Elemene induz apoptose celular através da inibição da síntese de glutationa em adenocarcinoma pulmonar

Relevância etnofarmacológica: O rizoma de Curcuma wenyujin YH Chen & C. Ling, também conhecido como Wen-E-Zhu, tem sido usado para o tratamento do câncer desde os tempos antigos, com raízes que remontam à Dinastia Song. Elemene (EE), um extrato de sesquiterpeno com potentes propriedades anticancerígenas, é extraído de Wen-E-Zhu, sendo o β-elemene (BE) seu principal composto ativo, juntamente com vestígios de β-cariofileno (BC), γ-elemeno e isômeros δ-elemeno. O EE demonstrou efeitos anticancerígenos de amplo espectro e é comumente usado em tratamentos clínicos para vários tipos de cânceres malignos, incluindo câncer de pulmão. Estudos demonstraram que o EE pode interromper o ciclo celular, inibir a proliferação de células cancerígenas e induzir apoptose e autofagia. No entanto, o mecanismo exato de sua atividade anti-câncer de pulmão permanece obscuro e requer mais pesquisas e investigações.

Objetivo do estudo: Neste estudo, o possível mecanismo do EE e seus principais componentes ativos, BE e BC, contra o adenocarcinoma pulmonar foi investigado usando as linhagens de células A549 e PC9.

Materiais e métodos: O modelo de tumor subcutâneo de camundongos nus foi construído para avaliar a eficácia do EE in vivo, então a concentração semi-inibitória in vitro (IC₅₀) de EE e seus principais componentes ativos, BE e BC, em células A549 e PC9 em diferentes concentrações foram determinados por CCK-8. A citometria de fluxo foi usada para detectar a apoptose e o ciclo de células A549 e PC9 tratadas com diferentes concentrações de BE e BC por 24 h. A análise de metabolômica não direcionada foi realizada em células A549 para explorar possíveis vias de destino, que foram posteriormente verificadas por meio de detecção de kit e análise de western blot.

Resultados: A injeção de EE em camundongos portadores de tumor A549 suprimiu efetivamente o crescimento do câncer in vivo. o CI₅₀ de EE e seus principais componentes ativos, BE e BC, ficou em torno de 60 μg/mL. A análise de citometria de fluxo mostrou que BE e BC bloquearam o G₂Fases /M e S de células de adenocarcinoma pulmonar e apoptose induzida, levando a uma redução significativa no potencial de membrana mitocondrial (MMP). Os resultados da análise metabolômica não direcionada indicaram que a via do metabolismo da glutationa nas células A549 foi alterada após o tratamento com os componentes ativos. A detecção do kit revelou uma diminuição nos níveis de glutationa (GSH) e um aumento nos níveis de glutationa oxidada (GSSG) e oxigênio reativo (ROS). A suplementação de GSH reduziu a atividade inibitória dos componentes ativos no câncer de pulmão e também diminuiu o conteúdo de ROS nas células. A análise de proteínas relacionadas à síntese de glutationa mostrou uma diminuição na expressão de glutaminase, transportador reverso de cistina/glutamato (SLC7A11) e glutationa sintase (GS), enquanto a expressão da subunidade modificada de glutamato cisteína ligase (GCLM) foi aumentada. Na via relacionada à apoptose, a proteína Bax e a razão caspase-9/caspase-9 clivada foram supra-reguladas e a proteína Bcl-2 foi regulada negativamente.

Conclusões: EE, BE e BC mostraram efeitos inibitórios significativos sobre o crescimento de células de adenocarcinoma pulmonar, e o mecanismo de ação foi relacionado ao sistema glutationa. Ao regular negativamente a expressão de proteínas relacionadas à síntese de GSH, EE e seus principais componentes ativos BE e BC interromperam o sistema redox celular e, assim, promoveram a apoptose celular.