Stabilizzazione contro le infezioni batteriche
Sulla base dell’osservazione che le persone che consumavano regolarmente microalghe sembravano essere più resistenti alle malattie infettive, la prima ricerca sistematica su questo fenomeno è stata condotta a metà degli anni Sessanta in Giappone. Uno studio sul campo condotto su un gruppo di circa 1000 soldati della marina giapponese per un periodo di 95 giorni ha mostrato il sorprendente risultato che i soldati del gruppo di prova a cui erano stati somministrati 2 g di Chlorella vulgaris avevano un rischio significativamente inferiore (25%) di contrarre un raffreddore (KASHIWA et al. [2]).
Nel 1973, KOJIMA et al. hanno dimostrato l’azione immunostimolante della clorella. Ai ratti sono stati iniettati estratti di clorella e 24 ore dopo particelle di carbone. KOJIMA et al. hanno osservato che la concentrazione di particelle di carbone nel sangue diminuiva più rapidamente nel gruppo trattato con clorella. L’esame dei tessuti dei ratti ha mostrato che i macrofagi erano molto più attivi nei ratti trattati con clorella rispetto ai ratti del gruppo di controllo.
TANAKA et al. hanno osservato nel 1986 che la resistenza all’Escherichia coli inoculata per via intraperitoneale nei topi è stata migliorata dalla somministrazione intraperitoneale, endovenosa o sottocutanea di una frazione idrosolubile ad alto peso molecolare estratta da Chlorella vulgaris (CVE). L’eliminazione dei batteri dalla milza dei topi trattati con CVE è aumentata e questa maggiore eliminazione è stata correlata all’accelerazione della generazione di perossido e della chemochinesi nei leucociti polimorfonucleati durante il trattamento con CVE. L’effetto migliorativo è stato rilevato a dosi di circa 2mg/kg e quando le dosi sono state somministrate 1, 4 o 7 giorni prima dell’infezione [4]. La somministrazione orale di CVE mostra effetti simili, fornendo alcune prove della stimolazione della difesa cellulare non specifica. HASEGAWA et al. hanno somministrato a ratti Fisher maschi 1000 mg di CVE/kg per 14 giorni. I ratti sono stati inoculati per via intraperitoneale con 2,7,108 Escherichia coli. Il numero di batteri è aumentato da 1 a 6 ore e ha raggiunto il suo picco dopo 6 ore, sia nel gruppo di controllo che nel gruppo a cui era stato somministrato CVE. In entrambi i gruppi, la conta batterica è scesa a un livello non rilevabile entro 24 ore. Nel gruppo CVE, il numero di batteri vitali in ogni organo (milza, fegato, cavità peritoneale e sangue) era significativamente inferiore rispetto al gruppo di controllo, mentre il numero di leucociti, in particolare di leucociti polimorfonucleati nella cavità peritoneale e nel sangue periferico, rimaneva più elevato nel gruppo CVE [5]. In seguito alla somministrazione orale di CVE ai topi (20 mg/mouse, 10 giorni consecutivi), è stata migliorata la resistenza all’infezione intraperitoneale da Listeria monocytogenes. Il numero di batteri nel gruppo a cui è stato somministrato CVE era significativamente inferiore sia nella cavità peritoneale che nella milza rispetto al gruppo di controllo. L’analisi FCM ha rivelato che le cellule g/d + Thy 1.2+ nelle cellule non aderenti dell’essudato peritoneale (PEC) e nella milza dei topi a cui è stato somministrato CVE sono aumentate visibilmente di numero nella fase iniziale nei giorni 3 o 5 post-infezione rispetto a quelle dei topi di controllo. La proporzione di cellule T TCR a/b + Thy1.2+ nelle CEP non aderenti del gruppo di controllo è aumentata dal 13% al giorno 0 al 49% nella fase tardiva al giorno 10 post-infezione, mentre la proporzione nei topi trattati con CVE è aumentata al 64% in questa fase ed è associata a una maggiore risposta DTH alla Listeria.
