Forskere opdager metode til at levere urtetilskud curcumin til kræftceller ved at løse dets uopløselighed

I Indien og andre lande i Sydøstasien, curcumin bruges ofte som krydderi i madlavning, især kylling eller fisk. Det er kendt for sin terapeutiske effekt og som en måde at dræbe bakterier i råt kød. For nylig, Forskere har også opdaget, at curcumin, et naturligt forekommende stof isoleret fra den lange Curcuma-plante, at være et effektivt middel til at dræbe kræftceller.

"Indtil nu, imidlertid, curcumin er det, vi inden for farmaceutisk videnskab kalder et 'falskt forspring' - det er terapeutisk, men den fulde effekt kan ikke udnyttes, fordi den er dårligt opløselig i vand, " bemærkede Dipanjan Pan, en lektor i bioteknik ved University of Illinois i Urbana-Champaign, der leder Laboratory of Materials in Medicine.

"Når du forsøger at levere et stof, det kræver opløselighed i vand, ellers vil det ikke flyde gennem blodbanen, " tilføjede Santosh Misra, en post-doc forsker, der arbejder med Pan.

For nylig, imidlertid, Pans laboratorium samarbejdede med Peter Stang, chefredaktør for Journal of American Chemical Society, og fremtrædende professor i kemi ved University of Utah om måder at gøre curcumin opløseligt på, levere det til inficerede tumorer, og dræber kræftceller. Holdet har skabt et sofistikeret metallocyklisk kompleks ved hjælp af platin, som ikke kun har muliggjort curcumins opløselighed, men hvis synergi har vist sig 100 gange mere effektiv til behandling af forskellige kræfttyper såsom melanom og brystkræftceller end at bruge curcumin og platinmidler separat. De offentliggjorde deres resultater i Proceedings of the National Academy of Sciences

"Det er en kombination af smart kemi og nanoudfældning ved at bruge værtens gæstekemi, " Pan forklarede. "Vi ved, at et lægemiddel vil binde sig til et bestemt 'værtsmolekyle', hvis den rigtige lomme er til stede. Vi har her vist, at et græskarformet makrocyklisk molekyle Cucurbituril i kraft af dets monomere glycolurilbindinger, der tiltrækker curcumin, som bliver bundet og kommer af, når det bliver leveret til cellen. Det er nøglen til at demonstrere effektiviteten af ​​terapien og til at løse et langvarigt problem med curcumins uopløselighed."

"For at gøre det tilgængeligt for systemet, det var nødvendigt at putte curcumin i et større kompleks, hvor det kan være opløseligt i vand, " sagde Misra. "Dette kompleks har en meget unik evne til at påtage sig forskellige former for materiale - fra en sfærisk nanopartikel til længere aflange tråde af nanometerstørrelse. I begge tilfælde curcumin er til stede i systemet, hvad der er vigtigt for dets medicinske værdi."

"Vi vidste, at platin er et almindeligt anvendt kræftlægemiddel i klinikken, " sagde Pan, da han forklarede vejen til opdagelse. "Vi ønskede også at udnytte den egenskab ud over curcumin. Vores resultater viser, at curcumin virker fuldstændig synkroniseret med platin og udøver en synergistisk effekt for at vise bemærkelsesværdige anticancer-egenskaber."

Curcumin har vist sig at forhindre phosphorylering af STAT3, en velkendt signalvej, der udløser væksten af ​​kræftceller og giver dem mulighed for at overleve, i in vivo undersøgelser. Platin-curcumin-kombinationen dræber cellerne ved at fragmentere dets DNA.

Selvom forskerne kun har testet metoden til at levere curcumin, dets bidrag til kræftbehandling vil i sidste ende også komme fra sandsynligheden for, at metoden også vil fungere sammen med andre lægemidler.

"I kræftbehandling, en af ​​de foranstaltninger, der begrænser en række af lægemidlerne, er deres dårlige opløselighed, " sagde Pan. "Levedygtighed bliver først fremtrædende, når lægemidlet bliver opløseligt i vand. Så, uanset hvordan lægemidlet gives, intravenøst ​​eller oralt, det skal til sidst absorberes af organerne i kroppen."

Pans team håber også at bevise, at denne metode vil være effektiv til at dræbe kræftstamceller, i realiteten kræftens rodsystem.

"Mere og mere bliver det tydeligt, at kræftstamceller er ansvarlige for, at alle disse kræftformer vokser igen, " sagde Pan. "Selv hvis du dræber alle cellerne i tumoren, der ville være en lille population af celler med "stamness"-egenskaber, der kunne gøre det muligt for kræftceller at vokse tilbage og sprede sig til andre dele af kroppen. Det er derfor, selvom en patient er blevet erklæret kræftfri, læger fortsætter med at overvåge for at se, om celler vokser igen. Imidlertid, hvis vi kan levere terapi til kræftstamceller, vi kan forhindre det i at ske. Som en igangværende forskning i vores laboratorium for at finde midler til at stoppe væksten af ​​kræftstamceller, vi vil se på at bruge disse meget sofistikerede selvsamlede metallacykler til målrettede terapier"