במחקר שפורסם לאחרונה ב-Scientific Reports, חוקרים חקרו את המנגנונים מאחורי הפעילות האנטי-גידולית של תמציות פטריות צ'אגה בתאי סרטן פה אנושיים מסוג HSC-4.
לימוד: תמצית פטריות צ'אגה מדכאת את צמיחת תאי סרטן הפה באמצעות עיכוב חילוף החומרים האנרגטי. קרדיט תמונה: Kyrylo Vasyliev/Shutterstock.com
רקע כללי
סרטן הפה הוא דאגה בריאותית עולמית עם אפשרויות טיפול מוגבלות בשל תופעות הלוואי וההשלכות שלו. ניתוחים, הקרנות וכימותרפיה הם הטיפולים העיקריים, למרות שהם יכולים לפגוע ברקמות בריאות, להשפיע על הדיבור ולהפחית את איכות החיים.
הבנה והכוונה של מסלולים מטבוליים בתאי גידול מספקים דרך אפשרית ליצירת טיפולים חדשים. לפטריית צ'אגה יש תכונות אנטי-סרטניות בכמה סוגי סרטן; עם זאת, המנגנון אינו ברור.
לגבי המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים בדקו האם פטריות צ'אגה משפיעות על התפתחות סרטן הפה ועל חילוף החומרים.
בעקבות טיפול בתמצית הפטריות, החוקרים בחנו את הישרדות התאים, יכולת התפשטות, מסלולים גליקוליטים, אפופטוזיס ומנגנוני נשימה מיטוכונדריה.
הם טיפלו בתאי HSC-4 בתמצית הפטריות במינונים של 0 מיקרוגרם/מ"ל, 160 מיקרוגרם/מ"ל, 200 מיקרוגרם/מ"ל, 400 מיקרוגרם/מ"ל ו-800.0 מיקרוגרם/מ"ל במשך יום כדי להעריך את השפעתו על התנהגות התאית ממאירות פומית, כולל מחזור תאים, שגשוג, כדאיות, נשימה מיטוכונדריה, אפופטוזיס וגליקוליזה.
הצוות ניתח את התאים המטופלים במונחים של מחזור התא שלהם, באמצעות מבחני ספירת תאים-8 (CCK-8) כדי לקבוע את כדאיות התא.
כדי לחקור אם ההשפעה המדכאת של פטריות צ'אגה על התפשטות הגידול והישרדות בתאים המטופלים כללה מתמר אותות ומפעיל של איתות שעתוק 3 (STAT3), הם מדדו את הפעלת STAT3 לאחר טיפול במינון של 200.0 מיקרוגרם/מ"ל של התמצית.
יתר על כן, הם ביצעו ציטומטריית זרימה לניתוח התפלגות תאים ו-Western blotting כדי לחלץ את סך החלבונים התאיים.
החוקרים השתמשו בכרומטוגרפיה נוזלית-ספקטרומטריית מסה טנדמית (LC-MS) כדי לקבוע את הרכיבים האחראים לתכונות האנטי-סרטניות של תמצית פטריות צ'אגה.
הם קבעו את ריכוזי התרכובות המועמדות באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים עם זיהוי מערך פוטודיודות (HPLC-DAD).
הם חקרו את ויסות הגליקוליזה על ידי התמציות בקרב תאים מטופלים באמצעות מבחני קצב חומצה חוץ-תאי (ECAR). הם תיעדו מדידות ECAR בזמן אמת בתאים שטופלו בעקבות הזרקות גלוקוז, אוליגומיצין ו-2-דאוקסי-ד-גלוקוז (2-DG).
הצוות חקר את ההפעלה של חיישן אנרגיה הנקרא חלבון קינאז המופעל על ידי אדנוזין מונופוספט (AMPK) וקצב צריכת החמצן של התאים (OCR).
הם גם העריכו את ההשפעה של מניעת אנרגיה מתמשכת על מוות של תאים אפופטוטיים הקשורים לאטופגיה בתאים המטופלים.
