Estudio sobre la inducción de la apoptosis en células SGC-7901 por polisacáridos extracelulares de Fusarium graminearum y su mecanismo
El cáncer gástrico es el quinto cáncer más frecuente y la tercera causa de muerte por cáncer en todo el mundo. La quimioterapia se utiliza habitualmente en estadios avanzados, con fármacos quimioterápicos comunes como el cisplatino y el 5-fluorouracilo. Sin embargo, la resistencia y toxicidad de los fármacos quimioterapéuticos hacen que las tasas de supervivencia de los pacientes sean más bajas. Los polisacáridos, como polímeros naturales de alto peso molecular y sus derivados, tienen estructuras espaciales complejas y diversas actividades biológicas. Muchos estudios han demostrado que los polisacáridos tienen buenos efectos para prevenir la aparición de tumores e inhibir su crecimiento. Pueden alterar la fluidez de la membrana celular, inhibir la invasión tumoral y la metástasis, e inducir la apoptosis celular y la detención del ciclo mediante la regulación de diversas vías de señalización y la expresión de oncogenes en las células tumorales.
Nuestro grupo de investigación lleva mucho tiempo dedicándose a aislar y descubrir polisacáridos activos con efectos antitumorales a partir de caldos de fermentación de hongos. Mediante un extenso cribado, descubrimos que los polisacáridos extracelulares aislados del caldo de fermentación de Alternaria de la manzana tienen una buena actividad antitumoral, lo que nos recuerda que los patógenos de las plantas pueden ser una fuente importante de polisacáridos activos antitumorales. Fusarium graminearum, también conocido como Fusarium graminearum, puede infectar el trigo, provocando la aparición de sustancias similares al moho de color rojo rosado o anaranjado en las espigas enfermas, lo que da lugar a la costra vegetal. En este estudio se aislaron por primera vez los polisacáridos extracelulares de Fusarium graminearum a partir de su caldo de fermentación. Tras el cribado in vitro, se descubrió que los FGEPS pueden inhibir significativamente la proliferación de la línea celular de cáncer gástrico humano SGC7901. Este artículo explora el efecto in vitro contra el cáncer gástrico SGC-7901 y el mecanismo de los polisacáridos extracelulares de Fusarium graminearum, proporcionando una base experimental para el desarrollo de fármacos polisacáridos activos contra el cáncer gástrico.

 

Los productos naturales siempre han sido un tesoro para el desarrollo farmacéutico, ya que desempeñan un enorme papel en el tratamiento de enfermedades. En términos de efectos antitumorales, medicamentos naturales como el paclitaxel, la camptotecina, la podofilotoxina, la vinblastina, etc. no sólo tienen efectos prácticos, sino que también proporcionan ideas y referencias para la síntesis de nuevos compuestos. Los metabolitos secundarios durante la fermentación fúngica son una fuente importante de polisacáridos activos. El polisacárido extracelular EPS aislado del caldo de fermentación de Rhizopus nigricans activa la vía de la proteína quinasa activada por AMP (AMPK) en células CT26 de cáncer de colon de ratón, inhibiendo el crecimiento celular y promoviendo la apoptosis de forma dependiente de la dosis y del tiempo; Los polisacáridos extracelulares de Aspergillus niger aumentan la actividad de la Caspasa-9 y la Caspasa-3 de forma dependiente de la dosis, aumentan la relación Bax/Bcl-2, promueven la liberación de citocromo C (Cyt-C) en el citoplasma e inducen la apoptosis en células MCF-7 a través de la vía apoptótica mitocondrial intrínseca; Los polisacáridos extracelulares del hongo de la manzana pueden aumentar el nivel de especies reactivas del oxígeno en las células BGC-823 de cáncer gástrico, reducir el potencial de membrana mitocondrial y formar cuerpos apoptóticos. El FGEPS que puede inhibir eficazmente la proliferación de células de cáncer gástrico humano SGC-7901 en este estudio fue aislado del caldo de fermentación de Fusarium graminearum. El experimento CCK8 demostró que la FGEPS puede inhibir eficazmente la proliferación de células de cáncer gástrico humano SGC-7901. Los resultados morfológicos mostraron que la FGEPS puede provocar la contracción y deformación de las células SGC-7901, la formación de espuma en la membrana e incluso la formación de cuerpos apoptóticos, que son las manifestaciones de la apoptosis celular. Los resultados de la tinción doble AnexinVFITC/PI, la tinción Hoechst33258 y la tinción JC-1 indican que la FGEPS puede inducir la apoptosis en las células SGC-7901 y puede estar relacionada con vías mediadas por mitocondrias. Debido al hecho de que la apoptosis es una muerte celular programada controlada por genes, que implica la regulación de una serie de genes, investigamos el papel de la vía mitocondrial en la apoptosis inducida por FGEPS de las células SGC-7901 basándonos en resultados relevantes.