I risultati suggeriscono che la somministrazione di estratto di Chlorella vulgaris (CVE) migliora significativamente l’immunità cellulo-mediata alla Listeria, aumentando le cellule T g/d + nella fase iniziale e aumentando le cellule T a/b + nella fase tardiva dell’infezione da Listeria (HASEGAWA et al. [6]).
Inoltre, la somministrazione orale preventiva di biomassa di Chlorella vulgaris (CVB) mostra effetti sull’immunità. DANTAS et al. hanno dimostrato queste azioni sull’attività delle cellule natural killer (cellule NK) in topi infettati con una dose subletale di Listeria monocytogenes vitale. Il trattamento con Chlorella vulgaris ha prodotto un aumento significativo dell’attività delle cellule NK sia negli animali non infetti che in quelli infetti rispetto agli animali che hanno ricevuto solo il placebo (acqua). Quando il CVB è stato somministrato a topi infetti, si è verificato un ulteriore aumento dell’attività delle cellule NK, significativamente superiore a quello riscontrato nel gruppo di soli infetti. Inoltre, il trattamento di topi infetti con CVB (50 e 500 mg/kg) a una dose di 3.105 batteri/animale, letale per tutti i controlli non trattati, ha prodotto una protezione dose-risposta che ha portato a tassi di sopravvivenza rispettivamente del 20% e del 55% [7]. Inoltre, DANTAS et al. hanno scoperto che questa protezione era dovuta, almeno in parte, a un aumento delle unità formanti colonie di granulociti e macrofagi nel midollo osseo e a un aumento dell’attività stimolante le colonie nel siero rispetto al gruppo di controllo [8].
Anche gli organismi con un sistema immunitario indebolito, ad esempio a causa dell’applicazione di immunosoppressori, possono essere protetti dalla somministrazione di Chlorella vulgaris o CVE. Nel caso della somministrazione di CVE, KONISHI et al [9] e HASEGAWA et al [10] hanno osservato un recupero accelerato dei leucociti nucleari polimorfi nel sangue periferico di topi e ratti resi neutropenici dalla ciclofosfamide. Il numero di cellule generatrici di granulociti/monociti è aumentato rapidamente nella milza. A differenza dei topi non trattati con CVE, gli animali trattati con CVE hanno mostrato una maggiore resistenza all’infezione intraperitoneale da E. coli. Sembra probabile che la CVE attivi sia i leucociti maturi che le cellule generatrici ematopoietiche nel midollo osseo. Altri studi di KONISHI et al [11] supportano questa ipotesi. “La somministrazione sottocutanea di una glicoproteina acida preparata da CVE in 5-fluorouracile (5-FU) a topi trattati ha mostrato effetti protettivi contro la mielosoppressione e le infezioni indigene.
La somministrazione della glicoproteina ha ridotto notevolmente la mortalità dei topi esenti da tumore a cui è stata somministrata una dose elevata di 5-FU ed è stata in grado di aumentare il valore della DL50 del 5-FU per questi topi. Normalmente, dopo il trattamento con 5-FU, si sviluppa un’infezione indigena in funzione della carenza del sistema di difesa dell’ospite. La glicoproteina ha ridotto l’incidenza dell’infezione indigena e questo effetto è stato attribuito al recupero accelerato dalla mielosoppressione indotta dal 5-FU. Nel midollo osseo dei topi trattati con la glicoproteina è stato osservato un recupero precoce delle cellule generative ematopoietiche o delle cellule responsive all’interleuchina-3 o al fattore di stimolazione delle colonie di granulociti-macrofagi. Quando la glicoproteina è stata somministrata a topi con tumori durante il trattamento con 5-FU, la glicoproteina ha prolungato la sopravvivenza dei topi senza influenzare l’attività antitumorale del 5-FU. È stato inoltre dimostrato che la glicoproteina stessa esercita un’azione antitumorale. Questi risultati suggeriscono che la glicoproteina può essere utile per attenuare gli effetti collaterali della chemioterapia antitumorale senza influenzare l’attività antitumorale dell’agente chemioterapico. In termini di azioni, è logico esaminare gli effetti della clorella su ospiti immunocompromessi.
