I ricercatori usano la cristallografia a raggi X per rivelare come la curcumina inibisce il cancro

Attraverso la cristallografia a raggi x e la specificità dell'inibitore della chinasi, i ricercatori della University of California di San Diego School of Medicine, in collaborazione con ricercatori dell'Università di Pechino e Zhejiang, rivelano che la curcumina, un composto chimico naturale presente nella spezia, si lega a l'enzima chinasi chinasi 2 regolata dalla tirosina a doppia specificità (DYRK2) a livello atomico. Questa interazione biochimica precedentemente non segnalata della curcumina porta all'inibizione di DYRK2 che ostacola la proliferazione cellulare e riduce il carico del cancro. Ma prima di rivolgersi a integratori di curcumina o di curcuma, Sourav Banerjee, PhD, studioso postdottorato della Scuola di Medicina dell'Università di San Diego, avverte che la sola curcumina potrebbe non essere la risposta. "In generale, la curcumina viene espulsa dal corpo abbastanza velocemente", ha detto Banerjee. "Perché la curcumina sia un farmaco efficace, ha bisogno di essere modificata per entrare nel flusso sanguigno e rimanere nel corpo abbastanza a lungo per colpire il cancro. A causa di vari inconvenienti chimici, la curcumina da sola potrebbe non essere sufficiente per invertire completamente il cancro in pazienti umani. "Scrivendo nel numero del 9 luglio del Proceedings of the National Academy of Sciences, Banerjee e colleghi riportano che la curcumina si lega e inibisce DYRK2 portando all'impedimento del proteasoma - il meccanismo delle proteine ​​cellulari che distrugge le proteine ​​non necessarie o danneggiate nelle cellule - che a sua volta riduce il cancro nei topi. "Sebbene la curcumina sia stata studiata per più di 250 anni e le sue proprietà anti-cancro siano state precedentemente riportate, nessun altro gruppo ha riportato una struttura co-cristallina della curcumina legata a un target di chinasi di proteine ​​fino ad ora", ha detto Banerjee, primo autore su lo studio. "Grazie al loro lavoro sulla cristallografia, i nostri collaboratori dell'Università di Pechino, Chenggong Ji e Junyu Xiao, ci hanno aiutato a visualizzare l'interazione tra curcumina e DYRK2"."L'enzima chinasi IKK e GSK3 erano considerati i principali bersagli di curcumina che portano all'effetto anti-cancro, ma la struttura co-cristallina della curcumina con DYRK2 insieme a un profilo di inibitore della chinasi di 140 pannelli rivela che la curcumina si lega fortemente al principio attivo sito di DYRK2, inibendolo ad un livello che è 500 volte più potente di IKK o GSK3. " Lavorando al fianco di Jack E. Dixon, PhD, Illustri professore di Farmacologia, Medicina cellulare e molecolare, Chimica e Biochimica all'Università di San Diego, Banerjee e team sono alla ricerca di regolatori di proteasomi per inibire la formazione di tumori da tumori dipendenti da proteasoma come il triplo negativo cancro al seno (TNBC) e la neoplasia delle cellule del plasma chiamata mieloma multiplo. Utilizzando biochimici, modelli di cancro del topo e modelli cellulari, il team ha scoperto che la curcumina è un inibitore selettivo di DYRK2 e che questo nuovo bersaglio molecolare ha un potenziale antitumorale promettente non solo per i tumori resistenti alla chemiosensibilità ma anche agli inibitori del proteasoma."I nostri risultati rivelano un ruolo inaspettato della curcumina nell'inibizione del proteasoma DYRK2 e forniscono una dimostrazione del fatto che la manipolazione farmacologica dei regolatori del proteasoma può offrire nuove opportunità per il trattamento del carcinoma mammario triplo negativo difficile da trattare e del mieloma multiplo", ha detto Dixon, che è stato coautore dell'autore con Xing Guo della Zhejiang University, PhD, sulla carta. "Il nostro obiettivo principale è quello di sviluppare un composto chimico che possa colpire DYRK2 in pazienti con questi tumori".L'esaurimento di DYRK2 altera l'attività del proteasoma e mostra una più lenta velocità di proliferazione del cancro e riduce significativamente il carico tumorale nei modelli murini. In combinazione con il farmaco per mieloma multiplo approvato dalla FDA, il carfilzomib, la curcumina ha indotto una morte cellulare molto più alta, mentre le cellule normali non cancerose sono state meno colpite. Questo suggerisce che bersagliare i regolatori del proteasoma (come DYRK2) in combinazione con gli inibitori del proteasoma potrebbe essere un approccio promettente alla terapia antitumorale con meno effetti collaterali, ma è necessario un ulteriore lavoro, ha detto Banerjee. Ancora una volta, Giovanni D’Agata, presidente dello “Sportello dei Diritti, segnala i benefici ed usi di una pianta, utilizzata come medicina, spezia e colorante da oltre 5.000 anni in India denominata “Curcuma“ o nota anche come “Zafferano d‘India“, perché i suoi rizomi, che sono la parte della pianta che contiene i principi attivi, vengono bolliti per diverse ore, poi essiccati in appositi forni, ed infine pestati fino ad ottenere una polvere di color giallo-arancione che viene comunemente utilizzata come spezia nella cucina del Sud Asia. La polvere di curcuma è l'ingrediente che dà il colore caratteristico al curry; il sapore è molto volatile mentre, al contrario, il colore si mantiene inalterato nel tempo. Per questo motivo è una sostanza che viene largamente impiegata nel ramo alimentare come colorante alimentare (la sigla internazionale è: E 100), come sostanza colorante per lana e seta e come indicatore acido-base visto che in ambiente basico il colore si trasforma in rosso. Tale spezia, contiene centinaia di componenti tra cui potassio, vitamina C, amido pari al 26 %, oltre ad oli eterici ed oli amari che sono in grado rispettivamente di stimolare l'appetito e la formazione di enzimi digestivi, ma quello che ha più destato l’attenzione degli studiosi è la “curcumina” ed in particolare la sua particolare natura antitumorale ed antiossidante, disintossicante ed antiinfiammatoria. Inoltre una recente indagine scientifica, ha fornito nuove speranze per la cura dell'Alzheimer: un composto presente nella curcuma, la spezia che conferisce al curry il suo tipico colore giallo, stimola la proliferazione e il differenziamento delle cellule staminali neurali presenti nel cervello adulto. Lo studio è stato pubblicato su British Journal of Nutrition.