Il composto di broccoli potrebbe essere sfruttato per curare il cancro / Broccoli Compound Could Be Exploited To Treat Cancer

Il composto di broccoli potrebbe essere sfruttato per curare il cancro / Broccoli Compound Could Be Exploited To Treat Cancer

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

I broccoli possono contenere vantaggi oltre la nutrizione. Una molecola trovata in broccoli, cavoli e altro viene digerita in DIM, un composto con benefici più luminosi di quanto suggerisca il nome, come l'induzione della morte cellulare nel cancro al seno, alla prostata ed al colon. Ora, i ricercatori stanno iniziando a comprendere il meccanismo alla base di questo comportamento molecolare, informazioni che potrebbero aiutare a chiarire futuri trattamenti antitumorali.

In un rapporto pubblicato il 10 dicembre 2021 su  PLOS One , i ricercatori dell'Università di Hiroshima riassumono la loro scoperta che il DIM, o 3,3'-Diindolilmetano, innesca anche la morte controllata di cellule intere ed il riciclaggio dei componenti cellulari nel lievito di fissione. Resta da vedere se il meccanismo di danno indotto dal DIM è conservato negli esseri umani, ma l'autore  dell'articolo Masaru Ueno  ha spiegato che il lievito di fissione unicellulare consente un esame più facile del macchinario molecolare che imita il comportamento in organismi più complessi.

"Abbiamo scoperto che il composto chimico, DIM, induce una nuova attività biologica che danneggia le membrane nucleari nel lievito di fissione", ha affermato Ueno, professore associato presso  l'Hiroshima Research Center for Healthy Aging ,  Graduate School of Integrated Sciences for Life , Hiroshima University.

Le membrane nucleari racchiudono le informazioni genetiche della cellula. Una volta che il materiale genetico è stato replicato, l'involucro nucleare, che comprende le membrane interna ed esterna, si divide in due e si divide, dando luogo a due cellule dove una volta ce n'erano una.

"L'integrità delle membrane nucleari è importante per la salute umana", ha affermato Ueno. “Le mutazioni che causano difetti nella membrana nucleare accelerano l'invecchiamento. Anche le membrane nucleari si rompono e si riparano durante la migrazione delle cellule tumorali”.

Parte del processo di riparazione della cellula è chiamato autofagia o "auto-alimentazione". È il percorso di degradazione dei componenti cellulari, in cui la cellula consumerà le sue parti interne per conservare energia ed ottimizzare i processi di sostentamento vitale. Ueno ha anche notato che l'autofagia è implicata sia nell'invecchiamento che nelle malattie legate all'età. Se la riparazione non è più un'opzione, le cellule si romperanno in un processo di morte programmato chiamato apoptosi. Secondo Ueno, molti farmaci antitumorali citotossici agiscono inducendo l'apoptosi, quindi essere in grado di controllare il processo può aiutare a preservare e migliorare la salute umana.

"I nostri risultati suggeriscono che l'involucro nucleare potrebbe essere uno dei primi obiettivi del DIM", ha affermato l'autore del documento Parvaneh Emami, studente laureato presso la Graduate School of Integrated Sciences for Life, Università di Hiroshima.

Questa scoperta si basa su un  precedente rapporto  di un gruppo di ricerca in Germania, che ha scoperto che un'alta concentrazione di DIM aumenta la durata della vita del lievito di fissione. Può sembrare controintuitivo che un composto che induce l'apoptosi possa aumentare la durata della vita di un organismo, ma Emami ha spiegato che il DIM sembra indurre tale comportamento solo nelle cellule che si dividono esponenzialmente, come il cancro. Se le cellule tumorali muoiono, l'organismo può vivere più a lungo.

"Recenti studi sull'uomo mostrano che il DIM è un potenziale farmaco antitumorale che agisce mediante l'induzione dell'apoptosi in un'ampia gamma di tipi di cancro, tra cui seno, prostata, gastrico e pancreatico", ha affermato Ueno. “La ricerca dimostra anche che il DIM induce l'autofagia nelle cellule tumorali. Tuttavia, l'impatto dell'autofagia sulla formazione e sulla progressione del tumore non è completamente compreso. La comprensione del meccanismo dell'apoptosi e dell'autofagia da parte del DIM nel lievito di fissione può essere utile per la ricerca sul cancro umano e sulla longevità. Pensiamo che lo studio della struttura dell'involucro nucleare potrebbe essere un buon punto di partenza per questi casi".

