L’insufficienza cardiaca è un problema di salute pubblica che ha un impatto significativo sulla gestione quotidiana e sulla qualità della vita di molte persone colpite2. La depressione maggiore nell’insufficienza cardiaca cronica e il suo ruolo crescente nella mortalità per insufficienza cardiaca è un ulteriore problema3. Anche se i funghi magici sono stati utilizzati in tempi antichi e recenti per la guarigione della mente e sono noti per migliorare la qualità della vita, la loro sicurezza nelle malattie cardiovascolari come l’insufficienza cardiaca non è nota. Il nostro studio ha indagato per la prima volta gli effetti degli estratti ad acqua calda e fredda dei funghi magici Panaeolus cyanescens e Psilocybe cubensis sull’ET-1, un importante induttore fisiologico di cambiamenti ipertrofici in vitro sui cardiomiociti H9C2 di ratto, dove valutiamo la sicurezza o la capacità degli estratti di esacerbare questi effetti. Il modello di protocollo di cellule cardiomioblasti H9C2 in vitro utilizzato nello studio è stato scelto in base alla loro consolidata e comprovata capacità di esibire risposte fisiologiche utili nella scoperta di farmaci per la medicina cardiovascolare17. I risultati dello studio hanno dimostrato che il trattamento con ET-1 aumentato significativamente le dimensioni delle misure delle cellule, i livelli di BNP delle cellule stimolate e diminuito l’attività mitocondriale significativamente come indicato dalla vitalità cellulare rispetto alle cellule NO-ET1 non indotte. Questi effetti erano in accordo con gli studi precedenti che indicano il successo dell’ipertrofia cellulare indotta da ET-1 nel nostro studio18.
Gli estratti acquosi dei funghi P. cubensis e Pan cyanescens hanno ridotto significativamente le misure di dimensioni cellulari indotte da ET-1 delle cellule trattate come il controllo positivo, ambrisentan, che blocca selettivamente il recettore ETA e inibisce le proprietà pro-ipertrofiche di ET-1. I quattro estratti d’acqua hanno anche ridotto significativamente le concentrazioni indotte da ET-1 di BNP, uno dei ben noti peptidi marcatori dell’insufficienza cardiaca. Di conseguenza, i quattro estratti hanno invertito i due principali indici di ipertrofia (dimensioni delle cellule e livelli di BNP) indotti da ET-1 in modo significativo nelle concentrazioni utilizzate. Inoltre, i quattro estratti acquosi dei due funghi magici hanno anche migliorato l’attività mitocondriale delle cellule, aumentando la % di vitalità cellulare delle cellule indotte da ET-1 in modo dose-dipendente come il controllo positivo, l’ambrisentan, indicando la sicurezza alle concentrazioni studiate nello studio. Inoltre i due estratti di P. cubensis e l’estratto di acqua calda dei funghi Pan cyanescens hanno ridotto la concentrazione di TNF-α nelle cellule trattate rispetto alle cellule di controllo indotte da ET-1, mentre l’acqua fredda di Pan cyanescens l’ha leggermente aumentata in modo non significativo. Il TNF-α è una citochina pro-infiammatoria chiave che è nota per promuovere le disfunzioni cardiache e contribuisce all’insufficienza cardiaca19. Riducendo il TNF-α, i tre estratti hanno dimostrato una potenziale sicurezza nelle condizioni di insufficienza cardiaca.
Molti studi hanno stabilito che i ROS giocano un ruolo molto importante nella progressione delle malattie cardiovascolari come l’insufficienza cardiaca, inducendo lo stress ossidativo che a sua volta porta a lesioni delle cellule e dei tessuti20. I radicali superossido e idrossile sono tra i più importanti ROS che causano insulti tossici al corpo umano21. Nel nostro studio abbiamo misurato i livelli di ROS, in particolare il superossido e i radicali idrossilici in 1 ora di trattamento dopo 2 ore di stimolazione ET-1 e i risultati hanno mostrato che i quattro estratti di funghi acquatici hanno invertito i livelli di ROS indotti da ET-1 in modo significativo come il controllo positivo rispetto alle cellule di controllo indotte da ET-1. Diminuendo i livelli di ROS, gli estratti hanno dimostrato sicurezza ed effetto protettivo contro lo stress ossidativo indotto da ET-1 che sarà vantaggioso nell’insufficienza cardiaca.
