Антипролиферативные свойства нового растительного алкалоида в отношении клеточных культур колоректального рака

Цель исследования. Оценить антипролиферативные свойства нового алкалоида (Р1) в отношении клеточных культур КРР HT‑29, Caco‑2 и HCT116.

Материалы и методы. В эксперименте использовались клеточные культуры КРР (HCT116, HT‑29, Caco‑2). Алкалоид (Р1) был выделен из Petasites hybridus (L.) G. Gaertn., B. Mey. & Scherb и идентифицирован с помощью методов ВЭЖХ и ядерного магнитного резонанса. Клетки инкубировали с различными концентрациями алкалоида и проводили анализ жизнеспособности клеток. Контрольным соединением являлся известный алкалоид берберин.

Результаты. В ходе эксперимента алкалоид (Р1) продемонстрировал выраженное антипрофелиферативное действие на все ис‑ следуемые клеточные линии колоректального рака – HCT116, HT‑29 и Caco‑2. Наиболее высокая чувствительность была выявлена у клеток линии HCT116, где значение IC50 составило 15,73 мкмоль/л при 72‑часовой инкубации, что свидетельствует о значительной способности алкалоида подавлять пролиферацию этих опухолевых клеток. Кроме того, при сравнении активности алкалоида (Р1) с контрольным соединением – известным противоопухолевым алкалоидом берберином – было установлено, что (Р1) проявляет более высокую цитостатическую эффективность в культурах Сасо‑2 (IC50 Р1 = 54,489 ± 8,3 мкмоль/л против IC50 berb = 193,154 ± 13,1 мкмоль/л) и НТ‑29 (IC50 Р1 = 55,375±7,1 мкмоль/л против IC50 berb = 90,22 ± 8,2 мкмоль/л).

Заключение. Результаты проведенного исследования демонстрируют, что алкалоид (Р1) обладает выраженными антипролифера‑ тивными свойствами в отношении клеточных линий колоректального рака, что свидетельствует о его значительном потенциале в качестве противоопухолевого агента. Особенно важно отметить его высокую эффективность в сравнении с известным алкало‑ идом берберином, что подчеркивает перспективность дальнейших исследований данного соединения. Эти данные открывают новые возможности для разработки инновационных лекарственных препаратов на основе природных соединений. В дальнейшем необходимы углубленные доклинические и клинические исследования, направленные на изучение механизмов действия алкалоида (Р1), его безопасности и эффективности in vivo, а также оптимизацию его фармакологических свойств для возможного применения в клинической практике.

1. Shi C, Yang EJ, Tao S, Ren G, Mou PK, Shim JS. Natural products targeting cancer cell dependency. J Antibiot (Tokyo). 2021 Oct;74(10):677–686. https://doi.org/10.1038/s41429-021-00438-x

2. Morgan E, Arnold M, Gini A, Lorenzoni V, Cabasag CJ, Laversanne M, et al. Global burden of colorectal cancer in 2020 and 2040: incidence and mortality estimates from GLOBOCAN. Gut. 2023;72(2):338-344. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2022-327736

3. Златник Е. Ю., Енин Я. С., Буров О. Н., Бондаренко Е. С., Сагакянц А. Б., Кутилин Д. С., и др. Молекулярные аспекты воздействия вторичных метаболитов Барбариса обыкновенного и Белокопытника гибридного на клеточную ли нию HeLa. Исследования и практика в медицине. 2023;10(4):31–47. https://doi.org/10.17709/2410-1893-2023-10-4-3

4. Филиппова С. Ю., Тимофеева С. В., Ситковская А. О., Межевова И. В., Енин Я. С., Буров О. Н., и др. Влияние бербе рина на энергетический фенотип клеток линий рака молочной железы. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2021;10:42–46. EDN: CQWAKN

5. Timofeeva SV, Kit OI, Filippova SYu, Sitkovskaya AO, Mezhevova IV, Gnennaya NV, et al. Some Plant Metabolites from Petasítes sp. and Their Effect on Cancer Cells Motility in vitro. Journal of Clinical Oncology. 2022;40(16):15077. https://doi.org/10.1200/jco.2022.40.16_suppl.e15077

