In India en andere landen in Zuidoost-Azië, curcumine wordt vaak gebruikt als specerij bij het koken, vooral kip of vis. Het staat bekend om zijn therapeutische werking en als een manier om ziektekiemen in rauw vlees te doden. Onlangs, wetenschappers hebben ook ontdekt dat curcumine, een van nature voorkomende stof geïsoleerd uit de Curcuma lange plant, om een ​​effectief middel te zijn voor het doden van kankercellen.

"Tot nu, echter, curcumine is wat we in de farmaceutische wetenschap een 'valse aanwijzing' noemen - het is therapeutisch, maar het volledige effect kan niet worden benut omdat het slecht oplosbaar is in water, " merkte Dipanjan Pan op, een universitair hoofddocent bio-engineering aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign, die het Laboratory of Materials in Medicine leidt.

"Als je een medicijn probeert af te leveren, het vereist oplosbaarheid in water, anders stroomt het niet door de bloedbaan, " voegde Santosh Misra toe, een postdoctoraal onderzoeker die samenwerkt met Pan.

Onlangs, echter, Pan's laboratorium werkte samen met Peter Stang, de hoofdredacteur van het Journal of American Chemical Society, en Distinguished Professor in de chemie aan de Universiteit van Utah over manieren om curcumine oplosbaar te maken, leveren aan geïnfecteerde tumoren, en kankercellen doden. Het team heeft een geavanceerd metallocyclisch complex gemaakt met behulp van platina dat niet alleen de oplosbaarheid van curcumine mogelijk heeft gemaakt, maar waarvan de synergie 100 keer effectiever is gebleken bij de behandeling van verschillende soorten kanker, zoals melanoom en borstkankercellen, dan het afzonderlijk gebruiken van curcumine en platinamiddelen. Ze publiceerden hun resultaten in de Proceedings van de National Academy of Sciences

"Het is een combinatie van slimme chemie en nanoprecipitatie met behulp van gastchemie, " legde Pan uit. "We weten dat een medicijn gaat binden aan een bepaald 'gastheermolecuul' als de juiste zak aanwezig is. We hebben hier aangetoond dat een pompoenvormig macrocyclisch molecuul Cucurbituril vanwege zijn glycoluril-monomeerverbindingen, dat trekt curcumine aan, die wordt gebonden en loskomt zodra het in de cel wordt afgeleverd. Dat is de sleutel tot het aantonen van de effectiviteit van de therapie en het oplossen van een al lang bestaand probleem met de onoplosbaarheid van curcumine."

"Om het beschikbaar te maken voor het systeem, het was nodig om curcumine in een groter complex te doen waar het oplosbaar kan zijn in water, " Zei Misra. "Dit complex heeft een zeer uniek vermogen om verschillende vormen van materiaal aan te nemen - van een bolvormig nanodeeltje tot langere langwerpige draden van nanometergrootte. In beide gevallen, curcumine is aanwezig in het systeem, wat belangrijk is voor zijn geneeskrachtige waarde."

"We wisten dat platina een veelgebruikt kankertherapeutisch middel is in de kliniek, Pan zei bij het uitleggen van de weg naar ontdekking. "We wilden die eigenschap naast curcumine ook exploiteren. Onze resultaten tonen aan dat curcumine volledig synchroon werkt met platina en een synergetisch effect heeft om opmerkelijke eigenschappen tegen kanker te vertonen."

Van curcumine is aangetoond dat het de fosforylering van STAT3 voorkomt, een bekende signaalroute die de groei van kankercellen stimuleert en hen in staat stelt te overleven, in in-vivo-onderzoeken. De combinatie van platina en curcumine doodt de cellen door het DNA ervan te fragmenteren.

Hoewel de onderzoekers de methode alleen hebben getest bij het afleveren van curcumine, zijn bijdrage aan de behandeling van kanker zal uiteindelijk ook komen van de waarschijnlijkheid dat de methode ook met andere medicijnen zal werken.

"Bij kankertherapie een van de maatregelen die een aantal geneesmiddelen beperkt, is hun slechte oplosbaarheid, " zei Pan. "De levensvatbaarheid wordt alleen prominent wanneer het medicijn oplosbaar wordt in water. Dus, hoe het medicijn ook wordt toegediend, intraveneus of oraal, het moet uiteindelijk worden opgenomen door de organen in het lichaam."

Pan's team hoopt ook te bewijzen dat deze methode effectief zal zijn in het doden van kankerstamcellen, in feite het wortelstelsel van kanker.

"Meer en meer wordt het duidelijk dat kankerstamcellen verantwoordelijk zijn voor het opnieuw groeien van al deze kankers, ' zei Pan. 'Zelfs als je alle cellen in de tumor doodt, er zou een kleine populatie cellen zijn met 'stamheid'-eigenschappen die kankercellen in staat zouden kunnen stellen terug te groeien en zich naar andere delen van het lichaam te verspreiden. Dat is de reden waarom, zelfs als een patiënt kankervrij is verklaard, artsen blijven controleren om te zien of cellen teruggroeien. Echter, als we kankerstamcellen kunnen behandelen, dat kunnen we voorkomen. Als een doorlopend onderzoek in ons laboratorium om middelen te vinden om de groei van kankerstamcellen te stoppen, we zullen onderzoeken of we deze zeer geavanceerde zelf-geassembleerde metallacycles kunnen gebruiken voor gerichte therapieën"