Inoltre, la diminuzione dei ROS osservata con gli estratti non era dovuta alla tossicità basata sull’aumento positivo del tasso di crescita cellulare (Fig. 4) dove la % di vitalità delle cellule ha continuato ad aumentare dopo 1 h di trattamento. Tuttavia, è stato anche molto interessante percepire le differenze tra gli estratti acquosi dei due funghi sull’analisi del tasso di crescita cellulare rispetto alle cellule NO-ET-1. Le cellule trattate con l’estratto di P. cubensis dopo 1 h hanno continuato a crescere al tasso vicino al controllo positivo, all’ambrisentan e alle cellule NO-ET1 mentre l’estratto acquoso di Pan cyanescens ha portato a una riduzione del tasso di crescita cellulare ancora più lenta di quella osservata con le cellule di controllo indotte da ET-1. Questo effetto ha dimostrato che anche se gli estratti acquosi di Pan cyanescens hanno ridotto i livelli di ROS, contengono anche altri composti che hanno abbassato il tasso di crescita cellulare. Tuttavia, è noto che i funghi Pan cyanescens sono unici in quanto possiedono livelli molto elevati di urea oltre a psilocibina, psilocina, baeocistina, e altri composti generalmente noti per essere presenti nei funghi magici22. L’urea è anche nota per indurre il ritardo del ciclo cellulare e promuovere un lento tasso di aumento delle cellule nella fase log della crescita23. Questa potrebbe essere la ragione dietro una tale riduzione del tasso di crescita cellulare osservata con il trattamento con estratti acquosi di Pan cyanescens rispetto agli altri campioni. Tuttavia, abbiamo anche osservato un cambiamento di miglioramento da 12 h nel tasso di crescita dei due estratti di acqua di Pan cyanescence tale che l’acqua fredda esposto il più alto tasso di crescita dal trattamento 48 ore. Tuttavia, è necessaria cautela con concentrazioni più elevate di estratti acquosi di funghi Pan cyanescens, poiché potrebbero potenzialmente indurre un ritardo del ciclo cellulare nella prima ora dopo il consumo.
Per indagare ulteriormente la sicurezza degli estratti sul danno cellulare, i risultati hanno mostrato che i cardiomiociti indotti con TNF-α hanno stimolato una significativa morte cellulare indicata dalla riduzione della vitalità delle cellule indotte al di sotto dell’80% rispetto alle normali cellule non indotte. I quattro estratti dei due funghi magici hanno invertito il danno e la morte cellulare indotti dal TNF-α, il che significa un aumento della vitalità cellulare delle cellule trattate come la quercetina del controllo positivo in modo dipendente dalla dose. Questo effetto ha dimostrato l’effetto protettivo degli estratti di funghi contro il danno ai cardiomiociti che sarà vantaggioso in una condizione di ipertrofia patologica.
Inoltre, è stato anche interessante osservare che anche se l’estratto di acqua fredda del fungo Pan cyanescens non ha inibito la produzione di concentrazione di TNF-α nelle cellule stimolate con ET-1 dopo 48 ore, l’estratto ha comunque protetto dalla morte cellulare indotta da ET-1 aumentando la % di vitalità cellulare delle cellule anche superiore al controllo positivo e alle cellule non indotte alle concentrazioni utilizzate nello studio, come mostrato in Fig. 3. Questo effetto si combina con l’effetto protettivo dell’estratto di acqua fredda sulla lesione cellulare indotta da TNF-α, dimostrando che l’estratto può avere composti che bloccano le cascate di apoptosi dei cardiomiociti indotti, probabilmente attivando o promuovendo le espressioni dei repressori della morte cellulare. Gli studi hanno dimostrato che gli effetti dell’apoptosi del TNF-α nel cuore dipendono dal tipo del suo recettore, per cui esibisce il suo effetto cardiotossico attraverso il suo recettore TNFR1 (tumor necrosis factor receptor1)24,25. Dopo il legame al suo recettore TNFR1, TNF-α può stimolare l’apoptosi nei cardiomiociti attivando la via di trasduzione del segnale della sfingomielina che porta alla produzione della molecola di segnalazione intracellulare, sfingosina25.
La sfingosina è un noto ed efficace induttore di apoptosi nei cardiomiociti e induce il suo effetto abbassando le espressioni dei repressori della morte cellulare, le proteine della famiglia Bcl-2 (B Cell Lymphoma-2) nello stesso modo in cui lo fa in altri tipi di cellule25. Inoltre, la sfingosina è anche un potente inibitore della protein chinasi C (PKC), che è stata trovata per proteggere le cellule dalla morte cellulare apoptotica; di conseguenza, la sfingosina può promuovere l’apoptosi attraverso l’inibizione della PKC cambiando il livello di fosforilazione di Blc-225. Inoltre, molti studi hanno anche trovato che il bloccante del recettore beta-adrenergico1 (β1-bloccante) aumenta la resistenza dei cardiomiociti alla morte cellulare espandendo la gamma di sopravvivenza della risposta di commutazione di Bcl-226. Il recettore beta-adrenergico1 è uno dei recettori β-adrenergici noti per trasdurre il segnale di morte cellulare attraverso le vie di segnalazione dipendenti dal 3′,5′-adenosina monofosfato ciclico (cAMP) dei cardiomiociti che possono portare alla riduzione della contrattilità cardiaca legata alla fisiopatologia dell’insufficienza cardiaca26. Proponiamo la possibilità che gli estratti acquosi dei funghi Pan cyanescens e P. cubensis possano possedere composti con la potenziale capacità di promuovere o attivare la sovraespressione e/o la fosforilazione delle vie delle proteine Blc-2 inibendo così l’apoptosi indotta e preservando l’integrità della membrana mitocondriale delle cellule trattate. E questo composto/i può essere più pronunciato nell’estrazione ad acqua fredda del fungo Pan cyanescens.