6. Тимофеева С. В., Златник Е. Ю., Ващенко Л. Н., Енин Я. С., Непомнящая Е. М. Молекулярные механизмы влияния берберина на опухолевые клетки. Казанский медицинский журнал. 2025;106(2):267–276. https://doi.org/10.17816/kmj643366

7. Li J, Li JX, Jiang H, Li M, Chen L, Wang YY, et al. Phytochemistry and biological activities of corynanthe alkaloids. Phyto chemistry. 2023 Sep; 213:113786. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2023.113786

8. Межевова И. В., Филиппова С. Ю., Чембарова Т. В., Гненная Н. В., Златник Е. Ю., Новикова И. А., и др. Некоторые вторичные растительные метаболиты как перспективные кандидаты для лечения рака легкого и рака подже лудочной железы. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2024;27(9):32–40. https://doi.org/10.29296/25877313-2024-09-05

9. Mezhevova IV, Filippova SYu, Timofeeva SV, Sitkovskaya AO, Shamova TV, Enin YaS, et al. Antimigratory effect of berberine in T98G, U87MG and primary glioma cell culture. Journal of Clinical Oncology. 2021;39(S15): e15045.

10. Филиппова С. Ю., Шамова Т. В., Тимофеева С. В., Ситковская А. О., Межевова И. В., Гненная Н. В., и др. Влияние не которых метаболитов из растений рода Petasites sp. На подвижность опухолевых клеток in vitro. Гены и Клетки. 2022;17(2):60–63. https://doi.org/10.23868/202209009

11. Ieranò C, Righelli D, D'Alterio C, Napolitano M, Portella L, Rea G, et al. In PD-1+ human colon cancer cells NIVOLUMAB pro motes survival and could protect tumor cells from conventional therapies. J Immunother Cancer. 2022 Mar;10(3):e004032. https://doi.org/10.1136/jitc-2021-004032

12. Bovio F, Epistolio S, Mozzi A, Monti E, Fusi P, Forcella M, Frattini M. Role of NEU3 Overexpression in the Prediction of Effi cacy of EGFR-Targeted Therapies in Colon Cancer Cell Lines. Int J Mol Sci. 2020 Nov 20;21(22):8805. https://doi.org/10.3390/ijms21228805

13. Щулькин А. В., Транова Ю. С., Абаленихина Ю. В., Есенина А. С., Слепнев А. А., Якушева Е. Н. Клетки линии Сaco-2 как модель для изучения абсорбции лекарственных веществ. Экспериментальная и клиническая гастроэнте рология. 2022;(10):63–69. https://doi.org/10.31146/1682-8658-ecg-206-10-63-69

14. Hoffmann P, Burmester M, Langeheine M, Brehm R, Empl MT, Seeger B, Breves G. Caco-2/HT29-MTX co-cultured cells as a model for studying physiological properties and toxin-induced effects on intestinal cells. PLoS One. 2021 Oct 7;16(10):e0257824. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0257824

15. Yeung TM, Gandhi SC, Wilding JL, Muschel R, Bodmer WF. Cancer stem cells from colorectal cancer-derived cell lines. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Feb 23;107(8):3722–3727. https://doi.org/10.1073/pnas.0915135107

16. Waghela BN, Vaidya FU, Pathak C. Upregulation of NOX-2 and Nrf-2 Promotes 5-Fluorouracil Resistance of Human Colon Carcinoma (HCT-116) Cells. Biochemistry (Mosc). 2021 Mar;86(3):262–274. https://doi.org/10.1134/s0006297921030044

17. Ghodousi-Dehnavi E, Hosseini RH, Arjmand M, Nasri S, Zamani Z. A Metabolomic Investigation of Eugenol on Colorectal Cancer Cell Line HT-29 by Modifying the Expression of APC, p53, and KRAS Genes. Evid Based Complement Alternat Med. 2021 Nov 18;2021:1448206. https://doi.org/10.1155/2021/1448206

18. Tatar M, Varedi M, Naghibalhossaini F. Epigenetic Effects of Blackberry Extract on Human Colorectal Cancer Cells. Nutr Cancer. 2022;74(4):1446–1456. https://doi.org/10.1080/01635581.2021.1952454

19. Михаленко Е. П., Щаюк А. Н., Кильчевский А. В. Сигнальные пути: механизм регуляции пролиферации и выжива емости опухолевых клеток. Молекулярная и прикладная генетика. 2019;26:145–157.

