Novi dokazi o mehanizmih delovanja gobe čaga proti raku ustne votline

V nedavni študiji, objavljeni v reviji Scientific Reports, so raziskovalci preučili mehanizme protitumorske aktivnosti izvlečkov gob čage na celice HSC-4 človeškega ustnega raka.

Ustni rak je globalni zdravstveni problem z omejenimi možnostmi zdravljenja zaradi stranskih učinkov in posledic. Glavne metode zdravljenja so kirurški poseg, radioterapija in kemoterapija, čeprav lahko poškodujejo zdravo tkivo, vplivajo na govor in zmanjšajo kakovost življenja.

Razumevanje in ciljanje presnovnih poti v tumorskih celicah ponuja možno pot za razvoj novih terapevtskih sredstev. Čaga ima protirakave lastnosti proti več vrstam raka; vendar mehanizem delovanja ni jasen.

V tej študiji so raziskovalci preverili, ali goba čaga vpliva na razvoj in presnovo ustnega raka.

Po zdravljenju z izvlečkom gob so raziskovalci preučevali preživetje celic, proliferativno sposobnost, glikolitične poti, apoptozo in mehanizme mitohondrijskega dihanja.

Celice HSC-4 so en dan zdravili z izvlečkom gob v odmerkih 0 μg/ml, 160 μg/ml, 200 μg/ml, 400 μg/ml in 800,0 μg/ml, da bi ocenili njegove učinke na vedenje celic ustnega raka, vključno s celičnim ciklom, proliferacijo, sposobnostjo preživetja, mitohondrijskim dihanjem, apoptozo in glikolizo.

Ekipa je analizirala tretirane celice glede na njihov celični cikel z uporabo testov celičnega štetja kompleta-8 (CCK-8) za določitev viabilnosti celic.

Da bi raziskali, ali zaviralni učinki čage na proliferacijo in preživetje tumorjev v tretiranih celicah vključujejo signalni pretvornik in aktivator transkripcije 3 (STAT3), so izmerili aktivacijo STAT3 po zdravljenju z odmerkom ekstrakta 200,0 μg/ml.

Poleg tega so izvedli pretočno citometrijo za analizo porazdelitve celic in Western blot za ekstrakcijo celotnih celičnih beljakovin.

Raziskovalci so s tekočinsko kromatografijo, ki ji je sledila tandemska masna spektrometrija (LC-MS), identificirali komponente, odgovorne za protirakave lastnosti izvlečka gobe čage.

Koncentracije kandidatnih spojin so bile določene z uporabo visokozmogljive tekočinske kromatografije s fotodiodnim detektorjem (HPLC-DAD).

Raziskovali so regulacijo glikolize z ekstrakti med tretiranimi celicami z uporabo testa zunajcelične stopnje zakisljevanja (ECAR). Po dajanju glukoze, oligomicina in 2-deoksi-D-glukoze (2-DG) so v tretiranih celicah zabeležili meritve ECAR v realnem času.

Ekipa je preučila aktivacijo energijskega senzorja, imenovanega adenozin monofosfat-aktivirana proteinska kinaza (AMPK), in stopnjo porabe kisika v celicah (OCR).

Ocenili so tudi vpliv kroničnega energijskega primanjkljaja na avtofagijo, povezano z apoptotično celično smrtjo v tretiranih celicah.

Preučevali so, ali koncentracija 200,0 μg/ml ekstrakta čage vpliva na proteinske kinaze, aktivirane z mitogenom p38 (MAPK), in apoptozo, ki jo stimulira jedrski faktor kappa B (NF-κB), v tretiranih celicah.

Izvleček je upočasnil rast celic HSC-4 z zaviranjem celičnega cikla in proliferacije, zmanjšanjem porabe energije rakavih celic in povečanjem celične smrti z avtofagijo in apoptozo.

Izvleček je znatno povečal rastne faze celic ustnega raka (G0/G1), hkrati pa zmanjšal fazo sinteze (S). Analiza Western blot je pokazala, da je izvleček po 15 minutah znatno zmanjšal izražanje fosfo-STAT3 in ga ohranil 120 minut.

LC-MS je identificiral tri možne spojine proti raku: 2-hidroksi-3,4-dimetoksibenzojsko kislino, siringično kislino in protokatehuinsko kislino. Izvleček je zaviral glikolizo, glikolitično kapaciteto in glikolitične rezerve v tretiranih celicah.

Prav tako je aktiviral AMPK, kar je spodbudilo avtofagijo in zaviralo glikolitične poti v tretiranih celicah. Indukcija avtofagije z izvlečkom je pokazala od odmerka odvisno povečanje bazalne mitohondrijske dihalne frekvence in prometa adenozin trifosfata (ATP).

Vendar pa niso opazili pomembnih sprememb v maksimalni mitohondrijski dihalni hitrosti, razen pri najvišji koncentraciji ekstrakta. Poleg tega so raziskovalci opazili od odmerka odvisno znatno zmanjšanje mitohondrijske dihalne rezervne kapacitete.

Rezultati so pokazali, da so gobe čaga zmanjšale potenciale mitohondrijske membrane v tretiranih celicah s perzistentno avtofagijo, ki jo posreduje zaviranje glikolize, kar pomeni, da mitohondrijska disfunkcija povzroča apoptozo.

Aktivacija NF-κB in p38 MAPK z izvlečkom je povečala apoptozo. Izvleček je od odmerka odvisen povečal zgodnjo apoptozo tretiranih celic.

Vendar pa pri koncentracijah ekstrakta od 0 do 400 μg/ml niso opazili pomembnih razlik v pozni apoptozi. Visoki odmerki ekstrakta čage lahko vplivajo na druge fiziologije celic in zmanjšajo maksimalno dihalno kapaciteto mitohondrijev.

Raziskovalci so ugotovili, da je izvleček čage zaviral mitohondrijske membranske potenciale in glikolitično aktivnost v celični liniji HSC-4, kar je povzročilo znižane ravni ATP in avtofagijo.

Aktivacija AMPK je povzročila učinke z indukcijo avtofagije. Defosforilacija STAT3 zavira celični cikel s spodbujanjem apoptotičnih poti z aktivacijo NF-κB in p38 MAPK.

Različni mehanizmi celične signalizacije so posredovali zaviralne učinke izvlečka. Izvleček je vseboval tri protirakave spojine: 2-hidroksi-3,4-dimetoksibenzojsko kislino, siringično kislino in protokatehuinsko kislino.

Čeprav so potrebne nadaljnje predklinične študije, da bi ugotovili, ali izvleček zavira rast tumorja, rezultati študije kažejo, da bi lahko bil izvleček gob potencialno dodatno terapevtsko sredstvo za zdravljenje bolnikov z rakom ustne votline.