Cuprul, un element esențial pentru viață, ar putea deveni călcâiul lui Ahile pentru tumorile canceroase. Deși toxic în concentrații mari, cuprul este vital în cantități mici pentru sănătatea noastră. Însă, cercetătorii au descoperit un aspect șocant: tumorile au nevoie de mult mai mult cupru decât celulele sănătoase pentru a se dezvolta. Aceasta ar putea fi o nouă cale de atac în tratarea cancerului.
Conform Science Daily, un grup de cercetători de la Universitatea Stanford și Universitatea Goethe din Frankfurt au dezvoltat o metodă inovatoare de a priva tumorile de cupru, provocându-le moartea. Cum funcționează acest mecanism fascinant?
Legatura dintre cupru și cancer
Cuprul este un cofactor esențial pentru diverse enzime implicate în creșterea și dezvoltarea celulelor. De exemplu, ionii de cupru sunt implicați în apărarea antioxidantă. Celulele reglează strict concentrația și disponibilitatea ionilor de cupru. Pe de o parte, trebuie să existe suficienți ioni de cupru; pe de altă parte, concentrația ionilor liberi de cupru în citoplasmă trebuie menținută foarte scăzută pentru a evita efectele secundare nedorite.
În exteriorul celulei, ionii de cupru cu două sarcini sunt reduși la cupru cu o singură sarcină, transportați în celulă, stocați în rezerve și transferați către biomoleculele care au nevoie de ei la cerere. Pentru a menține echilibrul celular al cuprului (homeostazia), celulele au dezvoltat sisteme ingenioase de transport care utilizează o varietate de transportori, liganzi, chaperoni (proteine care ajută alte proteine complexe să se plieze corect) și co-chaperoni.
Însă, celulele canceroase, care cresc și se multiplică mult mai rapid, au o nevoie semnificativ mai mare de ioni de cupru. Limitarea accesului acestora la ioni de cupru ar putea fi o nouă abordare in tratarea cancerului. Problema a fost că, până acum, nu a fost posibila dezvoltarea de medicamente care să lege ionii de cupru cu suficientă afinitate pentru a-i “îndepărta” de biomoleculele care leagă cuprul.
Perspective pentru tratarea cancerului
Aici intervine echipa de cercetători condusă de Tanja Weil, director al Institutului Max Planck pentru Cercetare în Polimeri din Mainz. Ei au dezvoltat un sistem care folosește domeniile de legare a cuprului ale chaperonului Atox1. Echipa a atașat un component acestei peptide care îi promovează absorbția în celulele tumorale. Un alt component asigură că moleculele individuale de peptidă se agregă în nanofibre odată ce sunt în interiorul celulelor tumorale.
În această formă, suprafețele fibrelor au multe site-uri de legare a cuprului în orientarea spațială corectă pentru a putea prinde ionii de cupru din trei părți cu grupuri tiol (complex chelat). Afinitatea acestor nanofibre pentru cupru este atât de mare încât ele prind și ionii de cupru în prezența biomoleculelor care leagă cuprul. Acest lucru golește rezervele de cupru din celule și dezactivează biomoleculele care necesită cupru. Drept consecință, echilibrul redox al celulei tumorale este perturbat, ducând la creșterea stresului oxidativ, care ucide celula tumorală.
În experimentele efectuate pe culturi celulare în condiții speciale, peste 85% dintr-o cultură celulară de cancer mamar a murit după 72 de ore, în timp ce nu s-a observat nicio citotoxicitate pentru o cultură celulară sănătoasă. Echipa de cercetare speră că, în câțiva ani, aceste experimente fundamentale vor duce poate la dezvoltarea unor metode utile de tratare a cancerului.
Această descoperire ar putea deschide noi perspective pentru tratarea cancerului, oferind o nouă speranță pentru pacienții din întreaga lume. Cu toate acestea, sunt necesare mai multe cercetări pentru a înțelege pe deplin potențialul și limitările acestei abordări.