Modern ideas about the effect of exogenous antioxidants on the growth of malignant tumors

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This review analyzes the literature on the effects of certain drugs with antioxidant properties on the risk of developing malignant neoplasias, as well as on their growth and metastasis. Antioxidants are able to protect not only normal cells from the alterative effect of free radicals, but also tumor cells, thereby stimulating their survival and growth. There are data showing that in cells of certain malignant tumors, concentrations of endogenous antioxidant proteins are increasing. The synthesis of these proteins is determined by the cellular signaling pathway KEAP1/NRF2/ARE, it was revealed that oncogenes are involved in the regulation of this signaling pathway. The p53 protein, which activates apoptosis in diseased cells, can be inactivated by antioxidants, which in turn can stimulate the survival and growth of malignant tumor cells. Currently, there is a sufficient amount of information about the effect on tumor growth of certain drugs of various pharmacological groups with antioxidant properties, such as the widely used mucolytic N-acetylcysteine, antidiabetic drugs inhibitors of DPP4 (saxagliptin, sitagliptin), alpha lipoic acid used in the treatment of neuropathies of various origins, as well as vitamins A and E. development of malignant neoplasias in at-risk patients (smokers, patients with chronic obstructive pulmonary disease and diabetes mellitus ). As well as they can complicate the course of existing cancers.

About the authors

Konstantin K. Puzakov

V.I. Razumovsky Saratov State Medical University

Author for correspondence.
Email: k_kovalchik@mail.ru
SPIN-code: 5800-6834

3rd year Student of the Medical Faculty

Russian Federation, 112, Bolshaya Kazachia street, 410012

Natalia A. Durnova

V.I. Razumovsky Saratov State Medical University

Email: ndurnova@mail.ru

Dr. Biol. Science, Professor, Head of the Department of General Biology, Botany and Pharmacognosy