HASEGAWA et al. hanno proposto che la somministrazione preventiva di estratto di Chlorella vulgaris (CVE) possa essere efficace nel trattamento delle infezioni opportunistiche in pazienti immunodeficienti a causa di un retrovirus. È stato dimostrato che la somministrazione orale di CVE ripristina la capacità dei topi con sindrome da immunodeficienza acquisita murina (infettati con il virus della leucemia murina LP-BM5) di eliminare la Listeria monocytogenes in associazione a un miglioramento della ridotta risposta immunitaria alla Listeria monocytogenes. La risposta DTH a Listeria monocytogenes nei topi trattati con CVE era significativamente più alta rispetto al gruppo di controllo [12].
Gli autori hanno ipotizzato che, aumentando la risposta delle cellule T helper di tipo 1 che producono interferone g, l’interferone g attivi i macrofagi a produrre interleuchina 12, aumentando così la difesa dell’ospite contro la Listeria. La maggiore secrezione di interferone g e i titoli più elevati di citochine sono entrambi rilevabili (HASEGAWA et al. [13, 14]).
Protezione contro le infezioni virali
IBUSHUKI et al. hanno valutato l’azione antivirale dell’estratto di Chlorella vulgaris (CVE), prodotto attraverso l’ospite, contro l’infezione da citomegalovirus murino (MCMV) in topi ICR. I topi trattati con 10 mg di CVE 3 giorni e 1 giorno prima del challenge virale sono sopravvissuti all’infezione. L’azione protettiva di CVE è stata dimostrata dalla riduzione dei virus infettivi replicati negli organi bersaglio dei topi trattati con CVE. Il CVE ha anche protetto i topi dalle lesioni istopatologiche degli organi bersaglio causate dall’infezione da MCMV. I livelli sierici di interferone e di attività della 2’5′-oligo-adenilato (2-5) sintetasi sono aumentati rispetto ai topi di controllo. L’attività di uccisione naturale delle cellule della milza, che è altrimenti ridotta dall’infezione letale da MCMV, è stata notevolmente aumentata nei topi trattati con CVE. Particolarmente degno di nota è il fatto che né l’attività virulicida né quella virostatica della CVE sull’MCMV sono state osservate in vitro. La resistenza indotta dall’estratto di Chlorella vulgaris (CVE) sembra essere prodotta attraverso l’ospite [15].
Effetti antitumorali
La letteratura citata mostra che la somministrazione di Chlorella vulgaris, sia in forma algale (CVB) che di estratto algale (CVE), induce una serie di azioni immunostimolanti positive. Sembra che, attivando l’ematopoiesi e accelerando la differenziazione delle cellule generatrici, l’immunità cellulo-mediata venga incrementata, accompagnata da una maggiore attività dei macrofagi. Per questo motivo gli effetti antitumorali osservati avvengono principalmente attraverso la stimolazione delle difese dell’organismo. Tuttavia, studi recenti hanno dimostrato che la Chlorella vulgaris produce anche sostanze come steroli [16] e gliceroglicolipidi [17] con attività antitumorale diretta. Sia la somministrazione orale di CVB (TANAKA et al. [18, 19]) che l’iniezione intraperitoneale di CVE (KONISHI et al. [20]) in topi inoculati con cellule tumorali Meth-A hanno prolungato in modo sorprendente la sopravvivenza. I topi trattati con CVB e CVE mostrano un’immunità concomitante antigene-specifica prodotta da cellule T citostatiche, ma non da cellule T citotossiche. Le cellule natural killer non sembrano contribuire alla resistenza antitumorale in questo sistema. NODA et al. sono riusciti a dimostrare che una glicoproteina ad alto peso molecolare, isolabile in grandi quantità dall’estratto di Chlorella vulgaris (CVE), produce l’effetto antitumorale precedentemente descritto.
