A szívelégtelenség népegészségügyi probléma, amely jelentősen befolyásolja számos érintett személy mindennapi életvitelét és életminőségét2. A krónikus szívelégtelenségben jelentkező súlyos depresszió és annak növekvő szerepe a szívelégtelenség okozta halálozásban további problémát jelent3. Bár a varázsgombákat már az ókorban és a közelmúltban is használták tudatgyógyításra, és ismert, hogy javítják az életminőséget, biztonságosságuk a szív- és érrendszeri betegségekben, például a szívelégtelenségben nem ismert. Tanulmányunkban először vizsgáltuk a Panaeolus cyanescens és a Psilocybe cubensis varázsgombák melegvizes és hidegvizes kivonatainak hatását az ET-1-re, a hipertrófiás változások egyik fő fiziológiai induktorára in vitro patkány H9C2 kardiomiocitákon, ahol értékeljük a kivonatok biztonságosságát vagy azt a képességét, hogy fokozzák ezeket a hatásokat. A vizsgálatban használt in vitro H9C2 kardiomiomyoblaszt sejtek protokoll modelljét a szív- és érrendszeri gyógyászatban történő gyógyszerkutatásban hasznos fiziológiai válaszok kimutatására szolgáló, bevált és bizonyított képességük alapján választottuk17. A vizsgálat eredményei azt mutatták, hogy az ET-1 kezelés jelentősen megnövelte a stimulált sejtek sejtméreteit, BNP-szintjét és jelentősen csökkentette a mitokondriális aktivitást, amit a sejtek életképessége jelzett, összehasonlítva a nem indukált NO-ET1 sejtekkel. Ezek a hatások összhangban voltak a korábbi vizsgálatokkal, amelyek a mi vizsgálatunkban sikeres ET-1 indukált sejtes hipertrófiát jeleztek18.
A P. cubensis és Pan cyanescens gombák vizes kivonata szignifikánsan csökkentette a kezelt sejtek ET-1 indukált sejtméret méréseit, ugyanúgy, mint a pozitív kontroll, az ambrisentan, amely szelektíven blokkolja az ETA receptort és gátolja az ET-1 pro-hypertrófiás tulajdonságait. A négy vizes kivonat szignifikánsan csökkentette a BNP, a szívelégtelenség egyik jól ismert peptidjének, a BNP-nek az ET-1 által kiváltott koncentrációját is. Ennek eredményeként a négy kivonat az ET-1 által indukált hipertrófia két fő mutatóját (sejtméret és BNP-szint) az alkalmazott koncentrációkban jelentősen visszafordította. Ezenkívül a két varázsgomba négy vizes kivonata a sejtek mitokondriális aktivitását is javította, amit az ET-1 által indukált sejtek %-os életképességének dózisfüggő módon történő növelése jelzett, ugyanúgy, mint a pozitív kontroll, az ambriszentán, ami a vizsgálatban vizsgált koncentrációkban biztonságosságot jelez. Továbbá a P. cubensis két kivonata és a Pan cyanescens gomba melegvizes kivonata csökkentette a TNF-α koncentrációját a kezelt sejtekben az ET-1 indukált kontrollsejtekhez képest, míg a Pan cyanescens hidegvizes kivonata enyhén, nem szignifikánsan növelte azt. A TNF-α egy kulcsfontosságú pro-inflammatorikus citokin, amely köztudottan elősegíti a szívműködési zavarokat és hozzájárul a szívelégtelenséghez19. A TNF-α csökkentésével a három kivonat potenciális biztonságosságot mutatott szívelégtelenségben.
Számos tanulmány megállapította, hogy a ROS nagyon fontos szerepet játszik a szív- és érrendszeri betegségek, például a szívelégtelenség progressziójában azáltal, hogy oxidatív stresszt indukál, ami viszont sejt- és szövetkárosodáshoz vezet20. A szuperoxid és a hidroxilgyökök a legjelentősebb ROS-ok közé tartoznak, amelyek toxikus sérüléseket okoznak az emberi szervezetben21. Vizsgálatunkban a ROS-szinteket, különösen a szuperoxid- és hidroxilgyökök szintjét mértük 1 óra kezelés alatt, 2 órás ET-1 stimulációt követően, és az eredmények azt mutatták, hogy a négy vízigomba-kivonat jelentősen megfordította az ET-1 által kiváltott ROS-szinteket, ugyanúgy, mint a pozitív kontroll, az ET-1 által indukált kontroll sejtekhez képest. A ROS-szintek csökkentésével a kivonatok biztonságosságot és védőhatást mutattak az ET-1 indukált oxidatív stresszel szemben, ami előnyös lehet a szívelégtelenségben.
