Molekulyarnaya Meditsina (Molecular medicine)Molekulyarnaya Meditsina (Molecular medicine)Молекулярная медицина1728-29182499-9490Russkiy Vrach Publishing House68902310.29296/24999490-2025-03-04ReviewsОбзорыReview ArticleMolecular mechanisms of action of natural bioactive compounds in personalized medicine for the rehabilitation of cancer patients after chemo and radiation therapyМолекулярные механизмы действия природных биоактивных соединений в персонализированной медицине реабилитации онкологических пациентов после химио- и лучевой терапииhttps://orcid.org/0000-0003-1133-4447PotupchikTatyana V.ПотупчикТатьяна Витальевна
Russian Federation

Associate Professor of the Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology with a Postgraduate Education Course, Сandidate of medical sciences

доцент кафедры фармакологии и клинической фармакологии с курсом постдипломного образования, кандидат медицинских наук

potupchik_tatyana@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6947-0057UsoltsevaOlga N.УсольцеваОльга Николаевна
Russian Federation

scientific research coordinator, Candidate of Medical Sciences

координатор научных исследований, кандидат медицинских наук

usolceva@baikal-legend.ruhttps://orcid.org/0009-0009-8696-9579KupovSergey S.КуповСергей Сергеевич
Russian Federation

Candidate of Medical Sciences, Oncologist, Chief Physician, Scientific and Practical Center for Supportive Cancer Therapy, Integrative and Immuno-Oncology "Onco Rehab"

кандидат медицинских наук, онколог, главный врач, Научно-практический центр поддерживающей терапии рака, интегративной и иммуноонкологии «Onco Rehab»

kupov@onco.rehabhttps://orcid.org/0000-0002-6126-665XVeselovaOlga F.ВеселоваОльга Федоровна
Russian Federation

Head of the Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology with a postgraduate course, Candidate of Medical Sciences

заведующая кафедрой фармакологии и клинической фармакологии с курсом постдипломного образования, кандидат медицинских наук

Veselovaof@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0002-2090-4106EfremovaSofya S.ЕфремоваСофья Сергеевна
Russian Federation

6th-year Student

студентка 6 курса

moniiica999@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0000-9812-667XBaskakovaElina S.БаскаковаЭлина Сергеевна
Russian Federation

6th-year Student

студентка 6 курса

elina.bas46.8@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0006-1966-9240BoyarkoAlena P.БояркоАлена Павловна
Russian Federation

5th-year Student

студентка 5 курса

boyarko.alyona2002@mail.ruFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Krasnoyarsk State Medical University named after Professor V.F. Voino-Yasenetsky" of the Ministry of Health of the Russian FederationФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииSibPribor Limited Liability CompanyООО «СибПрибор»LLC Oncology ClinicООО «Онкоклиника»Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice LumumbaФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы»Kursk State Medical UniversityФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет»Orenburg State Medical University of the Ministry of Health of the Russian FederationФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации2208202523330381108202511082025Copyright ©; 2025, Russkiy Vrach Publishing HouseCopyright ©; 2025, ИД "Русский врач"2025Russkiy Vrach Publishing HouseИД "Русский врач"https://journals.eco-vector.com/1728-2918/article/view/689023

The purpose of the study. To analyze scientific data on the molecular targets and mechanisms of action of key natural bioactive substances used to support cancer patients after chemotherapy and radiation therapy in the framework of personalized medicine. Personalized medicine is associated with the selection of targeted drugs based on tumor genomics, taking into account the bioindividuality of each patient, his molecular, physiological and behavioral characteristics. In the context of natural bioactive compounds, a personalized approach involves the study of interindividual variability in the metabolism of phytocomponents, polymorphisms of detoxification genes, and individual characteristics of molecular targets.

Material and methods. A systematic literature analysis was conducted for the period 2010-2024 in the databases Cyberleninka, PubMed, Cochrane Library, SAGE Premier, Springer, and Wiley Journals.

