Нови данни за механизмите на борбата с рака на устната кухина от гъбата чага

В скорошно проучване, публикувано в Scientific Reports, изследователите изследват механизмите на антитуморна активност на екстракти от гъба чага в човешки орални ракови HSC-4 клетки.

Ракът на устната кухина е глобален здравен проблем с ограничени възможности за лечение поради неговите странични ефекти и последствия. Основните лечения са хирургия, лъчева терапия и химиотерапия, въпреки че те могат да причинят увреждане на здравата тъкан, да повлияят на говора и да намалят качеството на живот.

Разбирането и насочването на метаболитните пътища в туморните клетки предоставя възможен път за разработването на нови терапевтични средства. Гъбата Чага има противоракови свойства срещу няколко вида рак; механизмът обаче не е ясен.

В това проучване изследователите тестваха дали гъбата чага влияе върху развитието и метаболизма на рака на устната кухина.

След третиране с екстракт от гъби, изследователите са изследвали оцеляването на клетките, способността за пролиферация, гликолитичните пътища, апоптозата и механизмите на митохондриалното дишане.

Те третираха HSC-4 клетки с гъбичен екстракт в дози от 0 μg/ml, 160 μg/ml, 200 μg/ml, 400 μg/ml и 800,0 μg/ml за един ден, за да оценят ефекта му върху поведението на оралните клетки. Злокачествен тумор, включително клетъчен цикъл, пролиферация, жизнеспособност, митохондриално дишане, апоптоза и гликолиза.

Екипът анализира третираните клетки по отношение на техния клетъчен цикъл, използвайки тестове Cell Counting Kit-8 (CCK-8), за да определи клетъчната жизнеспособност.

За да изследват дали потискащите ефекти на гъбата чага върху туморната пролиферация и оцеляването в третираните клетки включват сигнален преобразувател и активатор на транскрипция 3 (STAT3), те измерват активирането на STAT3 след третиране с доза от 200,0 μg/ml екстракт. p>

Те също извършиха поточна цитометрия, за да анализират разпределението на клетките и Western blotting, за да извлекат общите клетъчни протеини.

Изследователите са използвали течна хроматография, последвана от тандемна масспектрометрия (LC-MS), за да идентифицират компонентите, отговорни за противораковите свойства на екстракта от гъба чага.

Концентрациите на кандидат съединенията бяха определени с помощта на високоефективна течна хроматография с фотодиоден детектор (HPLC-DAD).

Те изследваха регулирането на гликолизата чрез екстракти сред третираните клетки, използвайки анализ на скоростта на извънклетъчно подкисляване (ECAR). Те записаха ECAR измервания в реално време в третираните клетки след прилагане на глюкоза, олигомицин и 2-деокси-D-глюкоза (2-DG).

Екипът изследва активирането на енергиен сензор, наречен протеин киназа, активирана с аденозин монофосфат (AMPK), и скоростта на клетъчна консумация на кислород (OCR).

Те също оцениха ефекта от хроничния енергиен дефицит върху автофагията, свързана с апоптотична клетъчна смърт в третираните клетки.

Те проучват дали концентрация на екстракт от чага от 200,0 μg/ml повлиява апоптозата, стимулирана от p38 митоген-активирани протеин кинази (MAPKs) и ядрен фактор kappa B (NF-κB) в третираните клетки.

Екстрактът забави растежа на HSC-4 клетки чрез инхибиране на клетъчния цикъл и пролиферацията, намаляване на консумацията на енергия от раковите клетки и увеличаване на клетъчната смърт чрез автофагия и апоптоза.

Екстрактът значително увеличава фазите на растеж на оралните ракови клетки (G0/G1), като същевременно намалява фазата на синтез (S). В Western blot проучване беше установено, че екстрактът значително намалява експресията на фосфо-STAT3 след 15 минути и я поддържа в продължение на 120 минути.

LC-MS идентифицира три възможни противоракови вещества: 2-хидрокси-3,4-диметоксибензоена киселина, сирингова киселина и протокатехинова киселина. Екстрактът инхибира гликолизата, гликолитичния капацитет и гликолитичните резерви в третираните клетки.

Той също активира AMPK, насърчавайки автофагията и инхибирайки гликолитичните пътища в третираните клетки. Индукцията на автофагия от екстракта показва дозозависимо увеличение на базалните митохондриални респираторни честоти и оборота на аденозин трифосфат (АТФ).

Въпреки това не са наблюдавани значителни промени в максималните митохондриални дихателни скорости, освен в случаите с най-висока концентрация на екстракт. В допълнение, изследователите наблюдават дозозависимо значително намаляване на митохондриалния респираторен резервен капацитет.

Резултатите показват, че гъбите чага намаляват потенциала на митохондриалната мембрана в третираните клетки чрез постоянна аутофагия, управлявана от инхибиране на гликолизата, което предполага, че митохондриалната дисфункция причинява апоптоза.

Активирането на NF-κB и p38 MAPK чрез екстракт повишава апоптозата. Екстрактът повишава ранната апоптоза на третираните клетки по дозозависим начин.

Въпреки това не са наблюдавани значителни разлики в късната апоптоза при концентрации на екстракт от 0 до 400 μg/ml. Високите дози екстракт от чага могат да повлияят на физиологията на други клетки и да намалят максималния респираторен капацитет на митохондриите.

Изследователите установиха, че екстрактът от чага потиска потенциала на митохондриалната мембрана и гликолитичната активност в клетъчната линия HSC-4, което води до понижени нива на АТФ и автофагия.

Активирането на AMPK има ефект чрез индуциране на автофагия. Дефосфорилирането на STAT3 инхибира клетъчния цикъл чрез стимулиране на апоптотичните пътища чрез активиране на NF-κB и p38 MAPK.

Различни клетъчни сигнални механизми медиират инхибиторните ефекти на екстракта. Екстрактът съдържа три противоракови съединения: 2-хидрокси-3,4-диметоксибензоена киселина, сирингова киселина и протокатехинова киселина.

Въпреки че са необходими повече предклинични проучвания, за да се определи дали екстрактът инхибира растежа на тумора, резултатите от проучването предполагат, че екстрактът от гъби може да бъде потенциален допълнителен терапевтичен агент за лечението на пациенти с рак на устната кухина.