A kivonatokkal megfigyelt ROS-csökkenés továbbá nem toxicitásból eredt, a sejtnövekedési arány pozitív növekedése alapján (4. ábra), ahol a sejtek %-os életképessége 1 órás kezelés után tovább nőtt. Ugyanakkor igen érdekes volt érzékelni a két gomba vizes kivonata közötti különbségeket a sejtnövekedési sebesség elemzésében a NO-ET-1 sejtekhez képest. A P. cubensis kivonattal kezelt sejtek 1 óra elteltével továbbra is a pozitív kontroll, az ambriszentán és a NO-ET1 sejtekhez közeli ütemben növekedtek, míg a Pan cyanescens vizes kivonata a sejtnövekedés ütemének csökkenéséhez vezetett, még az ET-1 indukált kontroll sejteknél megfigyeltnél is lassabban. Ez a hatás azt mutatta, hogy bár a Pan cyanescens vizes kivonata csökkentette a ROS-szintet, más olyan vegyületeket is tartalmaz, amelyek csökkentették a sejtnövekedés sebességét. Ismert azonban, hogy a Pan cyanescens gombák egyedülállóak abban a tekintetben, hogy a psilocybin, psilocin, baeocystin és más, a varázsgombákban általánosan ismert vegyületek mellett nagyon magas karbamidtartalommal rendelkeznek22. A karbamidról az is ismert, hogy késlelteti a sejtciklust és elősegíti a sejtek lassú növekedési ütemét a növekedés log-fázisában23. Ez lehet az oka annak, hogy a Pan cyanescens vizes kivonattal történő kezelés során a többi mintához képest ilyen mértékben csökkent a sejtnövekedés mértéke. Ugyanakkor a Pan cyanescence két vízkivonatának növekedési sebességében 12 órától javuló változást is megfigyeltünk, így a 48 órás kezelésnél a hideg víz mutatta a legnagyobb növekedési sebességet. A Pan cyanescens gomba vizes kivonatainak magasabb koncentrációival azonban óvatosságra van szükség, mivel a fogyasztást követő első órában potenciálisan késleltethetik a sejtciklust.
A kivonatok sejtsérülésre gyakorolt biztonságosságának további vizsgálatához az eredmények azt mutatták, hogy a TNF-α-val indukált kardiomiociták jelentős sejthalált stimuláltak, amit az indukált sejtek életképességének 80% alatti csökkenése jelzett a normál, nem indukált sejtekhez képest. A két varázsgomba négy kivonata megfordította a TNF-α által kiváltott sejtkárosodást és -pusztulást, amit a kezelt sejtek %-os sejtéletképességének dózisfüggő módon történő, a pozitív kontrollként használt kvercetinhez hasonló növekedése jelzett. Ez a hatás bizonyította a gombakivonatok védő hatását a szívizomsejtek károsodásával szemben, ami előnyös lesz kóros hipertrófiás állapotban.
Azt is érdekes volt megfigyelni, hogy bár a Pan cyanescens gomba hidegvizes kivonata 48 óra elteltével nem gátolta a TNF-α koncentráció termelését az ET-1 stimulált sejtekben, a kivonat mégis védett az ET-1 által kiváltott sejthalállal szemben, mivel a vizsgálatban használt koncentrációkban a sejtek %-os sejtéletképességét még a pozitív kontrollnál és a nem indukált sejteknél is nagyobb mértékben növelte, amint az a 3. ábrán látható. Ez a hatás a hidegvizes kivonat TNF-α-indukált sejtsérülésre gyakorolt védő hatásával együtt azt mutatja, hogy a kivonat olyan vegyületeket tartalmazhat, amelyek blokkolják az indukált kardiomiocita apoptózis kaszkádokat, valószínűleg a sejthalált elnyomók expressziójának aktiválásával vagy elősegítésével. Vizsgálatok kimutatták, hogy a TNF-α apoptózis hatása a szívben a receptor típusától függ, és a TNFR1 (tumor nekrózis faktor receptor1) receptorán keresztül fejti ki kardiotoxikus hatását24,25. A TNF-α a TNFR1 receptorához való kötődés után a szfingomielin jelátviteli útvonal aktiválásával, amely az intracelluláris szignálmolekula, a szfingozin termeléséhez vezet, serkenti az apoptózist a kardiomiocitákban25.
A szfingozin jól ismert, hatékony apoptózisinduktor a kardiomiocitákon, és hatását a sejthalált represszorok, a Bcl-2 (B-sejtes limfóma-2) családba tartozó fehérje expressziójának lefelé szabályozása révén váltja ki, ugyanúgy, mint más sejttípusokban25. Továbbá a szfingozin a protein kináz C (PKC) hatékony gátlója is, amelyről megállapították, hogy megvédi a sejteket az apoptotikus sejthaláltól; következésképpen a szfingozin a PKC gátlásán keresztül elősegítheti az apoptózist a Blc-2 foszforiláció szintjének megváltoztatásával25. Ezenkívül számos vizsgálat azt is megállapította, hogy a béta-adrenerg receptor1 blokkoló (β1-blokkoló) a Bcl-2 kapcsolási válasz túlélési tartományának kiterjesztésével fokozza a kardiomiociták sejthalállal szembeni ellenálló képességét26. A béta-adrenerg receptor1 egyike a β-adrenerg receptoroknak, amelyről ismert, hogy a kardiomiociták ciklikus 3′,5′-adenozin-monofoszfát (cAMP)-függő jelátviteli útvonalain keresztül továbbítja a sejthalál jelét, ami a szívelégtelenség patofiziológiájával összefüggő szívkontraktilitás csökkenéséhez vezethet26. Felvetjük annak lehetőségét, hogy a Pan cyanescens és a P. cubensis gombák vizes kivonata olyan vegyületeket tartalmazhat, amelyek potenciálisan képesek elősegíteni vagy aktiválni a Blc-2 fehérjék túlkifejeződését és/vagy foszforilációját, ezáltal gátolva az indukált apoptózist és megőrizve a kezelt sejtek mitokondriális membránjának integritását. És ez a vegyület/ek kifejezettebbek lehetnek a Pan cyanescens gomba hideg vizes kivonatában.