Per gli esperimenti di screening, cellule di fibrosarcoma Meth A di origine BALB/c indotte da metilcolantrene 5 M sono state inoculate per via sottocutanea nel fianco destro e sinistro di topi di 8-12 settimane. Ogni frazione glicoproteica (2/10/50mg/kg) è stata iniettata nel tumore del fianco destro 5 volte a giorni alterni a partire dal secondo giorno per valutare l’attività antitumorale contro entrambi i tumori, 8, 10 e 12 giorni dopo l’inoculazione del tumore. L’attività antitumorale è stata determinata come il prodotto del diametro ellissoidale più lungo e più corto del tumore in crescita sulla pelle. È stato possibile identificare la frazione di glicoproteina che ha inibito completamente la crescita tumorale. (dose di 10mg/kg per iniezione). La sostanza più attiva è risultata essere una glicoproteina con un peso molecolare di 63.000 amu. Contiene il 65% di carboidrati, principalmente D-galattosio, e il 35% di proteine. La porzione proteica è stata determinata in 15 aminoacidi. È stato dimostrato che la componente proteica è responsabile dell’attività antitumorale [21]. L’attività antitumorale è rimasta stabile dopo l’autoclave a 121°C per 30 minuti e anche dopo il trattamento con 1 M HCl a 80°C per 1 h, l’attività antitumorale non è diminuita. L’azione antitumorale osservata era paragonabile agli effetti di alcuni altri modificatori della risposta biologica già determinati, come l’OK – 432 (OKAMOTO et al., preparato da Streptococcus pyogenes [22]) e il PSK (TSUKAGOSHI et al., preparato da Coriolus versicolor [23]) e talvolta più forte di quella della dose standard di OK – 432 (NODA et al.[24]). I modificatori della risposta biologica isolati da tessuti vegetali e prodotti batterici mostrano azioni antitumorali non specifiche prodotte attraverso le cellule T. L’azione indotta dalle frazioni glicoproteiche estratte da Chlorella vulgaris potrebbe dipendere da un meccanismo prodotto dalle cellule T in modo antigene-specifico [24, 19].
TANAKA et al. hanno dimostrato che la glicoproteina descritta ha mostrato un’attività antitumorale contro le metastasi sia spontanee che indotte sperimentalmente nei topi. Il potenziamento immunitario anti-metastatico è stato osservato in topi eutimici ma non in topi nudi atimici. Anche questo è indicativo di un meccanismo mediato dalle cellule T. Sembra che l’estratto di glicoproteina induca l’attivazione delle cellule T nei linfonodi periferici di topi con tumori [25].
Riparazione delle lesioni da radiazioni
Alla luce della già citata attivazione delle cellule progenitrici ematopoietiche e degli effetti osservati nei ratti trattati con ciclofosfamide, è logico studiare gli effetti della CVE/CVB sugli organismi che hanno subito lesioni da radiazioni. ROTKOVSKA et al. hanno dimostrato che dopo l’iniezione sottocutanea, intraperitoneale e intramuscolare di CVE, il numero di cellule ematopoietiche nel midollo osseo e nella milza dei topi è aumentato, come avviene dopo l’irradiazione. Dopo l’irradiazione con una dose letale di raggi gamma 24 ore dopo l’iniezione di CVE, è sopravvissuto un numero maggiore di topi e ratti trattati rispetto a quelli non trattati. Il primo giorno dopo la somministrazione, la CVE protegge dall’azione breve e prolungata dell’irradiazione [26]. La resistenza osservata all’irradiazione è accompagnata da un aumento del numero di unità formanti colonie spleniche nel midollo osseo e nella milza e dalla loro crescente attività proliferativa. Il numero di cellule formanti colonie di granulociti-macrofagi nel midollo osseo aumenta e l’attività stimolante delle colonie nel siero di sangue di topo aumenta molto rapidamente dopo l’iniezione della sostanza. Il recupero dei pool di unità formanti colonie e di cellule formanti colonie di granulociti-macrofagi nel midollo osseo femorale dopo l’irradiazione avviene più rapidamente negli animali trattati con CVE rispetto ai gruppi di controllo (VACEK et al., [27], vedi anche DANTAS [7]).