Mediante la exploración del mecanismo de inducción de la apoptosis, descubrimos que los FGEPS pueden aumentar significativamente la expresión de las proteínas proapoptóticas Bax, caspasa 3 y caspasa 9, y disminuir la expresión de la proteína antiapoptótica Bcl-2. Esto indica que la apoptosis celular mediada por la mitocondria está estrechamente relacionada con el efecto anti-cáncer gástrico humano SGC-7901 de los FGEPS. Esto indica que la apoptosis celular mediada por las mitocondrias está estrechamente relacionada con el efecto anti-cáncer gástrico humano SGC-7901 de los FGEPS. La apoptosis celular mediada por las mitocondrias se refiere principalmente al desequilibrio entre la proporción de la proteína antiapoptótica Bcl-2 y la familia de proteínas apoptóticas Bax bajo la estimulación de señales apoptóticas. La sobreexpresión de Bax provoca un aumento de la permeabilidad de la membrana mitocondrial, liberando factores como Cyt-C. Tras unirse al factor activador de la proteasa apoptótica, puede activar la proteasa apoptótica Caspasa-9, promover la unión del ácido aspártico cisteína y formar cuerpos apoptóticos. La Caspasa es una gran familia de proteasas apoptóticas que pueden activarse a través de la vía mitocondrial, y la Caspasa activada también puede provocar que las mitocondrias liberen más Cyt-C. La cadena de activación en "cascada" de esta familia conducirá finalmente a las células hacia la apoptosis. La Caspasa-9 se encuentra en la parte superior de la cadena de activación de la "cascada", y la Caspasa-9 activada desencadenará la activación de moléculas efectoras aguas abajo, como la Caspasa-3, dando lugar a una reacción en cascada de Caspasa y provocando la condensación de la cromatina, la lisis y la separación del cuerpo celular para formar cuerpos apoptóticos. Este estudio descubrió que los FGEPS pueden inducir la apoptosis en las células SGC7901, y que la vía de la apoptosis mediada por las mitocondrias desempeña un papel importante en el proceso de apoptosis inducida por los FGEPS en las células SGC-7901 de cáncer gástrico. Los polisacáridos, como sustancias naturales de alto peso molecular, no sólo son los componentes básicos de la estructura y las sustancias energéticas, sino también moléculas clave implicadas en la regulación y la respuesta del organismo. Con el desarrollo de la glicobiología, los polisacáridos se han convertido en un foco de investigación de fármacos antitumorales debido a su excelente actividad antitumoral.
En resumen, en este estudio se aisló por primera vez el polisacárido extracelular FGEPS de Fusarium graminearum. Tiene un efecto inhibidor de la proliferación en SGC-7901, BGC-823, y MGC803, con el efecto inhibidor más significativo en SGC-7901. También puede inducir la apoptosis en las células SGC-7901 a través de la vía mitocondrial. El experimento proporciona una base para seguir explorando el efecto anti-cáncer gástrico de FGEPS y para desarrollar fármacos de terapia adyuvante basados en polisacáridos para el cáncer gástrico.