Нови данни за механизмите на действие на гъбата чага срещу рака на устната кухина

В скорошно проучване, публикувано в списанието Scientific Reports, изследователи са изследвали механизмите на противотуморна активност на екстракти от гъби чага върху човешки ракови клетки на устната кухина HSC-4.

Ракът на устната кухина е глобален здравен проблем с ограничени възможности за лечение поради страничните му ефекти и последствия. Основните лечения са хирургия, лъчетерапия и химиотерапия, въпреки че те могат да увредят здравите тъкани, да повлияят на говора и да намалят качеството на живот.

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

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

След третиране с екстракта от гъби, изследователите са изследвали клетъчното оцеляване, пролиферативния капацитет, гликолитичните пътища, апоптозата и механизмите на митохондриално дишане.

Те третирали HSC-4 клетки с екстракт от гъби в дози от 0 μg/ml, 160 μg/ml, 200 μg/ml, 400 μg/ml и 800.0 μg/ml в продължение на един ден, за да оценят ефектите му върху поведението на раковите клетки в устната кухина, включително клетъчен цикъл, пролиферация, жизнеспособност, митохондриално дишане, апоптоза и гликолиза.

Екипът анализира третираните клетки по отношение на клетъчния им цикъл, използвайки тестове за броене на клетки (CCK-8), за да определи клетъчната жизнеспособност.

За да изследват дали потискащите ефекти на гъбата чага върху пролиферацията и оцеляването на тумора в третираните клетки включват сигнален преобразувател и активатор на транскрипция 3 (STAT3), те измериха активирането на STAT3 след третиране с доза от 200,0 μg/mL от екстракта.

Освен това, те извършиха флоуцитометрия, за да анализират клетъчното разпределение, 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 изследвали регулацията на гликолизата чрез екстракти сред третирани клетки, използвайки анализ на извънклетъчна скорост на подкиселяване (ECAR). Те регистрирали 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 аденозин монофосфат-активирана протеин киназа (AMPK), и скоростта на клетъчна консумация на кислород (OCR).

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

Те изследваха дали концентрация от 200,0 μg/mL екстракт от чага влияе върху p38 митоген-активираните протеин кинази (MAPKs) и стимулираната от ядрен фактор капа B (NF-κB) апоптоза в третираните клетки.

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

Екстрактът значително увеличава фазите на растеж на раковите клетки в устната кухина (G0/G1), като същевременно намалява фазата на синтез (S). Western blot анализът показва, 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 съединения: 2-хидрокси-3,4-диметоксибензоена киселина, сирингова киселина и протокатехинова киселина. Екстрактът инхибира гликолизата, гликолитичния капацитет и гликолитичните резерви в третираните клетки.

Той също така активира AMPK, насърчавайки автофагията и инхибирайки гликолитичните пътища в третираните клетки. Индуцирането на автофагия от екстракта показва дозозависимо увеличение на базалната митохондриална дихателна честота и оборота на аденозин трифосфат (АТФ).

Въпреки това, не са наблюдавани значителни промени в максималната честота на митохондриално дишане, освен при най-високата концентрация на екстракта. Освен това, изследователите са наблюдавали дозозависимо значително намаление на резервния дихателен капацитет на митохондриите.

Резултатите показват, че гъбите чага намаляват потенциала на митохондриалната мембрана в третираните клетки чрез персистираща автофагия, медиирана от инхибиране на гликолизата, което предполага, че митохондриалната дисфункция индуцира апоптоза.

Активирането на NF-κB и p38 MAPK от екстракта повишава апоптозата. Екстрактът увеличава ранната апоптоза на третираните клетки по дозозависим начин.

Въпреки това, не са наблюдавани значителни разлики в късната апоптоза при концентрации на екстракт в диапазона от 0 до 400 μg/mL. Високите дози екстракт от чага могат да повлияят на други клетъчни физиологични процеси и да намалят максималния дихателен капацитет на митохондриите.

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

Активирането на AMPK води до ефекти чрез индуциране на автофагия. Дефосфорилирането на STAT3 инхибира клетъчния цикъл чрез стимулиране на апоптотични пътища чрез активиране на NF-κB и p38 MAPK.

Различни механизми за клетъчна сигнализация 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 потиска растежа на тумора, резултатите от проучването показват, че екстрактът от гъби може да бъде потенциално допълнително терапевтично средство за лечение на пациенти с рак на устната кухина.