Mellett a P. cubensis és a Pan cyanescens melegvizes kivonatának a kezelt sejtek ET által indukált TNF-α szintjére gyakorolt hatása arra is utalt, hogy ezek a kivonatok a nukleáris faktor (NF)-κB jelátvitelre is hatással lehetnek, amely transzkripciós faktor számos pro-inflammatorikus citokin, köztük a TNF-α és az apoptózissal kapcsolatos gének expresszióját szabályozza27. Tanulmányok azt javasolták, hogy a gyulladással kapcsolatos NF-κB jelátvitel és annak az apoptózissal való összefüggése a szívelégtelenség patogenezisének hátterében álló mechanizmus28. Továbbá az oxidatív stressz is aktiválhatja az NF-κB-t és számos pro-apoptotikus gén, köztük a Bax, a Fas és a Fas ligand transzkripcióját indukálhatja, ami a szívizomsejtek apoptózisát indukálja és tovább elősegíti a szívelégtelenség állapotát29. Ezért ajánlott a hatásmechanizmusok in vitro és in vivo további vizsgálata. Továbbá korábbi tanulmányokban igazolták, hogy mind a Pan cyanescens, mind a P. cubensis gombában jelen vannak olyan mikokémiai vegyületek, mint például alkaloidok, amelyek ismert biológiai aktivitással rendelkeznek, beleértve az idegen szervezetek sejtjei elleni toxicitást22,30. Szaponinok, amelyek erős antioxidánsként ismertek, és semlegesítik a szabad gyököket, valamint antioxidáns, gyulladáscsökkentő és rákkeltő hatású flavonoidok22,30. Végül a két gombában antioxidáns tulajdonságokkal rendelkező tanninokat is kimutattak, amelyek a szívbetegségek ellen alkalmazott szívvédő hatásukhoz kapcsolódnak22,30. E vegyületek jelenléte szintén szerepet játszhatott a Pan cyanescens és a P. cubensis gombák vizes kivonata által a vizsgálatban kimutatott védőhatásokban. A vizsgálat azt is kimutatta, hogy általában a kardioprotektív hatások a két gomba forró vizes kivonataival kifejezettebbek voltak a hideg vizes kivonatokhoz képest, ami arra utal, hogy a gombát teával együtt fogyasztó felhasználóknál nagyobb az előny.
Végeredményben a vizsgálat azt mutatta, hogy az ET-1 jelentősen növelte a sejtméret mérését, a BNP, TNF-α és ROS szintjét, valamint csökkentette a stimulált kardiomiocita sejtek mitokondriális aktivitását. Az eredmények azt mutatták, hogy a P. cubensis és a Pan cyanescens gombák vizes kivonata jelentősen megfordította a sejtméretet és a BNP-szinteket, amelyek a hipertrófia két mutatója, és növelte a sejtek életképességét. A P. cubensis két vizes kivonata és a Pan cyanescens gomba melegvizes kivonata szintén jelentősen csökkentette az ET-1 által kiváltott TNF-α-t, egy pro-inflammatorikus citokint, amely részt vesz a kóros hipertrófia és szívelégtelenség progressziójában. A négy kivonat jelentősen gátolta az ET-1 által indukált intracelluláris ROS-szinteket is, ami potenciális biztonságosságot jelez ezekben a körülményekben. Továbbá a kivonatok védő tulajdonságokat mutattak a TNF-α-indukált sejtsérüléssel és -halállal szemben a vizsgálatban vizsgált koncentrációkban.
Végezetül a vizsgálat azt javasolta, hogy a Panaeolus cyanescens és a Psilocybe cubensis gombák vizes kivonata nem fokozta az ET-1 által indukált hipertrófiás változásokat, ehelyett a két gomba kardioprotektív potenciális tulajdonságokkal rendelkezik, és a TNF-α-indukált sejtsérüléssel és -halállal szemben is enyhítette a vizsgált koncentrációkban. A vizsgálat először jelezte a Panaeolus cyanescens és a Psilocybe cubensis gombák használatának biztonságosságát és potenciális jótékony tulajdonságait szívelégtelenségben, ahol az ET-1 a kóros hipertrófiás változások folyamata. Azonban óvatos a magasabb koncentrációkkal. További vizsgálatok szükségesek a mögöttes hatásmechanizmusok megállapításához.