Эфирное масло Achillea fragrantissima (Forssk.) Sch. Bip. подавляет рост клеток рака поджелудочной железы посредством индукции некроза, остановки клеточного цикла в фазе sub-G1, модуляции сигнальных путей β-катенина и ERK, а также ингибирования p38α MAPK, CDK2 и EGFR

Этнофармакологическая значимость: Achillea fragrantissima (Forssk.) Sch. Bip. — лекарственное растение, которое традиционно применяют в ряде арабских стран, включая Египет, Иорданию и Саудовскую Аравию, для лечения рака. Исследования экстрактов и эфирного масла этого растения показали их цитотоксическую активность в отношении некоторых опухолевых клеток, однако активность масла изучена недостаточно: чаще всего ограничивались оценкой жизнеспособности клеток с помощью тестов MTT/SRB без дальнейшего изучения механизма действия.

Цель: Изучить противоопухолевый потенциал эфирного масла Achillea fragrantissima (AFEO), впервые подробно исследовать механизм его действия и определить химический состав.

Материалы и методы: Achillea fragrantissima получали в Хаиле, Саудовская Аравия, а эфирное масло выделяли с помощью аппарата Клевенджера. Цитотоксическую активность AFEO в отношении опухолевых клеток A549 (рак лёгкого), HCT116 (рак ободочной кишки) и PANC-1 (рак поджелудочной железы) оценивали с помощью теста сульфородамином B (SRB), а анализ клеточного цикла и апоптоза выполняли методом проточной цитометрии. Экспрессию белков анализировали методом вестерн-блоттинга, химический состав AFEO — методом газовой хроматографии с масс-спектрометрией (GCMS). Ферментативную активность p38α MAPK, CDK2 и EGFR оценивали с помощью соответствующих наборов для анализа, а молекулярный докинг проводили в программе Maestro.

Результаты: Наиболее выраженная активность AFEO отмечена в отношении клеток PANC-1, затем HCT116: значения IC50 составили соответственно 63 и 81 мкг/мл; в отношении клеток A549 значимой активности не выявлено. Масло обладало меньшей токсичностью для здоровых клеток HSF и проявляло более высокую селективность в отношении опухолевых клеток. Дальнейшее исследование на клетках PANC-1 показало, что AFEO индуцировало некроз и остановку клеточного цикла в фазе sub-G1. Вестерн-блоттинг не выявил изменений уровня экспрессии каспазы-3, что дополнительно подтверждало отсутствие индукции апоптоза в клетках PANC-1 под действием масла. Кроме того, AFEO снижало экспрессию β-катенина, что особенно желательно при раке поджелудочной железы, но повышало экспрессию фосфорилированного ERK (p-ERK), указывая на активацию пути ERK. Экспрессия фосфорилированного Akt (p-Akt) и PTEN не изменялась, что свидетельствует об отсутствии влияния на путь Akt. AFEO также обладало выраженной ингибирующей активностью в отношении ферментов, связанных с путём ERK и прогрессированием опухоли в целом: значения IC50 для p38α MAPK, CDK2 и EGFR составили соответственно 0,45, 0,23 и 0,14 мкг/мл. При анализе методом GCMS основными биологически активными соединениями были 3-туйанон (30,51%), артемизикетон (4,68%), эвкалиптол (2,57%) и гермакрен D (2,56%). Наконец, молекулярный докинг показал, что 3-туйанон преимущественно связывается с p38α MAPK и EGFR и ингибирует их, тогда как гермакрен D преимущественно ингибирует CDK2; энергии связывания составили соответственно −7,228, −5,929 и −5,230 ккал/моль.

Выводы: AFEO проявляло противоопухолевую активность в отношении рака поджелудочной железы посредством ингибирования пути β-катенина и активации сигнального пути ERK, а также ингибирования p38α MAPK, CDK2 и EGFR. Это первое подробное исследование противоопухолевого потенциала AFEO; его результаты подчёркивают важность использования традиционного применения растений в качестве ориентира для поиска новых противоопухолевых препаратов. Полученные данные могут стать важным этапом дальнейшего выделения отдельных соединений для разработки эффективных противоопухолевых средств на основе AFEO или его компонентов.