A equipe detalhou uma abordagem hierárquica para solubilizar uma droga hidrofóbica anticâncer, curcumina na água por meio de uma combinação de automontagem dirigida por coordenação e interações hospedeiro-hóspede. Crédito:Laboratório de Materiais em Medicina da Universidade de Illinois
Na Índia e em outros países do Sudeste Asiático, a curcumina é frequentemente usada como tempero na culinária, particularmente frango ou peixe. É conhecido pelo seu efeito terapêutico e como forma de matar os germes presentes na carne crua. Recentemente, os cientistas também descobriram que a curcumina, uma substância de ocorrência natural isolada da planta longa Curcuma, para ser um agente eficaz para matar células cancerosas.
"Até agora, Contudo, a curcumina é o que chamamos na ciência farmacêutica como uma "pista falsa" - é terapêutica, mas o efeito total não pode ser utilizado porque é pouco solúvel em água, "observou Dipanjan Pan, um professor associado de bioengenharia da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign que lidera o Laboratório de Materiais em Medicina.
"Quando você tenta administrar um medicamento, requer solubilidade em água, caso contrário, não fluirá pela corrente sanguínea, "acrescentou Santosh Misra, Pesquisadora pós-doutoral que trabalha com o Pan.
Recentemente, Contudo, O laboratório de Pan colaborou com Peter Stang, o editor-chefe do Journal of American Chemical Society, e Distinto Professor de Química da Universidade de Utah sobre maneiras de tornar a curcumina solúvel, entregá-lo a tumores infectados, e matar células cancerosas. A equipe criou um complexo metalocíclico sofisticado usando platina que não só permitiu a solubilidade da curcumina, mas cuja sinergia provou ser 100 vezes mais eficaz no tratamento de vários tipos de câncer, como melanoma e células de câncer de mama, do que usar agentes de curcumina e platina separadamente. Eles publicaram seus resultados no Proceedings of the National Academy of Sciences
"É uma combinação de química inteligente e nanoprecipitação utilizando a química do hóspede hospedeiro, "Pan explicou." Nós sabemos que uma droga vai se ligar a uma certa 'molécula hospedeira' se a bolsa apropriada estiver presente. Mostramos aqui que uma molécula macrocíclica em forma de abóbora Cucurbituril em virtude de suas ligações monoméricas de glicoluril, que atrai curcumina, que é encadernado e sai assim que é entregue na célula. Essa é a chave para demonstrar a eficácia da terapia e resolver um problema de longa data com a insolubilidade da curcumina. "
“Para disponibilizá-lo ao sistema, foi necessário colocar a curcumina em um complexo maior onde ela pode ser solúvel em água, "Misra disse." Este complexo tem uma capacidade única de assumir diferentes formas de material - de uma nanopartícula esférica a fios mais alongados de tamanho nanométrico. Em ambos os casos, a curcumina está presente no sistema, qual o que é importante para o seu valor medicinal. "
"Sabíamos que a platina é um agente terapêutico do câncer comumente usado na clínica, "Pan disse ao explicar o caminho para a descoberta." Queríamos explorar essa propriedade também, além da curcumina. Nossos resultados demonstram que a curcumina funciona completamente em sincronia com a platina e exerce efeito sinérgico para mostrar propriedades anticâncer notáveis. "
A curcumina demonstrou prevenir a fosforilação de STAT3, uma via de sinalização bem conhecida que desencadeia o crescimento de células cancerosas e permite que sobrevivam, em estudos in vivo. A combinação platina-curcumina mata as células fragmentando seu DNA.
Embora os pesquisadores tenham testado apenas o método de entrega de curcumina, sua contribuição para o tratamento do câncer virá, em última análise, da probabilidade de o método funcionar também com outras drogas.
"Na terapia do câncer, uma das medidas que restringe uma série de drogas é sua baixa solubilidade, "Pan disse." A viabilidade só se torna proeminente quando a droga se torna solúvel em água. Então, não importa como a droga é dada, por via intravenosa ou oral, ele precisa ser eventualmente absorvido pelos órgãos do corpo. "
A equipe de Pan também espera provar que este método será eficaz para matar células-tronco cancerosas, no sistema de raiz do câncer de efeito.
"Cada vez mais está se tornando óbvio que as células-tronco cancerosas são responsáveis pelo crescimento de todos esses cânceres, "Pan disse." Mesmo se você estiver matando todas as células do tumor, haveria uma pequena população de células com propriedades de "tronco" que poderiam permitir que as células cancerosas voltassem a crescer e se espalharem para outras partes do corpo. É por isso que, mesmo que um paciente tenha sido declarado livre do câncer, os médicos continuam monitorando para ver se as células voltam a crescer. Contudo, se pudermos fornecer terapia para células-tronco cancerosas, podemos evitar que isso aconteça. Como uma pesquisa em andamento em nosso laboratório para encontrar agentes para interromper o crescimento de células-tronco cancerosas, estaremos estudando o uso desses metalaciclos automontados altamente sofisticados para terapias direcionadas "