«Древесный краб» показал клешни раку: открыты  противоопухолевые свойства гриба-трутовика из московских дворов

Кстати, не зря трутовик называют серно-желтым — в пору юности он действительно имеет характерный лимонно-рыжий цвет, а вот к старости блекнет и приобретает сероватые оттенки, а консистенция напоминает пробку. Такие дары леса лучше не собирать (разве что для поделок). Как и те, что растут на хвойных деревьях — в них может содержаться незначительное количество токсинов. Впрочем, в основном «древесный краб» любит исключительно лиственные — дуб, иву, тополь, клен. Поэтому его легко можно встретить в обычном московском дворе.

А вот с именем трутовику серно-желтому не повезло: помесь чего-то древесного с ядовито-химозным. Это при том, что он очень полезен. Давно известны противомикробные свойства гриба, особенно в борьбе со стафилококками. Это настоящий природный антибиотик. Применяют его и в косметологии, и при проблемах с печенью. Он оказывает иммуномодулирующее действие и имеет антиоксидантный потенциал.

Ученые давно догадывались, что «ведьмина сера» способна противостоять раку. И вот исследователям Губкинского университета вместе с китайскими коллегами удалось это доказать, и даже понять, какие конкретно «мишени» в организме, пораженном опухолью, атакует трутовик.

Свойства чудо-гриба изучали на примере немелкоклеточного рака легкого — одного из самых распространенных и агрессивных форм онкологических заболеваний. Терапия его сложна, ведь опухоль имеет обыкновение быстро мутировать, поэтому перестает реагировать на лекарства. Неудивительно, что ученые всего мира ищут природные соединения, способные обойти этот защитный барьер.

Этим же занялись исследователи из Губкинского университета. Первым делом предстояло понять, какие концентрации соединений трутовика обладают максимумом полезных свойств. Из гриба было приготовлено четыре варианта экстрактов с использованием растворителей: 70-процентного этанола, 95-процентного этанола, метанола и простой воды.

Образцы тестировали на клетках аденокарциномы легкого, взятых у реального пациента еще в далеком 1972 году. Название у них скучное — линия А549, но именно их ученые с тех пор бесконечно размножают в лабораториях по всему миру.

Зачем? Это позволяет разным исследователям корректно сравнивать свои результаты, потому что все они работают с одним и тем же биологическим материалом. Если новое вещество убивает клетки А549 или останавливает их рост, — это сигнал, что потенциально оно может работать и против настоящей опухоли. Лучший результат показал 70-процентный спиртовой экстракт: чтобы подавить рост половины раковых клеток А549, его потребовалось всего 5,293 миллиграмма на миллилитр.

«С помощью масс-спектрометра мы идентифицировали в образце 153 различных химических соединения, — рассказывает профессор Владимир Винокуров, один из авторов исследования, заведующий кафедрой физической и коллоидной химии Губкинского университета. — Среди них оказались флавоноиды, тритерпены, жирные кислоты, аминокислоты и липиды. Но одно дело знать состав, совсем другое — понять, как именно эти соединения взаимодействуют с опухолью. Чтобы узнать это, мы работали с международными базами данных, где хранится информация о генах, которые связаны с раком легкого. Мы насчитали 1046 участков ДНК с выраженными различиями в активности».

Дальше в дело вступила сетевая фармакология — метод, который с помощью компьютерного моделирования «накладывает» карту веществ из гриба на карту генов болезни, чтобы найти точки их пересечения и понять, как гриб влияет на организм комплексно. На пересечении получилось 46 генов-кандидатов — потенциальных мишеней для трутовика. Эти гены, как показал анализ, были в основном связаны с воспалительными процессами и сигнальным путем TNF — важным звеном в развитии опухолей.

«Чтобы не гадать, а точно определить главные молекулярные цели, мы применили машинное обучение. В итоге осталось два ключевых белка — ММР9 и ММР12. Тестирование показало, что в раковых клетках эти белки производятся в гораздо большем количестве, чем в здоровых. Преимущественно выделялся ММР9 — его экспрессия в опухолевой ткани оказалась особенно высокой», — пояснил ученый.

Завершающим этапом стал молекулярный докинг — компьютерное моделирование, которое показывает, насколько прочно одно вещество (например, молекула гриба) может связываться с другим (белком ММР9). Процесс напоминает стыковку ключа и к замку.

«Нужно было убедиться, что найденные вещества из гриба действительно могут связаться с белком MMP9 и заблокировать его. Четыре соединения — генистеин, лютеолин, глицитин и даидзеин — показали исключительно высокую силу сродства и степень химического притяжения. Энергия их связи с белком оказалась ниже -10 ккал/моль, а у генистеина достигла почти -11 ккал/моль. В химии это означает идеальное сцепление: молекула буквально прилипает к белку-мишени и способна отключить его вредную активность», — рассказал Владимир Винокуров.

Все это означает одно — ученые не просто подтвердили, что трутовик работает против рака, но и точно установили, какие конкретно соединения за это отвечают и на какой механизм воздействуют.

Но что дальше? Чтобы обеспечить лекарством хотя бы одну клинику, понадобились бы тонны грибного сырья — а это значит вырубить целые лесные массивы и безвозвратно разрушить хрупкую экосистему. Промышленные масштабы сбора просто уничтожат популяцию.

Тогда, может, выращивать этот гриб искусственно, как шампиньоны или вешенки? Технически это возможно, и ученые уже научились это делать. Существует, например, метод выращивания плодовых тел трутовика на опилках с добавлением органических добавок. Есть разработки и по глубинному культивированию — когда грибницу выращивают не в твердом субстрате, а в огромных биореакторах с жидкой питательной средой, чтобы получать биомассу для пищевых добавок.

Трутовик серно-желтый — существо своенравное. В природе он плодоносит, только когда захочет, а в искусственных условиях его приходится буквально вынуждать к этому с помощью «шоковой терапии» — например, обливать ледяной водой или резко понижать температуру. И даже при таком подходе первые грибные зачатки появляются через 5-6 дней после стресса. Но и это, как говорится, не факт.

«Собирать тонны грибов в лесу — дорого, сложно и навредит экосистеме. Выращивание трутовика в искусственных условиях не всегда рентабельно — гриб растет на деревьях и капризен в культивации. Поэтому мы разработали технологию синтеза необходимых соединений не из трутовика, а промышленным способом. Это открывает путь к масштабированию технологии и производству», — говорит Владимир Арнольдович.

Так обычный лесной гриб, который многие москвичи видят в своих дворах, оказался настоящей природной фабрикой противораковых молекул. Ученым удалось не просто подтвердить его необычные свойства, но и заглянуть в самую суть — понять, какие именно соединения и как именно останавливают болезнь на молекулярном уровне.