Ученые протестировали 5 природных соединений на раковых клетках. Одно выделилось.

Куркумин и берберин нарушали энергетическое производство в клетках и останавливали деление многих клеток фибросаркомы.

Куркумин, берберин и несколько других растительных веществ привлекли внимание ученых из‑за возможных противовоспалительных и противоопухолевых свойств. Новое исследование Медицинского университета Вроцлава и Университета Вроцлава показывает, однако, что эти соединения могут вести себя очень по-разному. Вещество, которое выглядит мощным против раковых клеток, не обязательно имеет лучший профиль безопасности.

Исследователи изучали пять соединений: куркумин, берберин, биоханин A, кукурбитацин E и CAPE (фенетиловый эфир кофеиновой кислоты), компонент прополиса. Они сравнили, как каждое из них влияет на клетки фибросаркомы и на здоровые мышечные клетки.

Как природные соединения влияют на ключевой клеточный путь

Основное внимание в исследовании уделялось сигнальному пути NF-κB, который помогает регулировать воспаление, метаболизм, выживание клеток и клеточное старение.

«NF-κB действует как центральный переключатель, который интегрирует сигналы клеточного стресса и определяет, активирует ли клетка воспалительные пути, борется ли за выживание или меняет свой метаболизм», — поясняет проф. Юлита Кульбацкая из кафедры молекулярной и клеточной биологии Медицинского университета Вроцлава.

В раковых клетках аномально высокая активность NF-κB может помогать клеткам выживать и адаптироваться к стрессовым условиям. Но этот путь также играет важную роль в здоровых клетках. Это означает, что идеальная стратегия не должна полностью устранять активность NF-κB, а скорее воздействовать на нее более контролируемо и избирательно.

Раковые клетки оказались более уязвимы к потере энергии

Все пять соединений также вмешивались в функцию митохондрий, затрудняя клеткам производство энергии.

Эффект был особенно выражен в клетках фибросаркомы. Их уровень АТФ снизился примерно на 83–92%, тогда как в здоровых мышечных клетках снижение составило около 23–73%. Такая разница указывает на то, что раковые клетки могут быть особенно уязвимы при нарушении их энергетического метаболизма.

Соединения также изменяли митофагию — процесс удаления поврежденных митохондрий.

«Берберин, кукурбитацин E и CAPE усиливали митофагию, зависящую от PINK1/PARKIN, в клетках фибросаркомы. В сочетании с заметным снижением уровня АТФ это указывает не на защитную реакцию, а на перегруженный механизм адаптации, приводящий к клеточному старению и гибели», — говорит проф. Юлита Кульбацкая.

Природные соединения переводили раковые клетки в состояние старения

Все пять соединений вызывали признаки клеточного сенесценции в клетках фибросаркомы. Сенесцентные клетки остаются живыми, но навсегда теряют способность делиться.

Наиболее сильный эффект наблюдался при применении куркумина. Доля сенесцентных раковых клеток выросла примерно с 16,5% до более чем 75%. Каждое из других соединений также повышало эту долю выше 66%.

Здоровые мышечные клетки в целом реагировали слабее, что указывает на некоторую степень селективности соединений по отношению к раковым клеткам.

Куркумин предложил наилучший общий баланс

Тесты жизнеспособности клеток показали, что куркумин и CAPE были наиболее селективны в отношении клеток фибросаркомы. Куркумин выделялся тем, что сочетал сильную противораковую активность и индукцию клеточного старения с относительно благоприятным профилем безопасности.

«Наши результаты показывают, что эти природные соединения могут избирательно создавать большую метаболическую нагрузку на раковые клетки по сравнению со здоровыми, нарушая функцию митохондрий и энергетический метаболизм. Среди протестированных соединений куркумин продемонстрировал наиболее сбалансированный профиль», — подчеркивает проф. Юлита Кульбацкая.

Берберин также оказался хорошо переносимым. Тем не менее исследователи отмечают, что влияние берберина на митохондрии в здоровых мышечных клетках по‑прежнему требует более детального изучения.

Противоопухолевая активность — лишь часть картины

Чтобы получить раннюю оценку безопасности за пределами изолированных клеток, исследователи также протестировали соединения на личинках восковой моли (Galleria mellonella).

Куркумин и берберин оказались лучше переносимыми. CAPE и кукурбитацин E были связаны с более высокой летальностью, тогда как биоханин A оказался самым токсичным из пяти соединений.

Результаты подчеркивают важный момент в разработке лекарств. Соединение может быть высокоактивным против раковых клеток и при этом плохо подходить в целом, если оно наносит чрезмерный вред другим тканям организма.

Эти соединения пока не являются лечением рака

Найденные данные не доказывают, что куркумин, берберин или другие соединения в настоящее время могут использоваться для лечения сарком. Эксперименты проводились на клеточных линиях животных и в относительно простой модели токсичности беспозвоночных.

«Наши результаты получены в лабораторных экспериментах и в предварительных тестах на личинках восковой моли. Следующий шаг — оценить эти соединения в более сложных in vivo моделях и лучше понять их механизмы действия, оптимальные дозировки и способы доставки», — отмечает проф. Кульбацкая.

Тем не менее работа помогает отобрать природные соединения, которые заслуживают более пристального изучения. Она также демонстрирует, почему потенциальные противораковые агенты следует оценивать не только по их эффективности в отношении раковых клеток, но и по влиянию на здоровые ткани и организм в целом.

Саркомы составляют менее 1% всех раков у взрослых, но включают более 100 различных подтипов заболеваний.

Нет единого лечения, подходящего для всех сарком. Разные подтипы часто требуют различных терапевтических подходов.

Раковые клетки потребляют намного больше энергии, чем большинство здоровых клеток.

Когда их «электростанции» — митохондрии — перестают должным образом функционировать, их способность к росту и делению нарушается.

Природные соединения могут вдохновлять на разработку будущих лекарств, но сами по себе они не являются терапиями.