Sarcoma-immagine: un confronto in laboratorio tra composti naturali ha rivelato una promettente differenza tra i loro effetti sulle cellule cancerose e su quelle sane. Credito: Shutterstock
Uno studio di laboratorio ha identificato la curcumina come il composto vegetale che offre il miglior equilibrio tra attività antitumorale e sicurezza nei confronti delle cellule del fibrosarcoma.
Un composto vegetale può danneggiare le cellule tumorali in laboratorio, ma risultare comunque troppo tossico per essere un trattamento efficace. Questa distinzione è emersa quando i ricercatori dell’Università di Medicina di Breslavia e dell’Università di Breslavia hanno confrontato la curcumina, la berberina e diverse altre sostanze naturali note per le loro proprietà antinfiammatorie e antitumorali.
I ricercatori hanno testato cinque composti: curcumina, berberina, biochanina A, cucurbitacina E e CAPE ( estere fenetilico dell’acido caffeico ), presente nella propoli. Hanno confrontato gli effetti di ciascuna sostanza sulle cellule del fibrosarcoma e sulle cellule muscolari sane.
La loro ricerca si è concentrata sulla via di segnalazione NF-κB, un sistema coinvolto nell’infiammazione, nel metabolismo, nella sopravvivenza cellulare e nell’invecchiamento cellulare. “NF-κB agisce come un interruttore di controllo centrale che integra i segnali di stress cellulare e determina se una cellula attiva le vie infiammatorie, lotta per la sopravvivenza o modifica il proprio metabolismo”, spiega la Prof.ssa Julita Kulbacka del Dipartimento di Biologia Molecolare e Cellulare dell’Università di Medicina di Breslavia.
Le cellule tumorali possono sfruttare un’eccessiva attività di NF-κB per sopravvivere e adattarsi a condizioni avverse. Tuttavia, anche le cellule sane dipendono da questa via di segnalazione, il che significa che un potenziale trattamento dovrebbe regolarla attentamente piuttosto che bloccarla completamente.
Le cellule tumorali perdono molta più energia
Tutti e cinque i composti hanno interferito con la funzione mitocondriale, limitando la capacità delle cellule di generare energia.
Nelle cellule di fibrosarcoma, l’ATP, la principale fonte di energia utilizzabile all’interno delle cellule, è diminuito di circa l’83-92%. Nelle cellule muscolari sane, il calo è stato compreso tra il 23% e il 73%. Questa differenza suggerisce che le cellule tumorali fossero più sensibili alle alterazioni del metabolismo energetico.
I trattamenti hanno anche alterato la mitofagia, il processo cellulare che rimuove i mitocondri danneggiati.
“La berberina, la cucurbitacina E e il CAPE hanno potenziato la mitofagia dipendente da PINK1/PARKIN nelle cellule di fibrosarcoma. In combinazione con la marcata riduzione dei livelli di ATP, ciò indica non una risposta protettiva, bensì un meccanismo adattativo sovraccarico che porta alla senescenza e alla morte cellulare”, afferma la Prof.ssa Julita Kulbacka.
La curcumina mostra il miglior equilibrio
Ciascuno dei cinque composti ha indotto nelle cellule del fibrosarcoma lo sviluppo di caratteristiche di senescenza cellulare. Le cellule senescenti rimangono vive, ma smettono definitivamente di dividersi.
La curcumina ha prodotto la risposta più forte. La percentuale di cellule tumorali senescenti è aumentata da circa il 16,5% a oltre il 75%, mentre gli altri composti hanno incrementato la percentuale a oltre il 66%.
Le cellule muscolari sane in genere hanno reagito in modo meno intenso, il che indica che i composti hanno mostrato una certa selettività nei confronti delle cellule tumorali.
I test di vitalità cellulare hanno dimostrato che la curcumina e il CAPE sono i più selettivi contro le cellule di fibrosarcoma. La curcumina ha combinato una sostanziale attività antitumorale e l’induzione della senescenza con un profilo di sicurezza relativamente favorevole.
“I nostri risultati dimostrano che questi composti naturali possono imporre selettivamente un maggiore carico metabolico alle cellule tumorali rispetto alle cellule sane, alterando la funzione mitocondriale e il metabolismo energetico. Tra i composti testati, la curcumina ha mostrato il profilo più equilibrato”, sottolinea la Prof.ssa Julita Kulbacka.
La berberina è stata tollerata relativamente bene, sebbene i ricercatori abbiano affermato che i suoi effetti sui mitocondri nelle cellule muscolari sane necessitano di ulteriori approfondimenti.
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I test di tossicità rivelano importanti compromessi
I ricercatori hanno condotto una valutazione iniziale della sicurezza utilizzando le larve della tignola della cera (Galleria mellonella) come modello di tossicità.
La curcumina e la berberina sono state le sostanze meglio tollerate. Il CAPE e la cucurbitacina E hanno causato una mortalità più elevata, mentre la biochanina A è risultata la più tossica tra i composti testati.
I risultati dimostrano perché la sola potenza antitumorale non è sufficiente a determinare se una sostanza sia un promettente candidato farmaco. I ricercatori devono valutarne anche gli effetti sui tessuti sani e sull’intero organismo.
Il trattamento sull’uomo non è ancora stato testato
I risultati non dimostrano che la curcumina, la berberina o alcuno degli altri composti siano attualmente in grado di trattare i sarcomi nell’uomo. Gli esperimenti sono stati condotti utilizzando linee cellulari animali e un modello di tossicità di base per invertebrati.
“I nostri risultati derivano da esperimenti di laboratorio e test preliminari su larve di falena della cera. Il prossimo passo sarà valutare questi composti in modelli in vivo più avanzati e comprendere meglio i loro meccanismi d’azione, il dosaggio ottimale e i metodi di somministrazione”, osserva il Prof. Kulbacka.
La ricerca, tuttavia, contribuisce a identificare quali composti meritano ulteriori studi. Sottolinea inoltre la necessità di valutare gli agenti antitumorali naturali sia in base alla loro attività contro le cellule tumorali, sia in base alla loro sicurezza per i tessuti sani e per l’organismo nel suo complesso.
Riferimento: International Journal of Molecular Sciences