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 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.

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
Скачать
2. Рис. 1. Структурные формулы соединений, тестируемых в исследовании. Пояснения в тексте

Скачать (48KB)
Метаданные
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)
Метаданные
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)
Метаданные

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).