Куркумин может подавлять метастазирование при колоректальном раке

Колоректальный рак (CRC) занимает второе место по смертности среди всех раковых заболеваний и становится причиной более 900 тысяч смертей ежегодно, поэтому существует острая потребность в новый методах терапии и профилактики. Ранее уже были описаны противораковые свойства куркумина — полифенола, содержащегося в корнях куркумы длинной (Curcuma longa). Куркума широко используется в восточной медицине и лидирует на рынке БАД, хотя ее эффективность «против всех болезней» вызывает скепсис. Авторы новой статьи в журнале Cell Death & Differentiation приводят ссылки на исследования, в которых собраны свидетельства противоопухолевой активности куркумы и куркумина при онкозаболеваниях ЖКТ, прежде всего при колоректальном раке. (Из-за нестабильности куркумина в организме и его низкой биодоступности это направление представляется наиболее перспективным.) Но точный механизм его действия до сих пор был не до конца ясен. В новом исследовании обнаружены сигнальные пути, через которые происходит действие куркумина.

Было показано, что куркумин повышает экспрессию p53 в культуре клеток. Чтобы проверить, необходим ли p53 для противоракового эффекта куркумина, авторы использовали линию клеток колоректального рака HCT116 с делецией p53. Оказалось, что отсутствие p53 не только не снижает эффект куркумина, а даже усиливает его: IC₅₀ куркумина для ингибирования роста клеток дикого типа составила 21,49×10^-6моль/л, в то время как для клеток с делецией p53 — 18,03×10^-6моль/л. В дальнейших опытах использовали концентрацию 15×10^-6моль/л. Также в первичных опытах было показано, что куркумин нарушает пролиферацию и миграцию раковых клеток, а также провоцирует апоптоз.

Способность куркумина повышать содержание активных форм кислорода в клетке подтвердилась в данной работе. При этом введение в клеточную культуру антиоксидантов снижало эффект куркумина. Ученые также установили, что куркумин вызывает активацию KEAP1/NRF2 сигнального пути — одного из основных медиаторов ответа на оксидативный стресс.

Предыдущие исследования показали, что куркумин вызывает экспрессию miR-34a и miR-34b/c микроРНК, обладающих противораковыми свойствами. В данной работе выяснилось, что экспрессия микроРНК в ответ на куркумин происходит даже в клетках с делецией p53. Тогда авторы решили проверить, может ли экспрессия микроРНК быть вызвана активацией NRF2. И действительно, искусственная супрессия NRF2 препятствовала экспрессии miR-34a и miR-34b/c в p53^– клетках. Анализ последовательностей промоторов выявил три потенциальных сайта связывания NRF2 для miR-34a и один потенциальный сайт для miR-34b/c. Связывание NRF2 с промоторами было подтверждено ChiP-seq анализом. Нокдаун NRF2 также снижал влияние куркумина на жизнеспособность клеток.

Для проверки роли микроРНК в действии куркумина при помощи CRSPR/Cas9-систем были получены miR-34a^– и miR-34b/c^– HCT116 клетки. Эти клетки при обработке куркумином оказались существенно более жизнеспособными, у них не снижались пролиферация и подвижность и не повышался уровень апоптоза.

Ранее авторы показали, что активация STAT3, опосредованная интерлейкином 6 либо гипоксией, подавляет экспрессию miR-34a и miR-34b/c. Теперь они продемонстрировали, что активация NRF2 куркумином предотвращает эти эффекты.

Далее исследователи проверили влияние куркумина на способность раковых клеток к образованию метастазов. В клетках рака in vitro условиях куркумин подавлял мезенхимально-эпителиальный переход — процесс, предположительно задействованный в метастазировании. Авторы также провели эксперименты in vivo — вводили мышам помеченные раковые клетки линии SW620-Luc2 (экспрессирующие люциферазу). Клетки были предварительно обработаны куркумином и/или miR-34a специфичными анти-микроРНК. Обработка куркумином предотвращала образование метастазов в легких в течение 5 недель после инъекции, а обработка анти-микроРНК частично восстанавливала способность клеток к образованию метастазов.

Наконец, авторы показали, что куркумин усиливает эффект 5-фторурацила — основного противоопухолевого препарата, применяемого при лечении CRC.

Таким образом, описан каскад реакций, обуславливающих противоопухолевый эффект куркумина. Его присутствие увеличивает концентрации активных форм кислорода, это ведет к активации NRF2, который, в свою очередь, повышает экспрессию miR-34a и miR-34b/c, подавляющих пролиферацию и миграцию раковых клеток и образование метастазов. Авторы отмечают, что оральный прием куркумина в количествах до 3,6 г позволяет достичь его концентраций в слизистой оболочке кишечника, сравнимых с теми, что использовались в данном исследовании.

Органоиды использовали для подбора индивидуальной терапии колоректального рака