Results. The natural compounds with the greatest vector of development in the rehabilitation of cancer patients (mushrooms, phytopreparations, nutrients) and their molecular mechanisms are considered. Clinical studies have been analyzed, indicating the resources of natural compounds in reducing the toxic effects of antitumor therapy and accelerating the rehabilitation of patients, taking into account individual and molecular characteristics.

Conclusion. The use of natural bioactive compounds at the stage of rehabilitation of cancer patients is considered as an interdisciplinary approach requiring further validation of scientific data. Natural compounds, when used scientifically, can provide additional opportunities to support patients' health and improve their quality of life.

The integration of phytotherapy into oncology is an area that requires further study. Large multicenter RCTs in various populations are needed, and further study of the pharmacokinetics and interactions of drugs and natural compounds in the rehabilitation of cancer patients. A promising area is "molecular integrative oncology", which uses natural products in accordance with the molecular profile of the tumor and the patient.

Цель исследования. Проанализировать научные данные о молекулярных мишенях и механизмах действия ключевых природных биоактивных веществ, применяемых для поддержки онкобольных после химио- и лучевой терапии в рамках персонализированной медицины. Персонализированная медицина ассоциируется с подбором таргетных лекарств на основе геномики опухоли с учетом биоиндивидуальности каждого пациента, его молекулярных, физиологических и поведенческих особенностей. В контексте природных биоактивных соединений персонализированный подход предполагает изучение межиндивидуальной вариабельности в метаболизме фитокомпонентов, полиморфизмов генов детоксикации и индивидуальных особенностей молекулярных мишеней.

Материал и методы. Проведен систематический анализ литературы за период 2010–2024 гг. в базах данных Сyberleninka, PubMed, Cochrane Library, SAGE Premier, Springer и Wiley Journals.

Результаты. Рассмотрены природные соединения, имеющие наибольший вектор развития в реабилитации онкобольных (грибы, фитопрепараты, нутриенты), их молекулярные механизмы. Проанализированы клинические исследования, свидетельствующие о ресурсах природных соединений в снижении токсических эффектов противоопухолевой терапии и ускорении реабилитации пациентов с учетом индивидуальных и молекулярных особенностей.

Заключение. Использование природных биоактивных соединений на этапе реабилитации онкологических пациентов рассматривается как междисциплинарный подход, требующий дальнейшей валидации научных данных. Натуральные соединения при их научно-обоснованном применении способны дают дополнительные возможности для поддержки здоровья пациентов и улучшения их качества жизни.

Интеграция фитотерапии в онкологию – область, требующая дальнейшего изучения. Необходимы крупные многоцентровые РКИ в различных популяциях, дальнейшее изучение фармакокинетики и взаимодействия лекарственных средств и природных соединений в реабилитации онкобольных. Перспективным направлением является «молекулярная интегративная онкология», применяющая натуральные продукты в соответствии с молекулярным профилем опухоли и пациента.

