Étude sur l'induction de l'apoptose dans les cellules SGC-7901 par les polysaccharides extracellulaires de Fusarium graminearum et son mécanisme
Le cancer gastrique est le cinquième cancer le plus fréquent et la troisième cause de décès par cancer dans le monde. La chimiothérapie est couramment utilisée dans les stades avancés, avec des médicaments de chimiothérapie courants tels que le cisplatine et le 5-fluorouracile. Cependant, la résistance et la toxicité des médicaments de chimiothérapie entraînent une diminution du taux de survie des patients. Les polysaccharides, en tant que polymères naturels de haut poids moléculaire et leurs dérivés, ont des structures spatiales complexes et des activités biologiques diverses. De nombreuses études ont montré que les polysaccharides ont de bons effets pour prévenir l'apparition de tumeurs et en inhiber la croissance. Ils peuvent modifier la fluidité de la membrane cellulaire, inhiber l'invasion tumorale et les métastases, et induire l'apoptose et l'arrêt du cycle cellulaire en régulant diverses voies de signalisation et l'expression des oncogènes dans les cellules tumorales.
Notre groupe de recherche se consacre depuis longtemps à l'isolement et à la découverte de polysaccharides actifs ayant des effets anti-tumoraux à partir de bouillons de fermentation fongique. Grâce à un criblage approfondi, nous avons découvert que les polysaccharides extracellulaires isolés à partir du bouillon de fermentation de la pomme Alternaria ont une bonne activité antitumorale, ce qui nous rappelle que les agents pathogènes des plantes peuvent être une source importante de polysaccharides actifs antitumoraux. Fusarium graminearum, également connu sous le nom de Fusarium graminearum, peut infecter le blé, provoquant l'apparition de substances roses ou orange ressemblant à des moisissures sur les épis malades, ce qui entraîne la gale de la plante. Cette étude a isolé pour la première fois les polysaccharides extracellulaires de Fusarium graminearum à partir de son bouillon de fermentation. Après un criblage in vitro, il a été constaté que les polysaccharides extracellulaires du Fusarium graminearum peuvent inhiber de manière significative la prolifération de la lignée cellulaire du cancer gastrique humain SGC7901. Cet article explore l'effet anti-cancer gastrique SGC-7901 in vitro et le mécanisme des polysaccharides extracellulaires de Fusarium graminearum, fournissant ainsi une base expérimentale pour le développement de médicaments à base de polysaccharides actifs contre le cancer gastrique.

 

Les produits naturels ont toujours été un trésor pour le développement pharmaceutique, jouant un rôle énorme dans le traitement des maladies. En termes d'effets antitumoraux, les médicaments naturels tels que le paclitaxel, la camptothécine, la podophyllotoxine, la vinblastine, etc. ont non seulement des effets pratiques, mais fournissent également des idées et des références pour la synthèse de nouveaux composés. Les métabolites secondaires issus de la fermentation fongique constituent une source importante de polysaccharides actifs. Le polysaccharide extracellulaire EPS isolé du bouillon de fermentation de Rhizopus nigricans active la voie de la protéine kinase activée par l'AMP (AMPK) dans les cellules CT26 du cancer du côlon de la souris, inhibant la croissance cellulaire et favorisant l'apoptose de manière dépendante de la dose et du temps ; Les polysaccharides extracellulaires d'Aspergillus niger augmentent l'activité de la Caspase-9 et de la Caspase-3 de manière dose-dépendante, augmentent le rapport Bax/Bcl-2, favorisent la libération du cytochrome C (Cyt-C) dans le cytoplasme et induisent l'apoptose des cellules MCF-7 par la voie apoptotique mitochondriale intrinsèque ; Les polysaccharides extracellulaires du champignon du pommier peuvent augmenter le niveau des espèces réactives de l'oxygène dans les cellules du cancer gastrique BGC-823, réduire le potentiel de la membrane mitochondriale et former des corps apoptotiques. Le FGEPS qui peut inhiber efficacement la prolifération des cellules cancéreuses gastriques humaines SGC-7901 dans cette étude a été isolé à partir du bouillon de fermentation de Fusarium graminearum. L'expérience CCK8 a montré que le FGEPS peut effectivement inhiber la prolifération des cellules SGC-7901 du cancer gastrique humain. Les résultats morphologiques ont montré que le FGEPS peut provoquer le rétrécissement et la déformation des cellules SGC-7901, le moussage de la membrane et même la formation de corps apoptotiques, qui sont les manifestations de l'apoptose cellulaire. Les résultats de la double coloration AnexinVFITC/PI, de la coloration Hoechst33258 et de la coloration JC-1 indiquent que le FGEPS peut induire l'apoptose dans les cellules SGC-7901 et qu'il peut être lié à des voies médiées par les mitochondries. L'apoptose étant une mort cellulaire programmée contrôlée par les gènes et impliquant la régulation d'une série de gènes, nous avons étudié le rôle de la voie mitochondriale dans l'apoptose des cellules SGC-7901 induite par le FGEPS sur la base de résultats pertinents.