I ricercatori continueranno a studiare il ruolo del DIM nel lievito di fissione.

"Vogliamo capire come il DIM danneggi le membrane nucleari nel lievito di fissione, che potrebbe contribuire allo sviluppo di un farmaco di prim'ordine per uccidere le cellule tumorali", ha affermato Emami. "Vogliamo anche capire il meccanismo di come il DIM induce l'autofagia nel lievito di fissione, che potrebbe contribuire a capire come aumentare la durata della vita umana".

ENGLISH

Broccoli may contain advantages beyond nutrition. A molecule found in broccoli, cabbage and more digests down into DIM, a compound with brighter benefits than the name implies, such as inducing cell death in breast, prostate and colon cancer. Now, researchers are beginning to understand the mechanism underpinning this molecular behavior — information that could help elucidate future anti-cancer treatments.

In a report published on Dec. 10, 2021, in PLOS One, Hiroshima University researchers summarize their finding that DIM, or 3,3’-Diindolylmethane, also triggers controlled whole-cell death and recycling of cellular components in fission yeast. Whether the DIM-induced damage mechanism is conserved in humans remains to be seen, but paper author Masaru Ueno explained that unicellular fission yeast allow for easier examination of molecular machinery that mimics behavior in more complex organisms.

“We discovered that the chemical compound, DIM, induces novel biological activity that damages the nuclear membranes in fission yeast,” said Ueno, associate professor at Hiroshima Research Center for Healthy Aging, Graduate School of Integrated Sciences for Life, Hiroshima University.

The nuclear membranes enclose the cell’s genetic information. Once the genetic material is replicated, the nuclear envelope, which comprises the inner and outer membranes, pinches into two and part, resulting in two cells where there once was one.

“Integrity of the nuclear membranes is important for human health,” Ueno said. “Mutations that cause defects in the nuclear membrane accelerate aging. Nuclear membranes also rupture and repair themselves during cancer cell migration.”

Part of the cell’s process of repair is called autophagy, or "self-eating". It is the degradation pathway of cellular components, where the cell will consume its internal parts to conserve energy and streamline life-sustaining processes. Ueno also noted that autophagy is implicated in both aging and age-related diseases. If repair is no longer an option, cells will rupture in a programmed death process called apoptosis. According to Ueno, many cytotoxic anticancer drugs work by inducing apoptosis, so being able to control the process can help preserve and improve human health.

“Our results suggest that the nuclear envelope could be one of the early targets of DIM,” said paper author Parvaneh Emami, graduate student in the Graduate School of Integrated Sciences for Life, Hiroshima University.

This finding builds on a previous report from a research team in Germany, who found that a high concentration of DIM increases the lifespan of fission yeast. It may seem counter-intuitive that an apoptosis-inducing compound can increase the lifespan of an organism, but Emami explained DIM appears to prompt such behavior only in exponentially dividing cells — like cancer. If cancer cells die off, the organism can live longer.

“Recent studies in humans show that DIM is a potential anti-cancer drug that acts by the induction of apoptosis in a wide range of cancer types, including breast, prostate, gastric and pancreatic,” Ueno said. “Research also demonstrates that DIM induces autophagy in cancer cells. However, the impact of autophagy on tumor formation and progression are not fully understood. The understanding of apoptosis and autophagy mechanism by DIM in fission yeast may be helpful for human cancer and longevity research. We think that study of the nuclear envelope structure could be a good starting point for these cases.”

The researchers will continue investigating the role of DIM in fission yeast.

“We want to understand how DIM damages the nuclear membranes in fission yeast, which could contribute to the development of a first-in-class drug to kill cancer cells,” Emami said. “We also want to understand the mechanism of how DIM induces autophagy in fission yeast, which could contribute to understanding how to increase the human life span.”

Da:

https://www.technologynetworks.com/cancer-research/news/broccoli-compound-could-be-exploited-to-treat-cancer-357840?utm_campaign=NEWSLETTER_TN_Cancer%20Research&utm_medium=email&_hsmi=203134827&_hsenc=p2ANqtz--v9Qkq0cBSnX5XzYfIkd9IUd7KUr3JhXFlF_HYnOgutWoBSM6xsK9TQEtN3Ji6EY8W0sX_hiKhMO1F7XIsM7tmrfjTnDDCmatKg4iMROXFfLrU43o&utm_content=203134827&utm_source=hs_email