20. Филиппова С. Ю., Ситковская А. О., Тимофеева С. В., Шамова Т. В., Межевова И. В., Гненная Н. В., Новикова И. А. Применение силиконового покрытия для оптимизации процесса получения клеточных сфероидов методом висячей капли. Южно-Российский онкологический журнал. 2022;3(3):15–23. https://doi.org/10.37748/2686-9039-2022-3-3-2

21. Тимофеева С. В., Филиппова С. Ю., Ситковская А. О., Гненная Н. В., Межевова И. В., Шамова Т. В., и др. Биоресурсная коллекция клеточных линий и первичных опухолей ФГБУ НМИЦ онкологии Минздрава России. Кардиоваскуляр ная терапия и профилактика. 2022;21(11):3397. https://doi.org/10.15829/1728-8800-2022-3397

22. Li Q, Zhao H, Chen W, Huang P. Berberine induces apoptosis and arrests the cell cycle in multiple cancer cell lines. Arch Med Sci. 2021;19(5):1530–1537. https://doi.org/10.5114/aoms/132969

23. Tarawneh N, Hamadneh L, Abu-Irmaileh B, Shraideh Z, Bustanji Y, Abdalla S. Berberine Inhibited Growth and Migration of Human Colon Cancer Cell Lines by Increasing Phosphatase and Tensin and Inhibiting Aquaporins 1, 3 and 5 Expressions. Molecules. 2023 Apr 29;28(9):3823. https://doi.org/10.3390/molecules28093823

24. Samad MA, Saiman MZ, Abdul Majid N, Karsani SA, Yaacob JS. Berberine Inhibits Telomerase Activity and Induces Cell Cycle Arrest and Telomere Erosion in Colorectal Cancer Cell Line, HCT 116. Molecules. 2021 Jan 13;26(2):376. https://doi.org/10.3390/molecules26020376

25. Li P, Hao Z, Liu H, Zhu B, Dang L, Ma C, et al. Quantitative Proteomics Analysis of Berberine-Treated Colon Cancer Cells Reveals Potential Therapy Targets. Biology (Basel). 2021 Mar 23;10(3):250. https://doi.org/10.3390/biology10030250

26. Gong C, Hu X, Xu Y, Yang J, Zong L, Wang C, et al. Berberine inhibits proliferation and migration of colorectal cancer cells by downregulation of GRP78. Anticancer Drugs. 2020 Feb;31(2):141–149. https://doi.org/10.1097/cad.0000000000000835

27. Duda-Madej A, Viscardi S, Szewczyk W, Topola E. Natural Alkaloids in Cancer Therapy: Berberine, Sanguinarine and Chel erythrine against Colorectal and Gastric Cancer. Int J Mol Sci. 2024;25(15):8375. https://doi.org/10.3390/ijms25158375

28. Och A, Lemieszek MK, Cieśla M, Jedrejek D, Kozłowska A, Pawelec S, Nowak R. Berberis vulgaris L. Root Extract as a Multi-Target Chemopreventive Agent against Colon Cancer Causing Apoptosis in Human Colon Adenocarcinoma Cell Lines. Int J Mol Sci. 2024 Apr 27;25(9):4786https://doi.org/10.3390/ijms25094786

29. Parry RA, Mir IA, Bhat BA, Hussain MU, Ashraf S, Zaman GS, et al. Exploring the cytotoxic effects of bioactive compounds from Alcea rosea against stem cell driven colon carcinogenesis. Sci Rep. 2025 Feb 18;15(1):5892. https://doi.org/10.1038/s41598-025-89714-6.