Una protezione comparabile contro le lesioni da radiazioni è possibile anche con la somministrazione orale di CVB. La somministrazione di CVB (400 mg/kg) una, due o tre volte al giorno per 28 giorni, oltre alla somministrazione di una dose non oltre 0,4 ore dopo l’irradiazione, ha fornito una significativa radioprotezione (SARMA et al., [28]).
Gli studi sull’effetto delle dosi di CVB e dei tempi di somministrazione sulla protezione dall’irradiazione hanno mostrato risultati ottimali quando il CVB (500 mg/kg) viene somministrato 1 ora prima o immediatamente dopo l’irradiazione. I valori di DL50/30 per i topi pre e post-trattati con CVB sono rispettivamente di 8,66 e 9,0 Gy, rispetto al valore di controllo di 7,8 Gy (SINGH et al., [29]).
Gli effetti di stabilizzazione e di protezione immunitaria sopra descritti aprono interessanti possibilità di applicazione del CVB/CVE come trattamento profilattico e terapeutico per i tumori maligni.
In uno studio di due anni su 20 pazienti affetti da gliomi maligni, MERCHANT et al. [30] hanno aggiunto CVB e CVE alla dieta dei pazienti per osservare i possibili effetti sul loro sistema immunitario, sulla qualità della vita e sul tempo di sopravvivenza. Il CVB/CVE è stato somministrato in aggiunta al normale trattamento con irradiazione, chemioterapia e farmaci come anticonvulsivanti e corticosteroidi. I ricercatori hanno riscontrato che il sistema immunitario dei pazienti, che era stato ridotto da irradiazione, chemioterapia e farmaci, è tornato a livelli quasi normali dopo la somministrazione di CVB/CVE.
Effetti non specifici
I seguenti articoli descrivono alcuni effetti ottenuti in seguito all’uso di CVB/CVE. Applicazione topica di CVB (500 mg / kg . giorno) durante le fasi di peri-, post- o peri- e post-inizializzazione della genesi di papillomi indotti da 7,12-dimetilbenz[a]antracene ha modulato significativamente il carico tumorale a 5,00, 4,33 e 3,94 (gruppo di controllo 5,88), il numero cumulativo di papillomi a 90, 78 e 67 (gruppo di controllo 106) e l’incidenza percentuale di topi con papillomi a 94, 90 e 89 (gruppo di controllo 100). Il trattamento con CVB da solo o durante le varie fasi di inizializzazione ha aumentato in modo significativo i livelli di solfidrile e glutatione S-transferasi nei tessuti epatici e cutanei (SINGH et al., [31]). L’aumento significativo dei livelli epatici di sulfidril e glutatione S-transferasi è rilevabile anche nel sistema fetale e neonatale dopo 14 giorni di trattamento con CVB di topi gravidi e in lattazione. La modulazione dei livelli degli enzimi epatici che metabolizzano le sostanze chimiche suggerisce un potenziale chemiopreventivo del CVB attraverso il passaggio perinatale di costituenti attivi e/o metaboliti (SINGH et al., [32]). Nel valutare questi risultati, è necessario anche tenere conto del fatto che, in seguito all’applicazione del CVB, vengono somministrate grandi quantità di clorofilla. La clorofilla ha proprietà antigenotossiche (NEGISHI et al., [33];[34]) e antinfiammatorie (SINGH et al., [35]). Grazie alle piccole dimensioni delle particelle di clorella, l’applicazione della clorofilla è molto attiva e disponibile. TANAKA et al [36] hanno dimostrato che la somministrazione orale di CVB induce chiari effetti profilattici in modelli di ulcera indotti da immersione in acqua, stress e cistamina.
MARCHANT et al [37] hanno riportato in uno studio preclinico gli effetti positivi dell’integrazione di CVB in pazienti con sindrome fibromialgica.