Эксперименты с нормальными и раковыми клеточными линиями показали, что, хотя все грибные мРНК проявляют противораковые свойства, их относительная активность варьирует в широких пределах, что позволяет предположить, что противораковые мРНК обогащены определенными последовательностями. Эти результаты подчеркивают потенциал грибов в качестве источников биомолекул с противораковым потенциалом и иллюстрируют необходимость дальнейших исследований общедоступных фруктов, овощей и (в данном случае) грибов с потенциалом открытия замечательных биологически активных веществ с существенным медицинским применением.
Краткая история применения грибов в исследованиях рака
Грибы — это общее название для заметного зонтиковидного плодового тела (спорофора) некоторых грибов. Несмотря на то, что на сегодняшний день описано более 14 000 из этих грибов, только часть из них безопасна для употребления в пищу человеком. Эти несколько видов, однако, были основными продуктами питания почти во всех культурах и цивилизациях. Некоторые (в основном азиатские) культуры использовали «лекарственные грибы» для лечения инфекций в течение сотен лет, но глобальный интерес к клиническим свойствам грибов до недавнего времени в значительной степени игнорировался.
С ростом интереса к биоразведке (научному поиску природных биохимических или генетических продуктов с полезным применением) медицинские исследования начали проводить скрининг биомолекул грибов для потенциального фармацевтического применения. В последние десятилетия было описано множество нутрицевтиков с антиоксидантными, противораковыми, противовоспалительными и неврологически полезными свойствами. Исследования грибов против рака в последнее время привлекли особое внимание в связи с описанием водорастворимых малых фракций РНК (мРНК), выделенных из Cantharellus cibarius (CCI) и Boletus edulis (BED), обладающих мощными эффектами, индуцирующими апоптоз и пролиферацию клеток.
К сожалению, механизмы действия этих мРНК остаются неизвестными. Идентификация этих механизмов и расширение образцов видов грибов принесет пользу как медицинской, так и пищевой промышленности – первое, поскольку оно сформирует основу для будущих исследований по оптимизации этих противораковых преимуществ (дозировки, потенциальная токсичность in vivo), а второе – дальнейшее доказательство питательных преимуществ этих сокровищниц нутрицевтиков.
Об исследовании
В настоящем исследовании BED и Agaricus bisporus (ABI), широко известные как Портобелло, два до сих пор не проверенных вида грибов, собранных в Трас-уш-Монтеш и Алту-Дору (Португалия), были сравнены с фракциями мРНК из CCI, чтобы изучить потенциальную противораковую эффективность их мРНК. Поскольку предыдущая работа предполагала, что микроРНК (микроРНК) также могут выполнять противораковые функции, микроРНК всех трех видов также были оценены. Все образцы были сублимированы (лиофилизированы) после сбора для предотвращения деградации РНК и сохранения свежести образцов.
МРНК экстрагировали с помощью анионообменной хроматографии с использованием протоколов, описанных Lemieszek et al. микроРНК выделяли с помощью набора для выделения микроРНК MirVana. Для оценки эффективности in vivo использовали линию опухолевых клеток Caco-2 и нормальную клеточную линию HDFn. Показатели чувствительности к лекарственным препаратам оценивали с помощью МТТ-анализа (3-[4,5-диметилтиазол-2-ил]-2,5 дифенилтетразолия бромида) в тандеме со спектрофотометрическим количественным определением. Наконец, эксперименты по флуоресцентной гибридизации РНК IN SITU (РНК-FISH) были использованы для визуализации транскриптов целевой матричной РНК в культивируемых клетках. Статистическая значимость результатов была проверена с помощью тестов одностороннего дисперсионного анализа (ANOVA).
Результаты исследования
В результате очистки BED были получены две уникальные фракции мРНК, названные BEDA и BEDB. Удивительно, но при очистке ЛПИ образуется только одна фракция (АБИЯ), намекая на то, что не все грибы (или их мРНК) химически и функционально похожи.
Оценка эффективности мРНК на клеточных линиях показала, что ABIA способен подавлять жизнеспособность раковых клеток в концентрации 50 мкг/мл. В то время как более высокие концентрации подавляли рак более эффективно, они оказались цитотоксичными для нормальных клеток и, таким образом, нуждаются в дальнейших исследованиях, чтобы выяснить их идеальные дозировки. Напротив, BEDA не проявляла никаких противораковых свойств.
BEDB и CCI3 оказались лучшими противораковыми агентами, демонстрируя высокую противораковую эффективность при низких дозах и нормальную цитотоксичность клеток только при гораздо более высоких концентрациях (250 мкг/мл). Результаты микроРНК BED и ABI отличались от ранее опубликованных результатов CCI3 тем, что не показали статистически значимых различий между раковыми и нормальными клетками, что делает скидкой их эффективность в качестве противораковых препаратов.
«Несмотря на схожую чистоту и молекулярную массу при сравнении с фракциями CCI3 и BEDB, образцы BEDS и BEDH не показали такого же биологического эффекта. Эти данные свидетельствуют о разной первичной структуре мРНК и последовательно-зависимом эффекте. Для того, чтобы понять, является ли эффект CCI3 и BEDB последовательно-зависимым, и была ли последовательность, выделенная в этих фракциях, одинаковой, мы провели РНК-FISH в клетках Caco-2, которые не были обработаны CCI3 и BEDB в течение 96 ч, используя клон, выделенный из CCI3, в качестве зонда».
Результаты RNA-FISH показали, что фракции BEDB и CCI3 были более чем на 80% похожи в своей генетической последовательности, что позволяет предположить, что обе фракции обогащены одной и той же последовательностью сРНК.
«Тем не менее, потребуются дальнейшие функциональные исследования, чтобы понять их мишень в опухолевых клетках и механизм, лежащий в основе их противоопухолевой способности».