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Plant phenolics regulate neoplastic cell growth and survival: a quantitative structure–activity and biochemical analysis

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The anti-tumour activities of many plant phenolics at high concentrations (>100μmol/L) suggest their potential use as dietary supplements in cancer chemoprevention and cancer chemotherapy. However, it is not clear what impact phenolic compounds have at the physiological concentrations obtained through consumption of high phenolic diets on neoplastic cells. In the present study, 54 naturally occurring phenolics were evaluated at physiologically relevant concentrations for their capacity to alter PC12 cell viability in response to serum deprivation, the chemotherepeutic agent etoposide, and the apoptogen C2-ceramide. Surprisingly, novel mitogenic, cytoprotective, and antiapoptotic activities were detected. Quantitative structure–activity relationship modelling indicated that many of these activities could be predicted by compound lipophilicity, steric bulk, and (or) antioxidant capacity, with the exception of inhibition of ceramide-induced apoptosis. Where quantitative structure–activity relationship analysis was insufficient, biochemical assessment demonstrated that the benzoate orsellinic acid blocked downstream caspase-12 activation following ceramide challenge. These findings demonstrate substantive mitogenic, cytoprotective, and antiapoptotic biological activities of plant phenolics on neoplastic cells at physiologically relevant dietary concentrations that should be considered in chemopreventive and chemotherapeutic strategies.

Les activités anti-tumorales de nombreux composés phénoliques végétaux à concentrations élevées (>100 μM) laissent entrevoir une utilisation possible comme suppléments alimentaires dans la chimioprévention et la chimiothérapie des cancers. Toutefois, ne sait pas exactement quel impact les composés phénoliques aux concentrations physiologiques obtenues par une alimentation riche en phénols ont sur les cellules néoplasiques. Dans la présente étude, on a évalué 54 composés phénoliques naturels à des concentrations physiologiques capables de modifier la viabilité des cellules PC12 en réponse à la privation de sérum, à l’agent chimiothérapeutique étoposide et à l’apoptogène C2-céramide. Fait étonnant, on a détecté de nouvelles activités mitogéniques, cytoprotectrices et antiapopotiques. La modélisation de la relation structure–activité quantitative (RSAQ) a indiqué que beaucoup de ces activités pouvaient être prédites par la lipophilicité, l’encombrement stérique et l’activité antioxydante des composés, ou les trois, à l’exception de l’inhibition de l’apoptose induite par le céramide. En complément à l’analyse RSAQ, l’évaluation biochimique a démontré que l’acide orsellinique (benzoate) a bloqué l’activation en aval de la caspase 12 après l’épreuve avec céramide. Ces résultats démontrent que les composés phénoliques végétaux ont des activités biologiques mitogéniques, cytoprotectrices et antiapoptotiques significatives sur les cellules néoplasiques aux concentrations alimentaires physiologiquement pertinentes, et qu’elles devraient être considérées dans les stratégies chimiopréventives et chimiothérapeutiques.
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Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2007

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