Μελέτη in vitro της επίδρασης της μαστίχας Χίου (φυτικό εκχύλισμα και απομονωμένες φυτοστερόλες) στην αθηρωματική διαδικασία στο καρδιαγγειακό σύστημα: κλινική μελέτη

Abstract

Cardiovascular diseases, and especially atherosclerosis, remain the primary cause of death in Western societies. Atherosclerosis is considered a chronic inflammatory process with increased oxidative stress in which the adhesion of monocytes to the vascular endothelium and their subsequent migration into the vessel wall are the pivotal early events in atherogenesis. Mediterranean diet appears to be strongly connected with the low incidence of the disease. This has resulted to the continuously increasing number of individuals that have adopted a “healthy” way of life as means of prevention. Due to this, the search of alimentary products that apart from their nutritious attributes have also beneficial effects in our health has been increased. Plant sterols (phytosterols) are naturally occurring plant constituents that are structurally similar to cholesterol. These compounds are not synthesized in mammals, and therefore are derived solely from diet. Among other beneficial actions, it is well established that dietary plant sterols lower plasma cholesterol concentrations by inhibiting intestinal cholesterol absorption. Chios mastic gum, which is rich in phytosterols, presents important antioxidant and hypocholesterolemic activity, however, its anti-inflammatory action still remains unknown. In the present study, we examined the potential of Chios mastic gum neutral extract, the isolated phytosterol-tirucallol and β-sitosterol, to inhibit inflammatory processes such as: 1) the expression of adhesion molecules VCAM-1 and ICAM-1 in human aortic endothelial cells, 2) the adherence of U937 monocytes to the endothelial cells and 3) the phosphorylation - activation of nuclear factor-kB (NF-kB) in endothelial cells. For this purpose, molecular biology techniques were used such as: 1) method of cellular ELISA, 2) MTT method of cytotoxicity, 3) monocyte adhesion assay and 4) measurement of NF-kB phosphorylation. Moreover, we carried out clinical study in hypercholesterolemic - not coronary patients, who treated with Chios mastic gum for one month. After treatment, we determined the effect of Chios mastic gum on lipid parameters and inflammatory markers, in serum of these patients. In our study, we used assay protocols widely accepted for the evaluation of anti-inflammatory activity of compounds and extracts, on endothelial cells. Taken together, our results demonstrate that Chios mastic gum neutral extract, tirucallol and β-sitosterol, inhibit the expression of adhesion molecules VCAM-1 and ICAM-1 in endothelial HAEC cells, inhibit the adherence of U937 monocytes to HAEC and finally, inhibit the phosphorylation - activation of NF-kB/p65 in HAEC. Concluding, the results of our study support the anti-inflammatory activity of Chios mastic gum neutral extract, tirucallol and β-sitosterol, implying thus the importance of Chios mastic gum in the prevention atheromatosis.

Τα καρδιαγγειακά νοσήματα και ιδιαίτερα η αθηροσκλήρωση είναι υψηλής θνησιμότητας νοσήματα σήμερα. Η μεσογειακή διατροφή φαίνεται να συνδέεται άμεσα με τη χαμηλή εμφάνιση της νόσου με αποτέλεσμα τα τελευταία χρόνια ένας ολοένα αυξανόμενος αριθμός ατόμων να έχει υιοθετήσει έναν «υγιεινό» τρόπο ζωής ως μέσο πρόληψης ασθενειών. Στο πλαίσιο της τάσης αυτής, έχει αυξηθεί η αναζήτηση διατροφικών προϊόντων, που εκτός των θρεπτικών ιδιοτήτων τους έχουν και ευεργετική επίδραση στην υγεία. Η ενσωμάτωση βιοδραστικών συστατικών φυτικής προέλευσης σε προϊόντα τροφίμων για την παραγωγή βιολειτουργικών τροφίμων παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, αφού σε αυτά αποδίδεται μεγάλη ποικιλία θεραπευτικών δράσεων που κυμαίνονται από την απλή βελτίωση της κινητικότητας του εντέρου έως τη μείωση του κινδύνου καρδιαγγειακών νόσων και καρκίνου. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν και οι φυτικές στερόλες, των οποίων οι δράσεις έχουν αποτελέσει εκτενές πεδίο έρευνας. Οι ευεργετικές δράσεις των φυτοστερολών έχουν συσχετισθεί με πολλές παθήσεις, μεταξύ αυτών και τα καρδιαγγειακά νοσήματα. Η μαστίχα Χίου, πλούσια σε φυτοστερόλες, εμφανίζει σημαντικές αντιοξειδωτικές και υποχοληστερολαιμικές ιδιότητες, η αντιφλεγμονώδης όμως δράση της παραμένει άγνωστη. Στην παρούσα διατριβή μελετήσαμε την ικανότητα του ουδέτερου εκχυλίσματος της μαστίχας Χίου, της απομονωμένης από αυτό φυτοστερόλης-Τιρουκαλλόλης και της β-σιτοστερόλης, να αναστέλλουν φλεγμονώδεις διαδικασίες όπως: 1) την έκφραση των μορίων προσκόλλησης VCAM-1 και ICAM-1 στα ενδοθηλιακά κύτταρα, 2) την προσκόλληση μονοκυττάρων U937 στα ενδοθηλιακά κύτταρα και 3) την φωσφορυλίωση-ενεργοποίηση του μεταγραφικού παράγοντα NF-kB στα ενδοθηλιακά κύτταρα. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές μοριακής βιολογίας όπως: 1) μέθοδος κυτταρικής ELISA, 2) έλεγχος κυτταροτοξικότητας με τη μέθοδο ΜΤΤ, 3) δοκιμασία προσκόλλησης μονοκυττάρων και 4) έλεγχος φωσφορυλίωσης του μεταγραφικού παράγοντα NF-kB. Επιπλέον, έγινε κλινική μελέτη σε υπερχοληστερολαιμικούς μη στεφανιαίους ασθενείς, στους οποίους χορηγήθηκε μαστίχα Χίου για ένα μήνα και εξετάσθηκε η επίδραση της σε λιπιδαιμικούς παραμέτρους και φλεγμονώδεις δείκτες των ασθενών. Οι πειραματικές διατάξεις που αναπτύχθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διατριβή, αποτελούν ένα αξιόπιστο σύστημα αξιολόγησης ουσιών και εκχυλισμάτων ως προς την αντιφλεγμονώδη δράση τους και μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο μέλλον για ανάλογη μελέτη άλλων ουσιών. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι το ουδέτερο εκχύλισμα της μαστίχας Χίου, η τιρουκαλλόλη και η β-σιτοστερόλη αναστέλλουν την έκφραση των μορίων κυτταρικής προσκόλλησης VCAM-1 και ICAM-1 στα ενδοθηλιακά κύτταρα HAEC, αναστέλλουν την προσκόλληση των U937 μονοκυττάρων στα HAEC και τέλος, αναστέλλουν τη φωσφορυλίωση - ενεργοποίηση του NF-kΒ p65 στα HAEC.Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της μελέτης υποστηρίζουν την αντιφλεγμονώδη δράση του ουδέτερου εκχυλίσματος της μαστίχας Χίου, της τιρουκαλλόλης και της β-σιτοστερόλης, υποδηλώνοντας έτσι την σπουδαιότητα της μαστίχας Χίου στην πρόληψη της αθηρωμάτωσης.