Rak płuc należy do kategorii "karbunkuł płuc" w tradycyjnej medycynie chińskiej. Patogeneza karbunkułu płuc to osłabienie zdrowego "Qi" pacjentów, brak równowagi Yin i Yang, toksyny i zastój w płucach, prowadzący do dysfunkcji płuc, zablokowania krwi i utraty płynu w płucach. W ten sposób długotrwały zastój krwi i toksyny plwociny w płucach tworzą masę płuc1. Dlatego wzmocnienie Qi i eliminacja czynników chorobotwórczych jest podstawową zasadą leczenia raka płuc. Metody odżywiania Yin w celu zrównoważenia Yin i Yang, usuwania ciepła, detoksykacji i rozpraszania stagnacji, uzupełniania Qi i odżywiania Yin oraz usuwania flegmy są stosowane w leczeniu i zapobieganiu tworzeniu się karbunkułów płuc2.
Marsdenia tenacissima (MT) to roślina lecznicza należąca do rodziny Asclepiadaceae (Marsdenia ssp.), znana również jako Wuguteng. Ma działanie oczyszczające ciepło i detoksykację, łagodzące kaszel i astmę, a także ma właściwości przeciwnowotworowe3. Iniekcja Xiaoaiping, preparat wykonany z pojedynczego zioła MT, jest szeroko stosowany w klinikach i wykazuje dobre terapeutyczne działanie przeciwnowotworowe4. Jednak wraz ze wzrostem liczby ludności gwałtownie wzrosło zapotrzebowanie na MT. W związku z tym zaopatrzenie w dzikie zasoby MT jest niewystarczające, a jakość uprawianych surowców leczniczych jest nierówna. Istnieją problemy, takie jak niska jakość surowców ziołowych, niestabilna zawartość składników i niska biodostępność, które poważnie zagrażają rozwojowi MT. Wśród tych związków bioaktywnych saponiny z MT zostały dokładnie przebadane. Zidentyfikowano ponad 100 saponin z MT; można je podzielić na dwa główne typy: (1) C21 glikozydy steroidowe w MT, w tym tenakisozyd A-P, marsdenozyd A-M, tenakigenozyd A-L i tenacigenina AD. (2) Pentacyliczne triterpeny, takie jak kwas oleanolowy i kwas ursolowy. Wiele badań wykazało, że aktywność przeciwnowotworowa ekstraktów eteru naftowego jest wyższa niż wysoce polarnych cząsteczek MT. Dlatego korzystne jest przekształcenie głównego polisacharydu saponin z MT w inny mniejszy aglikon MT o wyższej biodostępności i bioaktywności5.
Biotransformacja, znana również jako biokataliza, odnosi się do fizjologicznych i biochemicznych reakcji przemiany lub modyfikacji strukturalnej substratów egzogennych przy użyciu pokrewnych enzymów w systemach biologicznych6. Jest bardziej ekonomiczna, bezpieczniejsza, selektywna regionalnie i stereoselektywna niż tradycyjna synteza chemiczna i może wytwarzać pewne związki bioaktywne, które są trudne do przygotowania za pomocą konwencjonalnej chemii syntetycznej7,8. Dlatego rozwój tradycyjnej medycyny chińskiej i leków naturalnych ma zasadnicze znaczenie dla promowania modernizacji i internacjonalizacji tradycyjnej medycyny chińskiej.
System kofermentacji MT został stworzony przy użyciu biotransformacji. Pierwotne materiały lecznicze zostały przekształcone przez mikrobiologiczne systemy enzymatyczne. Z jednej strony ekstrakt z MT został wykorzystany jako substrat do wytworzenia kultury fermentacyjnej grzybów w tym trybie. Jednocześnie fermentacja grzybowa skróciła cykl rozmnażania się bakterii, obniżyła koszty produkcji i poprawiła wydajność produkcji9. Z drugiej strony, zwiększone wytrącanie składników aktywnych przez fermentację grzybową jest korzystne, wytwarzając składniki chemiczne i poprawiając skuteczność10. Zastosowanie technologii płynnej fermentacji dwukierunkowej jest pomocne w ochronie aktywnych składników materiałów leczniczych, poprawie skuteczności, oszczędzaniu źródeł leków i może zapewnić lepszą skuteczność dzięki zapewnieniu technik modyfikacji strukturalnej składników aktywnych materiałów ziołowych. Ma to ogromne znaczenie dla podniesienia poziomu unowocześnienia tradycyjnej medycyny chińskiej.
W tym badaniu, G. lucidum, O. sinensis i Inonotus obliquus (I. obliquus) zostały wybrane jako mikroorganizmy fermentacyjne we wczesnej fazie po przeglądzie literatury, a szczepy zostały wstępnie przebadane. Następnie określono końcowe szczepy fermentacyjne, badając skuteczność przesianych szczepów za pomocą mysiego modelu nowotworowego. Wreszcie, metabolity pierwotne i metabolity wtórne produktów fermentacji były systematycznie analizowane i oceniane przez LC-MS i otrzymaliśmy związek monomeryczny, tenacigeninę A, z produktów fermentacji.