Neue Daten zu den Mechanismen der Bekämpfung von Mundhöhlenkrebs durch den Chaga-Pilz
Zuletzt überprüft: 14.06.2024
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In einer kürzlich in Scientific Reports veröffentlichten Studie untersuchten Forscher die Mechanismen der Antitumoraktivität von Chaga-Pilzextrakten in menschlichen Mundhöhlenkrebszellen (HSC-4).
Mundhöhlenkrebs ist ein globales Gesundheitsproblem mit begrenzten Behandlungsmöglichkeiten aufgrund seiner Nebenwirkungen und Folgeerscheinungen. Die wichtigsten Behandlungsmethoden sind Operation, Strahlentherapie und Chemotherapie, obwohl diese gesundes Gewebe schädigen, die Sprache beeinträchtigen und die Lebensqualität verringern können.
Das Verständnis und die gezielte Beeinflussung der Stoffwechselwege in Tumorzellen bietet einen möglichen Ansatz für die Entwicklung neuer Therapeutika. Der Chaga-Pilz hat krebshemmende Eigenschaften gegen mehrere Krebsarten; der Wirkmechanismus ist jedoch nicht klar.
In dieser Studie untersuchten die Forscher, ob der Chaga-Pilz die Entwicklung und den Stoffwechsel von Mundhöhlenkrebs beeinflusst.
Nach der Behandlung mit dem Pilzextrakt untersuchten die Forscher das Zellüberleben, die Proliferationsfähigkeit, glykolytische Wege, Apoptose und mitochondriale Atmungsmechanismen.
Sie behandelten HSC-4-Zellen einen Tag lang mit Pilzextrakt in Dosen von 0 μg/ml, 160 μg/ml, 200 μg/ml, 400 μg/ml und 800,0 μg/ml, um die Wirkung auf das orale Zellverhalten zu bewerten. Bösartiger Tumor, einschließlich Zellzyklus, Proliferation, Lebensfähigkeit, mitochondriale Atmung, Apoptose und Glykolyse.
Das Team analysierte die behandelten Zellen hinsichtlich ihres Zellzyklus und verwendete Cell Counting Kit-8 (CCK-8)-Tests, um die Zelllebensfähigkeit zu bestimmen.
Um zu untersuchen, ob die unterdrückenden Effekte des Chaga-Pilzes auf die Tumorproliferation und das Überleben in behandelten Zellen den Signaltransduktor und Aktivator der Transkription 3 (STAT3) betreffen, maßen sie die STAT3-Aktivierung nach der Behandlung mit einer Dosis von 200,0 μg/ml Extrakt.
Sie führten auch eine Durchflusszytometrie durch, um die Zellverteilung zu analysieren, und Western Blotting, um die gesamten Zellproteine zu extrahieren.
Die Forscher verwendeten Flüssigkeitschromatographie, gefolgt von Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS), um die Komponenten zu identifizieren, die für die Antikrebseigenschaften des Chaga-Pilzextrakts verantwortlich sind.
Die Konzentrationen der Kandidatenverbindungen wurden mithilfe von Hochleistungsflüssigkeitschromatographie bestimmt mit einem Photodiodendetektor (HPLC-DAD).
Sie untersuchten die Regulierung der Glykolyse durch Extrakte unter behandelten Zellen mithilfe eines Tests der extrazellulären Ansäuerungsrate (ECAR). Sie zeichneten Echtzeit-ECAR-Messungen in behandelten Zellen nach Verabreichung von Glukose, Oligomycin und 2-Desoxy-D-Glukose (2-DG) auf.
Das Team untersuchte die Aktivierung eines Energiesensors namens Adenosinmonophosphat-aktivierte Proteinkinase (AMPK) und die zelluläre Sauerstoffverbrauchsrate (OCR).
Sie untersuchten auch die Wirkung eines chronischen Energiemangels auf die Autophagie, die mit dem apoptotischen Zelltod in behandelten Zellen verbunden ist.
