Nové dôkazy o mechanizmoch účinku huby čaga proti rakovine ústnej dutiny

V nedávnej štúdii publikovanej v časopise Scientific Reports výskumníci skúmali mechanizmy protinádorovej aktivity extraktov z húb čaga na ľudské bunky HSC-4 s rakovinou ústnej dutiny.

Rakovina ústnej dutiny je globálny zdravotný problém s obmedzenými možnosťami liečby kvôli vedľajším účinkom a následkom. Hlavnými liečebnými postupmi sú chirurgický zákrok, rádioterapia a chemoterapia, hoci môžu poškodiť zdravé tkanivo, ovplyvniť reč a znížiť kvalitu života.

Pochopenie a zacielenie metabolických dráh v nádorových bunkách poskytuje možnú cestu pre vývoj nových terapeutických činidiel. Huba čaga má protirakovinové vlastnosti proti niekoľkým typom rakoviny; mechanizmus však nie je jasný.

V tejto štúdii výskumníci testovali, či huba čaga ovplyvňuje vývoj a metabolizmus rakoviny ústnej dutiny.

Po liečbe extraktom z húb výskumníci skúmali prežitie buniek, proliferačnú kapacitu, glykolytické dráhy, apoptózu a mechanizmy mitochondriálneho dýchania.

Bunky HSC-4 ošetrovali extraktom z húb v dávkach 0 μg/ml, 160 μg/ml, 200 μg/ml, 400 μg/ml a 800,0 μg/ml počas jedného dňa, aby vyhodnotili jeho účinky na správanie buniek rakoviny ústnej dutiny, vrátane bunkového cyklu, proliferácie, životaschopnosti, mitochondriálneho dýchania, apoptózy a glykolýzy.

Tím analyzoval ošetrené bunky z hľadiska ich bunkového cyklu pomocou testov na počítanie buniek CCK-8 (cell counting kit-8) na určenie životaschopnosti buniek.

Aby zistili, či supresívne účinky huby čaga na proliferáciu a prežitie nádoru v ošetrených bunkách zahŕňajú signálny prevodník a aktivátor transkripcie 3 (STAT3), merali aktiváciu STAT3 po ošetrení dávkou extraktu 200,0 μg/ml.

Okrem toho vykonali prietokovú cytometriu na analýzu distribúcie buniek a Western blotting na extrakciu celkových bunkových proteínov.

Výskumníci použili kvapalinovú chromatografiu a následne tandemovú hmotnostnú spektrometriu (LC-MS) na identifikáciu zložiek zodpovedných za protirakovinové vlastnosti extraktu z huby čaga.

Koncentrácie kandidátskych zlúčenín boli stanovené pomocou vysokoúčinnej kvapalinovej chromatografie s fotodiódovým detektorom (HPLC-DAD).

Skúmali reguláciu glykolýzy extraktmi medzi ošetrenými bunkami pomocou testu extracelulárnej acidifikácie (ECAR). Zaznamenávali merania ECAR v reálnom čase v ošetrených bunkách po podaní glukózy, oligomycínu a 2-deoxy-D-glukózy (2-DG).

Tím skúmal aktiváciu energetického senzora nazývaného adenozínmonofosfátom aktivovaná proteínkináza (AMPK) a mieru spotreby kyslíka v bunkách (OCR).

Taktiež hodnotili vplyv chronického energetického deficitu na autofágiu spojenú s apoptotickou bunkovou smrťou v ošetrených bunkách.

Skúmali, či koncentrácia extraktu z čagy 200,0 μg/ml ovplyvnila mitogénom aktivované proteínkinázy (MAPK) p38 a apoptózu stimulovanú nukleárnym faktorom kappa B (NF-κB) v ošetrených bunkách.

Extrakt spomalil rast buniek HSC-4 inhibíciou bunkového cyklu a proliferácie, znížením spotreby energie rakovinových buniek a zvýšením bunkovej smrti prostredníctvom autofágie a apoptózy.

Extrakt významne zvýšil rastové fázy buniek rakoviny ústnej dutiny (G0/G1) a zároveň znížil fázu syntézy (S). Analýza Western blot ukázala, že extrakt významne znížil expresiu fosfo-STAT3 po 15 minútach a udržal ju počas 120 minút.

LC-MS identifikovala tri možné protirakovinové zlúčeniny: kyselinu 2-hydroxy-3,4-dimetoxybenzoovú, kyselinu syringovú a kyselinu protokatechuovú. Extrakt inhiboval glykolýzu, glykolytickú kapacitu a glykolytické rezervy v ošetrených bunkách.

Taktiež aktivoval AMPK, čím podporil autofágiu a inhiboval glykolytické dráhy v ošetrených bunkách. Indukcia autofágie extraktom preukázala na dávke závislé zvýšenie bazálnej mitochondriálnej respiračnej frekvencie a obratu adenozíntrifosfátu (ATP).

Neboli však pozorované žiadne významné zmeny v maximálnej mitochondriálnej respiračnej frekvencii, s výnimkou najvyššej koncentrácie extraktu. Okrem toho výskumníci pozorovali od dávky závislý významný pokles mitochondriálnej respiračnej rezervnej kapacity.

Výsledky ukázali, že huby čaga znižujú mitochondriálne membránové potenciály v ošetrených bunkách prostredníctvom pretrvávajúcej autofágie sprostredkovanej inhibíciou glykolýzy, čo naznačuje, že mitochondriálna dysfunkcia indukuje apoptózu.

Aktivácia NF-κB a p38 MAPK extraktom zvýšila apoptózu. Extrakt zvýšil skorú apoptózu liečených buniek spôsobom závislým od dávky.

Pri koncentráciách extraktu v rozmedzí od 0 do 400 μg/ml sa však nepozorovali žiadne významné rozdiely v neskorej apoptóze. Vysoké dávky extraktu z čagy môžu ovplyvniť iné bunkové fyziológie a znížiť maximálnu respiračnú kapacitu mitochondrií.

Výskumníci zistili, že extrakt z čagy potláča mitochondriálne membránové potenciály a glykolytickú aktivitu v bunkovej línii HSC-4, čo vedie k zníženiu hladín ATP a autofágie.

Aktivácia AMPK viedla k účinkom indukciou autofágie. Defosforylácia STAT3 inhibuje bunkový cyklus stimuláciou apoptotických dráh prostredníctvom aktivácie NF-κB a p38 MAPK.

Inhibičné účinky extraktu sprostredkovali rôzne mechanizmy bunkovej signalizácie. Extrakt obsahoval tri protirakovinové zlúčeniny: kyselinu 2-hydroxy-3,4-dimetoxybenzoovú, kyselinu syringovú a kyselinu protokatechovú.

Hoci sú potrebné ďalšie predklinické štúdie na zistenie, či extrakt potláča rast nádoru, výsledky štúdie naznačujú, že extrakt z húb môže byť potenciálnym doplnkovým terapeutickým činidlom pri liečbe pacientov s rakovinou ústnej dutiny.