Некоторые вторичные растительные метаболиты как перспективные кандидаты для лечения рака лёгкого и рака поджелудочной железы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Введение. Онкологические заболевания занимают второе место по смертности в России и мире после сердечно-сосудистых. Химиотерапия остаётся основной линией лечения, но опухолевые клетки могут стать устойчивыми к препаратам. Исследователи работают над новыми эффективными лекарствами, включая вторичные метаболиты растений, которые оказывают противоопухолевое действие через различные механизмы.

Цель работы – изучение цитостатических свойств трёх соединений: алкалоида (Р1), терпеноида (Р2) и флавоноида (V1) в отношении клеточных линий рака поджелудочной железы AsPC-1 и немелкоклеточного рака лёгкого Н1299.

Материал и методы. Экстракцию вторичных метаболитов белокопытника (Petasites hybrydicus (L.) G. Gaertn., B. Mey. & Scherb.) и омелы (Viscum album L.) осуществляли в тетрахлорэтилене. Для идентификации выделенных соединений использовали высокоэффективную жидкостную хроматографию с масс-детектированием и метод ядерного магнитного резонанса. Культуры немелкоклеточного рака лёгкого Н1299 и рака поджелудочной железы AsPC-1 выращивали в среде RPMI1640 (Gibco, США) с добавлением 10% ФБС (HyClone, США) и 1% глутамина (Биолот, Россия) в стандартных условиях. Чувствительность клеток к исследуемым соединениям определяли с помощью МТТ-теста.

Результаты. Все три соединения обладают противоопухолевой активностью в отношении исследуемых клеточных линий. Соединение V1 вызывает появление и морфологических признаков мезенхимной морфологии и апоптоза в обеих культурах. Значения IC₅₀ для V1 составили 234,24±21,56 мкМ (AsPC-1) и 565,62±84,31 мкМ (Н1299). Соединение Р1 способствует образованию многоядерных клеток в культуре Н1299. Значения IC₅₀ для Р1 составили 652,54±56,12 мкМ (AsPC-1) и 157,85±48,62 мкМ (Н1299). Соединение Р2 вызывает апоптоз и некроз клеток, а также, вероятно, влияет на жёсткость мембраны. Значения IC₅₀ для Р2 составили 802,34±121,02 мкМ (AsPC-1) и 415,71±75,05 мкМ (Н1299).

Выводы. Данные соединения можно рассматривать в качестве перспективных противоопухолевых агентов при раке лёгкого и раке поджелудочной железы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. В. Межевова

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: mezhevova88@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7902-7278

мл. науч. сотрудник

Россия, 344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14 линия, 63

С. Ю. Филиппова

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: svetlana.filippova1982@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4558-5896

науч. сотрудник

Россия, 344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14 линия, 63

Т. В. Чембарова

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: tanyshamova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4555-8556

мл. науч. сотрудник

 

Россия, 344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14 линия, 63

Н. В. Гненная

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: ngnennaya@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-3691-3317

мл. науч. сотрудник

Россия, 344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14 линия, 63

Е. Ю. Златник

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: elena-zlatnik@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1410-122X

доктор медицинских наук, профессор, вед. науч. сотрудник

Россия, 344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14 линия, 63

И. А. Новикова

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: novikovainna@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-6496-9641

доктор медицинских наук, зам. генерального директора по науке

Россия, 344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14 линия, 63

Я. С. Енин

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: dendro51@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4572-1579

науч. сотрудник

Россия, 344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14 линия, 63

О. Н. Буров

ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет»

