Nieuw bewijs over de mechanismen van chaga paddenstoel tegen mondkanker

In een recent onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports, onderzochten onderzoekers de mechanismen van de antitumoractiviteit van chaga-paddenstoelextracten op menselijke mondkanker HSC-4-cellen.

Mondkanker is een wereldwijd gezondheidsprobleem met beperkte behandelingsmogelijkheden vanwege de bijwerkingen en gevolgen. De belangrijkste behandelingen zijn chirurgie, radiotherapie en chemotherapie, hoewel deze gezond weefsel kunnen beschadigen, de spraak kunnen beïnvloeden en de kwaliteit van leven kunnen verminderen.

Het begrijpen en aanpakken van metabole routes in tumorcellen biedt een mogelijke mogelijkheid voor de ontwikkeling van nieuwe therapeutische middelen. Chaga-paddenstoelen hebben antikankereigenschappen tegen verschillende soorten kanker; het werkingsmechanisme is echter onduidelijk.

In deze studie onderzochten de onderzoekers of de chaga-paddenstoel de ontwikkeling en het metabolisme van mondkanker beïnvloedt.

Na de behandeling met het paddenstoelenextract bestudeerden de onderzoekers de overleving van cellen, het proliferatieve vermogen, de glycolytische routes, apoptose en de mitochondriale ademhalingsmechanismen.

Ze behandelden HSC-4-cellen een dag lang met het paddenstoelenextract in doses van 0 μg/ml, 160 μg/ml, 200 μg/ml, 400 μg/ml en 800,0 μg/ml om de effecten ervan op het gedrag van mondkankercellen te beoordelen, waaronder celcyclus, proliferatie, levensvatbaarheid, mitochondriale ademhaling, apoptose en glycolyse.

Het team analyseerde de behandelde cellen op basis van hun celcyclus met behulp van cell counting kit-8 (CCK-8)-testen om de levensvatbaarheid van de cellen te bepalen.

Om te onderzoeken of de onderdrukkende effecten van de chaga-paddenstoel op tumorproliferatie en overleving in behandelde cellen de signaaltransducer en activator van transcriptie 3 (STAT3) omvatten, maten ze de STAT3-activering na behandeling met een dosis van 200,0 μg/ml van het extract.

Daarnaast voerden ze flowcytometrie uit om de celverdeling te analyseren en Western blotting om de totale cellulaire eiwitten te extraheren.

De onderzoekers gebruikten vloeistofchromatografie gevolgd door tandemmassaspectrometrie (LC-MS) om de componenten te identificeren die verantwoordelijk zijn voor de antikankereigenschappen van chaga-paddenstoelenextract.

De concentraties van kandidaatverbindingen werden bepaald met behulp van hogeprestatievloeistofchromatografie met fotodiodedetector (HPLC-DAD).

Ze onderzochten de regulatie van glycolyse door extracten in behandelde cellen met behulp van de extracellulaire verzuringssnelheid (ECAR)-test. Ze registreerden realtime ECAR-metingen in behandelde cellen na toediening van glucose, oligomycine en 2-deoxy-D-glucose (2-DG).

Het team onderzocht de activering van een energiesensor genaamd adenosinemonofosfaat-geactiveerde proteïnekinase (AMPK) en de cellulaire zuurstofverbruikssnelheid (OCR).

Ze beoordeelden ook het effect van chronisch energietekort op autofagie geassocieerd met apoptotische celdood in behandelde cellen.

Ze onderzochten of een concentratie van 200,0 μg/ml chaga-extract invloed had op p38 mitogeen-geactiveerde proteïnekinasen (MAPK's) en door nucleaire factor kappa B (NF-κB) gestimuleerde apoptose in behandelde cellen.

Het extract vertraagde de groei van HSC-4-cellen door de celcyclus en proliferatie te remmen, waardoor het energieverbruik van kankercellen werd verminderd en celdood door autofagie en apoptose werd bevorderd.

Het extract verhoogde de groeifasen van orale kankercellen (G0/G1) aanzienlijk, terwijl de synthesefase (S) werd verkort. Western blot-analyse toonde aan dat het extract de expressie van fosfo-STAT3 na 15 minuten significant verlaagde en deze gedurende 120 minuten in stand hield.

LC-MS identificeerde drie mogelijke antikankerverbindingen: 2-hydroxy-3,4-dimethoxybenzoëzuur, syringinezuur en protocatechuïnezuur. Het extract remde de glycolyse, de glycolytische capaciteit en de glycolytische reserves in behandelde cellen.

Het activeerde ook AMPK, wat autofagie bevorderde en glycolytische processen in behandelde cellen remde. Inductie van autofagie door het extract toonde een dosisafhankelijke toename van de basale mitochondriale ademhalingsfrequentie en de omzetting van adenosinetrifosfaat (ATP).

Er werden echter geen significante veranderingen in de maximale mitochondriale ademhalingsfrequentie waargenomen, behalve bij de hoogste extractconcentratie. Bovendien observeerden de onderzoekers een dosisafhankelijke significante afname van de mitochondriale ademhalingsreservecapaciteit.

Uit de resultaten bleek dat chaga-paddenstoelen het potentieel van het mitochondriale membraan in behandelde cellen verminderden door aanhoudende autofagie, gemedieerd door remming van glycolyse. Dit impliceert dat mitochondriale disfunctie apoptose induceert.

Activering van NF-κB en p38 MAPK door het extract verhoogde apoptose. Het extract verhoogde de vroege apoptose van behandelde cellen op een dosisafhankelijke manier.

Er werden echter geen significante verschillen in late apoptose waargenomen bij extractconcentraties variërend van 0 tot 400 μg/ml. Hoge doses chaga-extract kunnen de fysiologie van andere cellen beïnvloeden en de maximale mitochondriale ademhalingscapaciteit verminderen.

De onderzoekers ontdekten dat chaga-extract de mitochondriale membraanpotentialen en glycolytische activiteit in de HSC-4 cellijn onderdrukte, wat resulteerde in lagere ATP-niveaus en autofagie.

AMPK-activering resulteerde in effecten door autofagie te induceren. STAT3-defosforylering remt de celcyclus door apoptotische routes te stimuleren via activering van NF-κB en p38 MAPK.

Verschillende celsignaleringsmechanismen bemiddelden de remmende effecten van het extract. Het extract bevatte drie antikankercomponenten: 2-hydroxy-3,4-dimethoxybenzoëzuur, syringinezuur en protocatechuïnezuur.

Hoewel er meer preklinische studies nodig zijn om te bepalen of het extract de tumorgroei remt, suggereren de onderzoeksresultaten dat het paddenstoelenextract een mogelijk aanvullend therapeutisch middel kan zijn voor de behandeling van patiënten met mondkanker.