Estudio del efecto inhibidor del alcaloide de la hoja de loto sobre la vía de la glucólisis Akt/mTOR/4EBP1 y su efecto anti proliferativo en células de colangiocarcinoma.
El colangiocarcinoma (CCA) se divide en colangiocarcinoma extrahepático (colangiocarcinoma extrahepático) y colangiocarcinoma intrahepático (CCI) en función de su localización anatómica. Aunque el CCI sólo representa entre 10% y 20% de los cánceres hepáticos primarios, es muy insidioso en las fases iniciales, con una elevada tasa de recidiva postoperatoria y mal pronóstico. En las últimas décadas, la tasa de incidencia y la mortalidad de la CPI en Asia e incluso en el mundo han aumentado de forma constante. El programa de quimioterapia de primera línea para la CPI avanzada es propenso a la resistencia a los fármacos y a las reacciones adversas tras un uso prolongado, por lo que es necesario explorar fármacos terapéuticos seguros y eficaces.
El cribado de principios activos medicinales naturales con efectos antitumorales procedentes de plantas y animales ha sido siempre un tema candente de investigación tanto a escala nacional como internacional. La nuciferina (NUF) procede de las hojas secas de Nelumbo nucifera Gaertn, una planta de la familia de las Nymphaeaceae. Tiene cierta actividad antitumoral celular, pero raramente se ha informado de su efecto sobre las células ICC. Este estudio investigó los efectos del alcaloide de la hoja de loto sobre la proliferación y el proceso de glucólisis de las células HuCCT1, y exploró preliminarmente su mecanismo de acción, proporcionando una base teórica para el desarrollo de fármacos terapéuticos seguros y eficaces para la CPI.

La investigación farmacológica moderna muestra que el componente activo del alcaloide de la hoja de loto extraído de la hoja de loto tiene cierto efecto anticrecimiento en muchas células tumorales, como el cáncer de hígado, el cáncer de pulmón, el cáncer de mama, y puede mejorar su sensibilidad a los fármacos quimioterapéuticos. Este estudio descubrió que una cierta concentración de alcaloide de hoja de loto puede inhibir significativamente la proliferación de células HuCCT1 in vitro, y se correlaciona positivamente con la reducción del consumo de glucosa y la producción de lactato. Los carbohidratos son importantes fuentes de energía en las actividades vitales celulares, y el efecto Warburg indica que, incluso en condiciones normales de oxígeno, las células cancerosas suministran energía preferentemente a través de la glucólisis en lugar de las vías metabólicas aeróbicas. Los altos niveles de glucólisis pueden proporcionar energía rápida para el crecimiento de las células cancerosas, y sus productos como el ácido pirúvico y el ácido láctico también proporcionan materias primas para la síntesis de sustancias de las células cancerosas y promueven la metástasis y la invasión de las células cancerosas. Por lo tanto, se especula que la inhibición de la proliferación de células HuCCT1 por los alcaloides de la hoja de loto está relacionada con su inhibición del metabolismo de la glucólisis celular.
El análisis farmacológico en red halló una alta correlación entre matrina y HIF-1 α, así como dianas como TNF, INS, EGFR, etc. HIF-1 α interviene en múltiples procesos como el metabolismo de la glucosa, la proliferación celular, la invasión y metástasis, y la respuesta inflamatoria en células tumorales. Puede activar la actividad del transportador de glucosa (GLUT) y varias enzimas glucolíticas como HK2, PKM2, y piruvato deshidrogenasa quinasa 1 (PDK1), y participar directamente en el proceso de glucólisis, promoviendo en gran medida la progresión tumoral. La hexoquinasa (HK) y la piruvato quinasa (PK) son dos quinasas clave en el proceso de la glucólisis, que regulan las etapas inicial y final del proceso, respectivamente. Este estudio encontró que los niveles de ARNm y la expresión proteica de HIF-1 α y las enzimas glucolíticas clave HK2 y PKM2 en las células disminuyeron gradualmente con el aumento de la concentración de alcaloide de hoja de loto. Por lo tanto, se especula que el alcaloide de hoja de loto puede afectar el proceso de glucólisis de las células HuCCT1 mediante la reducción de la actividad de HIF-1 α.
HIF-1 es un tipo de factor de transcripción al que responden las células en entornos con poco oxígeno o hipóxicos, que consta de dos subunidades: HIF-1 α y HIF-1 β. El residuo de prolina de HIF-1 α es susceptible de hidroxilación en condiciones de normoxia y se une a su molécula de sintonización (von Hippel Lindau, pVHL), que luego se degrada por ubiquitinación. En un entorno bajo en oxígeno, la actividad de las proteínas que contienen el dominio prolil hidroxilasa (PHD) disminuye, lo que conduce a una acumulación significativa de HIF-1 α, que luego migra al núcleo para formar un dímero con HIF-1 β. A continuación, el dímero se une al elemento de respuesta hipóxica (HRE) para promover la transcripción de los genes diana de HIF-1. Además, HIF-1 α puede activarse de forma independiente del oxígeno, por ejemplo, la cascada de señalización PI3K/Akt/mTOR puede aumentar la transcripción y traducción de HIF-1 α alterando la integridad de la proteína 1 de unión al factor de iniciación de la traducción eucariótica 4E (eIF4E) (4EBP1). Algunos estudiosos se refieren al mecanismo de activación de esta señal HIF-1 α independiente del oxígeno como "pseudo hipoxia". En este estudio, el análisis KEGG reveló que la matrina actúa sobre las vías potenciales de la CPI, con un aumento significativo de la vía de señalización PI3K/Akt. Immunoblotting reveló que la matrina puede reducir los niveles de fosforilación de las proteínas mTOR y 4EBP1 en las células HuCCT1, y la proteína p-AktTrr308 general mostró una tendencia decreciente, lo que sugiere que la regulación a la baja de HIF-1 α transcripción y los niveles de traducción por matrina puede estar relacionada con la inhibición de la Akt/mTOR/4EBP1 vía de señalización.

Múltiples estudios han demostrado que, además de inducir la apoptosis de las células tumorales in vitro, inhibir la invasión y la metástasis y bloquearlas en diferentes ciclos, los alcaloides de la hoja de loto también pueden retrasar el crecimiento de tumores ectópicos trasplantados en ratones desnudos y ejercer importantes efectos antitumorales. El principal mecanismo está relacionado con la regulación del ciclo celular y la expresión de proteínas relacionadas con la apoptosis por alcaloides de hoja de loto, la orientación directa de genes específicos, la inhibición de vías de señalización como PI3K Akt, Wnt/β - catenina, SOX2 Akt, STAT3, y TLR4/NF - κ B. Este estudio encontró preliminarmente que los alcaloides de la hoja de loto inhiben la proliferación de células de colangiocarcinoma intrahepático, posiblemente mediante la supresión del proceso de glucólisis celular regulado por la vía de señalización Akt/mTOR/4EBP1. La relación lógica intrínseca entre ambos se explorará en el siguiente paso de la investigación, con el fin de dilucidar el mecanismo anti-CCI de los alcaloides de la hoja de loto y proporcionar una base teórica para el desarrollo profundo de los recursos de la hoja de loto y las aplicaciones clínicas.