Email: bboleg@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7704-033X

кандидат химических наук, доцент

Россия, 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, д. 105/42

Список литературы

  1. Шахзадова А. О., Старинский В. В., Лисичникова И. В. Состояние онкологической помощи населению России в 2022 году. Сибирский онкологический журнал. 2023; 22(5): 5–13. DOI: 10. 21294/1814-4861-2023-22-5-5-13.
  2. Shin S. A., Moon S. Y., Kim W. Y. et al. Structure-Based Classification and Anti-Cancer Effects of Plant Metabolites. Int J Mol Sci. 2018; 19(9): 2651. DOI: 10. 3390/ijms19092651.
  3. Lyu X., Song A. L., Bai Y. L. et al. Inhibitory Effects of Petasin on Human Colon Carcinoma Cells Mediated by Inactivation of Akt/mTOR Pathway. Chin. Med. J. (Engl). 2019; 132(IX): 1071–1078. DOI: 10. 1097/CM9. 0000000000000199.
  4. Guo L., Kang J. S., Kang N. J. et al. S-petasin Induces Apoptosis and Inhibits Cell Migration Through Activation of p53 Pathway Signaling in Melanoma B16F10 Cells and A375 Cells. Arch. Biochem. Biophys. 2020; 692: 108519. DOI: 10. 1016/j. abb. 2020. 108519.
  5. Abdelfatah S., Böckers M., Asensio M. et al. Isopetasin and S-isopetasin as Novel P-glycoprotein Inhibitors Against Multidrug-resistant Cancer Cells. Phytomedicine. 2021; 86: 153196. DOI: 10. 1016/j. phymed. 2020. 153196.
  6. Heishima K., Sugito N., Soga T. et al. Petasin Potently Inhibits Mitochondrial Complex I-based Metabolism that Supports Tumor Growth and Metastasis. J. Clin. Invest. 2021; 131(XVII): e139933. DOI: 10. 1172/JCI139933.
  7. Matsumoto T., Imahori D., Saito Y. et al. Cytotoxic Activities of Sesquiterpenoids from the Aerial Parts of Petasites japonicus Against Cancer Stem Cells. J. Nat. Med. 2020; 74(IV): 689–701. DOI: 10. 1007/s11418-020-01420-x.
  8. Zhang L., Hong Z., Zhang R. R. et al. Bakkenolide A Inhibits Leukemia by Regulation of HDAC3 and PI3K/Akt-related Signaling Pathways. Biomed. Pharmacother. 2016; 83:958–966. DOI: 10. 1016/j. biopha. 2016. 07. 049.
  9. Melo M. N. O., Batista J. V. D. C., Peñaloza E. M. C. et al. A Scoping Review of Genus Viscum: Biological and Chemical Aspects of Alcoholic Extracts. Plants (Basel). 2023;12(9):1811. DOI: 10. 3390/plants12091811.
  10. Златник Е. Ю., Енин Я. С., Буров О. Н. и др. Молекулярно-клеточные аспекты воздействия вторичных метаболитов Барбариса обыкновенного и Белокопытника гибридного на клеточную линию HeLa. Исследования и практика в медицине. 2023; 10(4): 31–37. DOI 10. 17709/2410-1893-2023-10-4-3.
  11. Филиппова С. Ю., Шамова Т. В., Тимофеева С. В. и др. Влияние некоторых метаболитов из растений рода Peta-sites sp. на подвижность опухолевых клеток in vitro. Гены и Клетки. 2022; 17(2): 60–63. DOI 10. 23868/202209009.
  12. Timofeeva V., Kit O. I., Filippova S. Yu. et al. Some Plant Metabolites from Petasítes sp. and Their Effect on Cancer Cells Motility in vitro. Journal of Clinical Oncology. 2022; 40(S16): 15077. DOI: 10. 1200/JCO. 2022. 40. 16_suppl. e15077.
  13. Чиряпкин А. С. Золотых Д. С., Поздняков Д. И. Обзор биологической активности флавоноидов: кверцетина и кемпферола. Juvenis Scientia. 2023; 9(2): 5–20. DOI: 10. 32415/jscientia_2023_9_2_5-20.
  14. Kumar P., Nagarajan A., Uchil P. D. Analysis of Cell Viability by the MTT Assay. Cold Spring Harb Protoc. 2018; 2018(6). DOI: 10. 1101/pdb. prot095505.
  15. Ritz C., Baty F., Streibig J. C. et al. Dose-Response Analysis Using R. PLoS One. 2015; 10(12): e0146021. DOI: 10. 1371/journal. pone. 0146021.
  16. Kłos P., Chlubek D. Plant-Derived Terpenoids: A Promising Tool in the Fight against Melanoma. Cancers (Basel). 2022; 14(3): 502. DOI: 10. 3390/cancers14030502.
  17. Efferth T., Oesch F. Repurposing of Plant Alkaloids for Cancer Therapy: Pharmacology and Toxicology. Semin Can-cer Biol. 2021; 68: 143–163. DOI: 10. 1016/j. semcancer. 2019. 12. 010.
  18. Banyal A., Tiwari S., Sharma A. et al. Vinca Alkaloids as a Potential Cancer Therapeutics: Recent Update and Future Challenges. 3 Biotech. 2023; 13(6): 211. DOI: 10. 1007/s13205-023-03636-6.
  19. Bao J., Huang B., Zou L. et al. Hormetic Effect of Berberine Attenuates the Anticancer Activity of Chemotherapeutic Agents. PLoS One. 2015; 10(9): e0139298. DOI: 10. 1371/journal. pone. 0139298.
  20. Jodynis-Liebert J., Kujawska M. Biphasic Dose-Response Induced by Phytochemicals: Experimental Evidence. J Clin Med. 20206; 9(3): 718. DOI: 10. 3390/jcm9030718.
  21. Zheng B., Zheng Y., Zhang N. et al. Rhoifolin from Plumula Nelumbinis exhibits anti-cancer effects in pancreatic cancer via AKT/JNK signaling pathways. Sci Rep. 2022; 12(1): 5654. DOI: 10. 1038/s41598-022-09581-3.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Структурные формулы соединений, тестируемых в исследовании. Пояснения в тексте

Скачать (48KB)
3. Рис. 2. Антипролиферативная активность избранных растительных метаболитов на культурах H1299 и AsPC-1, экспозиция 72 ч: А – кривая доза-ответ для V1; Б – кривая доза-ответ для P1; В – кривая доза-ответ для P2

Скачать (157KB)
4. Рис. 3. Цитопатическое действие исследуемых соединений на культуры H1299 и AsPC-1, экспозиция 72 ч: А – культура AsPC-1, контроль; Б – культура AsPC-1, 625 мкМ V1; В – культура AsPC-1, 343 мкМ P1; Г – культура AsPC-1, 793 мкМ P2; Д – культура Н1299, контроль; Е – культура Н1299, 625 мкМ V1; Ж – культура Н1299, 343 мкМ P1; З – культура Н1299, 793 мкМ P2. Обозначения: ПК – передний край мигрирующих клеток, МК – многоядерная клетка, черные стрелки – клетки с признаками апоптоза, белые стрелки – клетки с признаками некроза. Увеличение объектива 10×.

Скачать (436KB)

© ИД "Русский врач", 2024