oncologyrehabilitationchagadihydroquercetinmelaninsnatural bioactive substancesонкологияреабилитациячагадигидрокверцитинмеланиныприродные биоактивные веществаGoetz L.H., Schork N.J. Personalized medicine: motivation, challenges, and progress. Fertil Steril. 2018; 109 (6): 952–63. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2018.05.006Hanahan D., Weinberg R.A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 2011; 144 (5): 646–74. DOI: 10.1016/j.cell.2011.02.013Seyfried T.N., Shelton L.M. Cancer as a metabolic disease. Nutr Metab (Lond). 2010; 7: 7. DOI: 10.1186/1743-7075-7-7Latte-Naor S., Mao J.J. Putting Integrative Oncology Into Practice: Concepts and Approaches. J. Oncol. Pract. 2019; 15 (1): 7–14. DOI:10.1200/JOP.18.00554Goetz L.H., Schork N.J. Personalized medicine: motivation, challenges, and progress. Fertil Steril. 2018; 109 (6): 952–63. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2018.05.006Lee R.T., Kwon N., Wu J., To C., To S., Szmulewitz R., Tchekmedyian R. et al. Prevalence of potential interactions of medications, including herbs and supplements, before, during, and after chemotherapy in patients with breast and prostate cancer. Cancer. 2021; 127 (11): 1827–35. DOI: 10.1002/cncr.33324Liu Y., Shi X., Tian Y., Zhai S., Liu Y., Xiong Z., Chu S. An insight into novel therapeutic potentials of taxifolin. Front Pharmacol. 2023; 14: 1173855. DOI: 10.3389/fphar.2023.1173855Lu Y., Jia Y., Xue Z., Li N., Liu J., Chen H. Recent Developments in Inonotus obliquus (Chaga mushroom) Polysaccharides: Isolation, Structural Characteristics, Biological Activities and Application. Polymers (Basel). 2021; 13 (9): 1441. DOI:10.3390/polym13091441Suthar M., Dufossé L, Singh S.K. The Enigmatic World of Fungal Melanin: A Comprehensive Review. J. Fungi (Basel). 2023; 9 (9): 891. DOI: 10.3390/jof9090891.Chaudhry G.-S., Akim A.M., Sung Y.Y., Sifzizul T.M.T. Cancer and apoptosis: The apoptotic activity of plant and marine natural products and their potential as targeted cancer therapeutics. Pharmacol. 2022; 13. DOI:10.3389/fphar.2022.842376Zoi V., Galani V., Lianos G.D., Voulgaris S., Kyritsis A.P., Alexiou G.A. The Role of Curcumin in Cancer Treatment. Biomedicines. 2021; 9 (9): 1086. DOI:10.3390/biomedicines9091086Liao L.-Y., He Y.-F., Li L., Meng H., Dong Y.-M., Yi F., Xiao P.-G. et al. A preliminary review of studies on adaptogens: comparison of their bioactivity in TCM with that of ginseng-like herbs used worldwide Chin Med. 2018; 13: 57. DOI:10.1186/s13020-018-0214-9Li S., So T.H., Tang G., Tan H.Y., Wang N., Ng B.F.L., Chan C.K.W. et al. Chinese Herbal Medicine for Reducing Chemotherapy-Associated Side-Effects in Breast Cancer Patients: A Systematic Review and Meta-Analysis. Front Oncol. 2020; 10: 599073. DOI: 10.3389/fonc.2020.599073.Loef M., Walach H. Quality of life in cancer patients treated with mistletoe: a systematic review and meta-analysis. BMC Complement Med Ther. 2020; 20 (1): 227. DOI: 10.1186/s12906-020-03013-3Pelzer F., Loef M., Martin D.D., Baumgartner S. Cancer-related fatigue in patients treated with mistletoe extracts: a systematic review and meta-analysis. Support Care Cancer. 2022; 30 (8): 6405–18. DOI:10.1007/s00520-022-06921-xDe Araujo D.P., Pereira P.T.V.T., Fontes A.J.C., Marques K.D.S., de Moraes Е.B., Guerra R.N.M., Garcia J.B.S.. The use of guarana (Paullinia cupana) as a dietary supplement for fatigue in cancer patients: a systematic review with a meta-analysis. Support Care Cancer. 2021; 29 (12): 7171–82. DOI:10.1007/s00520-021-06242-5Schauss A.G., Tselyico S.S., Kuznetsova V.A., Yegorova I. Toxicological and Genotoxicity Assessment of a Dihydroquercetin-Rich Dahurian Larch Tree (Larix gmelinii Rupr) Extract (Lavitol). International J. of Toxicology. 