Russian Federation, 112, Bolshaya Kazachia street, 410012

Inna G. Ryzhenkova

V.I. Razumovsky Saratov State Medical University

Email: rigenkova@yandex.ru

Cand. Med. Science, Associate Professor, Department of Pharmacology

Russian Federation, 112, Bolshaya Kazachia street, 410012

References

  1. Бобырев В.Н. Свободнорадикальное окисление в патогенезе заболеваний // Патологическая физиология и экспериментальная медицина. – 1989. – № 5. – С. 90–94. [Bobyrev VN. Svobodnoradikal’noe okislenie v patogeneze zabolevanii. Patologicheskaya fiziologiya. 1989;(5):90-94. (In Russ.)]
  2. Даренская М.А. Закономерности изменений процессов перекисного окисления липидов — антиоксидантной защиты и гормональной регуляции в различные периоды становления репродуктивной системы у больных сахарным диабетом 1-го типа: Автореф. дис. … канд. биол. наук. – Иркутск, 2005. – 24 c. [Darenskaya MA. Zakonomernosti izmenenii protsessov perekisnogo okisleniya lipidov-antioksidantnoi zashchity i gormonal’noi regulyatsii v razlichnykh periodakh razvitiya reproduktivnoi sistemy u bol’nykh sakharnym diabetom 1 tipa [dissertation abstract]. Irkutsk; 2005. 24 р. (In Russ.)]. Доступно по: https://search.rsl.ru/ru/record/01002946313. Ссылка активна на 26.12.2018.
  3. Колесникова Л.И., Ермолова Е.В., Сутурина Л.В., и др. Характеристика процессов свободнорадикального окисления липидов у больных наружным генитальным эндометриозом и эндометриоз-ассоциированным бесплодием // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения РАМН. – 2005. – № 5. – С. 47–49. [Kolesnikova LI, Ermolova EV, Suturina LV, et al. Characteristic of free radical lipid peroxidation processes in patients with external genital endometriosis and endometriosis associated infertility. Byulleten’ Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya RAMN. 2005;(5):47-49. (In Russ.)]
  4. Колесникова Л.И., Осипова Е.В., Гребенкина Л.А. Окислительный стресс при репродуктивных нарушениях эндокринного генеза у женщин. – Новосибирск, 2011. – 116 с. [Kolesnikova LI, Osipova YeV, Grebenkina LA. Okislitel’nyi stress pri reproduktivnykh narusheniyakh endokrinnogo geneza u zhenshchin. Novosibirsk; 2011. 116 р. (In Russ.)]
  5. Курашова Н.А. Изменения нейрогормональной регуляции и свободнорадикального окисления липидов у женщин с гипоталамическим синдромом в различных возрастных периодах: Автореф. дис. … канд. биол. наук. – Иркутск, 2005. – 25 с. [Kurashova NA. Izmeneniya neyrogormonal’noy regulyatsii i svobodnoradikal’nogo okisleniya lipidov u zhenshchin s gipotalomicheskim sindromom v razlichnykh vozrastnykh periodakh [dissertation abstract]. Irkutsk; 2005. 25 р. (In Russ.)]. Доступно по: https://stom.krasgmu.ru/index.php?page[common]=elib&cat=catalog&res_id=13247. Ссылка активна на 16.02.2019.
  6. Натяганова Л.В. Особенности окислительного стресса в патогенезе эссенциальной артериальной гипертензии у подростков: Автореф. дис. … канд. биол. наук. – Иркутск, 2010. – 19 с. [Natyaganova LV. Osobennosti okislitel’nogo stressa v patogeneze essentsial’noi arterial’noi gipertenzii u podrostkov [dissertation abstract]. Irkutsk; 2010. 19 р. (In Russ.)]. Доступно по: https://search.rsl.ru/ru/record/01004603288. Ссылка активна на 16.02.2019.
  7. Обухова Л.К., Эмануэль Н.М. Роль свободнорадикальных реакций окисления в молекулярных механизмах старения живых организмов // Успехи химии. – 1983. – № 52. – С. 353–372. [Obukhova LK, Emanuel’ NM. Rol’ svobodnoradikal’nykh reaktsii okisleniya v molekulyarnykh mekhanizmakh stareniya zhivykh organizmov. Russian Chemical Reviews. 1983;(52):353-372. (In Russ.)]
  8. Ребров В.Г., Громова О.А. Витамины, макро- и микроэлементы. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 960 с. [Rebrov VG, Gromova OA. Vitaminy, makro- i mikroelementy. Moscow: GEOTAR-Media; 2008. 960 р. (In Russ.)]
  9. Научные основы качественного долголетия и антистарения / Под ред. А. Шарман, Ж. Жумадилова. – Нью-Йорк: Mary Ann Liebert, Inc., 2011. – С. 80–85. [Nauchnyye osnovy kachestvennogo dolgoletiya i antistareniya. Ed. by A. Sharman, Zh. Zhumadilov. N.-Y.: Meri Enn Libert, Ink.; 2011. Р. 80-85. (In Russ.)]
  10. Albanes D, Heinonen OP, Taylor PR, et al. Alpha-Tocopherol and beta-carotene supplements and lung cancer incidence in the alpha-tocopherol, beta-carotene cancer prevention study: effects of base-line characteristics and study compliance. J Natl Cancer Inst. 1996;88(21):1560-70. https://doi.org/10.1093/jnci/88.21.1560.
  11. Ames BN, Shigenaga MK, Hogen TM. Oxidants, antioxidants, and the degenerative diseases of aging. Proc Natl Acad Sci USA. 1993;90(17):7915-7922. https://doi.org/10.1073/pnas.90.17.7915.
  12. Beckman KB, Ames BN. The free radical theory of aging matures. Physiol Rev. 1998;78(2):547-581. https://doi.org/10.1152/physrev.1998.78.2.547.