Sie untersuchten, ob eine Konzentration von Chaga-Extrakt von 200,0 μg/ml die durch p38 mitogenaktivierte Proteinkinasen (MAPKs) und den nukleären Faktor kappa B (NF-κB) stimulierte Apoptose in behandelten Zellen beeinflusste.
Der Extrakt verlangsamte das Wachstum von HSC-4-Zellen, indem er den Zellzyklus und die Proliferation hemmte, den Energieverbrauch von Krebszellen verringerte und den Zelltod durch Autophagie und erhöhte Apoptose.
Der Extrakt erhöhte die Wachstumsphasen von Mundkrebszellen (G0/G1) signifikant und verkürzte gleichzeitig die Synthesephase (S). In einer Western-Blot-Studie wurde festgestellt, dass der Extrakt die Phospho-STAT3-Expression nach 15 Minuten signifikant reduzierte und 120 Minuten lang aufrechterhielt.
LC-MS identifizierte drei mögliche Antikrebssubstanzen: 2-Hydroxy-3,4-Dimethoxybenzoesäure, Syringasäure und Protocatechusäure. Der Extrakt hemmte die Glykolyse, die Glykolysekapazität und die Glykolysereserven in behandelten Zellen.
Es aktivierte auch AMPK, förderte die Autophagie und hemmte glykolytische Wege in behandelten Zellen. Die Induktion der Autophagie durch den Extrakt zeigte eine dosisabhängige Erhöhung der basalen mitochondrialen Atemfrequenz und des Adenosintriphosphat-(ATP)-Umsatzes.
Es wurden jedoch keine signifikanten Änderungen der maximalen mitochondrialen Atemfrequenz beobachtet, außer in Fällen mit der höchsten Extraktkonzentration. Darüber hinaus beobachteten die Forscher eine dosisabhängige signifikante Abnahme der mitochondrialen Atemreservekapazität.
Die Ergebnisse zeigten, dass Chaga-Pilze die mitochondrialen Membranpotentiale in behandelten Zellen durch anhaltende Autophagie reduzierten, die durch die Hemmung der Glykolyse angetrieben wurde, was darauf hindeutet, dass eine mitochondriale Dysfunktion Apoptose verursacht.
Die Aktivierung von NF-κB und p38 MAPK durch den Extrakt erhöhte die Apoptose. Der Extrakt erhöhte die frühe Apoptose der behandelten Zellen dosisabhängig.
Bei Extraktkonzentrationen von 0 bis 400 μg/ml wurden jedoch keine signifikanten Unterschiede in der späten Apoptose beobachtet. Hohe Dosen von Chaga-Extrakt können andere Zellphysiologien beeinflussen und die maximale mitochondriale Atmungskapazität verringern.
Forscher fanden heraus, dass Chaga-Extrakt mitochondriale Membranpotentiale und glykolytische Aktivität in der HSC-4-Zelllinie unterdrückte, was zu verringerten ATP-Werten und Autophagie führte.
Die Aktivierung von AMPK hatte Auswirkungen, indem sie Autophagie induzierte. Die Dephosphorylierung von STAT3 hemmt den Zellzyklus, indem sie apoptotische Wege durch Aktivierung von NF-κB und p38 MAPK stimuliert.
Verschiedene Zellsignalmechanismen vermittelten die hemmenden Effekte des Extrakts. Der Extrakt enthielt drei krebshemmende Verbindungen: 2-Hydroxy-3,4-dimethoxybenzoesäure, Syringasäure und Protocatechusäure.
Obwohl weitere präklinische Studien erforderlich sind, um festzustellen, ob der Extrakt das Tumorwachstum hemmt, deuten die Studienergebnisse darauf hin, dass der Pilzextrakt ein potenzielles ergänzendes Therapeutikum für die Behandlung von Patienten mit Mundkrebs sein könnte.