Új bizonyítékok a chaga gomba szájüregi rák elleni mechanizmusairól

A Scientific Reports folyóiratban megjelent friss tanulmányban a kutatók a chaga gomba kivonatainak daganatellenes aktivitásának mechanizmusait vizsgálták emberi szájüregi rákos HSC-4 sejteken.

A szájüregi rák globális egészségügyi probléma, amelynek mellékhatásai és következményei miatt korlátozottak a kezelési lehetőségei. A fő kezelési módok a műtét, a sugárterápia és a kemoterápia, bár ezek károsíthatják az egészséges szöveteket, befolyásolhatják a beszédet és ronthatják az életminőséget.

A tumorsejtek anyagcsere-útvonalainak megértése és célba vétele új terápiás szerek fejlesztésének lehetséges útját nyitja meg. A chaga gomba rákellenes tulajdonságokkal rendelkezik számos ráktípussal szemben; a mechanizmus azonban nem tisztázott.

Ebben a tanulmányban a kutatók azt vizsgálták, hogy a chaga gomba befolyásolja-e a szájüregi rák kialakulását és anyagcseréjét.

A gombakivonattal történő kezelés után a kutatók a sejtek túlélését, proliferatív kapacitását, glikolítikus útvonalait, apoptózisát és a mitokondriális légzési mechanizmusokat vizsgálták.

A HSC-4 sejteket 0 μg/ml, 160 μg/ml, 200 μg/ml, 400 μg/ml és 800,0 μg/ml dózisú gombakivonattal kezelték egy napon keresztül, hogy kiértékeljék a szájüregi ráksejtek viselkedésére gyakorolt hatását, beleértve a sejtciklust, a proliferációt, az életképességet, a mitokondriális légzést, az apoptózist és a glikolízist.

A csapat a kezelt sejteket sejtciklusuk szempontjából elemezte sejtszámláló kit-8 (CCK-8) vizsgálatokkal a sejtek életképességének meghatározása érdekében.

Annak vizsgálatára, hogy a chaga gomba tumorproliferációra és túlélésre gyakorolt szuppresszív hatásai a kezelt sejtekben jelátvivőt és a 3-as transzkripció aktivátorát (STAT3) is magukban foglalják-e, a kivonat 200,0 μg/ml dózisával történő kezelés után mérték a STAT3 aktivációját.

Ezenkívül áramlási citometriát végeztek a sejtek eloszlásának elemzésére, és Western blot analízist a teljes sejtfehérjék kinyerésére.

A kutatók folyadékkromatográfiát, majd tandem tömegspektrometriát (LC-MS) alkalmaztak a chaga gomba kivonat rákellenes tulajdonságaiért felelős összetevők azonosítására.

A jelölt vegyületek koncentrációját nagy teljesítményű folyadékkromatográfiával és fotodióda detektorral (HPLC-DAD) határoztuk meg.

Extracelluláris savasodási sebesség (ECAR) vizsgálattal vizsgálták a glikolízis szabályozását a kezelt sejtekben. Valós idejű ECAR-méréseket végeztek a kezelt sejtekben glükóz, oligomicin és 2-dezoxi-D-glükóz (2-DG) beadása után.

A csapat megvizsgálta az adenozin-monofoszfát-aktivált protein kináz (AMPK) nevű energiaérzékelő aktiválódását és a sejtek oxigénfogyasztási sebességét (OCR).

Azt is vizsgálták, hogy a krónikus energiahiány milyen hatással van az autofágiára, ami az apoptotikus sejthalállal jár a kezelt sejtekben.

Megvizsgálták, hogy a 200,0 μg/ml koncentrációjú chaga kivonat befolyásolja-e a p38 mitogén-aktivált protein kinázokat (MAPK-k) és a nukleáris faktor kappa B (NF-κB) által stimulált apoptózist a kezelt sejtekben.

A kivonat lassította a HSC-4 sejtek növekedését azáltal, hogy gátolta a sejtciklust és a proliferációt, csökkentette a rákos sejtek energiafogyasztását, és fokozta a sejthalált autofágia és apoptózis révén.

A kivonat jelentősen növelte a szájüregi rákos sejtek növekedési fázisát (G0/G1), miközben csökkentette a szintézis fázist (S). A Western blot analízis kimutatta, hogy a kivonat 15 perc elteltével szignifikánsan csökkentette a foszfo-STAT3 expresszióját, és azt 120 percig fenntartotta.

Az LC-MS három lehetséges rákellenes vegyületet azonosított: 2-hidroxi-3,4-dimetoxibenzoesavat, sziringsavat és protokatekusavat. A kivonat gátolta a glikolízist, a glikolítikus kapacitást és a glikolítikus tartalékokat a kezelt sejtekben.

Aktiválta az AMPK-t is, elősegítve az autofágiát és gátolva a glikolítikus útvonalakat a kezelt sejtekben. Az autofágia indukciója a kivonat által dózisfüggő növekedést mutatott a bazális mitokondriális légzési sebességben és az adenozin-trifoszfát (ATP) forgalmában.

A maximális mitokondriális légzési sebességben azonban nem figyeltek meg jelentős változásokat, kivéve a legmagasabb kivonatkoncentrációnál. Ezenkívül a kutatók dózisfüggő, szignifikáns csökkenést figyeltek meg a mitokondriális légzési tartalékkapacitásban.

Az eredmények azt mutatták, hogy a chaga gombák a glikolízis gátlása által közvetített tartós autofágia révén csökkentették a mitokondriális membránpotenciált a kezelt sejtekben, ami arra utal, hogy a mitokondriális diszfunkció apoptózist indukál.

Az NF-κB és a p38 MAPK aktiválása a kivonat által fokozta az apoptózist. A kivonat dózisfüggő módon fokozta a kezelt sejtek korai apoptózisát.

A késői apoptózisban azonban nem figyeltek meg szignifikáns különbségeket a kivonat 0 és 400 μg/ml közötti koncentrációi között. A chaga kivonat nagy dózisai befolyásolhatják más sejtek fiziológiáját, és csökkenthetik a maximális mitokondriális légzési kapacitást.

A kutatók azt találták, hogy a chaga kivonat csökkentette a mitokondriális membránpotenciált és a glikolítikus aktivitást a HSC-4 sejtvonalban, ami az ATP-szint és az autofágia csökkenéséhez vezetett.

Az AMPK aktiváció autofágia indukálásával hatást fejt ki. A STAT3 defoszforilációja gátolja a sejtciklust azáltal, hogy az NF-κB és a p38 MAPK aktiválásán keresztül stimulálja az apoptotikus útvonalakat.

A kivonat gátló hatásait különféle sejtjelző mechanizmusok közvetítették. A kivonat három rákellenes vegyületet tartalmazott: 2-hidroxi-3,4-dimetoxibenzoesavat, sziringsavat és protokatekusavat.

Bár további preklinikai vizsgálatokra van szükség annak megállapításához, hogy a kivonat gátolja-e a tumor növekedését, a tanulmány eredményei arra utalnak, hogy a gombakivonat potenciális kiegészítő terápiás szer lehet a szájüregi rákos betegek kezelésében.