Nové poznatky o mechanismech působení houby čaga proti rakovině dutiny ústní

V nedávné studii publikované v časopise Scientific Reports vědci zkoumali mechanismy protinádorové aktivity extraktů z houby čaga na lidské buňky HSC-4 s rakovinou ústní dutiny.

Rakovina ústní dutiny je globální zdravotní problém s omezenými možnostmi léčby kvůli svým vedlejším účinkům a následkům. Hlavními léčbami jsou chirurgický zákrok, radioterapie a chemoterapie, i když mohou poškozovat zdravé tkáně, ovlivňovat řeč a snižovat kvalitu života.

Pochopení a cílení metabolických drah v nádorových buňkách poskytuje možnou cestu pro vývoj nových terapeutických látek. Houba čaga má protirakovinné vlastnosti proti několika typům rakoviny; mechanismus však není jasný.

V této studii vědci testovali, zda houba čaga ovlivňuje rozvoj a metabolismus rakoviny ústní dutiny.

Po ošetření extraktem z hub vědci studovali přežití buněk, proliferační kapacitu, glykolytické dráhy, apoptózu a mechanismy mitochondriálního dýchání.

Buňky HSC-4 ošetřovali extraktem z hub v dávkách 0 μg/ml, 160 μg/ml, 200 μg/ml, 400 μg/ml a 800,0 μg/ml po dobu jednoho dne, aby vyhodnotili jeho účinky na chování buněk rakoviny ústní dutiny, včetně buněčného cyklu, proliferace, životaschopnosti, mitochondriálního dýchání, apoptózy a glykolýzy.

Tým analyzoval ošetřené buňky z hlediska jejich buněčného cyklu pomocí testů cell counting kit-8 (CCK-8) k určení životaschopnosti buněk.

Aby se zjistilo, zda supresivní účinky čagy na proliferaci a přežití nádorů v ošetřených buňkách zahrnují signální převodník a aktivátor transkripce 3 (STAT3), měřili aktivaci STAT3 po ošetření dávkou extraktu 200,0 μg/ml.

Kromě toho provedli průtokovou cytometrii k analýze distribuce buněk a Western blotting k extrakci celkových buněčných proteinů.

Výzkumníci použili kapalinovou chromatografii následovanou tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS) k identifikaci složek zodpovědných za protirakovinné vlastnosti extraktu z houby čaga.

Koncentrace kandidátních sloučenin byly stanoveny pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s fotodiodovým detektorem (HPLC-DAD).

Zkoumali regulaci glykolýzy extrakty u ošetřených buněk pomocí testu extracelulární rychlosti acidifikace (ECAR). Zaznamenávali měření ECAR v reálném čase u ošetřených buněk po podání glukózy, oligomycinu a 2-deoxy-D-glukózy (2-DG).

Tým zkoumal aktivaci energetického senzoru zvaného adenosinmonofosfátem aktivovaná proteinkináza (AMPK) a rychlost spotřeby kyslíku buňkami (OCR).

Také hodnotili vliv chronického energetického deficitu na autofagii spojenou s apoptotickou buněčnou smrtí v ošetřených buňkách.

Zkoumali, zda koncentrace extraktu z čagy 200,0 μg/ml ovlivňuje proteinkinázy aktivované mitogenem p38 (MAPK) a apoptózu stimulovanou nukleárním faktorem kappa B (NF-κB) v ošetřených buňkách.

Extrakt zpomalil růst buněk HSC-4 inhibicí buněčného cyklu a proliferace, snížením spotřeby energie rakovinnými buňkami a zvýšením buněčné smrti prostřednictvím autofagie a apoptózy.

Extrakt významně zvýšil růstové fáze buněk rakoviny ústní dutiny (G0/G1) a zároveň snížil fázi syntézy (S). Analýza Western blot ukázala, že extrakt významně snížil expresi fosfo-STAT3 po 15 minutách a udržel ji po dobu 120 minut.

LC-MS identifikovala tři možné protirakovinné sloučeniny: kyselinu 2-hydroxy-3,4-dimethoxybenzoovou, kyselinu syringovou a kyselinu protokatechovou. Extrakt inhiboval glykolýzu, glykolytickou kapacitu a glykolytické rezervy v ošetřených buňkách.

Také aktivoval AMPK, čímž podpořil autofagii a inhiboval glykolytické dráhy v ošetřených buňkách. Indukce autofagie extraktem prokázala na dávce závislé zvýšení bazální mitochondriální respirační frekvence a obratu adenosintrifosfátu (ATP).

Nicméně nebyly pozorovány žádné významné změny v maximální mitochondriální respirační frekvenci, s výjimkou nejvyšší koncentrace extraktu. Kromě toho vědci pozorovali na dávce závislý významný pokles mitochondriální respirační rezervní kapacity.

Výsledky ukázaly, že houby čaga snižují mitochondriální membránové potenciály v ošetřených buňkách prostřednictvím perzistentní autofagie zprostředkované inhibicí glykolýzy, což naznačuje, že mitochondriální dysfunkce indukuje apoptózu.

Aktivace NF-κB a p38 MAPK extraktem zvýšila apoptózu. Extrakt zvýšil časnou apoptózu ošetřených buněk v závislosti na dávce.

Nicméně při koncentracích extraktu v rozmezí od 0 do 400 μg/ml nebyly pozorovány žádné významné rozdíly v pozdní apoptóze. Vysoké dávky extraktu z čagy mohou ovlivnit další buněčné fyziologie a snížit maximální respirační kapacitu mitochondrií.

Výzkumníci zjistili, že extrakt z čagy potlačuje mitochondriální membránové potenciály a glykolytickou aktivitu v buněčné linii HSC-4, což vede ke snížení hladin ATP a autofagie.

Aktivace AMPK vedla k účinkům indukce autofagie. Defosforylace STAT3 inhibuje buněčný cyklus stimulací apoptotických drah prostřednictvím aktivace NF-κB a p38 MAPK.

Inhibiční účinky extraktu zprostředkovávaly různé mechanismy buněčné signalizace. Extrakt obsahoval tři protirakovinné sloučeniny: kyselinu 2-hydroxy-3,4-dimethoxybenzoovou, kyselinu syringovou a kyselinu protokatechovou.

Ačkoli je zapotřebí dalších preklinických studií, aby se zjistilo, zda extrakt potlačuje růst nádoru, výsledky studie naznačují, že extrakt z hub může být potenciálním doplňkovým terapeutickým činidlem pro léčbu pacientů s rakovinou ústní dutiny.