppach W, Bartram HP, and Richter F. 1995. Role of short-chain fatty acids in the prevention of colorectal cancer: Eur. J. Cancer. 1080; 31A: 1077
• Hague A, Elder DJ, Hicks DJ, and Paraskeva C. Apoptosis in colorectal tumour cells: induction by the short-chain fatty acids butyrate, propionate and acetate and by the bile salt deoxycholate: Int J Cancer. 1995; 60:400–406
• Heerdt BG, Houston MA, and Augenlicht LH. Potentiation by specific short-chain fatty acids of differentiation and apoptosis in human colonic carcinoma cell lines: Cancer Res. 1994; 54:3288–3293
• Kripke SA, Fox AD, Berman JM, Settle RG, and Rombeau JL. Stimulation of intestinal mucosal growth with intracolonic infusion of short-chain fatty acids: J Parent Enter Nutr. 1989; 13:109–116, 10
• Sakata T and von Engelhardt W. Stimulatory effect of short-chain fatty acids on the epithelial cell proliferation in rat large intestine: Comp Biochem Physiol. 1983; 74A:459–462
• Montrose MH and Kere J. Anion absorption in the intestine: anion transporters, short chain fatty acids, and role of the DRA gene product: Curr Top Membr Transp. 2001; 50:301–328
• Binder HJ and Mehta P. Short-chain fatty acids stimulate Na and Cl absorption in vitro in the rat distal colon: Gastroenterology. 1989; 96: 989–996
• Siavoshian S, Segain JP, Kornprobst M, Bonnet C, Cherbut C, Galmiche JP, Blottiere HM. Butyrate and trichostatin A effects on the proliferation/differentiation of human intestinal epithelial cells: induction of cyclin D3 and p21 expression: Gut. 2000; 46(4): 507–514
• Aoyama M, Kotani J, Usami M. Butyrate and propionate induced activated or non-activated neutrophil apoptosis via HDAC inhibitor activity but without activating GPR-41/GPR-43 pathway: Nutrition. 2010; 26(6): 653–661
• Tang Y, Chen Y, Jiang H, Nie D. Short-chain fatty acids induced autophagy serves as an adaptive strategy for retarding mitochondriamediated apoptotic cell death: Cell Death Differ. 2011a;18(4): 602–618
• Pool-Zobel BL, Sauer J. Overview of experimental data on reduction of colorectal cancer risk by inulin-type fructans: J Nutr 2007;137(11 Suppl):2580S–2584S
• Lương KVQ and Nguyễn LTH. The Role of Thiamine in Cancer: Possible Genetic and Cellular Signaling Mechanisms: Cancer Genomıcs & Proteomıcs. 2013; 10: 169-186
• Kennedy DA, Stern SJ, Moretti M, Sarkar IM, Nickel C, Koren G. Folate intake and the risk of colorectal cancer: A systematic review and meta-analysis: Cancer Epidemiology. 2011; (35)1: 2-10
• Shangpliang HNJ, Rai R, Keisam S, Jeyaram K, Tamang JP. Bacterial community in naturally fermented milk products of Arunachal Pradesh and Sikkim of India analysed by high-throughput amplicon sequencing: Sci. Rep. 2018; 8:1532
• Turkmen N, Akal C, Ozer B. Probiotic dairy-based beverages: a review: J. Funct. Foods. 2019; 53: 62–75
• Wu H, Hulbert GJ, Mount JR. Effects of ultrasound on milk homogenization and fermentation with yoghurt starte: Innovative Food Sci. Emerg. Technol. 2001; 1: 211–218
• Koksoy A, Kilic M. Use of hydrocolloids in textural stabilization of a yoghurt drink, ayran: Food Hydrocolloids. 2004;18: 593–600
• Yalçın S. Homojenizasyon ve ısıl işlem uygulamalarının farklı oranlarda yağ içeren sütlerden üretilen ayranın fizikokimyasal ve duyusal özellikleri üzerine etkisinin belirlenmesi, Akdeniz Üniversitesi: Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, 2016.
• Ebringer L, Ferencík M, Krajcovic J. Beneficial health effects of milk and fermented dairy products--review. Folia Microbiol (Praha). 2008;53(5):378-94. doi: 10.1007/s12223-008-0059-1.
• van›t Veer P, Dekker JM, Lamers JW, Kok FJ, Schouten EG, Brants HA, et al. Consumption of fermented milk products and breast cancer: a case-control study in The Netherlands. Cancer Res. 1989;49(14):4020-3.
• Aslan I and Tarhan Celebi L., Postbiotics Cosmetic Formulation: In Vitro Efficacy Studies on a Microbiome Friendly Antiperspirant, J Res Pharm. 2023; 27(5): 2095-2105.
• Gokce HB, and Aslan I, Novel Liposome–Gel Formulations Containing a Next Generation Postbiotic: Characterization, Rheological, Stability, Release Kinetic, and In Vitro Antimicrobial Activity Studies, Gels 2024, 10, 746.