Нові дані про механізми боротьби гриба чаги з раком порожнини рота

У нещодавньому дослідженні, опублікованому в журналі Scientific Reports, дослідники вивчили механізми протипухлинної активності екстрактів грибів чаги на клітини раку ротової порожнини людини HSC-4.

Рак ротової порожнини – це глобальна проблема охорони здоров’я з обмеженими можливостями лікування через побічні ефекти та наслідки. Основними методами лікування є хірургічне втручання, променева терапія та хіміотерапія, хоча вони можуть пошкодити здорові тканини, вплинути на мовлення та знизити якість життя.

Розуміння та вплив на метаболічні шляхи в пухлинних клітинах відкриває можливий шлях для розробки нових терапевтичних засобів. Гриб чага має протипухлинні властивості проти кількох видів раку; однак механізм цього ефекту залишається незрозумілим.

У цьому дослідженні вчені перевіряли, чи впливає гриб чага на розвиток та метаболізм раку ротової порожнини.

Після лікування екстрактом грибів дослідники вивчали виживання клітин, проліферативну здатність, гліколітичні шляхи, апоптоз та механізми мітохондріального дихання.

Вони обробляли клітини HSC-4 екстрактом гриба в дозах 0 мкг/мл, 160 мкг/мл, 200 мкг/мл, 400 мкг/мл та 800,0 мкг/мл протягом одного дня, щоб оцінити його вплив на поведінку ракових клітин ротової порожнини, включаючи клітинний цикл, проліферацію, життєздатність, мітохондріальне дихання, апоптоз та гліколіз.

Команда дослідників проаналізувала оброблені клітини з точки зору їхнього клітинного циклу, використовуючи аналізи клітинного підрахунку Kit-8 (CCK-8) для визначення життєздатності клітин.

Щоб дослідити, чи пов'язаний супресивний вплив гриба чага на проліферацію та виживання пухлини в оброблених клітинах з перетворювачем сигналу та активатором транскрипції 3 (STAT3), вони виміряли активацію STAT3 після обробки дозою екстракту 200,0 мкг/мл.

Крім того, вони виконали проточну цитометрію для аналізу розподілу клітин та вестерн-блоттинг для екстракції загальних клітинних білків.

Дослідники використали рідинну хроматографію з подальшою тандемною мас-спектрометрією (LC-MS) для ідентифікації компонентів, відповідальних за протиракові властивості екстракту гриба чага.

Концентрації сполук-кандидатів визначали за допомогою високоефективної рідинної хроматографії з фотодіодним детектором (ВЕРХ-ДАД).

Вони досліджували регуляцію гліколізу екстрактами серед оброблених клітин за допомогою аналізу позаклітинної швидкості підкислення (ECAR). Вони реєстрували вимірювання ECAR у реальному часі в оброблених клітинах після введення глюкози, олігоміцину та 2-дезокси-D-глюкози (2-DG).

Команда дослідила активацію енергетичного датчика, який називається аденозинмонофосфат-активована протеїнкіназа (AMPK), та швидкість споживання кисню клітинами (OCR).

Вони також оцінили вплив хронічного дефіциту енергії на аутофагію, пов'язану з апоптотичною загибеллю клітин в оброблених клітинах.

Вони досліджували, чи впливає концентрація екстракту чаги 200,0 мкг/мл на протеїнкінази, активовані мітогеном p38 (MAPK), та апоптоз, стимульований ядерним фактором каппа B (NF-κB), в оброблених клітинах.

Екстракт уповільнював ріст клітин HSC-4, пригнічуючи клітинний цикл та проліферацію, зменшуючи споживання енергії раковими клітинами та посилюючи загибель клітин через аутофагію та апоптоз.

Екстракт значно збільшив фази росту клітин раку ротової порожнини (G0/G1), одночасно зменшивши фазу синтезу (S). Вестерн-блот аналіз показав, що екстракт значно знизив експресію фосфо-STAT3 через 15 хвилин і підтримував її протягом 120 хвилин.

РХ-МС ідентифікував три можливі протиракові сполуки: 2-гідрокси-3,4-диметоксибензойну кислоту, сирингову кислоту та протокатехову кислоту. Екстракт пригнічував гліколіз, гліколітичну здатність та гліколітичні резерви в оброблених клітинах.

Він також активував AMPK, сприяючи аутофагії та пригнічуючи гліколітичні шляхи в оброблених клітинах. Індукція аутофагії екстрактом показала дозозалежне збільшення базальної частоти мітохондріального дихання та обміну аденозинтрифосфату (АТФ).

Однак, суттєвих змін максимальної частоти дихання мітохондрій не спостерігалося, за винятком найвищої концентрації екстракту. Крім того, дослідники спостерігали дозозалежне значне зниження резервної здатності мітохондрій до дихання.

Результати показали, що гриби чага знижували потенціали мітохондріальних мембран в оброблених клітинах шляхом стійкої аутофагії, опосередкованої пригніченням гліколізу, що свідчить про те, що мітохондріальна дисфункція індукує апоптоз.

Активація NF-κB та p38 MAPK екстрактом посилювала апоптоз. Екстракт дозозалежно посилював ранній апоптоз оброблених клітин.

Однак, при концентраціях екстракту від 0 до 400 мкг/мл не спостерігалося суттєвих відмінностей у пізньому апоптозі. Високі дози екстракту чаги можуть впливати на інші фізіологічні процеси клітин та знижувати максимальну дихальну здатність мітохондрій.

Дослідники виявили, що екстракт чаги пригнічував потенціали мітохондріальних мембран та гліколітичну активність у клітинній лінії HSC-4, що призводило до зниження рівня АТФ та аутофагії.

Активація AMPK призвела до ефектів, що викликали аутофагію. Дефосфорилювання STAT3 пригнічує клітинний цикл, стимулюючи апоптотичні шляхи через активацію NF-κB та p38 MAPK.

Різні механізми клітинної сигналізації опосередковували інгібуючий вплив екстракту. Екстракт містив три протипухлинні сполуки: 2-гідрокси-3,4-диметоксибензойну кислоту, сирингову кислоту та протокатехову кислоту.

Хоча необхідні додаткові доклінічні дослідження, щоб визначити, чи пригнічує екстракт ріст пухлини, результати дослідження свідчать про те, що екстракт грибів може бути потенційним допоміжним терапевтичним засобом для лікування пацієнтів з раком ротової порожнини.