Inoltre, gli effetti soppressivi dell’estratto a due acque di P. cubensis e dell’estratto di acqua calda di Pan cyanescens sui livelli di TNF-α indotti da ET nelle cellule trattate hanno anche indicato che questi estratti possono anche avere attività sulla segnalazione del fattore nucleare (NF)-κB, un fattore di trascrizione che regola l’espressione di molte citochine pro-infiammatorie tra cui TNF-α e i geni associati all’apoptosi27. Alcuni studi hanno proposto che la segnalazione NF-κB legata all’infiammazione e la sua correlazione con l’apoptosi sia il meccanismo alla base della patogenesi dell’insufficienza cardiaca28. Inoltre, lo stress ossidativo può anche attivare NF-κB e avviare la trascrizione di numerosi geni pro-apoptotici, che comprende Bax, Fas e Fas ligando, inducendo l’apoptosi delle cellule miocardiche e promuovendo ulteriormente la condizione di insufficienza cardiaca29. Un ulteriore studio sui meccanismi d’azione in vitro e in vivo è quindi raccomandato. Inoltre, in studi precedenti, è stata verificata la presenza di composti micochimici in entrambi i funghi Pan cyanescens e P. cubensis, come gli alcaloidi, con attività biologiche note, compresa la tossicità contro le cellule di organismi estranei22,30 . Saponine che sono note come potenti antiossidanti che neutralizzano i radicali liberi e flavonoidi con attività antiossidanti, antinfiammatorie e anticancerogene22,30. Infine, nei due funghi sono stati rilevati anche tannini con proprietà antiossidanti legate alle loro attività di scavenging riportate per essere state usate contro le malattie cardiache22,30. La presenza di questi composti potrebbe anche aver giocato un ruolo nelle attività protettive esibite dagli estratti acquosi dei funghi Pan cyanescens e P. cubensis nello studio. Lo studio ha anche mostrato che in generale gli effetti cardioprotettivi erano più pronunciati con gli estratti ad acqua calda dei due funghi rispetto alle estrazioni ad acqua fredda, suggerendo un maggiore beneficio per gli utenti dei funghi che consumano i funghi con il tè.
In conclusione, lo studio ha dimostrato che l’ET-1 ha aumentato significativamente le misure delle dimensioni delle cellule, i livelli di BNP, TNF-α e ROS e diminuito l’attività mitocondriale delle cellule cardiomiocitarie stimolate. I risultati hanno indicato che gli estratti acquosi dei funghi P. cubensis e Pan cyanescens hanno significativamente invertito le dimensioni delle cellule e i livelli di BNP, che sono due indici di ipertrofia e hanno aumentato la vitalità delle cellule. I due estratti d’acqua di P. cubensis e l’estratto di acqua calda dei funghi Pan cyanescens hanno anche ridotto significativamente il TNF-α indotto da ET-1, una citochina pro-infiammatoria coinvolta nella progressione dell’ipertrofia patologica e dell’insufficienza cardiaca. I quattro estratti hanno anche inibito significativamente i livelli di ROS intracellulari indotti dall’ET-1, indicando una potenziale sicurezza in queste condizioni. Inoltre, gli estratti hanno esibito proprietà protettive contro il danno e la morte cellulare indotta dal TNF-α nelle concentrazioni indagate nello studio.
Infine, lo studio ha proposto che gli estratti acquosi dei funghi Panaeolus cyanescens e Psilocybe cubensis non hanno aumentato i cambiamenti ipertrofici indotti dall’ET-1, invece i due funghi avevano proprietà potenziali cardioprotettive e hanno anche alleviato il danno e la morte cellulare indotta dal TNF-α nelle concentrazioni indagate. Lo studio ha indicato per la prima volta la sicurezza e le potenziali proprietà benefiche dell’uso dei funghi Panaeolus cyanescens e Psilocybe cubensis in condizioni di insufficienza cardiaca dove l’ET-1 è il corso dei cambiamenti ipertrofici patologici. Tuttavia, si consiglia cautela con concentrazioni più elevate. Ulteriori indagini sono necessarie per stabilire i meccanismi d’azione sottostanti.