Die Zellmalerei -Technologie deckt Flavonoide mit Potential zur Behandlung von Blasenkrebs auf
Ein Team, das von Forschern am Baylor College of Medicine geleitet wurde, hat Flavonoide identifiziert, natürliche Verbindungen in Pflanzen, die für Blasenkrebszellen, die im Labor kultiviert sind, toxisch sind. Die Forscher berichten in der Zeitschrift Pharmakologische Forschung – Naturprodukte Diese Zellmalertechnologie ermöglicht es ihnen, nicht nur Verbindungen mit potenziellen Anti-Krebs-Eigenschaften zu identifizieren, sondern auch Einblicke in ihren Wirkmechanismus aufzudecken.
„Zellmalerei verwendet Hochdurchsatz-Mikroskopie, um Zellstrukturen und über benutzerdefinierte Bildanalyse-Pipelines zu markieren, und quantifizieren Sie Änderungen der kultivierten Zellpopulationen“, sagte der korrespondierende Autor Dr. Michael Mancini, Professor der molekularen und zellulären Biologie und Direktorin des langjährigen integrierten Mikroskopiekerns von Baylor und des Gulf Coast Consortium Center für fortschrittliche Mikroskopie- und Bildinformatik (CAMII, Co-located bei Baylor und dem Texas A & M Institute for Bioscience and Technology). „Diese Innovation ermöglicht ein detaillierteres Verständnis dafür, wie Arzneimittel mit Zellen interagieren und Veränderungen in den Eigenschaften einer Zelle und ihrer individuellen inneren Strukturen aufdecken.“
Die Zellmalereianalyse erzeugt absichtlich sehr große Datensätze (mehr als 57.000 konfokale Bilder mit hohem Durchsatz pro Platte, die nicht scannt werden können, und es ist inhärent schwierig, auf einzelnen Zellebene zu analysieren, insbesondere wenn es keine großen Computerverarbeitungsressourcen fehlen.
Im Jahr 2024 berichteten Mancini und seine Kollegen über die Entwicklung eines leistungsstarken Computerwerkzeugs namens Space für die schnelle phänotypische Analyse von Zellen, um Tausende von Zellen unter Dutzenden von Platten einzeln zu analysieren und über die Heterogenität der Subpopulation zu berichten. Aufgrund der optimierten Programmierung ist es nun möglich, groß angelegte Arzneimittel-Screening-Datensätze auf einem Standard-Desktop-Computer zu analysieren, was diesen Prozess Labors unterschiedlicher Größen zur Verfügung stellt.
Mit diesem leistungsstarken Werkzeug in der Hand haben wir 244 Flavonoidverbindungen auf Blasenkrebszelltoxizität analysiert. Blasenkrebs ist der fünfthäufigste Krebs in den USA und verursacht jährlich mehr als 16.000 Todesfälle. Obwohl aktuelle Behandlungen dazu beitragen, die Tumoren und Kontroll -Rückfälle zu entfernen, bestehen Probleme mit Restkrebs, die sich weiter ausbreiten könnten. In dieser Studie haben wir den Wert der Zellmalerei bewertet, um neue Flavonoide zu identifizieren, die möglicherweise zu neuen Therapeutika entwickelt werden könnten, um die Behandlung von Blasenkrebs zu verbessern. „
Dr. Michael J. Bolt, Erster Autor, Assistenzprofessor für Molekulare und Zellbiologie in Baylor
Das Team testete die Flavonoide in drei im Labor gezüchteten häufigen Blasenkrebszelllinien. Sie entdeckten sechs Flavonoide, die die Krebszellen töteten, darunter (wie erwartet) zwei bekannte toxische Flavonoide (Flavopiridol und Rotenon). Die Weltraumanalyse ergab, dass einige dieser Verbindungen die Krebszellen durch DNA -Schäden töteten, während andere mitochondriale Funktionen veränderten und ihre Fähigkeit, Zellen zu versorgen, störten.
„Wichtig ist, dass wir auch drei Flavonoide identifiziert haben, die das Wachstum von 3D -Blasenkrebskulturen reduzierten, die als Sphäroid- und Chorioallanto -Membransysteme bezeichnet werden und als eher physiologische Kultursysteme angesehen werden, aber diese Flavonoide beeinflussten das normale Blasenzellwachstum nicht“, sagte Mancini. „Wir beobachteten auch Verbindungen, einschließlich Deguelin, Kardamonin, Biochannin A und Xanthohumol, die toxisch waren, aber nur wenig oder gar keine Auswirkungen auf die DNA -Merkmale hatten.“
„Insbesondere stellten wir fest, dass die durch Xanthohumol induzierte Abtötung von Blasenkrebszellen von einer Abnahme des Lipidstoffwechsels in diesen Zellen und einer starken Verringerung der Anzahl der Lipidtröpfchen pro Zelle begleitet wurde“, sagte Bolt.
Xanthohumol findet sich in bestimmten Bieren in Mengen, die denen in diesen Experimenten ähneln. „Es wäre interessant, das Auftreten von Blasenkrebs bei Patienten zu bestimmen, die häufig Xanthohumol-reiche Biere konsumieren“, sagte Bolt.
Mancini sagte: „Flavonoide sind in Pflanzen vorhanden, die wir für Nahrung und Getränke verbrauchen, und einige dieser Verbindungen können natürlich vor verschiedenen Krankheiten schützt. Mit dem Screening von Zellmalerei können wir nun schnell Bibliotheken dieser Verbindungen untersuchen, um sie zu untersuchen und ihren potenziellen therapeutischen Wert aufzudecken.“
Zukünftige Studien werden die Sicherheit und Wirksamkeit dieser Flavonoide in lebenden Tiermodellen von Blasenkrebs bewerten, einschließlich Modellen mit Tumoren von Humanblasenkrebs und später in klinischen Studien mit menschlichem. Ziel ist es, die Möglichkeit zu bewerten, einige dieser Verbindungen in Krebstherapien zu entwickeln, die Teil der aktuellen Behandlungsoptionen sein und die klinischen Ergebnisse verbessern könnten.
Jessica Oceguera, Alejandra Rivera Tostado, Christopher D. Candler, Elina Mosa, Kazem Safari und Maureen G. Mancini haben ebenfalls zu dieser Arbeit beigetragen. Während der Herstellung dieses Manuskripts waren diese Autoren mit einem oder mehreren der folgenden Institutionen verbunden: dem Baylor College of Medicine, dem GCC -Zentrum für fortschrittliche Mikroskopie- und Image -Informatik und der Texas A & M University.
Diese Studie wurde über das von CPRIT finanzierte GCC-Zentrum für fortschrittliche Mikroskopie- und Bildinformatik (RP170719) unterstützt und vom GCC Center for Precision Environmental Health (P30ES030285A) teilweise finanziert. Die weitere Unterstützung des Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center (P30 CA125123).
Quellen:
Bolt, M. J., et al. (2025). A phenotypic screen identifies xanthohumol and other flavonoids as killers of bladder cancer. Pharmacological Research – Natural Products. doi.org/10.1016/j.prenap.2025.100236.
