Stabilisering mot bakteriella infektioner
Baserat på observationer av att människor som regelbundet konsumerade mikroalger verkade vara mer motståndskraftiga mot infektionssjukdomar, genomfördes den första systematiska forskningen om detta fenomen i mitten av sextiotalet i Japan. En fältstudie med en grupp på cirka 1000 japanska marinsoldater under en period på 95 dagar visade det överraskande resultatet att soldaterna i testgruppen som fick 2 g Chlorella vulgaris hade en signifikant lägre risk (25%) att bli förkylda (KASHIWA et al. [2]).
År 1973 visade KOJIMA et al. att chlorella har en immunstimulerande effekt. Råttor injicerades med chlorellaextrakt och 24 timmar senare med träkolspartiklar. KOJIMA et al. observerade att koncentrationen av kolpartiklar i blodet minskade snabbare i den testgrupp som behandlats med chlorella. Undersökning av råttvävnader visade att makrofagerna var mycket mer aktiva hos råttor som behandlats med chlorella än hos råttor i kontrollgruppen.
TANAKA et al. observerade 1986 att motståndskraften mot Escherichia coli som inokulerats intraperitonealt i möss förbättrades genom intraperitoneal, intravenös eller subkutan administrering av en vattenlöslig fraktion med hög molekylvikt som extraherats från Chlorella vulgaris (CVE). Elimineringen av bakterierna från mjälten hos CVE-behandlade möss ökade, och denna ökade eliminering var relaterad till accelererad peroxidgenerering och kemokinesi i polymorfonukleära leukocyter under CVE-behandlingen. Den förbättrande effekten påvisades vid doser på cirka 2 mg/kg och när doserna administrerades 1, 4 eller 7 dagar före infektionen [4]. Oral administrering av CVE visar liknande effekter, vilket ger vissa bevis för stimulering av icke-specifikt cellulärt försvar. HASEGAWA et al. gav Fisher-hanråttor 1000 mg CVE/kg under 14 dagar. Råttorna inokulerades intraperitonealt med 2,7.108 Escherichia coli. Antalet bakterier ökade under 1 till 6 timmar och nådde sin topp efter 6 timmar, både i kontrollgruppen och i den grupp som hade fått CVE. I båda grupperna minskade bakterieantalet till en icke detekterbar nivå inom 24 timmar. I CVE-gruppen var antalet livsdugliga bakterier i varje organ (mjälte, lever, bukhåla och blod) signifikant lägre än i kontrollgruppen, medan antalet leukocyter, särskilt polymorfonukleära leukocyter i bukhåla och perifert blod, förblev högre i CVE-gruppen [5]. Efter oral administrering av CVE till möss (20 mg/mus, 10 dagar i följd) förbättrades resistensen mot intraperitoneal infektion med Listeria monocytogenes. Antalet bakterier i den grupp som fått CVE var signifikant lägre i både bukhålan och mjälten än i kontrollgruppen. FCM-analys visade att g/d + Thy 1,2+ -cellerna i de icke-adherenta peritoneala exsudatcellerna (PEC) och i mjälten hos möss som fått CVE ökade mer påtagligt i antal i det tidiga skedet dag 3 eller 5 efter infektion jämfört med cellerna hos kontrollmössen. Andelen TCR a/b + Thy1.2+ T-celler i icke vidhäftande CEP från kontrollgruppen ökade från 13% dag 0 till 49% i det sena stadiet dag 10 efter infektionen, medan andelen i CVE-behandlade möss ökade till 64% i detta skede och är förknippad med ett ökat DTH-svar på Listeria.
Resultaten tyder på att administrering av Chlorella vulgaris-extrakt (CVE) avsevärt förbättrar den cellmedierade immuniteten mot Listeria genom att öka g/d + T-celler i den tidiga fasen och öka a/b + T-celler i den sena fasen av Listeria-infektionen (HASEGAWA et al. [6]).
Dessutom visar förebyggande oral administrering av Chlorella vulgaris biomassa (CVB) effekter på immuniteten. DANTAS et al. påvisade dessa effekter på aktiviteten hos naturliga mördarceller (NK-celler) hos möss som infekterats med en subletal dos av livsdugliga Listeria monocytogenes. Behandling med Chlorella vulgaris gav en signifikant ökning av NK-cellaktiviteten hos både oinfekterade och infekterade djur jämfört med djur som endast fick placebo (vatten). När CVB gavs till infekterade möss ökade NK-cellaktiviteten ytterligare och var signifikant högre än i gruppen som enbart fått infekterade möss. Vidare gav behandling av infekterade möss med CVB (50 och 500 mg/kg) i en dos av 3 105 bakterier/djur, vilket är dödligt för alla obehandlade kontroller, ett dos-responsskydd som resulterade i en överlevnadsgrad på 20% respektive 55% [7]. DANTAS et al. fann dessutom att detta skydd åtminstone delvis berodde på en ökning av antalet kolonibildande enheter av granulocyter och makrofager i benmärgen och en ökning av den kolonistimulerande aktiviteten i serum jämfört med kontrollgruppen [8].