2015; 34 (2): 162–81. DOI:10.1177/1091581815576975Zhang J., Zheng Y., Hong B., Ma L., Zhao Y., Zhang S., Sun S. et al. Dihydroquercetin composite nanofibrous membrane prevents UVA radiation-mediated inflammation, apoptosis and oxidative stress by modulating MAPKs/Nrf2 signaling in human epidermal keratinocytes. Biomed Pharmacother. 2022; 155: 113727. DOI: 10.1016/j.biopha.2022.113727Gmoshinski I.V., Ananyan M.A., Shipelin V.A. et al. Effect of dihydroquercetin supplementation on the toxic properties of nickel nanoparticles in the experiment. Foods and Raw Materials. 2023; 11 (2): 232–42. DOI:10.21603/2308-4057-2023-2-572Усольцева О.Н., Оленников Д.Н., Потупчик Т.В. Оценка качества и биологической активности БиоДигидрокверцетина. Фармация. 2022; 71 (8): 5–14. [Usoltseva O.N., Olennikov D.N., Potupchik T.V. Assessment of the quality and biological activity of Bio-Dihydroquercetin. Pharmacy. 2022; 71 (8): 5–14. DOI: 10.29296/25419218-2022-08-01 (in Russian)].Belosludtseva N.V., Uryupina T.A., Pavlik L.L. et al. Structural and functional alterations in heart mitochondria in a rat model of isoprenaline-induced myocardial injury and their correction with water-soluble Taxifolin. Int. J. Mol. Sci. 2024; 5 (21): 11596. DOI: 10.3390/ijms252111596Хундерякова Н.В., Белослудцева Н.В., Хмиль Н.В. и др. Исследование влияния водорастворимой формы дигидрокверцетина при его введении per os на энергетический обмен в лимфоцитах крови крыс с экспериментальной кардиомиопатией. Вопросы питания. 2021; 90 (6): 50–8. [Hunderyakova N.V., Belosludtseva N.V., Khmil N.V. et al. Investigation of the effect of the water-soluble form of dihydroquercetin when administered per os on energy metabolism in blood lymphocytes of rats with experimental cardiomyopathy. Nutrition issues. 2021; 90 (6): 50–8. DOI: 10.33029/0042-8833-2021-90-6-50-58 (in Russian)].Alalykina E.S., Sergeeva T.N., Ananyan M.A. et al. A Watersoluble form of dihydroquercetin reduces LPS-induced astrogliosis, vascular remodeling, and mRNA VEGF-a levels in the substantia nigra of aged rats. J. Neurosci Neurol Disord. 2024; 8: 014–9. DOI: 10.29328/journal.jnnd.1001092Уракова В.А., Ананян М.А., Алалыкина Е.С. и др. Оценка влияния дигидрокверцетина на организацию микроциркуляторного русла черной субстанции мозга крыс разного возраста при введении липополисахарида. Материалы IV Российской научно-практической конференции «Фундаментальные, клинические и трансляционные аспекты нейронаук», Ижевск. Ижевский государственный университет. 2022. [Urakova V.A., Ananyan M.A., Alalykina E.S. et al. Evaluation of the effect of dihydroquercetin on the organization of the microcirculatory bed of the substantia nigra of the brain of rats of different ages with lipopolysaccharide administration. Proceedings of the IV Russian Scientific and Practical Conference "Fundamental, Clinical and translational aspects of Neuroscience", Izhevsk. Izhevsk State University. 2022. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=rfdmkm (in Russian)].Shubina V.S., Kozina V.I., Shatalin Y.V. A Comparative Study of the Inhibitory Effect of Some Flavonoids and a Conjugate of Taxifolin with Glyoxylic Acid on the Oxidative Burst of Neutrophils. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24 (20): 15068. DOI: 10.3390/ijms242015068.Ганов Д.И. Использование качественных природных БАДов в качестве сопроводительной терапии при радикальном лучевом лечении и химиотерапии онкоурологических пациентов. Врач. 2021; 32 (11): 76–9. [Ganov D.I. The use of high-quality natural dietary supplements as an accompanying therapy for radical radiation treatment and chemotherapy of oncourological patients. The Doctor. 