  13. Bjelakovic G, Nikolova D, Gluud C. Antioxidant supplements to prevent mortality. JAMA. 2013;310(11):1178-1179. https://doi.org/10.1001/jama.2013.277028.
  14. De la Fuente M. Effects of antioxidants on immune system ageing. Eur J Clin Nutr. 2002;56 Suppl 3:S5-8. https://doi.org/10.1038/sj.ejcn.1601476.
  15. DeNicola GM, Karreth FA, Humpton TJ, et al. Oncogene-induced Nrf2 transcription promotes ROS detoxification and tumorigenesis. Nature. 2011;475(7354):106-109. https://doi.org/10.1038/nature10189.
  16. Giovannucci E, Harlan DM, Archer MC, et al. Diabetes and cancer: a consensus report. CA Cancer J Clin. 2010;60(4):207-221. https://doi.org/10.3322/caac.20078.
  17. Godic A, Poljšak B, Adamic M, Dahmane R. The role of antioxidants in skin cancer prevention and treatment. Oxid Med Cell Longev. 2014;2014:860479. https://doi.org/10.1155/2014/860479.
  18. Goodman M, Bostick RM, Kucuk O, Jones DP. Clinical trials of antioxidants as cancer prevention agents: Past, present, and future. Free Radic Biol Med. 2011;51(5):1068-1084. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2011.05.018.
  19. Free Radicals in Biology and Medicine. Ed. by B. Halliwell, M.C. Gutteridge. Oxford University Press; 2000.
  20. Harman D. Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry. J Gerontol. 1956;11(3):298-300. https://doi.org/10.1093/geronj/11.3.298.
  21. Heinonen OP, Albanes D. The effect of vitamin E and beta carotene on the incidence of lung cancer and other cancers in male smokers. N Engl J Med. 1994;330:1029-1035. https://doi.org/10.1056/NEJM199404143301501.
  22. Kristal AR, Darke AK, Morris JS, et al. Baseline selenium status and effects of selenium and vitamin E supplementation on prostate cancer risk. J Natl Cancer Inst. 2014;106(3): djt456. https://doi.org/10.1093/jnci/djt456.
  23. Le Gal K, Ibrahim MX, Wiel C, et al. Antioxidants can increase melanoma metastasis in mice. Sci Transl Med. 2015;7(308):308re8. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aad3740.
  24. Omenn GS, Goodman GE, Thornquist MD, et al. Risk factors for lung cancer and for intervention effects in CARET, the beta carotene and retinol efficacy trial. J Natl Cancer Inst. 1996;88(21):1550-1559. https://doi.org/10.1093/jnci/88.21.1550.
  25. Sadowska AM. N-Acetylcysteine mucolysis in the management of chronic obstructive pulmonary disease. Ther Adv Respir Dis. 2012;6(3):127-135. https://doi.org/10.1177/1753465812437563.
  26. Sastre J, Pallardo FV, Garcia de la Asuncion J, Viña J. Mitocondria, oxidative stress and aging. Free Radic Res. 2000;32(3):189-198. https://doi.org/10.1080/ 10715760000300201.
  27. Sayin VI, Ibrahim MX, Larsson E, et al. Antioxidants accelerate lung cancer progression in mice. Sci Transl Med. 2014;6(221):221ra15. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3007653.
  28. Shringarpure R, Davies KJ. Protein turnover by the proteasome in aging and disease. Free Radic Biol Med. 2002;32(11): 1084-9. https://doi.org/10.1016/S0891-5849(02)00824-9.
  29. Singh A, Boldin-Adamsky S, Thimmulappa RK, et al. RNAi-mediated silencing of nuclear factor erythroid-2-related factor 2 gene expression in non-small cell lung cancer inhibits tumor growth and increases efficacy of chemotherapy. Cancer Res. 2008;68(19):7975-7984. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-08-1401.
  30. Srinivasula SM, Ahmad M, Fernandes-Alnemri T, Alnemri ES. Autoactivation of procaspase-9 by Apaf-1-mediated oligomerization. Mol Cell. 1998;1(7):949-957. https://doi.org/10.1016/S1097-2765(00)80095-7.
  31. Wang H, Liu X, Long M, et al. Nrf2 activation by antioxidant antidiabetic agents accelerates tumor metastasis. Sci Transl Med. 2016;8(334):334ra51. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aad6095.
  32. Watson J. Oxidants, antioxidants and the current incurability of metastatic cancers. Open Biol. 2013;3(1):120144. https://doi.org/10.1098/rsob.120144.
  33. Westerlund A, Steineck G, Bälter K, et al. Dietary supplement use patterns in men with prostate cancer: The cancer prostate Sweden study. Ann Oncol. 2011;22(4):967-72. https://doi.org/10.1093/annonc/mdq456.
  34. Willcox JK, Ash SL, Catignani GL. Antioxidants and prevention of chronic disease. Crit Rev Food Sci Nutr. 2004;44(4):275-295. https://doi.org/10.1080/ 10408690490468489.
  35. Wojcik M, Burzynska-Pedziwiatr I, Wozniak LA. A review of natural and synthetic antioxidants important for health and longevity. Curr Med Chem. 2010;17(28):3262-3288. https://doi.org/10.2174/092986710792231950.

Copyright (c) 2019 Puzakov K.K., Durnova N.A., Ryzhenkova I.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».