Organismer med försvagat immunsystem, till exempel på grund av användning av immunsuppressiva medel, kan också skyddas genom administrering av Chlorella vulgaris eller CVE. Vid administrering av CVE observerade KONISHI et al [9] och HASEGAWA et al [10] en snabbare återhämtning av polymorfa nukleära leukocyter i det perifera blodet hos möss och råttor som blivit neutropena genom cyklofosfamid. Antalet granulocyt/monocyt-bildande celler ökade snabbt i mjälten. I motsats till möss som inte behandlats med CVE visade CVE-behandlade djur ökad motståndskraft mot intraperitoneal E. coli-infektion. Det förefaller troligt att CVE aktiverar både mogna leukocyter och hematopoetiska genererande celler i benmärgen. Andra studier av KONISHI et al [11] stöder denna hypotes. ”Subkutan administrering av ett surt glykoprotein framställt från CVE i 5-fluorouracil (5-FU) till behandlade möss visade skyddande effekter mot myelosuppression och inhemska infektioner.
Administrering av glykoproteinet minskade kraftigt dödligheten hos tumörfria möss som fick en hög dos av 5-FU och kunde öka LD50-värdet för 5-FU hos dessa möss. Efter behandling med 5-FU utvecklas normalt en inhemsk infektion som en funktion av bristen i värdens försvarssystem. Glykoprotein minskade förekomsten av inhemsk infektion och denna effekt kunde hänföras till en snabbare återhämtning från den 5-FU-inducerade myelosuppressionen. Tidig återhämtning av hematopoetiska generativa celler eller celler som reagerar på interleukin-3 eller granulocyt-makrofag kolonistimulerande faktor observerades i benmärgen hos glykoproteinbehandlade möss. När glykoproteinet administrerades till möss med tumörer under 5-FU-behandling, förlängde glykoproteinet mössens överlevnad utan att påverka 5-FU:s antitumöraktivitet. Det visades också att glykoproteinet i sig har en anti-tumörverkan. Dessa resultat tyder på att glykoproteinet kan vara till nytta för att dämpa biverkningarna av kemoterapi mot cancer utan att påverka kemoterapeutikans antitumöraktivitet. När det gäller åtgärder är det logiskt att undersöka effekterna av chlorella på immunkomprometterade värdar.
HASEGAWA et al. föreslog att förebyggande administrering av Chlorella vulgaris-extrakt (CVE) kan vara effektivt vid behandling av opportunistiska infektioner hos patienter med immunbrist på grund av ett retrovirus. Oral administrering av CVE visade sig återställa förmågan hos möss med murint förvärvat immunbristsyndrom (när de infekterats med murint leukemivirus LP-BM5) att eliminera Listeria monocytogenes i samband med en förbättring av det minskade immunsvaret mot Listeria monocytogenes. DTH-svaret på Listeria monocytogenes hos möss som behandlats med CVE var signifikant högre än hos kontrollgruppen [12].
Författarna antog att interferon g, genom att öka svaret från typ 1 T-hjälparceller som producerar interferon g, aktiverar makrofager att producera interleukin 12, vilket ökar värdförsvaret mot Listeria. Både den högre utsöndringen av interferon g och de högre cytokintitrarna är påvisbara (HASEGAWA et al. [13, 14]).
Skydd mot virusinfektioner
IBUSHUKI et al. utvärderade den antivirala effekten av Chlorella vulgaris-extrakt (CVE), som produceras via värden, mot murint cytomegalovirus (MCMV)-infektion hos ICR-möss. Möss som behandlades med 10 mg CVE 3 dagar och 1 dag före virusutmaningen överlevde infektionen. Den skyddande effekten av CVE visades genom en minskning av antalet infektiösa virus som replikerades i målorganen hos CVE-behandlade möss. CVE skyddade också mössen från histopatologiska lesioner i målorganen orsakade av MCMV-infektion. Serumnivåerna av interferon och 2’5′-oligo-adenylat (2-5)-syntetasaktivitet ökade och var högre än hos kontrollmöss. Den naturliga celldödande aktiviteten i mjälten, som annars minskar vid dödlig MCMV-infektion, ökade markant hos CVE-behandlade möss. Särskilt anmärkningsvärt är det faktum att varken den virulicidala eller den virostatiska aktiviteten hos CVE på MCMV observerades in vitro. Den resistens som induceras av Chlorella vulgaris-extrakt (CVE) verkar produceras via värden [15].