2021; 32 (11): 76–9. DOI: 10.29296/25877305-2021-11-16 (in Russian)].Suthar M. Dufossé L., Singh S.K. The Enigmatic World of Fungal Melanin: A Comprehensive Review. J. fungi (Basel). 2023; 9 (9): 891. DOI: 10.3390/jof9090891Bartusik-Aebisher D., Serafin I., Dynarowicz K. et al. Photodynamic therapy and associated targeting methods for treatment of brain cancer. Front. Pharmacol. 2023; 14: 1250699. DOI: 10.3389/fphar.2023.1250699Огарков Б.Н., Шишкин Н.А., Огаркова Г.Р., Самусенок Л.В. Способ получения пигмента-меланина из базидиоспор трутовых грибов. Патент №2565178 от 20.10.2015 г., Федеральная служба по интеллектуальной собственности РФ. [Ogarkov B.N., Shishkin N.A., Ogarkova G.R., Samusenok L.V. Method of obtaining pigment melanin from basidiospores of tinder fungi. Patent No.2565178 dated 10/20/2015, Federal Service for Intellectual Property of the Russian Federation. (in Russian)].Усольцева О.Н., Потупчик Т.В., Полютова А.А. Меланины: функциональные свойства и возможности применения в медицинской практике. Фармация. 2024; 73 (6): 39–47. [Usoltseva O.N., Potupchik T.V., Politova A.A. Melanins: functional properties and application possibilities in medical practice. Pharmacy. 2024; 73 (6): 39–47. DOI: 10.29296/25419218-2024-06-06 (in Russian)].Арсаханова Г.А. Меланин в структуре противодействия стрессовым явлениям организма. Международный журнал прикладных наук и технологий INTEGRAL. 2020; 6: 5. [Arsakhanova G.A. Melanin in the structure of countering stress phenomena of the body. International J. of Applied Sciences and Technologies INTEGRAL. 2020; 6: 5. DOI: 10.24411/2658-3569-2020-10117 (in Russian)].Freuding M., Keinki C., Micke O., Buentzel J., Huebner J. Mistletoe in oncological treatment: a systematic review: Part 1: survival and safety. J. Cancer Res Clin. Oncol. 2019; 145 (3): 695–707. DOI: 10.1007/s00432-018-02837-4Freuding M., Keinki C., Kutschan S., Micke O., Buentzel J., Huebner J. Mistletoe in oncological treatment: a systematic review : Part 2: quality of life and toxicity of cancer treatment. J. Cancer Res Clin. Oncol. 2019; 145 (4): 927–39. DOI: 10.1007/s00432-018-02838-3Jin X., Ruiz Beguerie J., Sze D.M., Chan G.C. Ganoderma lucidum (Reishi mushroom) for cancer treatment. Cochrane Database Syst Rev. 2016; 4 (4): CD007731. DOI: 10.1002/14651858.CD007731.pub3Zoi V., Galani V., Lianos G.D., Voulgaris S., Kyritsis A.P., Alexiou G.A. The Role of Curcumin in Cancer Treatment. Biomedicines. 2021; 9 (9): 1086. DOI: 10.3390/biomedicines9091086Xiao Q., Zhu W., Feng W., Lee S.S., Leung A.W., Shen J., Gao L. et al. A Review of Resveratrol as a Potent Chemoprotective and Synergistic Agent in Cancer Chemotherapy. Front Pharmacol. 2019; 9: 1534. DOI: 10.3389/fphar.2018.01534.Cai S., Xie L.-W., Xu J.-Y., Zhou H., Yang C., Tang L.-F., Tian Y. et al. Epigallocatechin3-Gallate (EGCG) Modulates the Composition of the Gut Microbiota to Protect Against RadiationInduced Intestinal Injury in Mice. Front. Oncol. 2022; 12: 848107. DOI: 10.3389/fonc.2022.848107Yennurajalingam S., Reddy A., Tannir N.M., Chisholm G.B., Lee R.T., Lopez G., Escalante C.P. et al. High-Dose Asian Ginseng (Panax Ginseng) for Cancer-Related Fatigue: A Preliminary Report. Integr Cancer Ther. 2015; 14 (5): 419–27. DOI: 10.1177/1534735415580676Vashi R., Patel B.M., Goyal R.K. Keeping abreast about ashwagandha in breast cancer. J. Ethnopharmacol. 2021; 269: 113759. DOI: 10.1016/j.jep.2020.113759Bower J.E., Lacchetti C., Alici Y., Barton D.L., Bruner D., Canin B.E., Escalante C.P. et al. Management of Fatigue in Adult Survivors of Cancer: ASCO-Society for Integrative Oncology Guideline Update. J. Clin. Oncol. 2024; 42 (20): 2456–87. DOI: 10.1200/JCO.24.00541