הם בדקו האם 200.0 מיקרוגרם/מ"ל של תמצית צ'אגה השפיעו על אפופטוזיס מגורה של חלבון קינאז (MAPKs) ו-Faktor גרעיני kappa B (NF-Κb) בתאים המטופלים ב-p38.
תוצאות
התמצית האטה את הצמיחה התאית של HSC-4 על ידי עיכוב המחזור והתפשטות התא, הפחתת צריכת האנרגיה של תאים סרטניים והגברת מוות תאים בתיווך אוטופגיה על ידי אפופטוזיס.
התמצית הגבירה באופן ניכר את שלבי צמיחת תאי סרטן הפה (G0/G1) תוך הקטנת שלב הסינתזה (S). בדיקת Western blot גילתה שהתמצית הפחיתה באופן משמעותי את הביטוי של phospho-STAT3 לאחר 15 דקות ושמרה עליו למשך 120 דקות.
LC-MS זיהה שלושה חומרים אנטי-סרטניים אפשריים: חומצה 2-הידרוקסי-3,4-דימתוקסיבנזואית, חומצה סירינגית וחומצה פרוטוקטכואית. התמצית עיכבה גליקוליזה, יכולת גליקוליטית ומאגרים גליקוליטיים בתאים שטופלו.
זה גם הפעיל AMPK, מקדם אוטופגיה ועיכוב מסלולים גליקוליטים בתאים המטופלים. אינדוקציה של אוטופגיה על ידי התמצית הראתה עליות תלויות מינון בקצב הנשימה הבסיסי של המיטוכונדריה ובתחלופה של אדנוזין טריפוספט (ATP).
עם זאת, לא היו שינויים משמעותיים בקצבי הנשימה המיטוכונדריים המקסימליים למעט בריכוז הגבוה ביותר של התמצית. בנוסף, החוקרים הבחינו בהפחתה משמעותית של כושר הנשימה המיטוכונדריאלי, תלוי-מינון.
הממצאים הצביעו על כך שפטריות צ'אגה מפחיתות את פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית בתאים המטופלים באמצעות אוטופגיה מתמשכת המתווכת על ידי עיכוב גליקוליזה, מה שמרמז שתקלה במיטוכונדריה גורמת לאפופטוזיס.
ההפעלה המושרה על ידי מיצוי של NF-kB ו-p38 MAPKs הגדילה את האפופטוזיס. התמצית הגבירה את האפופטוזיס המוקדם של התאים המטופלים באופן תלוי מינון.
עם זאת, לא היה הבדל משמעותי באפופטוזיס מאוחרת מעל 0-400 מיקרוגרם/מ"ל ריכוז תמצית. כמויות גבוהות של תמצית צ'אגה עשויות להשפיע על פיזיולוגיות תאים אחרות ולהפחית את הנשימה המקסימלית של המיטוכונדריה.
מסקנות
החוקרים מצאו שתמצית צ'אגה דיכאה את הפוטנציאלים של ממברנות המיטוכונדריה ופעילות גליקוליטית בקו התאים HSC-4, וכתוצאה מכך רמות ATP נמוכות יותר ואוטופגיה.
הפעלת AMPK הניעה את ההשפעות, וגרמה לאוטופגיה. דה-פוספורילציה של STAT3 מעכבת את המחזור התאי, ומעוררת מסלולים אפופטוטיים באמצעות הפעלת NF-κB ו-p38 MAPK.
מנגנוני איתות שונים של תאים תיווכו את ההשפעות המעכבות של התמצית. התמצית כללה שלוש תרכובות אנטי-סרטניות: 2-hydroxy-3,4-dimethoxybenzoic acid, syringic acid וחומצה פרוטוקטכואית.
בעוד שיש צורך במחקר פרה-קליני נוסף כדי לקבוע אם התמצית מדכאת את צמיחת הגידול, ממצאי המחקר מרמזים כי לתמצית הפטריות יש פוטנציאל להיות אפשרות טיפולית משלימה לטיפול בחולי סרטן הפה.
