Новые данные о механизмах борьбы гриба чаги с раком полости рта

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, исследователи изучали механизмы антитуморной активности экстрактов гриба чага на клетках человеческого орального рака HSC-4.

Рак полости рта является глобальной проблемой здравоохранения с ограниченными вариантами лечения из-за его побочных эффектов и последствий. Основными методами терапии являются хирургия, радиационная терапия и химиотерапия, хотя они могут наносить вред здоровым тканям, влиять на речь и снижать качество жизни.

Понимание и направление метаболических путей в опухолевых клетках предоставляет возможный путь для создания новых терапевтических средств. У гриба чага есть противораковые свойства по отношению к нескольким видам рака; однако механизм не ясен.

В данном исследовании исследователи проверяли, влияет ли гриб чага на развитие и метаболизм орального рака.

После обработки экстрактом гриба исследователи изучали выживаемость клеток, способность к пролиферации, гликолитические пути, апоптоз и механизмы митохондриального дыхания.

Они обрабатывали клетки HSC-4 экстрактом гриба в дозах 0 мкг/мл, 160 мкг/мл, 200 мкг/мл, 400 мкг/мл и 800,0 мкг/мл в течение дня для оценки его воздействия на поведение клеток оральной злокачественной опухоли, включая клеточный цикл, пролиферацию, жизнеспособность, митохондриальное дыхание, апоптоз и гликолиз.

Команда анализировала обработанные клетки с точки зрения их клеточного цикла, используя анализы комплекта для подсчета клеток-8 (CCK-8) для определения жизнеспособности клеток.

Чтобы исследовать, включает ли подавляющее воздействие гриба чага на пролиферацию и выживаемость опухоли в обработанных клетках сигнальный трансдуктор и активатор транскрипции 3 (STAT3), они измеряли активацию STAT3 после обработки дозой экстракта 200,0 мкг/мл.

Кроме того, они проводили проточную цитометрию для анализа распределения клеток и вестерн-блоттинг для извлечения общих клеточных белков.

Исследователи использовали жидкостную хроматографию с последующей тандемной масс-спектрометрией (LC-MS) для определения компонентов, ответственных за противораковые свойства экстракта гриба чага.

Концентрации кандидатных соединений определяли с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии с фотодиодным детектором (HPLC-DAD).

Они исследовали регуляцию гликолиза экстрактами среди обработанных клеток с использованием анализа скорости экстрацеллюлярного закисления (ECAR). Они записывали измерения ECAR в реальном времени в обработанных клетках после введения глюкозы, олигомицина и 2-дезокси-D-глюкозы (2-DG).

Команда исследовала активацию энергетического датчика, называемого аденозинмонофосфат-активированной протеинкиназой (AMPK), и скорость потребления кислорода клетками (OCR).

Также они оценивали влияние постоянного энергетического дефицита на аутофагию, связанную с апоптотической гибелью клеток в обработанных клетках.

Они изучали, влияет ли концентрация экстракта чаги в 200,0 мкг/мл на апоптоз, стимулируемый митоген-активированными протеинкиназами p38 (MAPKs) и ядерным фактором каппа B (NF-κB) в обработанных клетках.

Экстракт замедлял рост клеток HSC-4, ингибируя клеточный цикл и пролиферацию, снижая энергопотребление раковых клеток и усиливая гибель клеток посредством аутофагии и апоптоза.

Экстракт значительно увеличивал фазы роста раковых клеток полости рта (G0/G1), одновременно уменьшая синтез фазы (S). При исследовании методом вестерн-блоттинга было обнаружено, что экстракт значительно снижал экспрессию фосфо-STAT3 через 15 минут и сохранял ее в течение 120 минут.

LC-MS идентифицировал три возможных противораковых вещества: 2-гидрокси-3,4-диметоксибензойная кислота, сиринговая кислота и протокатехуиновая кислота. Экстракт ингибировал гликолиз, гликолитическую способность и гликолитические запасы в обработанных клетках.

Также он активировал AMPK, способствуя аутофагии и ингибируя гликолитические пути в обработанных клетках. Индукция аутофагии экстрактом показала дозозависимое увеличение базальных дыхательных скоростей митохондрий и оборота аденозинтрифосфата (ATP).

Однако значимых изменений в максимальных митохондриальных дыхательных скоростях не наблюдалось, за исключением случаев с самой высокой концентрацией экстракта. Кроме того, исследователи наблюдали дозозависимое значительное снижение митохондриальной резервной дыхательной способности.

Результаты показали, что грибы чага снижают митохондриальные мембранные потенциалы в обработанных клетках за счет постоянной аутофагии, обусловленной ингибированием гликолиза, что подразумевает, что митохондриальная дисфункция вызывает апоптоз.

Активация экстрактом NF-κB и p38 MAPK увеличивала апоптоз. Экстракт усиливал ранний апоптоз обработанных клеток в зависимости от дозы.

Однако значимых различий в позднем апоптозе при концентрациях экстракта от 0 до 400 мкг/мл не наблюдалось. Высокие дозы экстракта чаги могут влиять на другие физиологии клеток и снижать максимальные митохондриальные дыхательные способности.

Исследователи обнаружили, что экстракт чаги подавляет митохондриальные мембранные потенциалы и гликолитическую активность в клеточной линии HSC-4, что приводит к снижению уровней АТФ и аутофагии.

Активация AMPK приводила к эффектам, вызывая аутофагию. Дефосфорилирование STAT3 ингибирует клеточный цикл, стимулируя апоптотические пути через активацию NF-κB и p38 MAPK.

Различные механизмы передачи сигналов в клетках посредствовали ингибирующие эффекты экстракта. Экстракт содержал три противораковых соединения: 2-гидрокси-3,4-диметоксибензойная кислота, сиринговая кислота и протокатехуиновая кислота.

Хотя для определения, подавляет ли экстракт рост опухолей, необходимо провести больше доклинических исследований, результаты исследования подразумевают, что экстракт гриба может быть потенциальным дополнительным терапевтическим средством для лечения пациентов с раком полости рта.