Novi dokazi o mehanizmima djelovanja čage protiv raka usne šupljine

U nedavnoj studiji objavljenoj u časopisu Scientific Reports, istraživači su ispitali mehanizme antitumorskog djelovanja ekstrakata gljive čage na stanice raka usne šupljine kod ljudi HSC-4.

Rak usne šupljine globalni je zdravstveni problem s ograničenim mogućnostima liječenja zbog nuspojava i posljedica. Glavni tretmani su operacija, radioterapija i kemoterapija, iako mogu oštetiti zdravo tkivo, utjecati na govor i smanjiti kvalitetu života.

Razumijevanje i ciljanje metaboličkih putova u tumorskim stanicama pruža mogući put za razvoj novih terapijskih sredstava. Čaga ima antikancerogena svojstva protiv nekoliko vrsta raka; međutim, mehanizam nije jasan.

U ovoj studiji, istraživači su testirali utječe li čaga na razvoj i metabolizam raka usne šupljine.

Nakon tretmana ekstraktom gljive, istraživači su proučavali preživljavanje stanica, proliferativni kapacitet, glikolitičke putove, apoptozu i mehanizme mitohondrijskog disanja.

Tretirali su HSC-4 stanice ekstraktom gljive u dozama od 0 μg/ml, 160 μg/ml, 200 μg/ml, 400 μg/ml i 800,0 μg/ml tijekom jednog dana kako bi procijenili njegove učinke na ponašanje stanica oralnog raka, uključujući stanični ciklus, proliferaciju, održivost, mitohondrijalno disanje, apoptozu i glikolizu.

Tim je analizirao tretirane stanice u smislu njihovog staničnog ciklusa koristeći testove za brojanje stanica CCK-8 (cell counting kit-8) kako bi odredio održivost stanica.

Kako bi istražili jesu li supresivni učinci čage na proliferaciju i preživljavanje tumora u tretiranim stanicama uključeni u signalni pretvarač i aktivator transkripcije 3 (STAT3), izmjerili su aktivaciju STAT3 nakon tretmana s dozom ekstrakta od 200,0 μg/mL.

Osim toga, proveli su protočnu citometriju za analizu distribucije stanica i Western blot za ekstrakciju ukupnih staničnih proteina.

Istraživači su koristili tekućinsku kromatografiju nakon koje je slijedila tandemska masena spektrometrija (LC-MS) kako bi identificirali komponente odgovorne za antikancerogena svojstva ekstrakta gljive čage.

Koncentracije kandidatnih spojeva određene su visokoučinkovitom tekućinskom kromatografijom s fotodiodnim detektorom (HPLC-DAD).

Istraživali su regulaciju glikolize ekstraktima među tretiranim stanicama koristeći test ekstracelularne brzine zakiseljavanja (ECAR). Zabilježili su ECAR mjerenja u stvarnom vremenu u tretiranim stanicama nakon primjene glukoze, oligomicina i 2-deoksi-D-glukoze (2-DG).

Tim je ispitao aktivaciju energetskog senzora zvanog adenozin monofosfatom aktivirana protein kinaza (AMPK) i stopu potrošnje kisika u stanicama (OCR).

Također su procijenili učinak kroničnog energetskog deficita na autofagiju povezanu s apoptotskom staničnom smrću u tretiranim stanicama.

Ispitali su utječe li koncentracija ekstrakta čage od 200,0 μg/mL na proteinske kinaze aktivirane mitogenom (MAPK) p38 i apoptozu stimuliranu nuklearnim faktorom kappa B (NF-κB) u tretiranim stanicama.

Ekstrakt je usporio rast HSC-4 stanica inhibirajući stanični ciklus i proliferaciju, smanjujući potrošnju energije stanica raka i pojačavajući staničnu smrt autofagijom i apoptozom.

Ekstrakt je značajno povećao faze rasta stanica oralnog raka (G0/G1) dok je smanjio fazu sinteze (S). Western blot analiza pokazala je da je ekstrakt značajno smanjio ekspresiju fosfo-STAT3 nakon 15 minuta i održao je tijekom 120 minuta.

LC-MS je identificirao tri moguća spoja protiv raka: 2-hidroksi-3,4-dimetoksibenzojevu kiselinu, siringinsku kiselinu i protokatehuinsku kiselinu. Ekstrakt je inhibirao glikolizu, glikolitički kapacitet i glikolitičke rezerve u tretiranim stanicama.

Također je aktivirao AMPK, potičući autofagiju i inhibirajući glikolitičke putove u tretiranim stanicama. Indukcija autofagije ekstraktom pokazala je porast bazalnih mitohondrijskih respiratornih stopa i prometa adenozin trifosfata (ATP) ovisno o dozi.

Međutim, nisu uočene značajne promjene u maksimalnoj mitohondrijskoj respiratornoj brzini osim pri najvišoj koncentraciji ekstrakta. Osim toga, istraživači su primijetili značajno smanjenje mitohondrijskog respiratornog rezervnog kapaciteta ovisno o dozi.

Rezultati su pokazali da čaga gljive smanjuju potencijale mitohondrijske membrane u tretiranim stanicama putem perzistentne autofagije posredovane inhibicijom glikolize, što implicira da mitohondrijska disfunkcija inducira apoptozu.

Aktivacija NF-κB i p38 MAPK ekstraktom povećala je apoptozu. Ekstrakt je povećao ranu apoptozu tretiranih stanica na način ovisan o dozi.

Međutim, nisu uočene značajne razlike u kasnoj apoptozi pri koncentracijama ekstrakta u rasponu od 0 do 400 μg/mL. Visoke doze ekstrakta čage mogu utjecati na druge stanične fiziologije i smanjiti maksimalni respiratorni kapacitet mitohondrija.

Istraživači su otkrili da ekstrakt čage potiskuje potencijale mitohondrijske membrane i glikolitičku aktivnost u staničnoj liniji HSC-4, što rezultira smanjenom razinom ATP-a i autofagijom.

Aktivacija AMPK rezultirala je učincima induciranjem autofagije. Defosforilacija STAT3 inhibira stanični ciklus stimulirajući apoptotičke putove aktivacijom NF-κB i p38 MAPK.

Različiti mehanizmi stanične signalizacije posredovali su u inhibitornim učincima ekstrakta. Ekstrakt je sadržavao tri antikancerogena spoja: 2-hidroksi-3,4-dimetoksibenzojevu kiselinu, siringinsku kiselinu i protokatehuinsku kiselinu.

Iako su potrebna daljnja predklinička istraživanja kako bi se utvrdilo potiskuje li ekstrakt rast tumora, rezultati istraživanja sugeriraju da bi ekstrakt gljive mogao biti potencijalno dodatno terapijsko sredstvo za liječenje pacijenata s oralnim karcinomom.