Anti-tumöreffekter
Den litteratur som citerats ovan visar att administrering av Chlorella vulgaris, både i form av alger (CVB) och algextrakt (CVE), framkallar en rad positiva immunstimulerande effekter. Genom att aktivera hematopoesen och påskynda differentieringen av generativa celler tycks den cellmedierade immuniteten öka, vilket åtföljs av ökad makrofagaktivitet. Det är därför de observerade anti-tumöreffekterna huvudsakligen uppstår genom stimulering av kroppens eget försvar. Nya studier har dock visat att Chlorella vulgaris också producerar ämnen som steroler [16] och glyceroglykolipider [17] med direkt antitumöraktivitet. Både oral administrering av CVB (TANAKA et al. [18, 19]) och intraperitoneal injektion av CVE (KONISHI et al. [20]) hos möss som inokulerats med Meth-A-tumörceller förlängde överlevnaden på ett påfallande sätt. Möss som behandlats med CVB och CVE uppvisar samtidig antigenspecifik immunitet som produceras av cytostatiska T-celler, men inte av cytotoxiska T-celler. Naturliga mördarceller verkar inte bidra till antitumörresistens i detta system. NODA et al. lyckades visa att ett glykoprotein med hög molekylvikt, som kan isoleras i stora mängder från Chlorella vulgaris (CVE)-extrakt, ger den tidigare beskrivna anti-tumöreffekten.
För screeningförsöken inokulerades 5 M metylkolantreninducerade Meth A fibrosarkomceller av BALB/c-ursprung subkutant i höger och vänster flank på 8-12 veckor gamla möss. Varje glykoproteinfraktion (2/10/50 mg/kg) injicerades i tumören på höger flank 5 gånger varannan dag från dag 2 för att bedöma antitumöraktiviteten mot båda tumörerna, 8, 10 och 12 dagar efter inokulering av tumören. Den antitumöraktiva effekten bestämdes som produkten av den längsta och den kortaste ellipsoidformade växande tumördiametern på huden. Det var möjligt att identifiera den fraktion av glykoproteinet som fullständigt hämmade tumörtillväxten. (dos på 10 mg/kg per injektion). Den mest aktiva substansen visade sig vara ett glykoprotein med en molekylvikt på 63 000 amu. Det innehåller 65% kolhydrater, huvudsakligen D-galaktos, och 35% protein. Proteindelen bestämdes till att innehålla 15 aminosyror. Det har visats att proteinkomponenten är ansvarig för antitumöraktiviteten [21]. Den antitumorala aktiviteten var stabil efter autoklavering vid 121°C i 30 minuter och minskade inte ens efter behandling med 1 M HCl vid 80°C i 1 timme. Den observerade antitumöraktiviteten var jämförbar med effekterna av vissa andra biologiska responsmodifierare som redan fastställts, såsom OK-432 (OKAMOTO et al., framställt av Streptococcus pyogenes [22]) och PSK (TSUKAGOSHI et al., framställt av Coriolus versicolor [23]) och ibland starkare än effekterna av standarddosen av OK-432 (NODA et al.[24]). Biologiska responsmodifierare som isolerats från växtvävnader och bakterieprodukter uppvisar ospecifika antitumörverkningar som produceras via T-celler. Den verkan som induceras av glykoproteinfraktioner extraherade från Chlorella vulgaris kan bero på en mekanism som produceras via T-celler på ett antigenspecifikt sätt [24, 19].
TANAKA et al. visade att det beskrivna glykoproteinet uppvisade antitumöraktivitet mot både spontana och experimentellt inducerade metastaser hos möss. Anti-metastatisk immunförstärkning observerades hos euthymiska möss men inte hos athymiska nakenmöss. Detta är också ett tecken på en T-cellsmedierad mekanism. Det verkar som om glykoproteinextrakt inducerar T-cellsaktivering i de perifera lymfkörtlarna hos möss med tumörer [25].
