Anticancer Properties and Mechanisms of Fucoidan on Mouse Breast Cancer In Vitro and In Vivo

Abstract

BackgroundFucoidan is a sulfated polysaccharide derived from brown algae that has been reported to perform multiple biological activities, including antitumor activity. In this study, we examined the influence of crude fucoidan on mouse breast cancer in vitro and in vivo.Materials and MethodsIn vitro, fluorescent staining, flow cytometry and Western blot were performed to analyze apoptosis and vascular endothelial growth factor (VEGF) expression of mouse breast cancer 4T1 cells. In vivo, therapy experiments were conducted on Babl/c mice bearing breast cancer. The tumor volume and weight were measured. The number of apoptotic cells and microvascular density (MVD) in tumor tissues were assessed by TUNEL and CD34 immunostaining. Immunohistochemical assays and ELISA assay were used to detect the expression of VEGF in tissues.ResultsIn vitro studies showed that crude fucoidan significantly decreased the viable number of 4T1 cells, induced apoptosis and down-regulated the expression of VEGF. The expression of Bcl-2 was decreased, and the ratio of Bcl-2 to Bax was significantly decreased. The expression of Survivin and phosphorylated extracellular signal regulated protein kinases (ERKs) was decreased. Cytochrome C was released from mitochondria into cytosol, and the cleaved Caspase-3 protein rose after fucoidan treatment. Intraperitoneal injection of fucoidan in breast cancer models reduced the tumor volume and weight. The enhanced antitumor efficacy was associated with decreased angiogenesis and increased induction of apoptosis.ConclusionThese findings indicated that crude fucoidan inhibited mouse breast cancer growth in vitro and in vivo. These data suggest that fucoidan may serve as a potential therapeutic agent for breast cancer.

Anti-inflammatory actions of plant-derived multiple monoclonal antibody CO17-1A × BR55 related with anti-cancer effects in AOM/DSS-induced colorectal cancer mouse via down-regulating of ERK1/2

“…Initiator caspases, caspase-8 and -9, are phosphorylated by a variety apoptotic signals (Kim et al 2010). Activated or cleaved caspase-3 is an essential effector for induction of apoptosis (Xue et al 2012). Previous studies' results support our hypothesis that multiple mAb P CO17-1A × BR55 meaningfully and effectively induce the apoptosis of AOM/ DSS-induced colorectal tumor than anti-EpCAM and mAb P CO17-1A.…”

Extracellular polymeric substance from Aphanizomenon flos-aquae induces apoptosis via the mitochondrial pathway in A431 human epidermoid carcinoma cells

“…Extracellular polymeric substance (EPS), a high molecular weight biopolymer produced via excretion, secretion, sorption and cell lysis, is a substance secreted during algal growth (6). Recent studies have shown that algal EPS has an ecological importance and exhibits numerous biological activities (7)(8)(9)(10). It has been found to have anti-thrombotic, -aging, -coagulant and -viral effects, be resistant to radiation, protect against endothelial cell damage, decrease hematic fat and blood sugar levels, regulate the immune response (7,8) and induce cell apoptosis (9,10).…”

Potencjał fukoidyny jako środka wspomagającego w terapii onkologicznej

“…Dotychczas skuteczność fukoidyny w indukcji procesu apoptozy wykazano w badaniach przeprowadzonych w modelach raka piersi, raka okrężnicy, raka płuca, czerniaka oraz chorób rozrostowych układu krwiotwórczego, takich jak szpiczak mnogi, czy białaczka limfoblastyczna [11,14,[30][31][32][33][34]. W badaniach in vitro prowadzonych przez Banafę i wsp.…”

“…Analogiczne wyniki uzyskali Xue i wsp. (2012), którzy wykazali, że ekspozycja na fukoidynę pochodzącą z F. vesiculosus skutkuje hamowaniem proliferacji komórek mysiego raka piersi (linia 4T1), jednak nie prowadzi do spadku odsetka żywych komórek w przypadku prawidłowych ludzkich fibroblastów (linia L929) [31]. Należy zauważyć, że w opisanych badaniach wykorzystano fukoidynę wyekstrahowaną z tego samego gatunku -Fucus vesiculosus, co pozwala zakładać, że efekt przeciwnowotworowy zależny jest od zastosowanej substancji czynnej, i nie od typu nowotworu.…”

“…Liczne przeprowadzone dotychczas badania potwierdziły zdolność fukanów z różnych gatunków do inhibicji proliferacji i indukcji apoptozy [15,31,34], jednak nie zawsze znany jest mechanizm odpowiedzialny za wywoływanie powyższych efektów. W przypadku badań na modelu szpiczaka mnogiego, czerniaka, białaczki limfoblastycznej oraz raka płuca, mimo obserwacji efektów przeciwnowotworowych nie udało się zidentyfikować dokładnego mechanizmu hamowania wzrostu i indukcji procesu apoptozy [33,35].…”