En explorant le mécanisme d'induction de l'apoptose, nous avons découvert que le FGEPS peut augmenter de manière significative l'expression des protéines pro-apoptotiques Bax, Caspase-3 clivée et Caspase-9 clivée, et diminuer l'expression de la protéine anti-apoptotique Bcl-2. Cela indique que l'apoptose cellulaire médiée par les mitochondries est étroitement liée à l'effet anti-cancer gastrique humain SGC-7901 de la FGEPS. L'apoptose cellulaire médiée par les mitochondries fait principalement référence au déséquilibre entre la protéine antiapoptotique Bcl-2 et le ratio de la famille de protéines apoptotiques Bax sous la stimulation de signaux apoptotiques. La surexpression de Bax entraîne une augmentation de la perméabilité de la membrane mitochondriale, libérant des facteurs tels que le Cyt-C. Après s'être lié au facteur d'activation de la protéase apoptotique, il peut activer la protéase apoptotique Caspase-9, favoriser la liaison de l'acide cystéine aspartique et former des corps apoptotiques. La Caspase est une grande famille de protéases apoptotiques qui peuvent être activées par la voie mitochondriale, et la Caspase activée peut également provoquer la libération de plus de Cyt-C par les mitochondries. La chaîne d'activation en cascade de cette famille conduit finalement les cellules à l'apoptose. La Caspase-9 est située au sommet de la chaîne d'activation en cascade, et la Caspase-9 activée déclenche l'activation de molécules effectrices en aval, telles que la Caspase-3, ce qui entraîne une réaction en cascade de la Caspase et provoque la condensation de la chromatine, la lyse et la séparation du corps de la cellule pour former des corps apoptotiques. Cette étude a révélé que le SFGE peut induire l'apoptose dans les cellules SGC-7901 et que la voie d'apoptose médiée par les mitochondries joue un rôle important dans le processus d'apoptose induit par le SFGE dans les cellules SGC-7901 du cancer de l'estomac. Les polysaccharides, substances naturelles de haut poids moléculaire, sont non seulement les composants de base de la structure et des substances énergétiques, mais aussi des molécules clés impliquées dans la régulation et la réponse de l'organisme. Avec le développement de la glycobiologie, les polysaccharides sont devenus un domaine de recherche privilégié pour les médicaments antitumoraux en raison de leur excellente activité antitumorale.
En résumé, cette étude a permis d'isoler pour la première fois le polysaccharide extracellulaire FGEPS de Fusarium graminearum. Il a un effet inhibiteur sur la prolifération des cellules SGC-7901, BGC-823 et MGC803, l'effet inhibiteur le plus important étant celui de la cellule SGC-7901. Il peut également induire l'apoptose des cellules SGC-7901 par la voie mitochondriale. L'expérience fournit une base pour explorer davantage l'effet anti-cancer gastrique de la SFGE et pour développer des médicaments thérapeutiques adjuvants à base de polysaccharides pour le cancer gastrique.