Nowe dane na temat mechanizmów walki grzyba chaga z rakiem jamy ustnej

W niedawnym badaniu opublikowanym w Scientific Reports naukowcy zbadali mechanizmy działania przeciwnowotworowego ekstraktów z grzybów chaga w ludzkich komórkach HSC-4 raka jamy ustnej.

Rak jamy ustnej jest globalnym problemem zdrowotnym z ograniczonymi możliwościami leczenia ze względu na skutki uboczne i następstwa. Główne metody leczenia to chirurgia, radioterapia i chemioterapia, chociaż mogą one powodować uszkodzenie zdrowych tkanek, wpływać na mowę i obniżać jakość życia.

Zrozumienie i ukierunkowanie szlaków metabolicznych w komórkach nowotworowych zapewnia możliwą drogę do opracowania nowych środków terapeutycznych. Grzyb Chaga ma właściwości przeciwnowotworowe przeciwko kilku rodzajom raka; jednak mechanizm nie jest jasny.

W tym badaniu naukowcy sprawdzili, czy grzyb chaga wpływa na rozwój i metabolizm raka jamy ustnej.

Po zastosowaniu ekstraktu z grzybów naukowcy badali przeżycie komórek, zdolność do proliferacji, szlaki glikolityczne, apoptozę i mitochondrialne mechanizmy oddychania.

Traktowali komórki HSC-4 ekstraktem grzybowym w dawkach 0 μg/ml, 160 μg/ml, 200 μg/ml, 400 μg/ml i 800,0 μg/ml przez jeden dzień, aby ocenić jego wpływ na zachowanie komórek jamy ustnej. Nowotwór złośliwy, w tym cykl komórkowy, proliferacja, żywotność, oddychanie mitochondrialne, apoptoza i glikoliza.

Zespół przeanalizował leczone komórki pod kątem cyklu komórkowego, używając testów Cell Counting Kit-8 (CCK-8) w celu określenia żywotności komórek.

Aby zbadać, czy hamujący wpływ grzyba chaga na proliferację nowotworu i przeżycie w leczonych komórkach obejmuje przetwornik sygnału i aktywator transkrypcji 3 (STAT3), zmierzono aktywację STAT3 po leczeniu dawką ekstraktu wynoszącą 200,0 μg/ml.

p>

Przeprowadzili także cytometrię przepływową, aby przeanalizować rozmieszczenie komórek, oraz analizę Western w celu ekstrakcji całkowitych białek komórkowych.

Naukowcy wykorzystali chromatografię cieczową, a następnie tandemową spektrometrię mas (LC-MS), aby zidentyfikować składniki odpowiedzialne za przeciwnowotworowe właściwości ekstraktu z grzyba chaga.

Stężenia związków kandydujących określono za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej z detektorem fotodiodowym (HPLC-DAD).

Zbadali regulację glikolizy przez ekstrakty wśród leczonych komórek, stosując test szybkości zakwaszania zewnątrzkomórkowego (ECAR). Rejestrowali pomiary ECAR w czasie rzeczywistym w leczonych komórkach po podaniu glukozy, oligomycyny i 2-deoksy-D-glukozy (2-DG).

Zespół zbadał aktywację czujnika energii zwanego kinazą białkową aktywowaną monofosforanem adenozyny (AMPK) i współczynnik komórkowego zużycia tlenu (OCR).

Ocenili także wpływ przewlekłego niedoboru energii na autofagię związaną z apoptotyczną śmiercią komórek w leczonych komórkach.

Badali, czy stężenie ekstraktu chaga wynoszące 200,0 μg/ml wpływa na apoptozę stymulowaną przez kinazy białkowe aktywowane mitogenami p38 (MAPK) i czynnik jądrowy kappa B (NF-κB) w traktowanych komórkach.

Ekstrakt spowalnia wzrost komórek HSC-4 poprzez hamowanie cyklu komórkowego i proliferację, zmniejszając zużycie energii przez komórki nowotworowe i zwiększając śmierć komórek poprzez autofagię i apoptozę.

Ekstrakt znacząco zwiększył fazy wzrostu komórek raka jamy ustnej (G0/G1), jednocześnie zmniejszając fazę syntezy (S). W badaniu Western blot stwierdzono, że ekstrakt znacząco zmniejszał ekspresję fosfo-STAT3 po 15 minutach i utrzymywał ją przez 120 minut.

LC-MS zidentyfikowało trzy możliwe substancje przeciwnowotworowe: kwas 2-hydroksy-3,4-dimetoksybenzoesowy, kwas syringowy i kwas protokatechowy. Ekstrakt hamował glikolizę, zdolność glikolityczną i rezerwy glikolityczne w leczonych komórkach.

Aktywował także AMPK, promując autofagię i hamując szlaki glikolityczne w leczonych komórkach. Indukcja autofagii przez ekstrakt wykazała zależny od dawki wzrost podstawowej częstości oddechów mitochondrialnych i obrotu trifosforanem adenozyny (ATP).

Nie zaobserwowano jednak żadnych znaczących zmian w maksymalnej częstości oddechów mitochondrialnych, z wyjątkiem przypadków o najwyższym stężeniu ekstraktu. Ponadto naukowcy zaobserwowali zależny od dawki znaczny spadek rezerwy oddechowej mitochondriów.

Wyniki pokazały, że grzyby chaga zmniejszają potencjał błony mitochondrialnej w leczonych komórkach poprzez trwałą autofagię napędzaną hamowaniem glikolizy, co sugeruje, że dysfunkcja mitochondriów powoduje apoptozę.

Aktywacja NF-κB i p38 MAPK przez ekstrakt zwiększała apoptozę. Ekstrakt zwiększał wczesną apoptozę leczonych komórek w sposób zależny od dawki.

Jednakże nie zaobserwowano znaczących różnic w późnej apoptozie przy stężeniach ekstraktu od 0 do 400 μg/ml. Wysokie dawki ekstraktu chaga mogą wpływać na fizjologię innych komórek i zmniejszać maksymalną zdolność oddechową mitochondriów.

Naukowcy odkryli, że ekstrakt z chaga tłumił potencjał błony mitochondrialnej i aktywność glikolityczną w linii komórkowej HSC-4, powodując zmniejszenie poziomu ATP i autofagię.

Aktywacja AMPK miała wpływ na indukcję autofagii. Defosforylacja STAT3 hamuje cykl komórkowy poprzez stymulację szlaków apoptozy poprzez aktywację NF-κB i p38 MAPK.

Różne mechanizmy sygnalizacji komórkowej pośredniczą w hamującym działaniu ekstraktu. Ekstrakt zawierał trzy związki przeciwnowotworowe: kwas 2-hydroksy-3,4-dimetoksybenzoesowy, kwas syringowy i kwas protokatechowy.

Chociaż potrzebne są dalsze badania przedkliniczne, aby określić, czy ekstrakt hamuje wzrost guza, wyniki badania sugerują, że ekstrakt z grzybów może być potencjalnym uzupełniającym środkiem terapeutycznym w leczeniu pacjentów z rakiem jamy ustnej.