Reparation av strålningsskador
Med tanke på den ovan nämnda aktiveringen av hematopoetiska progenitorceller och de effekter som observerats hos cyklofosfamidbehandlade råttor är det logiskt att studera effekterna av CVE/CVB på organismer som har genomgått strålningsskada. ROTKOVSKA et al. visade att efter subkutan, intraperitoneal och intramuskulär injektion av CVE ökade antalet hematopoetiska celler i benmärgen och mjälten hos möss, precis som de gör efter bestrålning. Efter bestrålning med en dödlig dos gammastrålning 24 timmar efter injektion av CVE överlevde ett större antal behandlade möss och råttor än obehandlade. Under den första dagen efter administrering skyddar CVE mot kortvarig och långvarig bestrålning [26]. Den observerade motståndskraften mot bestrålning åtföljs av ett ökande antal mjältkolonibildande enheter i benmärgen och mjälten och deras ökande proliferativa aktivitet. Antalet kolonibildande granulocyt-makrofagceller i benmärgen ökar och den kolonistimulerande aktiviteten i musblodserumet stiger mycket snabbt efter injektion av substansen. Återhämtningen av poolerna av kolonibildande enheter och kolonibildande granulocyt-makrofagceller i lårbenets benmärg efter bestrålning sker snabbare hos CVE-behandlade djur än hos kontrollgrupper (VACEK et al., [27], se även DANTAS [7]).
Jämförbart skydd mot strålningsskada är också möjligt med oral administrering av CVB. Utfodring med CVB (400 mg / kg) en, två eller tre gånger om dagen i 28 dagar, plus administrering av en dos senast 0,4 timmar efter bestrålning, gav signifikant strålskydd (SARMA et al., [28]).
Studier av effekten av CVB-doser och administreringstider på skyddet mot strålning har visat optimala resultat när CVB (500 mg/kg) administreras 1 timme före eller omedelbart efter strålning. LD50/30-värdena för möss som för- och efterbehandlats med CVB är 8,66 respektive 9,0 Gy, jämfört med kontrollvärdet på 7,8 Gy (SINGH et al., [29]).
De stabiliserande och immunskyddande effekter som beskrivs ovan öppnar upp för intressanta möjligheter att använda CVB/CVE som profylaktisk och terapeutisk behandling av maligna tumörer.
I en tvåårig studie av 20 patienter med maligna gliom lade MERCHANT et al [30] till CVB och CVE i patienternas kost för att observera de möjliga effekterna på deras immunsystem, livskvalitet och överlevnadstid. CVB/CVE gavs som tillägg till normal behandling med strålning, kemoterapi och läkemedel såsom kramplösande medel och kortikosteroider. De fann att patienternas immunsystem, som hade reducerats av strålning, kemoterapi och läkemedel, återgick till nästan normala nivåer efter administrering av CVB/CVE.
Icke-specifika effekter
I följande artiklar beskrivs vissa effekter som erhållits efter användning av CVB/CVE. Topikal applicering av CVB (500 mg / kg . dag) under peri-, post- eller peri- och post-initieringsstadierna av 7,12-dimetylbenz[a]antracen-inducerad papillomgenes modifierade signifikant tumörbördan till 5,00, 4,33 och 3,94 (kontrollgrupp 5,88), det kumulativa antalet papillom till 90, 78 och 67 (kontrollgrupp 106) och den procentuella incidensen av möss med papillom till 94, 90 och 89 (kontrollgrupp 100). CVB-behandling enbart eller under de olika initialiseringsstadierna ökade signifikant nivåerna av sulfhydryl och glutation S-transferas i lever- och hudvävnader (SINGH et al., [31]). Den signifikanta ökningen av levernivåerna av sulfhydryl- och glutation-S-transferas kan också påvisas i fetala och neonatala system efter 14 dagars CVB-behandling av dräktiga och lakterande möss. Moduleringen av nivåerna av leverenzymer som metaboliserar kemiska ämnen tyder på en kemopreventiv potential hos CVB via perinatal passage av aktiva beståndsdelar och/eller metaboliter (SINGH et al., [32]). Vid utvärderingen av dessa resultat måste man också ta hänsyn till att stora mängder klorofyll administreras efter appliceringen av CVB. Klorofyll har antigenotoxiska (NEGISHI et al., [33];[34]) och antiinflammatoriska (SINGH et al., [35]) egenskaper. På grund av chlorellas lilla partikelstorlek är tillämpningen av klorofyll mycket aktiv och tillgänglig. TANAKA et al [36] har visat att oral administrering av CVB inducerar tydliga profylaktiska effekter i modeller för vattenimmersion, stressinducerade och cystamininducerade magsår.
MARCHANT et al [37] rapporterade i en preklinisk studie de positiva effekterna av CVB-tillskott hos patienter med fibromyalgisyndrom.